寄主制裁論

有科學家挑戰了被普遍接受的寄主制裁論。他們藉助經濟學的契約理論，從一個新的角度解釋了生物的共生其實是一種生物界的和諧共榮，共生體系在進化過程中形成的健康寄主自動與寄生者分享利益的機制，而不是獎勵或懲罰。

基本介紹

• 中文名：寄主制裁論
• 外文名：The host, theory of sanctions
• 拼音：ji zhu zhi cai lun
• 屬性：理論

簡介

關於生物共生機制的解釋，最近，有科學家挑戰了被普遍接受的寄主制裁論。他們藉助經濟學的契約理論，從一個新的角度解釋了生物的共生其實是一種生物界的和諧共榮，共生體系在進化過程中形成的健康寄主自動與寄生者分享利益的機制，而不是獎勵或懲罰。
今年9月，美國科學院院刊（PNAS）第107期刊登了一篇題為“利用經濟學契約理論檢測共生系統”的文章。該文章是由中科院昆明動物研究所生態學與環境保護中心、哈佛大學、多倫多大學研究團隊完成，該研究團隊從一個新的角度解釋了生物界的共生關係：共生的維持靠的是和諧共榮，合作者與健康宿主間的合作關係類似於員工與傑出僱主間的受益關係。這一觀點衝擊了共生研究中的經典理論，即宿主在長期進化中形成了通過提供獎勵或施與懲罰來維持共生關係。

內容

寄生制裁論認為，大部分的共生關係是由較大型的物種招待較小的物種，例如細菌或昆蟲寄生於植物中。很多研究發現宿主可有選擇的獎勵合作者並懲罰作弊者，例如大豆植株只為有固氮細菌寄生的根瘤提供食物和氧氣，而會殺死有其它無用細菌寄生的根瘤。但這種共生體的進化機制尚不清楚。

夥伴忠誠

寄主制裁論一直是被普遍接受的理論，然而，另一種叫做夥伴忠誠回饋的理論則認為共生體系在進化過程中形成了健康寄主自動與寄生者分享利益的機制，而不是獎勵或懲罰。一個作弊的共生者將會被當作一種不良環境，例如貧瘠的土地，互惠共生體會自行篩選同類的有效投資，新資源的可用性是啟動這種篩選的關鍵，比如一束陽光。
這個團隊的研究結果表明，經濟學理論恰好支持了共生關係的後一種解釋。文章的第一作者，經濟學家E.Glen Weyl利用僱傭契約理論設計了兩個測試來解釋共生關係的進化。研究小組發現已發表的兩個共生種的數據很好地證實了他們的觀點：共生體在進化過程中形成了一種互幫互助的機制，而不是宿主監督和管理他們的寄生者。

區別

他們對兩個經典的共生體系進行了分析，這兩個體系都被認為通過宿主制裁來防止作弊行為，一個是豆類植物與土壤細菌間的共生，另一個是絲蘭與蛾類之間的共生。結果表明這兩種共生體系更傾向於夥伴忠誠回饋論。
“本來是想證明寄主制裁理論是正確的，結果發現其實它是錯誤的。”Weyl進一步解釋道，“我所建立的每一個模型，都無法在科學預測和現實的證據間找到一致性。雖然藉助經濟學理論並不總是可行的，但它的精確性則讓我們更容易的去發現它的錯誤。”
“出乎意料的是，經濟學的契約理論和互惠共生理論中所用到的數學方法驚人的一致。”中科院昆明動物研究所的Douglas W. Yu教授表示，“契約理論讓我們在選擇假說時更加地遊刃有餘。一種有趣的行為在一開始都會被假定為是一種新的特殊適應，例如懲罰機制就被認為是一種特殊適應的結果，然而Glen的模型提醒了我們：其實自然界中已經存在著很多的適應進化，大自然可以充分利用這些適應（不需要總是進化出新的適應）。