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什么是协同进化？

当两个不同物种在很长一段时间内相互影响彼此的进化时，就会发生协同进化。当一个物种发生变化，另一个物种也随之改变，如此往复，经历数千代。这可以发生在捕食者和猎物之间、寄生虫和宿主之间，或者动物与它们所依赖的植物之间。关键点是，没有任何一个物种是独自进化的——它们在驱动彼此的变化。

达尔文的天蛾与星形兰花

协同进化最著名的例子之一，是马达加斯加岛上一种花和一种天蛾之间的关系。1862年，科学家查尔斯·达尔文收到了一株马达加斯加星形兰花的标本，这是一种美丽的白色花朵，花蜜管长近30厘米（12英寸）。授粉者想要的甜花蜜就在这根极深的管子最底部。

达尔文感到震惊。他预测，在马达加斯加某处，一定存在一种舌头足够长、能够触及底部的天蛾——否则，这朵花怎么会得到授粉呢？其他科学家对这个想法嗤之以鼻。一种有30厘米长舌头的虫子？太荒唐了！

达尔文于1882年去世，从未见过那只天蛾。但在1903年，马达加斯加丛林中的研究人员发现了一种鹰蛾，其喙（舌头）长近30厘米——正如达尔文所预测的那样。他们将其命名为Xanthopan morganii praedicta，意思是"被预测的那个"。直到1992年，科学家们才在夜间拍摄到天蛾从兰花中吸取花蜜的画面，完全证实了达尔文130年前的预测。

军备竞赛是如何运作的

那么，兰花和天蛾是如何变得如此极端的呢？这是逐渐发生的，通过科学家所称的协同进化军备竞赛。

想象一株早期的兰花，花蜜管很短。许多不同的昆虫都能从中饮食。但其中一些昆虫很粗心——它们会喝花蜜，却不够靠近来获取花粉。兰花什么都得不到。

那些花蜜管稍长一些的兰花更有优势。为了触及花蜜，天蛾必须将面孔深深伸入花中，这意味着花粉会粘在它的头上，被带到下一朵花。更好的授粉意味着更多的种子和更多拥有长管的小兰花。

与此同时，舌头稍长一些的天蛾也拥有自己的优势——它们能触及舌头较短的竞争者无法到达的花蜜。更多的食物意味着更好的存活率和更多拥有更长舌头的小天蛾。

数百万年来，这种相互压力将两个物种都推向了极端：一根30厘米的花蜜管和一根30厘米的舌头。每一方都让另一方变得更极端。

协同进化的其他例子

天蛾和兰花远不是唯一的例子。协同进化就发生在我们周围：

蜜蜂和花朵。 许多花朵进化出鲜艳的颜色、甜蜜的香气和特殊的形状，专门用来吸引蜜蜂。作为回应，蜜蜂进化出了多毛的身体，非常适合收集和传播花粉。有些花甚至有对人类不可见但在紫外线下发光的标记——蜜蜂可以看见——就像指向花蜜的跑道灯。

猎豹和羚羊。 猎豹进化出了惊人的速度来捕捉猎物。但羚羊也进化出了惊人的速度来逃跑。这场捕食者与猎物之间的军备竞赛使两种动物都成为地球上跑得最快的动物之一。

乳草和帝王蝶。 乳草植物产生毒性化学物质来阻止昆虫食用它们。但帝王蝴蝶的毛虫进化出了不受伤害地食用乳草的能力。它们甚至将毒素储存在身体里，使自己对鸟类有毒！

无花果树和无花果黄蜂。 大约900种无花果树中的每一种，都由其特定种类的小黄蜂来授粉。黄蜂在无花果内产卵，无花果为黄蜂幼虫提供食物。两者都不能没有对方而存活。

协同进化为什么重要

协同进化告诉我们，物种不是孤立地进化的。自然世界是一张关系网，一个物种的变化会波及并影响其他物种。这正是保护生物多样性如此重要的原因之一——当一个物种消失时，与其共同进化的物种可能会失去伴侣。没有鹰蛾，马达加斯加星形兰花就没有传粉者。没有兰花，鹰蛾就会失去其专属食物来源。它们需要彼此才能存活。

趣味知识

• 达尔文关于天蛾的预测是自然选择应用于植物-传粉者关系的最早、最戏剧性的证实之一。
• “协同进化"这个词直到20世纪60年代才被广泛使用，尽管达尔文在一个多世纪前就描述了这个概念。
• 一些兰花进化出了外观和气味都像雌性昆虫的特征，以欺骗雄性昆虫试图与其交配——在这个过程中传播花粉。这被称为假交配。
• 协同进化也可以发生在物种和疾病之间。人类和疟疾寄生虫已经共同进化了数千年。