土壤中微生物的種類很多,有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等,數(shù)量也很大。在土壤形成發(fā)展的歷史長河中,作為其居民的土壤微生物為了適應(yīng)不斷進(jìn)化的土壤環(huán)境而不至流離失所,也會發(fā)生同環(huán)境相適應(yīng)的進(jìn)化。
生物個體的進(jìn)化過程是在其所處環(huán)境的選擇壓力下進(jìn)行的,而環(huán)境不僅包括非生物因素也包括其他生物。因此一個物種的進(jìn)化必然會改變作用于其他生物的選擇壓力,進(jìn)而引起其他生物也發(fā)生變化,這些變化又反過來引起相關(guān)物種的進(jìn)一步變化,在很多情況下兩個或更多的物種單獨進(jìn)化常常會相互影響形成一個相互作用的協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)。
生物之間的協(xié)同進(jìn)化就是指兩個相互作用的物種在進(jìn)化過程中發(fā)展的相互適應(yīng)的共同進(jìn)化。協(xié)同進(jìn)化的現(xiàn)象在自然界是普遍存在的。共棲、共生等現(xiàn)象都是生物通過協(xié)同進(jìn)化而達(dá)到的互相適應(yīng)。
土壤微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系最為典型的例子就是地衣,它是真菌和苔蘚植物的共生體,地衣靠真菌的菌絲吸收養(yǎng)料,靠苔蘚植物的光合作用制造有機(jī)物。當(dāng)環(huán)境條件僅有利于兩者中的任何一方生長時,均不能合成地衣體,而且已建成的地衣也會發(fā)生不同程度的解體。因此可以看出地衣體并非真菌與藻類的簡單加和,而是它們經(jīng)過長期的相互作用演化而成的一種既不同于真菌又不同于藻類的生物,是真菌與藻類協(xié)同進(jìn)化的產(chǎn)物。地衣物質(zhì)的生物學(xué)作用主要有以下幾個:抵抗多種微生物(尤其格蘭氏陽性菌及各種真菌)的侵染;抑制與其爭奪生存環(huán)境的植物種子或孢子的萌發(fā)、生長與發(fā)育;對取食它們的動物產(chǎn)生毒害作用。所有這些都是地衣為了適應(yīng)其惡劣生境在漫長的進(jìn)化過程中產(chǎn)生的 。
土壤中微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系對于土壤生態(tài)系統(tǒng)來講具有重大的生態(tài)意義:(1)維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。土壤微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系是在土壤環(huán)境的選擇壓力下形成的,是眾多微生物為合理共享生存資源而做出的生態(tài)習(xí)性及生理結(jié)構(gòu)的調(diào)整??偟膩碇v,這是一種和諧的相處模式,協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果驅(qū)使整個土壤生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展,趨于穩(wěn)定。(2)促進(jìn)生物多樣性的增加。土壤微生物在協(xié)同進(jìn)化的過程中,由于生態(tài)位的重合和生存資源競爭的加劇,必然會進(jìn)化出一些性狀不同的同種微生物,從而實現(xiàn)生態(tài)位分離,減少競爭。(3)基因組進(jìn)化方面的意義。生物多樣性的增加從分子遺傳學(xué)角度來講為基因組進(jìn)化提供了基礎(chǔ)。土壤微生物在協(xié)同進(jìn)化過程中會發(fā)展出性狀不同的新物種以更好地適應(yīng)變化的環(huán)境,這些突然出現(xiàn)的不太穩(wěn)定的新性狀基因會隨著進(jìn)化的深入逐漸穩(wěn)定下來,成為土壤微生物基因組系統(tǒng)中的固定組分,從而促進(jìn)基因組進(jìn)化。