科學(xué)普及

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  (第二屆分省院科普征文大賽 二等獎(jiǎng) 陜西省西安植物園 祁云枝 )

  植物沒有腿腳,無法移動(dòng),面對天敵和食草動(dòng)物,只有束手就擒嗎?答案,對于個(gè)體來說,似乎是唯一的,然而,將目光鎖定一個(gè)種群,沿時(shí)光的腳步追逐審視,你會(huì)發(fā)現(xiàn),這個(gè)答案,并不唯一。

  植物在與不利環(huán)境、與天敵的抗?fàn)幹?,?huì)慢慢地改造自己,向著更好地適應(yīng)環(huán)境、更利于保護(hù)自己的方向進(jìn)化。在時(shí)間的長河里,有的植物,擁有了威力強(qiáng)大的生化防身武器,有的,進(jìn)化出了別出心裁的生存本領(lǐng),也有的,會(huì)采取打不過就躲的方針政策,把自己喬裝打扮一番,不讓天敵和食草動(dòng)物發(fā)現(xiàn)自己,或者,因恐懼而遠(yuǎn)離自己。

  后者的進(jìn)化方式,用術(shù)語來說,叫做“擬態(tài)”。所謂擬態(tài),就是生物在進(jìn)化過程中,形成的外表、形態(tài)及色澤與環(huán)境或者其他動(dòng)植物異常相似的現(xiàn)象。擬態(tài),是種群朝著自然選擇上有利的特性發(fā)展的結(jié)果。

  這篇文章,讓大家結(jié)識幾位植物界的擬態(tài)大師,看它們是如何偽裝的。

模擬昆蟲,上演美人計(jì)

  在美國一家大學(xué)的教學(xué)植物園里,我見到了角蜂眉蘭。

  乍一看,我以為是幾個(gè)大個(gè)的蒼蠅落在了植株上,甚至想揮手趕走它們,待看清植物名牌后,才明白自己見到了擬態(tài)植物中大師級別的名角。

  仔細(xì)端詳,不得不感慨角蜂眉蘭細(xì)膩的心思:花瓣最下端的一枚唇瓣,也是最大的一枚花瓣,特化成圓滾滾、毛絨絨的雌性角蜂的下半身——渾圓的肚子,光溜溜的后背,邊緣生長著一圈褐色短毛,恰似昆蟲的體毛,毫發(fā)畢現(xiàn)。

  眉蘭還會(huì)根據(jù)生長地的不同,在“角蜂”的后背上,涂抹上醒目的藍(lán)紫色或棕黃相間的斑紋,好讓自己的花朵,更接近當(dāng)?shù)匦坌越欠溲壑械摹按竺廊恕毙蜗蟆?/p>

  兩對唇瓣,對稱地從腰部伸出,長度和外形,一如角蜂、胡蜂或蒼蠅的兩對翅膀。頭部的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)也是花心思最多的地方。眉蘭讓花柱和雄蕊結(jié)合長成合蕊柱,樣子從外形上看是角蜂的頭部,有鼻子有眼,甚至連雄蜂腦袋的位置都預(yù)留好了。雄蜂一旦趕來赴約,頭部自然而然會(huì)接受到眉蘭想要傳遞出去的“愛之吻”。

  角蜂眉蘭的擬態(tài),只是它生殖策略的第一步,接下來,它還會(huì)分泌出類似于雌性角蜂荷爾蒙的物質(zhì),這模擬的性信息素,會(huì)讓雄性角蜂們瞬間性激素爆棚,完全沒有了抵抗力。

  角蜂眉蘭設(shè)計(jì)的花期也恰到好處。當(dāng)眉蘭“化妝”完畢,恰逢角蜂的羽化期,一些先于雌性個(gè)體來到世間的雄性角蜂,正急于尋找配偶,在眉蘭散發(fā)的雌性荷爾蒙的引誘下,急匆匆趕來,赴一場愛的“約會(huì)”。

  戀愛中的雄性角蜂,看到草叢中搖曳的角蜂眉蘭花朵后,很慶幸這么快就交了桃花運(yùn),會(huì)迫不及待地上前擁抱“意中人”。翻云覆雨間,它的頭部正好碰觸到角蜂眉蘭伸出的合蕊柱,雄蕊上帶有黏性物質(zhì)的花粉塊,便準(zhǔn)確的粘在雄蜂多毛的頭上——這在生物學(xué)上有個(gè)術(shù)語叫“擬交配”。

  待雄蜂幡然醒悟后,只好悻悻地飛走。但此時(shí),背負(fù)花粉塊的雄蜂,已經(jīng)被“愛情”沖昏了腦袋,求偶心切的它,再次被花朵釋放出的雌性荷爾蒙吸引,就像被酒香勾去了魂的醉漢,毫不遲疑地沖向“美酒”——另一朵眉蘭,再次殷勤“獻(xiàn)媚”,角蜂頭上粘著的花粉塊,便準(zhǔn)確無誤地傳遞到這位“騙子”眉蘭的柱頭穴里……可憐無數(shù)癡情的雄性角蜂,為了一只只酷似蜂美人的花朵神魂顛倒、前赴后繼,在雄性角蜂集體的不淡定中,角蜂眉蘭只使用了“美人計(jì)”,而不用付“工錢”,就搞定了異花授粉!

  有意思的是,成功受粉的角蜂眉蘭,立馬釋放出一種讓角蜂作嘔的氣味,這氣味在角蜂聞來,猶如花季少女的體香一下子變成了老奶奶的汗臭,避之唯恐不及。

  在這場美人計(jì)中,角蜂眉蘭以非凡的才華,穿越動(dòng)植物界間的屏障,將植物“騙術(shù)”演繹得登峰造極。從顏色到形態(tài),再到氣味,角蜂眉蘭做到了全方位、多角度的模擬一種昆蟲,讓貌似強(qiáng)大的動(dòng)物,在小小的植物前,也乖乖的俯首稱臣。

  模擬小動(dòng)物的植物擬態(tài)比較多,如眼鏡蛇草、飛鴨蘭、蝎子草,等等,之所以這樣擬態(tài),無非是借助于兇悍的外表,嚇退食草動(dòng)物,或者,吸引昆蟲前來授粉。

模擬環(huán)境,石頭能開花

  生石花的家,就在非洲南部干旱荒漠上的巖石裂縫或沙石堆里。這里風(fēng)沙彌漫、高溫干旱、淡水奇缺,一年只分為漫長的旱季和短暫的雨季,一般植物很難在這里落腳,即便有膽大的,也很快會(huì)成為饑腸轆轆的沙漠動(dòng)物的腹中餐。

  誰也說不清,生石花的祖先,何時(shí)把自己變得和周圍的沙石不相上下——矮小、敦實(shí),像一塊塊鵝卵石(擬態(tài))。這些灰綠色、褐黃色、灰色的肉質(zhì)球葉“石頭”,不親手摸一摸,很難辨別真假。帶著“石頭面具”的沙漠生活,讓生石花躲過了沙漠上覓食動(dòng)物的口腹,我們才有幸看到現(xiàn)在這胖乎乎的模樣。

  不只是外形獨(dú)特,生石花還練就了高度貯水、極耐旱、抗高溫的特質(zhì)。6、7月份,天氣開始悶熱的時(shí)候,生石花會(huì)進(jìn)入“不吃不喝”的休眠期;旱季大部分時(shí)間,生石花將身體縮進(jìn)沙石里,僅露出植株頂面。在生石花的體內(nèi),飽含著無色透明的黏性多糖,可增強(qiáng)抗旱功能。一旦受傷,高濃度的黏性多糖會(huì)讓傷口快速愈合,盡可能多地留住每一滴水。

  看似不起眼的“石頭”,在短暫雨季里開出來的花,卻嬌艷如菊。雄花花蕊在花中間簇?fù)碇迫?,周圍是一圈?xì)長的花瓣,大部分開黃花,也有白花,分外嬌艷。生石花長著長著會(huì)蛻皮分裂,由一個(gè)變成兩個(gè)或者四個(gè),是除開花結(jié)果之外,另一種形式的繁衍生息。

  在非洲老家,生石花還叫做“小牛蹄”、“眼睛”,有人干脆叫它“霍屯督的屁股”,哈哈,夠形象的。

模擬環(huán)境色彩,做灰色隱士

  囊距紫堇,是高山流石灘上的偽裝高手,是一位名副其實(shí)的灰色隱士。

  罌粟科紫堇屬的小草囊距紫堇,因花距粗大,像一個(gè)小囊袋而得名。囊距紫堇只生長在高海拔的流石灘上,流石灘是由風(fēng)化的礫石形成的高山荒漠,氣候惡劣,植被稀疏。

  囊距紫堇的獨(dú)特之處,是同一居群內(nèi)有兩種不同顏色的個(gè)體,一種擁有正常的綠色葉片,另一種,則生長著灰撲撲的葉片,顏色和它身旁的礫石塊不相上下。如果不在開花期,即使瞪大眼睛,也很難憑葉片把植株從礫石灘中尋找出來。

  其實(shí),囊距紫堇費(fèi)盡心思,長出灰色的葉片,只是為了躲避一種名叫絹蝶的昆蟲。每年6月初,絹蝶的成蟲會(huì)將卵粒產(chǎn)在囊距紫堇植株的附近。大約十幾天后,絹蝶幼蟲孵化出來,就以身旁囊距紫堇肥厚的葉片為食,根本不會(huì)動(dòng)窩。為了避免成為絹蝶幼蟲的“盤中餐”,囊距紫堇逐漸學(xué)會(huì)了給自己喬裝打扮,穿上灰色隱身衣——進(jìn)化出了和環(huán)境色彩一致的葉片。

  大量的野外觀察表明,擁有灰色葉片的囊距紫堇個(gè)體,大都能逃過絹蝶幼蟲的蠶食存活下來,而那些不懂變更,依然用綠色葉片“示人”的個(gè)體,就不那么幸運(yùn)了,絕大多數(shù)在葉片還沒能完全展開,即在幼芽階段,就遭到了絹蝶幼蟲的瘋狂啃食。

  一般的,植物都擁有主流色彩綠色,綠葉們通過光合作用來養(yǎng)活植物,所以有人擔(dān)心,灰色的葉片難道不會(huì)影響光合作用?這擔(dān)心其實(shí)多余,研究發(fā)現(xiàn),綠色的葉片幾乎不含花青素,而灰色葉片里含有相當(dāng)多的花青素,但兩者體內(nèi)葉綠素的含量差別不大。也就是說,花青素和葉綠素共同作用,讓囊距紫堇的葉片成為了灰色,但這兩種顏色的葉子在光合作用的效果方面,難分伯仲,所以,長成灰色,并不會(huì)影響到植株體內(nèi)能量的生成。

  既然灰色的個(gè)體可以很好地實(shí)現(xiàn)偽裝,又不影響其生存和繁殖,那么綠色的個(gè)體為什么沒有被完全淘汰呢?這個(gè)問題到目前為止,還沒有定論,期待今后有人去研究破解?! ?/p>

模擬食蚜蠅“坐月子”的產(chǎn)房

  花瓣超長且扭曲的長瓣兜蘭,會(huì)模擬食蚜蠅“坐月子”的產(chǎn)房。

  食蚜蠅,顧名思義是吃蚜蟲的蒼蠅。其實(shí),長相如蜜蜂的食蚜蠅,成蟲和蜜蜂一樣,以花蜜、花粉、樹汁為食,只有部分種類食蚜蠅的幼蟲以蚜蟲為食,長瓣兜蘭就是仰仗模擬食蚜蠅的繁殖地,誘騙黑帶食蚜蠅為自己免費(fèi)做“紅娘”。

  大約所有母親的心思都是相同的,希望自己的小baby一出生就能豐衣足食。黑帶食蚜蠅媽媽在產(chǎn)卵時(shí)之所以會(huì)精心挑選“坐月子”的產(chǎn)地——蚜蟲的聚集區(qū),是希望自己的小baby打出生起,就有足夠的食物。

  有需求的地方就有交易,有交易就會(huì)滋生騙術(shù)。長瓣兜蘭正是瞅準(zhǔn)了黑帶食蚜蠅的“軟肋”,偷偷在自己的花瓣或唇瓣的基部,“畫出”星星點(diǎn)點(diǎn)的“蚜蟲”群——一粒粒黑栗色的突起物。在食蚜蠅媽媽的眼里,這里正是小baby 們到時(shí)候可以撒著歡吃的“蚜蟲餐廳”。

  這位視力欠佳的媽媽,自認(rèn)為找到了中意的產(chǎn)房,開始試圖落到花瓣上去產(chǎn)卵。長瓣兜蘭早料到這一招,蓄意讓花瓣變得光滑而扭曲,食蚜蠅在嘗試了幾次無法降落后,突然發(fā)現(xiàn)不遠(yuǎn)處還有個(gè)平整的“停機(jī)坪”,它興沖沖剛一落腳,不曾想,一下子便掉進(jìn)唇瓣特化的兜兜里。失足的食蚜蠅自然不知道,這“停機(jī)坪”是長瓣兜蘭用退化的雄蕊,為它專門設(shè)置的第二重機(jī)關(guān)!

  食蚜蠅開始自救,可兜壁內(nèi)除合蕊柱所在的內(nèi)通道外,全部光滑無比,想突圍出去比登天還難!這期間它也嘗試過其他方法譬如跳出,無功而返后,只好乖乖沿著由唇瓣和合蕊柱構(gòu)成的傳粉通道往外爬,別無選擇呀。然而這條通道,正是長瓣兜蘭存放花粉塊的所在地,是兜蘭設(shè)置的第三重機(jī)關(guān)。毫無疑問,成功逃脫的食蚜蠅在爬出通道的那一刻,背上全被長瓣兜蘭粘貼上了花粉。當(dāng)它在下一朵花上重復(fù)受騙時(shí),便“榮升”為長瓣兜蘭的“紅娘”。

  再來關(guān)注一下成功在“蚜蟲”堆里產(chǎn)卵的食蚜蠅的后代。食蚜蠅的小baby們孵化出來后,立馬發(fā)現(xiàn)母親為自己準(zhǔn)備的食物,只是一堆形似蚜蟲的植物附屬品,完全不能食用。而此刻,食蚜蠅媽媽早已不知去向,可憐剛剛來到這個(gè)世界的食蚜蠅幼蟲,只能活活被餓死??磥恚趲逞料墜寢尣粌H粗心大意,而且是個(gè)虎頭蛇尾的家伙,難怪容易被長瓣兜蘭利用。

  長瓣兜蘭鼓搗出的這套復(fù)雜的擬態(tài)傳粉系統(tǒng),看似高明,也讓自己陷入了脆弱的境地——假如環(huán)境變遷黑帶食蚜蠅群體遭遇不測;假如黑帶食蚜蠅之間開始交流,大家都不再去上當(dāng);假如黑帶食蚜蠅被別的種群“勾引”得分身無術(shù)……長瓣兜蘭種族的延續(xù)也將戛然而止!

  為了利益,讓自己成為他人的地獄。長瓣兜蘭的邏輯,越來越顯得不合時(shí)宜。

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