兰花,你又在装病吗?

2011-05-04 12:39:51 | 作者: Ashie来源:果壳网

【编者按】一提起兰花,大多数人都会想到君子。然而,有些兰花却真的不是那么“君子”,它们会用障眼法来欺骗昆虫,以帮助自己传粉,却没有丝毫报酬。

  (文/Ed Yong)毛瓣杓兰 Cypripedium fargesii 看上去可不算漂亮。红黄相间的花躲在两片大叶子中间,叶子上遍布难看的黑色斑点。这些斑点很像真菌感染,实际上却不是。兰花没生病,只是在装病。它们故意长出黑色斑点,只是为了引诱爱吃真菌的扁足蝇。扁足蝇会被杓兰的斑点迷惑,在不同花朵间传粉。这种兰花居然是通过“装病”繁殖的。

  杓兰有许多种,其中毛瓣杓兰尤为珍稀。它只生活在中国西南山区,濒临灭绝。来自中科院昆明植物研究所的博士生任宗昕在海拔3000米的云南药山上连续四年对毛瓣杓兰进行了研究。

  找出毛瓣杓兰的传粉者并不困难。昆虫落到花上,然后进入花朵内部,需要通过特定的环形路线,最后从固定的出口出来。守住出口,就能找到传粉者。昆虫走过的路线会经过花的雌性生殖器官(柱头)和雄性生殖器官(花药)。昆虫每次经过,头和身体都会沾上花粉团,这样,它们进入下一朵花的时候,就可以把花粉团带到柱头上。

  一般来说,杓兰的传粉者是蜜蜂,但毛瓣杓兰有点特殊。通过长时间观察,任宗昕发现从花朵中钻出的昆虫全都是扁足蝇。他抓了四只扁足蝇在电子显微镜下观察,发现了杓兰的花粉块和一种分支孢子菌 Cladosporium 的孢子。这种真菌会侵染叶片和果实,制造出黑色的霉点,而毛瓣杓兰的黑点正是模仿这些霉点的产物。

  任宗昕还分析了毛瓣杓兰特殊气味,它不太好闻,有点像腐烂的树叶。他发现杓兰能制造50多种其它花中也有的气味分子,而还有三种是它独有的,在分支孢子菌中却很常见。

  任宗昕认为真菌的气味会首先将扁足蝇吸引过来。之后,黑色斑点加重了真菌感染的假象。毛瓣杓兰甚至将诡计做到了微观尺度。在每个黑点的中央是带有膨胀和凹入的毛(香毛簇),用来模仿真菌的孢子串。兰花在外表和气味上都充分模仿了这种真菌。

  达尔文本人也对兰花的进化十分着迷,但他却没意识到兰科植物大量的欺骗行为。尽管许多种类也确实会奖赏给传粉者一些可食的花粉和花蜜,但大部分兰花(包括杓兰)却是不发工资的骗子。有些种类会用性吸引来诱惑蜜蜂,或者用生肉的气味来诱惑黄蜂。实际上,正是欺骗行为让兰科成为被子植物中多样性最丰富的一科,光是记录在案的物种就有22000到26000种。它们在进化的过程中哄骗了越来越多的传粉者。但欺骗也是双向的。毛瓣杓兰改变自己的外表和气味,引诱吃真菌的昆虫来传粉,却不提供花蜜。而在真菌中也有类似的情况,一种危害植物生命的褐腐菌 Monilinia 会让自己的外表和气味长得像花朵、甚至分泌花蜜,从而吸引传粉昆虫来传播它们的孢子。

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  博主介绍: Ed Yong,著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班,晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用,包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。

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