能流进化论——根的动机

在一种奇特的力量下,根向黑暗、潮湿、令人窒息的地下延伸。它们不像枝叶,在空气、阳光中寻找支撑点并肆意伸展,向外界展示“高耸入云”、“直指苍穹”的姿态。那么,根在地下的动机是什么?

能流进化论认为,自然界中的能量整体上是向着均衡的方向发展。地表及地下土壤中的物质分布不均衡,说明这些地方的能量分布也不均衡,就有对介导物质之间能量流动的能量传递介体的需求。能流进化论还认为,生物在本质上是一种能量传递介体,是自然界中的能量传递介体的能量传递能力一步步升级的结果。生物在介导能流时,也需要从中获取维持自身生命活动所需要的能量。

对于植物这种生命体而言,为了实现其在自然中的介导能流的价值,即自然价值,其地上部分需要寻找地上部分的可以经其介导的能流,地下部分需要探寻地下部分可以经其介导的能流。植物的地上部分主要靠茎、叶来探寻可经其介导的能流,即将光能转化为相对更容易在自然界流动的热能(光能具有定域性,照射到一片叶子上的光不可能再照射到另一片叶子上,因而,相对热能,光能在自然界中的流动性相对更差一些),而地下部分则需要依靠根来探寻可经植物介导的能流。那么,根是如何在地下行使其使命的呢?

在回答这个问题之前,我们先分析一下土壤中能量分布不均衡的因素,主要有以下几点:

1)无机盐、微量元素等物质在土壤中的分布本身就不均衡;

2)细菌、真菌、原生动物等生命体在土壤中的分布不均衡;

3)地上各种生物(如蚂蚁、兔子、獾等)的活动;

4)生命体的代谢产物在土壤中的分布不均衡;

5)外界力量(如水、风等)的冲击。

针对以上问题,为了更好的实现植物的自然价值,以满足自然界在能量分布方面的需求,根采取的策略为:

1)将植物可以利用的无机盐、微量元素等物质吸收至植物体内。植物将这些物质转化为自身细胞的组成成分,此时,这些物质在细胞中的分布相对在土壤中的分布要更均衡些,因而符合自然界的需求。

2)与土壤中的细菌、真菌、原生动物等生命体对共享能量供体和能量受体进行竞争。细菌、真菌、原生动物等也是能量传递介体,也需要实现它们的自然价值,它们所介导能流中的能量供体和能量受体难免与植物出现交集。能流进化论认为,自然界不止需要能量均衡分布,还需要尽快的实现均衡。这一特征使得同一种能量供体和能量受体对介导二者之间能量流动的不同种的能量传递介体进行选择,能量传递能力越强的介体,其介导的能流就越多,被能流所淘汰的几率就越低。在此选择压力下,植物与细菌、真菌、原生动物等生命体对共享能量供体和能量受体的竞争在所难免。在竞争过程中,有些植物会通过根部释放一些代谢产物以抑制竞争对手的成长,当然,根也需要警惕和防御来自竞争对手的攻击;

3)与土壤中的一些微生物抱团,通过互惠互利增强彼此在土壤中的竞争能力。如根瘤菌。

4)驱动更多生物的聚集。有植物生长的土壤中的物种往往比没有植物生长的更丰富。这些生物的活动也会促进土壤中物质的流动,利于物质分布的均衡,也利于能量分布的均衡。

5)固定所生长区域的土壤,使这部分土壤的环境相对稳定,利于土壤中各种生物的活动,也就利于所固定土壤中能量的均衡分布。

(0)

相关推荐

  • 【图文实录】韦中:植物也有″肠道″,给人什么启示?

    0:00/19:27韦中:南京农业大学资源与环境科学学院教授.博士生导师.热心肠智库专家韦中,现为南京农业大学资源与环境科学学院教授,博士生导师,主要从事微生态与根际健康研究.发现作物苗期根际菌群结构 ...

  • 【LorMe成果】根际原生动物群落是决定植物健康的关键因素

    3月3日,LorMe实验室在根际微生态与植物健康研究取得进展,成果以"Rhizosphere protists are key determinants of plant health&qu ...

  • 【周刊】原生动物—操纵土壤微生物的“大师”

    作者:宋宇琦,南京农业大学博士在读.主要研究为根际原生动物与病原菌及根际有益菌的互作特征.    周刊主要展示LorMe团队成员优秀周报,每周定期为您奉上学术盛宴!本期周刊为您介绍一篇最新的原生动物综 ...

  • 【LorMe新生】LorMe,故事开始的地方!

    植物根际的守护者 首先进入课题组的第一个疑问是What's LorMe? 答案是Lab of rhizosphere Micro-ecology的缩写,这是沈其荣教授团队的一个实验室. 近些年随着集约 ...

  • 【LorMe新生】初入LorMe所见所感

    LorMe,全称Lab of rhizosphere Micro-ecology,主要做根际微生态与植物健康等相关研究.第一次见根际微生态调控这个词的时候,觉得脑子里晕乎乎的:什么是微生态?这方面的研 ...

  • 科研 | Microbiome:营养相互作用是丛枝菌根真菌群落促进植物产量的决定性因素

    编译:傻狍子,编辑:小菌菌.江舜尧. 原创微文,欢迎转发转载. 导读 土壤真菌群落是由复杂多样的真菌群落组成的,其中包括功能多样的物种,从植物病原体到互助性生物.其中,向植物提供磷(P)的丛枝菌根真菌 ...

  • 什么是土壤食物网以及为什么它很重要

    本期,我们将探索土壤的食物网,从蠕虫到线虫,到细菌,真菌等等.土壤食物网是支撑一个繁荣和丰富的环境基础.如果你想为人类.植物和野生动物培养丰富的资源,那么就需要一个健康的土壤食物网. 很多人对我们说, ...

  • 能流进化论——救死扶伤与自然选择矛盾吗?

    自然选择是指生物在生存斗争中适者生存.不适者被淘汰的过程.这里的"适者"与两个因素有关:一是生物个体及其种群所具有的自然界所需要的能力的大小:二是自然界对生物个体及其种群所具有的能 ...

  • 能流进化论——肠道微生物的使命

    生物既然是自然界的产物,就不会脱离自然界而生.能流进化论认为,自然界是要向能量分布相对更加均衡的方向发展,即自然界需要能量分布的相对均衡.不仅如此,自然界还需要尽快的实现能量分布的相对均衡.在此前提下 ...

  • 能流进化论——杂草的使命

    长在庄稼地里的杂草是要被除掉的,但杂草还是一次又一次的长出,是因为这些杂草傻吗? 大树具有庞大的根系和叶冠,在养分.水分和光照的争夺方面具有极强的竞争优势,但仍有很多杂草生长在大树下,甚至长在枝干上, ...

  • 能流进化论——恐龙的文明

    恐龙是中生代的优势陆栖脊椎动物,在恐龙占优势的侏罗纪与白垩纪期间,几乎所有身长超过1米的陆地动物皆为恐龙,致使同时代的其他动物在体型发展与生态位上受到限制.自1989年在南极洲发现恐龙化石后,全世界七 ...

  • 能流进化论——生命的未来

    生命从诞生的那一刻起就一直在进化着,那么生命进化的方向是什么?生命的未来是什么?我们人类发展的未来又是什么? 在回答这个问题之前,我们先了解一下林德曼的1/10定律,即在一个生态系统中,从绿色植物开始 ...

  • 能流进化论——外延

    植物以叶向日,以根向地,出于对水和光的极端渴求而不断的扩展面积.为了维持自身的生命状态,植物不断的根据光的方向来进行空间定位调整,无限扩展其表面积,占领并利用它能延伸达到的空间整体以满足光合作用的需求 ...

  • 能流进化论——竞争是一种更好的合作

    竞争是生态位有重合的生物在争夺生态位过程中呈现的关系,分为种内竞争和种间竞争.例如,几只狼为了多吃一口刚捕获的羊而在种内开展竞争,狼和狮子为了捕获同一片区域的羊而在种间开展竞争.资源越有限,竞争行为往 ...

  • 能流进化论——嗅觉的退化也是进化

    同属于哺乳动物,我们人类的嗅觉却没有老鼠.狗或其它灵长类动物灵敏.那么,是什么原因让我们人类的嗅觉退化了呢? 我们知道,如果一个基因的产物没有体现出进化优势,突变就会累积下来,最终让这个基因失去活力. ...

  • 能流进化论——脑的进化

    <孙子兵法>谋攻篇中提到"知彼知己,百战不殆".对于自然界中的任何一个生物物种或个体,要想不被自然界淘汰,就需要对自然界具有持续的价值,即自然价值.也就是说,该物种或生 ...