（Paradoxian/译）在热带雨林中，每公顷土地上能有650种树——这比整个北美大陆上树的种数还多。几十年来，这个现象一直困扰着生物学家们。现在，有了先进的数据分析方法，犹他大学的菲莉丝·科莱（Phyllis Coley）和托马斯·库萨尔（Thomas Kursar）也许终于得以发现其中的奥秘了。
如果我们看得广一点，演化其实是非常简单的。成功的物种生存繁衍，是因为它们能更好地获得、利用资源。如果两个物种利用资源的方式太相似，它们就会相互竞争——直到其中一个演化得能够开发新资源，占据新的、还未被占据的生态位。然而，在任何环境中，生态位都是有限的。这也是为什么只用生态位开发理论无法解释热带森林的生物多样性。
生物对生态位的竞争情况取决于物种和环境之间的相互作用，这包括了非生物的因素（气候、水、土壤等）和生物因素（换句话说，也就是别的物种）。热带森林有着很稳定的非生物环境，于是科莱和库萨尔推断，要解释这些林子里超凡的生物多样性，一定得考虑生物间的相互作用。
他们在近期发表在《科学》杂志上的一篇文章中指出，是植物和植食动物之间的“军备竞赛”驱动了演化。在一只植食动物发现了采食某种植物的新方式后，那种植物必须演化到能够抵御它们。经过许多世代后，这些变化推动了新物种的形成，最终造成了我们观测到的热带生物多样性。
这种解释又被称作红色皇后假说（Red Queen Hypothesis），它的名字来源于刘易斯·卡罗尔的《爱丽丝镜中奇遇记》中，红色皇后对爱丽丝说的一句话：
“喏，看吧，你得拼尽全力地奔跑，才能留在原地。”
“你得拼尽全力地奔跑，才能留在原地。”爱丽丝如此，身处生存军备竞赛中的生物们也是如此。图片来源：pinimg.com
红色皇后假说并不年轻。它在1973年就被首次提出了，自此被用于解释许多其他的生态现象。然而到目前为止，生物学家们一直没能确定它是否也应用于热带森林中——要确认这一点，任务量太大了些。热带森林里有几千个植物物种，每一种都有可能被几百种植食动物采食。要证明红色皇后假说确实在此成立，这上百万的互动都得考虑到。
同时，在这样的军备赛里，植物们的战役比植食动物更难打，因为它们的生命周期可能是自己采食者——一般是小昆虫——平均寿命的几百倍。这也是为什么单单一棵热带的树就有可能有几百种不同的化学物质囤在“军火库”里，防止植食动物采食自己。而这，让分析变得更难。
在这点上，数据分析上的进步就派上用场了。为了在生态系统尺度上了解这些防备机制，需要用到代谢组学：这个学科研究的是生命体留下的化学指纹。
针对墨西哥、亚马逊和巴拿马丛林的代谢组学分析表明，如果过程是随机的，相邻的植物更有可能发展出不同的防御方式。换句话说，红色皇后似乎发挥了作用。最令人信服的是，亲缘关系近的树和灌木的防御方式通常存在差异，这意味着它们在探索生物间相互作用的生态位，只不过由于它们所处的非生物环境是相似的，它们非防御性的性状也依旧相似。
科莱说，虽然数据看起来令人信服，但仍旧存在局限性。关于热带森林的研究很详尽，但并没有温带的数据能作为对照与之对比，从而不能更有力地证明假说。也许这样的军备赛在温带也有发生，只不过被研究得少一点。同时，尽管人们觉得温带地区的相互作用（在种类和数量上）更少，但这不一定是真的。至少南安普顿大学生物多样性的教授杰夫·欧勒顿（Jeff Ollerton）这样认为。
在2011年发表于《功能生态学》期刊的一项研究中，新南威尔士大学大生态学实验室的负责人安吉拉·莫莱斯（Angela Moles）研究了所有关于植物和植食动物之间相互作用的数据。她发现，过去只有三分之一的研究表明了热带地区物种之间的相互作用多于更高纬度地区的（比如温带地区）。但这个元分析表明，这些结果在统计上并不显著。同样糟糕的是，每56组比较中只有9组表明了热带植物的化学防御比温带更完备。
亚马孙热带雨林的鹦鹉。热带地区生物间的相互作用是否真的比温带地区更强，目前尚无定论。图片来源：shedexpedition.com
此外，最近有些工作对这些指望着红后假说解释一切的生物学家提出了挑战。有一小群研究者争论说，其他过程也能解释多样性。在若干候选解释中，最主要的是遗传漂变：一些遗传变异通过随机过程传给后代们。这与自然选择不同——在自然选择中，大自然主动选出合适的突变，并让它传递下去。
虽然科莱仍旧对红色皇后假说抱有信心，她也知道需要更多的数据才能证实这点。在此之前，对研究的限制是数据分析手段，而现在，困难则在于数据采集。对此，研究者们别无选择，只能深入到热带丛林当中，找到植物和它的采食者们，然后记录下它们的互动。
不过，就算其他的解释当然也会在其中发挥一些作用，科莱和库萨尔的研究也十分具有说服力，解释了为什么大自然赋予了热带地区如此多的植物和植食物种。尽管爱丽丝可能不太喜欢，但我们也许还是得为此感谢红色皇后。（编辑：Calo）