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植物的性生活

文章发布时间:2015/5/26 11:29:54



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“世界是你们这些生物的,也是我们这些植物的,但归根到底,都是要给下一代的!”

从遥远的白垩纪时代繁衍至今,当年异军突起的被子植物已经在地球上生活了大约1.36亿年,成员遍布世界各个角落。它们花开花谢,春华秋实,生老病死,繁衍生息,看似平静无奇,实则不知蕴藏多少心思,上演过多少尔虞我诈的场面。植物的一生都在为繁衍后代费尽心血,几乎每一种植物都有其独特的交配方式,而它们的房事也同样精彩绝伦……

欲悉房事,先辨雌雄
说到房事,当然少不了红男绿女和他们各自的生理构造。众所周知,植物的生殖器官是花(此处主要讨论被子植物),交配真正用到的是提供精细胞功能的雄蕊,以及提供卵细胞和受精场所的雌蕊。当然,和人一样,一次成功的房事可不只是简单地靠那两个构件就能完成,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、雄蕊的花被称为完全花,当缺少图中任一部分则称为不完全花。花的形态千千万万,但都可以与上述各部分对应。图片来自nhedu.net】

植物的性别有点捉摸不清甚至扑朔迷离,当一朵花里只有雄蕊我们称之为雄性花,只有雌蕊我们称之为雌性花,同时具备雌蕊和雄蕊的则称之为两性花,而把雌性花和雄性花统称为单性花。知道这些后我们可以把植物性别大致分一下,首先是雌雄异株,指在具有单性花的种子植物中,雌花与雄花分别生长在不同的植株上,比如银杏(Ginkgo biloba L.)。这类植物性别比较好分别,长雌花的就是母株,长雄花的就是公株。另外一种就是雌雄同株,而它又分为单性花和两性花两种情况。


【上图:南瓜(Cucurbita moschata (Duch. ex Lam.) Duch. ex Poiret)本身是单性花,雌雄蕊分别在不同的花里,但雌性花与雄性花长在同一植株上;而桃花(Amygdalus persica L.)则为两性花,雌雄蕊理所当然的长在同一植株上。图片来自Sara Steger/flickr】

有些植物的性别,则更为令人称奇。蓬莱天南星(Arisaema taiwanense)在幼年时因为营养生长不够提供结果之用,便只开雄花,此时即为公。当地下球茎逐年增大,当年能提供充足养分,就会开出两种花,雄花在上,雌花在下,这时就亦公亦母。等再过一段时间或次年,地下球茎能足够提供大量养分给隔年春天发芽与传宗接代用,就只开雌花,结果累累,这时又化身为母。


【蓬莱天南星雌花、雄花、雌雄同株的三种形态,其性别转换之飘逸,可见一斑。】

招蜂引蝶,“媒婆”成人之美
和人一样,植物的交配也是要完成精细胞和卵细胞的结合受精,只不过它们的手段是把雄蕊花药里的花粉传送到雌蕊的柱头。自花授粉的植物会将外来花粉拒之门外,仅仅依靠自己就能完成受精。在植物的进化长河中,由于交配中的精卵细胞来自同一植物,会降低族群中基因的变异,在面对环境的变动或竞争时,这类植物就可能丧失其优势局面。


【豌豆(Pisum sativum Linn)花的雌蕊和雄蕊被两片花瓣包裹,我们平常很难看到。当豌豆花还是花蕾时雌雄蕊便已经形成,在花蕾未打开之前,雌雄蕊双双同时成熟,交付彼此,完成生命里最重要的一刹那。】

当人们身处一片绮丽娇艳,香气袭人的花海时,总是不经心生向往,心旷神怡,其实这多多少少继承了帮助花朵传送花粉的基因。为了增加基因变异,提高对环境、竞争的适应,植物总是朝着异花授粉的方向发展,这时相望而不能及的雌蕊和雄蕊要想完成交配,就得寻找一个“媒婆”,自己不能亲临,找人代劳也是不错的选择,这些“媒婆”就是生活在植物周围的昆虫、雀鸟、蝙蝠等生物,甚至还有风和水。“媒婆”需要做的,就是把一朵花上的花粉带到另一朵花的柱头上以便它们完成交配,当然,请人帮忙总归要付一些酬劳,所以这些花往往有着艳丽的色泽,特殊的香味,或者可口的花蜜。不过,并非所有昆虫都喜欢香味,因此对于苍蝇这样口味独特的“媒婆”,也会有植物散发臭味投其所好。


【上图:“媒婆”雀鸟和蜜蜂的传粉工作进行中,对于服务对象和“媒婆”,这是一种“我出花蜜,你传粉”的双赢行为。下图:“媒婆”们快活的进食完后,花粉也就落在了柱头。图片来自Kamelfisk、Sate Al Abbasi和Mika-Pekka Markkanen/flickr】

“媒婆”们受到色泽、气味的吸引,来到花朵前,食用或带走自己的酬劳–花蜜(花粉),这个时候花朵就会把花粉悄悄撒落在它们身上,当它们前往另一朵花时,在忙碌的进食过程中,它们携带的花粉就会自然而然的落到柱头上,这样一次互赢的交易就正式完成。不过,“媒婆”们又不会去分门别类花粉的来源,植物们怎么知道这些花粉是来自他人还是自己,如果沾染上自己的花粉完成受精,岂不是又成了自花授粉,增加变异机会的意义不就荡然无存了吗?其实,植物进化至此,我们想到的它也已经想到,为了避免和自己的花粉结合,它们可着实下了功夫,包括让雌雄蕊成熟时间不同,长度不等,有些植物还会识别自己的花粉,更有甚者花粉对自身有毒。

植物的世界:诱惑,欺骗,交易
不同的昆虫会有不同长度的口器,植物为了适应传粉者,会长出一个特殊的结构—–花距,花蜜就储存在其中。花距同时还起到了选择的作用,一般花距都有特定长度,如果花距很长,那些口器很短的家伙就只能各自退散了,这样就会建立特定传粉者为特定植物传粉的机制,比起广撒网,这种机制当然对稳定性起了重要作用。


【为了适应传粉者,也为了选择传粉者,一些植物进化出特殊的花距结构。不过,那些不按路数出牌,暴力弄破花距盗食花蜜的也大有人在。图片来自duvali/flickr】

在植物和传粉者的组合中,最有名的一对当属大彗星风兰(Angraecum sesquipedale)和非洲长喙天蛾(Xanthopan morganii praedicta)。1862年,达尔文在其《兰花的传粉》一书中,推测应该有一种口器也是20cm的昆虫为这种距长足达20cm的兰花传粉,当时无人相信,直到1903年,人们才发现并观察到这种为其传粉的天蛾,印证了达尔文的推测。


【大彗星风兰和非洲长喙天蛾,不同于喜欢夜晚出来撒欢的蛾子,后者乐于白天活动,并因体型酷似蜂鸟常遭误认。】

虽然大多数植物的花冠距里都带有花蜜,但也有一些会耍心眼。当见到这种带有无花蜜花距的花时,昆虫也会误以为有花蜜而来拜访,当其发现无花蜜时却已经帮植物完成了授粉。在这种赤裸裸的欺骗领域里,大名最为远扬的就是兰花家族,它们往往是请人干活不付钱的家伙,蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe)、兔耳兰(Cymbidium lancifolium Hook. f.)就会通过模仿百合花瓣斑点来对昆虫进行食源性欺骗。

兰科家族中那些性的诱惑往往更加让昆虫们不能自拔。角蜂眉兰(Ophrys speculum)的花像极了一只雌性的胡蜂,同时它还会模仿雌性胡蜂特有的气味,这让雄性胡蜂真心毫无抵抗力,当饥渴的雄性胡蜂抱着扑倒的心态冲上前,翻云覆雨间就会带上角蜂眉兰的花粉,当它下一次寻求合欢之时也就帮其完成了授粉。角蜂眉兰的这种色诱手段真可谓登峰造极。


【左图:花瓣上的斑点,在蜜蜂等昆虫吃货看来,就代表有花蜜可食,蕙兰等兰科植物就习得这种伎俩勾引昆虫义务劳动。右图:角蜂眉兰将花朵伪装成雌性胡蜂,甚至连胡蜂身上的根根绒毛都在花瓣上伪装了出来。图片来自epicphals和lvanmoan/flickr】

既然可以有那么多传粉者代劳,为什么有些植物非得进化成只让一种传粉者授粉呢?其实,多授粉的植物虽然能被昆虫将更多的花粉拿走,但大部分都会丢失,不是落在地上,就是落在错误的兰花品种上,而采用性欺骗的兰花能得到专业的授粉,使相同品种的兰花之间更直接地授粉,减少运输过程中的花粉损失,效率反而更高。

异花授粉虽是进化趋势,但还是有很多植物进行自花授粉。来看看这种植物——黄花大苞姜(Cauiokaempferia coenobialis(Hance)K? Larsen?),花开之时,其花药的花粉囊同时开裂,油质液浆状的花粉从花粉囊溢出成球形,很快铺满于花药面,慢慢流向柱头。此后,花粉陆续流到柱头的喇叭口,实现自花传粉。黄花大苞姜采用这种“花粉滑动实现自花授粉”的机制,则是其长期适应高度潮湿、缺乏传粉昆虫的生境的结果,正是适者生存法则的生动演绎,这也是自花授粉进化存在的一个原因。


【黄花大苞姜生活在我国广东、广西的亚热带季雨林中,生存环境高度潮湿,鲜有与传粉昆虫打交道的机会。图片来自plantphoto.cn】

世界上的植物大概有400多科30多万种,浩瀚的植物世界精彩纷呈,其奇妙处其实又何止上述这些。至少,在这个几乎所有生物都要为下一代奋斗的世界,植物们用自己独特的行为告知我们,它们的房事,也可以很精彩。


今天教大家怎么玩丝巾 2013-08-23 佳丽造型

一个人出生即死亡和一个人寿终正寝有什么区别?死亡是终极命题,从这个意义上讲,出生即死和寿终正寝没有分别。但从时间的维度上讲,经历不同意味着生命的体验也不同,前者寡淡,后者丰富。



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