自然界中的博弈论——捕蝇草与小动物

  • 来源:天天爱科学
  • 关键字:自然界,博弈论,动物
  • 发布时间:2024-07-20 20:14

  捕蝇草的捉虫妙计

  科学家对捕蝇草进行了长期的细致研究,最终发现捕蝇草捕捉虫子的奥秘就在它的两片夹子上。捕蝇草的每片夹子上都有三根接近透明的刺,准确一点说叫感应毛。这三根刺,正是捕蝇草捕蝇的关键武器。

  首先,捕蝇草会释放一些化学物质。研究发现,它们释放的绝大部分物质是果实和花香的典型成分。捕虫夹同样能够释放这些物质。这些物质对饥饿的飞虫有着强烈的吸引力。

  接下来,这三根刺会给捕蝇草发出信号。根据科学家的研究,一旦有小虫子,如蝇类、蝴蝶等落到夹子上,它们的活动会触碰这些刺。在这些刺第一次被碰到的时候,夹子依然是张开的。研究人员认为,此时捕蝇草在判断夹子是否被误触。因此,它需要等待大约20 秒的时间。在20 秒之内,如果这些刺被第二次碰到了,捕蝇草就会开始判断进入夹子的是不是生物。如果小刺第三次被触碰到,小刺就会给夹子的基部传递信号,夹子随即就会在1/3 秒的时间内迅速闭合。如果进入夹子的是小动物,小动物会挣扎,再次触碰到小刺,小刺此时会再次产生信号,捕蝇草随即开始分泌消化酶,开始享用“大餐”。如果进入夹子的不是小动物,小刺则不会被再次触碰,15 分钟后,夹子会重新张开。

  捕蝇草和小动物

  在野外环境中,捕蝇草的猎物主要是蝇类、甲虫、蜘蛛和蝴蝶。但是,别忘了,捕蝇草可是植物,它也需要开花、传粉。与此同时,捕蝇草的同一朵花中,雄蕊和雌蕊不会同时成熟。因此,捕蝇草需要借助一些传粉者,将其他花正在散布的花粉传递到自己的花柱上。研究发现,蝇类、甲虫等小动物正是帮助捕蝇草传递花粉的传粉者。

  对处于花期的捕蝇草而言,如何对待这些小动物,永远是一个两难选择。捕蝇草既想猎杀小动物,把它们当作自己的食物,也想让小动物为自己传粉。猎杀了小动物,能够获取营养让自己存活下去。但是,没有小动物帮自己传粉,就无法结出种子,无法繁衍后代;不猎杀小动物,捕蝇草在开花期间,就无法得到充足的营养,有可能因为营养缺失而死亡。与此同时,饥饿的小动物们既想吃掉香甜的花蜜,又不想自己被捕蝇草作为“大餐”吃掉。因此,捕蝇草和小动物之间存在着永恒的博弈。

  捕蝇草和小动物的博弈

  经济学中有一种叫博弈论的思想。博弈论讲的是,下棋的两方或者几方在平等的对局中,根据对方的活动,各自都会想方设法取胜。无论对局者如何想办法,在一个棋局中,总会达成一种均衡的、稳定的状态,这就是纳什均衡。一盘棋是有输赢的,但是对大自然来说,博弈的最终状态一定是不赢不输,或者说是双赢的和局。

  在这场棋局中,捕蝇草既希望吃掉小动物,又希望小动物帮自己传粉。小动物既希望吃到捕虫夹上散发出花香味道的果实和香甜的花蜜,又要避免被捕蝇草吃掉。最终,捕蝇草想出了一个两全其美的办法,解决了这个难题:它将需要小动物帮助自己传粉的花,与自己猎杀小动物的陷阱,从空间上隔离开。方法是,捕蝇草使用一根长长的花梃,将花高高地、远远地撑开,让花朵远离自己为捕虫而设下的陷阱。这样一来,它既能让传粉动物毫无风险地帮自己传粉,又不耽误自己捕食猎杀其他小动物。

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