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地球上是否存在没有天敌的动物(不包括人类)?

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天生废物没有天敌,生在极端环境也没有天敌,还有一种生活在相对封闭的环境内,也是没有天敌的。

看到这张图,或许有人会说,这不就是金黄色的鲶鱼嘛,虽然少见,但并不稀有。

但这并不是金黄色的普通鲶鱼,而我们今天的主角叫做——盲眼金鲶鱼。

普通金色鲶鱼长这个样子:

而盲眼金鲶鱼是这个样子:

盲眼金鲶鱼生活在卡拉哈里沙漠地下水深处,一个名字很美的地方——龙息洞。

龙息洞堪称世界上最大的地下湖,水深至少 100 米以上,盲眼金鲶鱼就生活在其中,由于无比孤立,甚至连鱼虾都没得吃,自然没有天敌存在。

不过,也因与世隔绝在地下,视力也完全退化,只能依靠触觉。

卡拉哈里沙漠地下有着绵延数千公里的庞大洞穴体系,水源极其丰沛,但对非洲人来说,却是可望而不可即。

https://www.zhihu.com/video/1130625221039894528

地下、高山、深海,以及孤岛……环境相对封闭而没有天敌的动物,其实还有很多,再举一个例子,在没有遇到人类之前的椰子蟹。

椰子蟹可长达一米,是最大的陆生蟹,也是最大的陆生节肢动物。尤其是孤岛上的椰子蟹,基本上是没有天敌的。

遇到人类之前:

遇到人类之后:

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猫科动物和犬科动物哪类最强?

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人们戏说猫和狗是冤家,却没想到这真是亘古的世仇。

作为宠物,猫和狗各自是猫科和犬科最常见的物种,它们生活在人类身边表现出了两种迥异的脾气,在野生环境中也有截然不同的生存方式:猫是敏捷的化身,以灵巧的动作突袭猎物,总是单独行动,是纯粹的肉食者;狼是耐力的象征,不知疲倦地追踪目标,喜欢协作狩猎,食腐吃素都无所谓。

这样大相径庭的生存策略代表了一场旷日持久的顶级掠食者争夺战:在旧大陆的生态系统中,哺乳动物中的掠食者全部来自食肉目,这个成功的类群源自始新世晚期的北美,演化自一个称为“细齿兽总科”的古老类群,它们在恐龙灭绝后不久就出现了,形态往往类似今天的鼬,会爬树,捕食昆虫等小动物。

始新世晚期是新生代气候变化的分水岭,全球气候从温暖湿润缓慢转向干燥凉爽,这类食虫的小兽大约在 4200 万年前发展出最早的食肉目,分裂出两个主要的分支:一支留在树上,包括猫的祖先,称为猫型亚目;另一支经常走到地面上,包括狗的祖先,称为犬型亚目。

在那个古老的时代,陆地上的顶级掠食者大都来自一个更加古老的肉齿目。

100 公斤的父猫、500 公斤的鬣齿兽、800 公斤的裂肉兽,它们与食肉目关系很近,但又有许多不同之处,比如吻部较长,大脑较小,腰部不灵活,走路时全脚掌着地——这些深层次的解剖缺陷最终成为竞争的掣肘,使它们在接下来的 1000 万年里渐渐败给了新崛起的食肉目,最终灭绝了。

食肉目最早崛起的顶级掠食者是猫型亚目的猎猫科,它们在 4000 万年前出现在密林中,沿着岛链一路扩散到欧亚大陆上,并在 2800 万年前达到了顶峰,长着突出嘴外的巨大犬齿,像极了后来的剑齿虎,代表物种就叫“伪剑齿虎”(Hoplophoneus),它们体重可达 160 公斤,四肢较短,相信会匍匐接近猎物,突袭后用锋利的犬齿切断猎物的喉咙。

像这样的剑齿攻击专门应对大型猎物,是猫型亚目的特色装备,分布在三个科的几十种剑齿虎占据了中新世食物链的顶点。北美的巴博剑齿虎不但有 22 厘米长刺刀般的犬齿,下颌还长出凸出的刀鞘保护犬齿,和现在的非洲狮差不多大——而它最激烈的竞争对手,就是犬科的堂兄。

犬形亚目很早就分出了两支,一支留在森林中,维持了类似鼬的形态,包括熊科、鼬科、浣熊科等,另一支勇敢地走向草地和荒原,在 4 千万年前发展为犬科。随着中新世的气候越来越凉爽,森林不断退化为草原,善于奔跑的犬科迅速繁荣起来。与巴博剑齿虎同时出现于北美的上犬属(Epicyon haydeni)可以长到孟加拉虎那么大,彼此都是最激烈的竞争对手——然而气候日渐干冷,大型猎物日渐稀少,它们都灭绝了。

但猫形亚目和犬形亚目的竞争丝毫没有减弱的迹象,反而变得越发激烈:上新世的气候越来越冷,更新世甚至爆发了冰期,北温带的大型猫科动物,尤其是剑齿虎,仍然执着地伏击猎物,用巨型犬齿切开它们的喉咙,犬科动物却越来越精于群体协作,长途奔袭围攻野牛和野马。猫科的剑齿虎亚科成为最后一批有剑齿的掠食者,随着大型猎物减少而败给犬科的恐狼和灰狼,在更新世晚期灭绝了。

今天,猫科和犬科的势力范围已经尘埃落定:前者在热带和温带森林中仍然占据着食物链的顶端位置,继续它们精英主义的独行和突袭,后者占据了更加广袤的草原,推广它们集体主义的围攻和追猎。而在两者重叠的地方,在旧大陆的热带草原上,就由最像狗的猫来统治:狮子是猫科动物,但它们协作狩猎的方式更像犬科动物;还有鬣狗,它们是猫形亚目的成员,却完全过上了狗的日子,简直是叛徒。

最后回到问题,猫科动物和犬科动物哪类最强?我们看到两者的生活环境和生存策略大相径庭,所谓的「最强」也不能仅靠武力、体型等等来评判,这个问题也就不会有唯一正确的答案。


本回答的内容和截图来自节目《猫和狗的千万年恩怨 | 混乱博物馆》

猫和狗的千万年恩怨 https://www.zhihu.com/video/1138117790060982272

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病毒杀死寄主是为了更有效的传播自己么?

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这是一个很好的问题,在这里抛砖引玉和大家聊一聊病毒转播学说的一些理论。

首先需要明确的是,病毒没有所谓的「思考能力」和「主观能动性」。他们的演化可能会导致宿主死亡率增加,但是这个并不是贪杀,而是演化车轮下的产物。同理,如果一个病毒致死率下降,也和它们变得仁慈没有关系。理解这一点,能够避开很多弯路,更快的抓住问题的本质。

了解了这一点之后,让我们打开上帝视角。

如果我们定义病毒世界中的成功,是传播自己到更多宿主,尽可能传播自己的遗传物质的话。那么实际上病毒的 「成功」可以定义为以下的这个公式

通过这个公式,我们可以非常明显的看出,在其他条件不变的情况下,传播速率越快的病毒,越成功。同理,感染病毒死亡率越低,恢复率越低,那么宿主携带病毒的时间就会延长,相应的,病毒也越容易传播给其他的宿主,也就越成功。

所以早年间很多科学家就提出,病毒的的演化方向,会是逐渐提高传染性,降低致死性。这个就是非常出名的无致病性理论(Avirulence hypothesis)。

这个理论看似非常有道理,但是很多后续研究发现观测结果与这个理论不符,很多伴随人类发展史的病毒,实际上这么多年来致死率没什么变化,一些寄生虫(也可以套用这个公式)致死率还在增加。这个 bug 是怎么来的呢?

科学家发现,对于很多病毒来说,传播速率,宿主死亡率,和宿主恢复率存在一个动态平衡的关系。一般来说,传播速率和致死率呈正相关,和宿主恢复率呈负相关

掌握了这个『权衡法则』之后,我们来做一个假设,如果现在存在两种病毒:

A 病毒,0%致死率,低传播速率

B 病毒,100%致死率,高传播速率

在普通情况下,A 病毒的 0%致死率使得 A 病毒的宿主能够存活更长时间。这样一来,虽然 A 病毒的传播速率不高,但是好歹患者活得长,能帮助 A 病毒传播,最后 A 病毒理论上也会比较成功。但是,如果这两个病毒同时感染了一个宿主,A 病毒的低致死率策略就会彻底失败,因为 B 病毒会毫无悬念的把宿主杀死。这样一来,低传播速率的 A 病毒也就很难再传播下去了。

在这样多重感染的情况下,低致死率的病毒并不会占到什么便宜。相反,对病毒而言,可能存在一个『最优解』(Optimal virulence), 一个致死率和传播速率更加平衡的病毒,更容易在自然选择下成功。所以回到题主的问题,在一定程度上,病毒杀死宿主,是为了更好的传播自己。

横轴是死亡率,纵轴是传染速率,切线交点对应的是对应某病毒,最『成功』的死亡率和感染速率

当然这个致死率和传播性的最优解对于不同的病毒种类并不一致。我们可以笼统的把病毒分为可以通过宿主直接传播的,和需要媒介(比如蚊虫)来传播的两种。通过宿主直接传播的病毒,往往需要相对低的致死率。如果宿主死的太快,或者病的不行家门都出不了,这种病毒也就无从传播了。

另一方面,通过媒介来传播的病毒,往往可以有比较高的致死率。因为即使宿主危在旦夕瘫痪在家,蚊子还是可以带着宿主体内的病毒,感染其他潜在的宿主。这样的病毒即使致死率高一些,因为媒介的存在也不会有特别大的问题。

总体来说,能够越轻易在宿主中间传播的病毒,传播速度和致死率就越高。这个权衡理论在一定程度上能解释一些实际环境中出现的例子,比如高传染性高死亡率的天花,禽流感 H5N2,鼠疫。但是这个所谓的权衡理论也不是放之四海而皆准。在考虑病毒演化方向的时候,实际上要考虑的因素非常多。笔者才疏学浅,希望能抛砖引玉,见到本专业大牛的更多详细解答。

Reference:

Alizon, S., et al. “Virulence Evolution and the Trade-off Hypothesis: History, Current State of Affairs and the Future.” Journal of Evolutionary Biology, vol. 22, no. 2, 2008, pp. 245–259., doi:10.1111/j.1420-9101.2008.01658.x.

Bull, James J., and Adam S. Lauring. “Theory and Empiricism in Virulence Evolution.” PLoS Pathogens, vol. 10, no. 10, 2014, doi:10.1371/journal.ppat.1004387.

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