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        科學普及

        【第二屆分省院科普征文大賽作品展示】植物界的偽裝大師

        發表日期:2020-04-13來源:放大 縮小

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

          植物沒有腿腳,無法移動,面對天敵和食草動物,只有束手就擒嗎?答案,對于個體來說,似乎是唯一的,然而,將目光鎖定一個種群,沿時光的腳步追逐審視,你會發現,這個答案,并不唯一。

          植物在與不利環境、與天敵的抗爭中,會慢慢地改造自己,向著更好地適應環境、更利于保護自己的方向進化。在時間的長河里,有的植物,擁有了威力強大的生化防身武器,有的,進化出了別出心裁的生存本領,也有的,會采取打不過就躲的方針政策,把自己喬裝打扮一番,不讓天敵和食草動物發現自己,或者,因恐懼而遠離自己。

          后者的進化方式,用術語來說,叫做“擬態”。所謂擬態,就是生物在進化過程中,形成的外表、形態及色澤與環境或者其他動植物異常相似的現象。擬態,是種群朝著自然選擇上有利的特性發展的結果。

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

        模擬昆蟲,上演美人計

          在美國一家大學的教學植物園里,我見到了角蜂眉蘭。

          乍一看,我以為是幾個大個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植物中大師級別的名角。

          仔細端詳,不得不感慨角蜂眉蘭細膩的心思: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,毫發畢現。

          眉蘭還會根據生長地的不同,在“角蜂”的后背上,涂抹上醒目的藍紫色或棕黃相間的斑紋,好讓自己的花朵,更接近當地雄性角蜂眼中的“大美人”形象。

          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。頭部的設計是重點也是花心思最多的地方。眉蘭讓花柱和雄蕊結合長成合蕊柱,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留好了。雄蜂一旦趕來赴約,頭部自然而然會接受到眉蘭想要傳遞出去的“愛之吻”。

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

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

          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,會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的花粉塊,便準確的粘在雄蜂多毛的頭上——這在生物學上有個術語叫“擬交配”。

          待雄蜂幡然醒悟后,只好悻悻地飛走。但此時,背負花粉塊的雄蜂,已經被“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“獻媚”,角蜂頭上粘著的花粉塊,便準確無誤地傳遞到這位“騙子”眉蘭的柱頭穴里……可憐無數癡情的雄性角蜂,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”,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。

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

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

        模擬環境,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,也很快會成為饑腸轆轆的沙漠動物的腹中餐。

          誰也說不清,生石花的祖先,何時把自己變得和周圍的沙石不相上下——矮小、敦實,像一塊塊鵝卵石(擬態)。這些灰綠色、褐黃色、灰色的肉質球葉“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物的口腹,我們才有幸看到現在這胖乎乎的模樣。

          不只是外形獨特,生石花還練就了高度貯水、極耐旱、抗高溫的特質。6、7月份,天氣開始悶熱的時候,生石花會進入“不吃不喝”的休眠期;旱季大部分時間,生石花將身體縮進沙石里,僅露出植株頂面。在生石花的體內,飽含著無色透明的黏性多糖,可增強抗旱功能。一旦受傷,高濃度的黏性多糖會讓傷口快速愈合,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擁著雌蕊,周圍是一圈細長的花瓣,大部分開黃花,也有白花,分外嬌艷。生石花長著長著會蛻皮分裂,由一個變成兩個或者四個,是除開花結果之外,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。

          囊距紫堇的獨特之處,是同一居群內有兩種不同顏色的個體,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,囊距紫堇費盡心思,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,絹蝶的成蟲會將卵粒產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,根本不會動窩。為了避免成為絹蝶幼蟲的“盤中餐”,囊距紫堇逐漸學會了給自己喬裝打扮,穿上灰色隱身衣——進化出了和環境色彩一致的葉片。

          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”的個體,就不那么幸運了,絕大多數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活植物,所以有人擔心,灰色的葉片難道不會影響光合作用?這擔心其實多余,研究發現,綠色的葉片幾乎不含花青素,而灰色葉片里含有相當多的花青素,但兩者體內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,并不會影響到植株體內能量的生成。

          既然灰色的個體可以很好地實現偽裝,又不影響其生存和繁殖,那么綠色的個體為什么沒有被完全淘汰呢?這個問題到目前為止,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”的產房

          花瓣超長且扭曲的長瓣兜蘭,會模擬食蚜蠅“坐月子”的產房。

          食蚜蠅,顧名思義是吃蚜蟲的蒼蠅。其實,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卵時之所以會精心挑選“坐月子”的產地——蚜蟲的聚集區,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,有交易就會滋生騙術。長瓣兜蘭正是瞅準了黑帶食蚜蠅的“軟肋”,偷偷在自己的花瓣或唇瓣的基部,“畫出”星星點點的“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 們到時候可以撒著歡吃的“蚜蟲餐廳”。

          這位視力欠佳的媽媽,自認為找到了中意的產房,開始試圖落到花瓣上去產卵。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,突然發現不遠處還有個平整的“停機坪”,它興沖沖剛一落腳,不曾想,一下子便掉進唇瓣特化的兜兜里。失足的食蚜蠅自然不知道,這“停機坪”是長瓣兜蘭用退化的雄蕊,為它專門設置的第二重機關!

          食蚜蠅開始自救,可兜壁內除合蕊柱所在的內通道外,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,是兜蘭設置的第三重機關。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。當它在下一朵花上重復受騙時,便“榮升”為長瓣兜蘭的“紅娘”。

          再來關注一下成功在“蚜蟲”堆里產卵的食蚜蠅的后代。食蚜蠅的小baby們孵化出來后,立馬發現母親為自己準備的食物,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,可憐剛剛來到這個世界的食蚜蠅幼蟲,只能活活被餓死??磥?,黑帶食蚜蠅媽媽不僅粗心大意,而且是個虎頭蛇尾的家伙,難怪容易被長瓣兜蘭利用。

          長瓣兜蘭鼓搗出的這套復雜的擬態傳粉系統,看似高明,也讓自己陷入了脆弱的境地——假如環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;假如黑帶食蚜蠅被別的種群“勾引”得分身無術……長瓣兜蘭種族的延續也將戛然而止!

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

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