從遙遠(yuǎn)的白堊紀(jì)時(shí)代繁衍至今,當(dāng)年異軍突起的被子植物已經(jīng)在地球上生活了大約1.36億年,成員遍布世界各個(gè)角落。它們花開(kāi)花謝,春華秋實(shí),生老病死,繁衍生息,看似平靜無(wú)奇,實(shí)則不知蘊(yùn)藏多少心思,上演過(guò)多少爾虞我詐的場(chǎng)面。植物的一生都在為繁衍后代費(fèi)盡心血,幾乎每一種植物都有其獨(dú)特的交配方式,而它們的房事也同樣精彩絕倫……
欲悉房事,先辨雌雄
說(shuō)到房事,當(dāng)然少不了紅男綠女和他們各自的生理構(gòu)造。眾所周知,植物的生殖器官是花(此處主要討論被子植物),交配真正用到的是提供精細(xì)胞功能的雄蕊,以及提供卵細(xì)胞和受精場(chǎng)所的雌蕊。當(dāng)然,和人一樣,一次成功的房事可不只是簡(jiǎn)單地靠那兩個(gè)構(gòu)件就能完成,植物其他部分也在交配中起到重要作用。
【包含花托、花萼、花瓣、雌蕊、雄蕊的花被稱為完全花,當(dāng)缺少圖中任一部分則稱為不完全花。花的形態(tài)千千萬(wàn)萬(wàn),但都可以與上述各部分對(duì)應(yīng)。圖片來(lái)自nhedu.net】
植物的性別有點(diǎn)捉摸不清甚至撲朔迷離,當(dāng)一朵花里只有雄蕊我們稱之為雄性花,只有雌蕊我們稱之為雌性花,同時(shí)具備雌蕊和雄蕊的則稱之為兩性花,而把雌性花和雄性花統(tǒng)稱為單性花。知道這些后我們可以把植物性別大致分一下,首先是雌雄異株,指在具有單性花的種子植物中,雌花與雄花分別生長(zhǎng)在不同的植株上,比如銀杏(Ginkgo biloba L.)。這類植物性別比較好分別,長(zhǎng)雌花的就是母株,長(zhǎng)雄花的就是公株。另外一種就是雌雄同株,而它又分為單性花和兩性花兩種情況。
【上圖:南瓜(Cucurbita moschata (Duch. ex Lam.) Duch. ex Poiret)本身是單性花,雌雄蕊分別在不同的花里,但雌性花與雄性花長(zhǎng)在同一植株上;而桃花(Amygdalus persica L.)則為兩性花,雌雄蕊理所當(dāng)然的長(zhǎng)在同一植株上。圖片來(lái)自Sara Steger/flickr】
有些植物的性別,則更為令人稱奇。蓬萊天南星(Arisaema taiwanense)在幼年時(shí)因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)不夠提供結(jié)果之用,便只開(kāi)雄花,此時(shí)即為公。當(dāng)?shù)叵虑蚯o逐年增大,當(dāng)年能提供充足養(yǎng)分,就會(huì)開(kāi)出兩種花,雄花在上,雌花在下,這時(shí)就亦公亦母。等再過(guò)一段時(shí)間或次年,地下球莖能足夠提供大量養(yǎng)分給隔年春天發(fā)芽與傳宗接代用,就只開(kāi)雌花,結(jié)果累累,這時(shí)又化身為母。
【蓬萊天南星雌花、雄花、雌雄同株的三種形態(tài),其性別轉(zhuǎn)換之飄逸,可見(jiàn)一斑?!?
招蜂引蝶,“媒婆”成人之美
和人一樣,植物的交配也是要完成精細(xì)胞和卵細(xì)胞的結(jié)合受精,只不過(guò)它們的手段是把雄蕊花藥里的花粉傳送到雌蕊的柱頭。自花授粉的植物會(huì)將外來(lái)花粉拒之門外,僅僅依靠自己就能完成受精。在植物的進(jìn)化長(zhǎng)河中,由于交配中的精卵細(xì)胞來(lái)自同一植物,會(huì)降低族群中基因的變異,在面對(duì)環(huán)境的變動(dòng)或競(jìng)爭(zhēng)時(shí),這類植物就可能喪失其優(yōu)勢(shì)局面。
【豌豆(Pisum sativum Linn)花的雌蕊和雄蕊被兩片花瓣包裹,我們平常很難看到。當(dāng)豌豆花還是花蕾時(shí)雌雄蕊便已經(jīng)形成,在花蕾未打開(kāi)之前,雌雄蕊雙雙同時(shí)成熟,交付彼此,完成生命里最重要的一剎那?!?
當(dāng)人們身處一片綺麗嬌艷,香氣襲人的花海時(shí),總是不經(jīng)心生向往,心曠神怡,其實(shí)這多多少少繼承了幫助花朵傳送花粉的基因。為了增加基因變異,提高對(duì)環(huán)境、競(jìng)爭(zhēng)的適應(yīng),植物總是朝著異花授粉的方向發(fā)展,這時(shí)相望而不能及的雌蕊和雄蕊要想完成交配,就得尋找一個(gè)“媒婆”,自己不能親臨,找人代勞也是不錯(cuò)的選擇,這些“媒婆”就是生活在植物周圍的昆蟲、雀鳥、蝙蝠等生物,甚至還有風(fēng)和水?!懊狡拧毙枰龅?,就是把一朵花上的花粉帶到另一朵花的柱頭上以便它們完成交配,當(dāng)然,請(qǐng)人幫忙總歸要付一些酬勞,所以這些花往往有著艷麗的色澤,特殊的香味,或者可口的花蜜。不過(guò),并非所有昆蟲都喜歡香味,因此對(duì)于蒼蠅這樣口味獨(dú)特的“媒婆”,也會(huì)有植物散發(fā)臭味投其所好。
【上圖:“媒婆”雀鳥和蜜蜂的傳粉工作進(jìn)行中,對(duì)于服務(wù)對(duì)象和“媒婆”,這是一種“我出花蜜,你傳粉”的雙贏行為。下圖:“媒婆”們快活的進(jìn)食完后,花粉也就落在了柱頭。圖片來(lái)自Kamelfisk、Sate Al Abbasi和Mika-Pekka Markkanen/flickr】
“媒婆”們受到色澤、氣味的吸引,來(lái)到花朵前,食用或帶走自己的酬勞--花蜜(花粉),這個(gè)時(shí)候花朵就會(huì)把花粉悄悄撒落在它們身上,當(dāng)它們前往另一朵花時(shí),在忙碌的進(jìn)食過(guò)程中,它們攜帶的花粉就會(huì)自然而然的落到柱頭上,這樣一次互贏的交易就正式完成。不過(guò),“媒婆”們又不會(huì)去分門別類花粉的來(lái)源,植物們?cè)趺粗肋@些花粉是來(lái)自他人還是自己,如果沾染上自己的花粉完成受精,豈不是又成了自花授粉,增加變異機(jī)會(huì)的意義不就蕩然無(wú)存了嗎?其實(shí),植物進(jìn)化至此,我們想到的它也已經(jīng)想到,為了避免和自己的花粉結(jié)合,它們可著實(shí)下了功夫,包括讓雌雄蕊成熟時(shí)間不同,長(zhǎng)度不等,有些植物還會(huì)識(shí)別自己的花粉,更有甚者花粉對(duì)自身有毒。
植物的世界:誘惑,欺騙,交易
不同的昆蟲會(huì)有不同長(zhǎng)度的口器,植物為了適應(yīng)傳粉者,會(huì)長(zhǎng)出一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)-----花距,花蜜就儲(chǔ)存在其中?;ň嗤瑫r(shí)還起到了選擇的作用,一般花距都有特定長(zhǎng)度,如果花距很長(zhǎng),那些口器很短的家伙就只能各自退散了,這樣就會(huì)建立特定傳粉者為特定植物傳粉的機(jī)制,比起廣撒網(wǎng),這種機(jī)制當(dāng)然對(duì)穩(wěn)定性起了重要作用。
【為了適應(yīng)傳粉者,也為了選擇傳粉者,一些植物進(jìn)化出特殊的花距結(jié)構(gòu)。不過(guò),那些不按路數(shù)出牌,暴力弄破花距盜食花蜜的也大有人在。圖片來(lái)自duvali/flickr】
在植物和傳粉者的組合中,最有名的一對(duì)當(dāng)屬大彗星風(fēng)蘭(Angraecum sesquipedale)和非洲長(zhǎng)喙天蛾(Xanthopan morganii praedicta)。1862年,達(dá)爾文在其《蘭花的傳粉》一書中,推測(cè)應(yīng)該有一種口器也是20cm的昆蟲為這種距長(zhǎng)足達(dá)20cm的蘭花傳粉,當(dāng)時(shí)無(wú)人相信,直到1903年,人們才發(fā)現(xiàn)并觀察到這種為其傳粉的天蛾,印證了達(dá)爾文的推測(cè)。
【大彗星風(fēng)蘭和非洲長(zhǎng)喙天蛾,不同于喜歡夜晚出來(lái)撒歡的蛾子,后者樂(lè)于白天活動(dòng),并因體型酷似蜂鳥常遭誤認(rèn)。】
雖然大多數(shù)植物的花冠距里都帶有花蜜,但也有一些會(huì)耍心眼。當(dāng)見(jiàn)到這種帶有無(wú)花蜜花距的花時(shí),昆蟲也會(huì)誤以為有花蜜而來(lái)拜訪,當(dāng)其發(fā)現(xiàn)無(wú)花蜜時(shí)卻已經(jīng)幫植物完成了授粉。在這種赤裸裸的欺騙領(lǐng)域里,大名最為遠(yuǎn)揚(yáng)的就是蘭花家族,它們往往是請(qǐng)人干活不付錢的家伙,蕙蘭(Cymbidium faberi Rolfe)、兔耳蘭(Cymbidium lancifolium Hook. f.)就會(huì)通過(guò)模仿百合花瓣斑點(diǎn)來(lái)對(duì)昆蟲進(jìn)行食源性欺騙。
蘭科家族中那些性的誘惑往往更加讓昆蟲們不能自拔。角蜂眉蘭(Ophrys speculum)的花像極了一只雌性的胡蜂,同時(shí)它還會(huì)模仿雌性胡蜂特有的氣味,這讓雄性胡蜂真心毫無(wú)抵抗力,當(dāng)饑渴的雄性胡蜂抱著撲倒的心態(tài)沖上前,翻云覆雨間就會(huì)帶上角蜂眉蘭的花粉,當(dāng)它下一次尋求合歡之時(shí)也就幫其完成了授粉。角蜂眉蘭的這種色誘手段真可謂登峰造極。
【左圖:花瓣上的斑點(diǎn),在蜜蜂等昆蟲吃貨看來(lái),就代表有花蜜可食,蕙蘭等蘭科植物就習(xí)得這種伎倆勾引昆蟲義務(wù)勞動(dòng)。右圖:角蜂眉蘭將花朵偽裝成雌性胡蜂,甚至連胡蜂身上的根根絨毛都在花瓣上偽裝了出來(lái)。圖片來(lái)自epicphals和lvanmoan/flickr】
既然可以有那么多傳粉者代勞,為什么有些植物非得進(jìn)化成只讓一種傳粉者授粉呢?其實(shí),多授粉的植物雖然能被昆蟲將更多的花粉拿走,但大部分都會(huì)丟失,不是落在地上,就是落在錯(cuò)誤的蘭花品種上,而采用性欺騙的蘭花能得到專業(yè)的授粉,使相同品種的蘭花之間更直接地授粉,減少運(yùn)輸過(guò)程中的花粉損失,效率反而更高。
前面講了這么多異花授粉,它們科學(xué)進(jìn)化,為什么仍有那么多植物進(jìn)行自花授粉呢?來(lái)看看這種植物——黃花大苞姜(Caulokaempferia coenobialis (Hance)K? Larsen?),花開(kāi)之時(shí),其花藥的花粉囊同時(shí)開(kāi)裂,油質(zhì)液漿狀的花粉從花粉囊溢出成球形,很快鋪滿于花藥面,慢慢流向柱頭。此后,花粉陸續(xù)流到柱頭的喇叭口,實(shí)現(xiàn)自花傳粉。黃花大苞姜采用這種“花粉滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)自花授粉”的機(jī)制,則是其長(zhǎng)期適應(yīng)高度潮濕、缺乏傳粉昆蟲的生境的結(jié)果,正是適者生存法則的生動(dòng)演繹,這也是自花授粉進(jìn)化存在的一個(gè)原因。
【黃花大苞姜生活在我國(guó)廣東、廣西的亞熱帶季雨林中,生存環(huán)境高度潮濕,鮮有與傳粉昆蟲打交道的機(jī)會(huì)。圖片來(lái)自plantphoto.cn】
世界上的被子植物大概有400多科30多萬(wàn)種,浩瀚的植物世界精彩紛呈,其奇妙處其實(shí)又何止上述這些。至少,在這個(gè)幾乎所有生物都要為下一代奮斗的世界,植物們用自己獨(dú)特的行為告知我們,它們的房事,也可以很精彩。
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