從兇猛廝殺的狼到衝著你“螺旋槳式”搖尾巴的狗;從野外奔波的“完美獵手”到打個滾賣個萌討要你手中小魚乾的貓;從一蓬蓬雜草到擺上餐桌的小麥、水稻……
狗是人類最先馴化的動物 | 圖蟲創意
人類馴化各種植物、動物用於生產實踐及娛樂陪伴。數萬年的人類進化史裡,很長一段也是人類馴化物種史。從一萬年前人類最先馴化的狗,到現在還在不斷突破高產記錄的水稻,物種馴化伴隨著人類發展。
但是,馴化其他物種的能力並不是人類特有。有些昆蟲(比如螞蟻和白蟻)就能馴化真菌。而來自澳大利亞的科學家羅漢·布魯克(Rohan M. Brooker)的最新一項研究顯示,一種小魚奠眶鋸雀鯛(Stegastes diencaeus)表示我行我也上,不但將自己的農場管理的井井有條,還將自己馴化的小糠蝦放牧到自己的農場。這是首次在非人類社會中發現的動物馴化動物實例。
奠眶鋸雀鯛一副我行我也上的架勢 | flickr.com
海底 “老農民”
奠眶鋸雀鯛是一種生活在大西洋裡的熱帶魚,棲息於隱蔽的瀉湖和近海岸地區的珊瑚礁和巖石礁。雀鯛科的魚很有“以農為本”的思想,它們喜歡經營養護自己的“農場”——藻類養殖場。它們會圈出自己的農場,趕走闖進自己農場的其他魚類。更厲害的是,它們還會“葷素搭配”,合理配比自己農場內不同藻類,主食該種多少,蔬菜該種多少,樣樣井井有條,而且它們還會清除農場內雜草——主要是自己不喜歡吃的藻類。雀鯛科的魚堪稱魚類中經驗豐富的“老農民”了。
奠眶鋸雀鯛在自己的農場巡邏 | flickr.com
和人類一樣,奠眶鋸雀鯛也面臨自己種田品質不夠好,營養價值不夠高的問題,於是“老農民”奠眶鋸雀鯛開始“養蝦” ,通過“放牧”小蝦施肥,來發展自己農田的“有機農業”。
研究人員沿著伯利茲海岸的珊瑚礁探訪了大量奠眶鋸雀鯛的農場,發現它們農場上方都會漂浮著一群群小糠蝦(Mysidium integrum),這是一種微小的甲殼類動物。而在其他地點並沒有發現糠蝦如此集中的聚集。
研究人員進一步跟蹤發現,這些小糠蝦“朝九晚五”上班式地在白天到達農場,而晚上又離開農場,儼然一副“打工人”的樣子。為什麼小糠蝦能夠準確找到自己“任職”的農場,還能具有這種規律性作息呢?
研究人員通過嗅覺實驗發現,這些小糠蝦會被奠眶鋸雀鯛的氣味所吸引,但對農場藻類氣息沒有反應,同時它們對獵食者的氣味會有躲避反應。有意思的是,它們對於同樣擁有農場但是農場較小的深裂眶鋸雀鯛(Stegastes partitus)也沒有反應,看來是一心想進大廠的打工人了。
你幫我,我幫你
為何小糠蝦願意去奠眶鋸雀鯛的農場服務呢?研究發現,在農場外的小糠蝦所受攻擊次數,遠遠大於在農場內部受的攻擊次數。小糠蝦白天聚集在農場,主要是為了躲避其他捕食者。
奠眶鋸雀鯛是一種領地意識和攻擊性很強的魚,但是卻不會攻擊自己農場內的小糠蝦。同時研究顯示,當農場內聚集小糠蝦時,奠眶鋸雀鯛明顯增加了與其他魚類打鬥追逐的頻率,以此積極保護農場內小糠蝦。當農場內沒有奠眶鋸雀鯛或者奠眶鋸雀鯛不再提供保護時,小糠蝦就會紛紛罷工離開。
奠眶鋸雀鯛和農場裡的小糠蝦 | Rohan M. Brooker
奠眶鋸雀鯛為何願意保護小蝦呢?因為小糠蝦呆在農場內排洩,相當於給農場施肥。
對比擁有小糠蝦的農場和沒有小糠蝦的農場的藻類組成發現,小糠蝦聚集的農場中,褐藻的比例顯著高於棕藻。肉質的大型藻類增加了農場的結構複雜性。農場本身越是複雜多樣,與藻類相關的無脊椎動物的數量和多樣性也會隨之增加。這意味著奠眶鋸雀鯛可能獲得更豐富的營養。
另外,小糠蝦排洩物也可以作為美味的草坪狀藻類生長的基質,而可口的草坪狀藻類是奠眶鋸雀鯛的首選食物來源。
農場內聚集小糠蝦的奠眶鋸雀鯛有更高的肝體指數(hepatosomatic index),這意味著它們能儲存更多的能量,從而身體更加強壯。
海底農場模式圖 | Rohan M. Brooker
羅漢·布魯克表示:“因為奠眶鋸雀鯛能為小糠蝦提供長期的,甚至為小糠蝦的幾個世代都提供保護,所以它們間的關係就不只是簡單的共生,而是更為複雜的馴化。因為多代都與奠眶鋸雀鯛相互關聯,很容易使小糠蝦向著親近奠眶鋸雀鯛的方向進化。”
此研究為進一步瞭解馴化提供了很好的模型。正如狗的早期馴化,由於在寒冬捕獵困難,在飢餓的驅使下一些狼群靠近了人類營地搜尋食物殘渣。而在靠近人類後,狼參與了人類的狩獵活動,增加了人類狩獵成功率。於是人類和這些狼形成了聯盟。經過幾代以後,那些溫順的狼進化為會搖尾巴的狗。
人類將狼馴化為會搖尾巴的狗 | griphy
所謂馴化,就是兩個物種能形成互利互惠的長期代際間的共生關係。奠眶鋸雀鯛與小糠蝦正是處於這種馴化模型的早期,沒準再經過多代馴化,小糠蝦也會向奠眶鋸雀鯛搖尾巴了。
參考文獻
[1]http://www.fishbase.org/summary/Stegastes-diencaeus.html.
[2]https://theconversation.com/we-found-algae-farming-fish-that-domesticate-tiny-shrimp-to-help-run-their-farms-151615.
[3]Brooker, R. M., Casey, J. M., Cowan, Z. L., Sih, T. L., Dixson, D. L., Manica, A., & Feeney, W. E. (2020). Domestication via the commensal pathway in a fish-invertebrate mutualism. Nature Communications, 11(1), 1-9.
[4]Zeder, M. A. (2015). Core questions in domestication research. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(11), 3191-3198.
[5]Roberts, A. (2017). Tamed: ten species that changed our world. Random House.
作者:娉娉
編輯:朱步衝
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