利基理論niche rule

生物學的歷史7

1.     1930年代，莫斯科大學學者G. F. Gause，考慮生物的競爭與生存的機會，提出利基理論niche rule：利基，指基本生活條件。如果有二個以上的物種，利基完全一樣，牠們不可能在同一個區域共存很久。因為，同一個區域的生存資源有限。

2.     同一個區域的食物是有限的，二個利基一樣的物種，他們所需的食物一樣，獵捕食物的方法一樣，為了獲得更多的食物，他們必須發揮最大的求生本能，只要有一方追捕食物的能力、消滅敵人的能力超越對手，就可以獲得更多的食物，有更高的生存機會，每天競爭下去，最後一定有一方落敗滅絕，完全被對手取代。

3.     草履蟲Paramecium實驗：

1.     把品種為「P. aurelia的草履蟲」，單獨放到特定容量的水池，繁殖到了第8天，草履蟲密度約「百分之90」。

2.     把品種「P. caudatum 的草履蟲」，單獨放到特定容量的水池，繁殖到了第10天，草履蟲密度約「百分之60幾」。

3.     把以上實驗的2種草履蟲，一起放到特定容量的水池，一開始2種草履蟲的數量都增加，但是4天之後，「P. aurelia草履蟲」的數量一路上升，達到密度「百分之90」，而「P. caudatum草履蟲」的數量一路下滑，最後趨近於「零」，因為他的繁殖速度太慢，競爭輸了，所以被滅絕。

4.     物種演化是提高生存機會的方法，可分為2種：

1.     數量較小的族群，少數個體的基因改變變得非常有力，在很短的時間內，甚至導致某些基因完全消失，新出現的基因變成族群共同的特色。

2.     數量較大的族群，一般認為根據達爾文的演化論，花較長的時間，隨著自然環競逐漸改變，而緩慢地改變族群的特徵。

5.     但是有些實驗顯示，數量大的族群，也可能因為百年天災瞬間改變。

6.     普林斯頓大學Peter Grant，把加拉巴哥群島其中一個島嶼的1500隻「陸地雀鳥」做標記；1977年那座島嶼發生乾旱，「降雨量」只有過去的平均值的「百分之20」，使得植物生產的種子變少；陸地雀鳥的食物是「植物種子」，這一年只剩下「百分之35」；結果，388個鳥巢中，有387個鳥巢裡的小鳥都死了，500隻公鳥中剩180隻存活，500隻母鳥中只有30隻存活，存活的成鳥體型都比較大，死亡的成鳥都是比較小隻的；於是，過了一年之後，所有的陸地雀鳥都變大隻了。

7.     這種因為偶然Chance因素，而造成物種發生劇烈的演化，稱為「瓶頸效應evolutionary bottleneck」。這個名詞來自於一種想像，如果我們把三種顏色的彈珠都裝到酒瓶裡，然後倒出一些，結果可能只倒出二種顏色的彈珠，其中一種顏色完全不見了，這就是酒瓶的瓶頸造成的。

8.     「瓶頸效應」來自「極端的氣候」變化或「疾病」。

9.     當一個族群遇上天災或疾病的瓶頸時，某些基因被保留，某些基因可能完全被篩選掉，熬過瓶頸效應的族群危機並沒有解除，因為剩下的族群數量過少、加上基因變化度太少，在物競天擇世界中獲勝機率大為減低，最後很有可能滅絕。

10.  例如撒哈拉沙漠的花豹cheetahs：Acinonyx jubatus，本來數量極為龐大，分布在非洲、中亞、南印度，1萬年前遇到人類過度獵捕的瓶頸效應，造成百分之90的花豹消失不見，當然那些花豹身上各種可以應付天災與疾病的基因也跟著不見了，剩下的花豹基因非常相似，代表這個物種將很難應付自然環境的改變與傳染病。