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植物是怎样“明媒正娶”的?

发布时间:2021-1-13 15:06:43 来源:《农药市场信息》传媒 作者:曹涤环/荐

在自然界通过传粉繁殖后代的植物,多得不胜枚举。需要传粉的植物只有在媒介的帮助下,才能顺利完成授粉。尽管这样有些植物对自己的“媒人”却非常挑剔,往往只吸引为数很少的几种传粉者。在极端情况下,甚至仅接受一种昆虫(或其他生物)传粉,大有“非此君作媒,誓不出嫁”之势!而传粉者呢,对此也颇“心领神会”,往往能相应地演化出一套非常独特的结构和行为,刚好能够满足该植物传粉的需要,于是两者互相成全,互相依赖,互惠互利,形成了紧密的联姻关系。其巧妙之处,使人不得不为之拍案叫绝!

植物界有一种鼠尾草,其花的形状有点像豌豆花,但属异交植物,靠蜂传粉。雄蕊位于花的上方,当蜂落到花上,常常会竭力钻入花的深处。由于蜂挤动花丝下部使其背部布满了花粉粒,之后当携带花粉的蜂再钻进雌蕊成熟的花朵时,不可避免地会使背部触及下垂的柱头,于是花粉粒就很自然地完好地和柱头接触,并且有可能“合二为一”,完成传宗接代的授粉之业。

有些植物和“媒人”之间,不但配合默契,而且互为因果,令人感慨不已!在美国西南部的荒野里,生长着一种丝兰花,它的传宗接代和一种小蛾子(丝兰蛾)有着不寻常的关系。在丝兰花盛开的某个傍晚,一只已经受精了的小雌蛾闻香而至,爬入花器的内部。它一面采集花粉,一面把花粉滚聚成小球状,携带在自己的颏下。当花粉球滚至比自己头部还大时,它就爬入丝兰花的雌性器官上。在那里蛾子移动花粉球,散下花粉,保证丝兰花受精,同时产下自己的卵。此后其卵孵化出了幼虫,就以取食丝兰花种子为生,因为丝兰花种子数量很多,远远超过幼虫的食量,所以一般不会威胁丝兰花的繁衍。就这样,小蛾子和丝兰花结成了一对利害攸关的伴生关系,谁也离不开谁,这种亲密关系不知是上帝的安排,还仅仅是生物界的巧合?

还有一种兰花,在微风吹动下很像一群舞动着的蜜蜂。真的蜂群为了保护自己的领地不受侵犯,立即群飞而来,向兰花发起反复攻击。然而它哪里知道,这种攻击恰恰中了兰花的“计谋”——义务为兰花做了一件最有意义的好事:传播花粉,实现了它们求之不得的繁殖后代的任务。

一个植物,一个是昆虫,这是两类截然不同的生物,然而在历史的进化过程中,由于共同的需求把它们联系在一起,且渐趋协调,彼此之间在生殖周期、形态特征上都变得和谐默契、休戚与共,成为各自生物链中不可或缺的一环。

以蜜蜂为代表的许多传粉动物,它们对花的颜色是有“选择”的。比如蜜蜂就不太喜欢黄色,而喜欢红色或蓝色。更有趣的是,有些花也挑选昆虫。例如金鱼草,它的花平时闭合着,等到它所喜爱的一种小蜂飞来的时候,花就会“情投意合”,立即开放了。

还有一种待宵草,它的花到夜间才能张开笑脸,这时候,有一种白天躲在阴暗地方的小蛾,就会在夜间飞来帮助它传送花粉。夜间开的花,大多是自带光芒的白色或黄色,否则在黑暗产中就不容易被它心仪的传粉昆虫发现。

在植物中,有好些花都是由特定的昆虫作“媒人”的,在它们长期的进化过程中,与某一种昆虫形成了固定的关系,如果没有这种昆虫,那些花就不能传粉结实。如果失去了那些花,这种昆虫也就难以生存。比如,从英国移植到新西兰去的红三叶草,虽然长得很好,而且能开花,但是那里没有替它传送花粉的丸花蜂,所以不能结实,怎么办呢?后来,人们把丸花蜂运到了新西兰,红三叶草才在当地结出了种子并繁殖自己的后代。又如上文所讲的丝兰,给它传送花粉的是一种蛾,如果没有这种蛾,丝兰的花就不能结实。而这种蛾除了生活在丝兰里,别的地方都不适合它生存,所以丝兰一枯萎,它们也就死亡了,可谓同生死,共患难。

南美洲有一种叫罗里杜拉的捕蝇树,专由蜘蛛来传送花粉。这种树的枝叶能发出强烈的香味,叶子能分泌胶质的液体,蝇子嗅到的香味纷纷从四面八方飞来,一来就被粘在叶子上。不过罗里杜拉捕蝇树自己并不吃蝇子,它是捕来给蜘蛛吃的,蜘蛛是它们建立了长期的传花授粉关系的昆虫,被粘附在树叶上的蝇子是捕蝇树作为给蜘蛛传送花粉的报酬。

众所周知,在自然界里,许多开花植物是靠昆虫来传播花粉的,其中兰花对授粉者更为挑剔。不同兰花的花瓣,

都按着各自特点卷起围住蜜井,只有那些具备特定大小体型的昆虫,才能爬进去采到花蜜,因此其他种类的昆虫是无法“插足”的。兰花开放时散发出仅对该种昆虫有性吸引力的香气,使它闻“香”而动,躁动不安,想方设法找到这种具有特定香味的兰花植物,完成授粉大业。从生物学角度来看,每种兰花只吸引一种专门的昆虫,所以它的花粉只能被带到同一种类的兰花花朵上去,因而可以有效地避免“种间杂交”,保持一个品种的纯洁性。

在马达加斯加群岛,生长着一种名叫“伯利恒之星”的兰花,它的花蜜隐藏在一处狭窄的,有一英尺长的花井底部。在150多年前,英国著名生物学家达尔文在鉴赏这种兰花时曾经大胆地预言,一定会有一种生有长长吸管的昆虫来为它传粉。当时这一预言受到许多人的嘲笑,但在半个世纪后的某一天,一组昆虫学家彻夜不眠地守在“伯利恒之星”兰花旁边,终于如愿以偿地捕获到一只为之传粉的夜蛾。其喙伸展时,竟长达十一英寸,它就是专为“伯利恒之星”传粉的能手,这一发现令学者们对达尔文的预言赞不绝口。

在长期的进化过程中,有些植物形成了一套“坑蒙拐骗”的手段和技巧,迫使昆虫为它们传送花粉。虽然其行径卑鄙粗暴,但终究达到了授粉繁育后代的目的。例如,萝摩类的花,昆虫一飞到花上就陷落到花冠深处。等它拼命挣扎出来的时候,它的脚已经粘满了花粉。马兜铃类的花就更历害了,它们的花像个小瓶子,雌蕊和雄蕊都生在瓶子底部,雌蕊比雄蕊成熟早,瓶子里有蜜汁,瓶中生满了毛。昆虫在瓶口嗅到又香又甜的蜜汁,诱惑难当,便想大吃一顿,渐渐从瓶口爬进瓶子里,但是进去以后再想出来,就没那么容易了。因为瓶口的毛都是尖儿倒挂向下的,小虫无处逃出,瓶子自然瓮中捉鳖。这时,贪吃的小虫着急了,便在瓶内乱撞乱蹦,拼命挣扎,这么一来便把别处带来的花粉粘到了雌蕊上。雌蕊受精以后,花还不肯把小虫放走,一直要等到两三天以后,雄蕊成熟了,粘了小虫一身花粉。当小虫完成传粉任务后,马兜铃花才把瓶口张开,让小虫逃出去。然而这些健忘的小虫一会儿就将这段被“关禁闭”的日子忘了,接着又钻进另一朵花里去吃蜜,结果又被关住了,在被“囚禁”的情况下历尽艰难险阻继续完成它的授粉使命,充当一个无怨无悔的“媒人”。

众所周知,绿色开花植物为了繁衍后代,必须要“恋爱”和“结婚”。无论是自花授粉植物还是异花授粉植物,一般都是由雄蕊的花粉传到雌蕊的柱头上,通过受精之后结成胚珠,胚珠再发育成种子。

在百花绽放的自然环境里,千姿百态的植物花粉自由传播,雌花“情窦初开”,它们之间的“恋爱”虽然很自由,但各种植物的“成亲”总是有“规矩”的。例如,水稻和棉花不“婚配”,玉米和大豆不“成亲”,高梁和烟草不“相爱”,等等。为了揭开异科绿色开花植物交叉传粉难以“成亲”的秘密,植物生理学家经过漫长而艰辛的探索,直到近几十年来才初步解开这个千古之谜。在花期相遇的条件下,玉米的花粉可能传达到大豆的柱头上,水稻的花粉可能传到棉花的柱头上,黄瓜的花粉也可能传到西瓜的柱头上等,这一情况在田间是完全可以到处存在的。但它们的“恋爱”都不能成功,无法“生儿育女”,其生理原因是由于它们之间花粉和柱头的“亲和力”不相宜,不相配。

一种植物花粉一传到另一种植物的柱头上,被接收花粉植物的柱头上,便会立即分泌出一种糖蛋白,如果是同一种植物,其柱头上的感知器官便能很快“识别”出来,如果是“意中之人”,柱头角质层立即溶化,让花粉管走进“洞房”(子房)内,进而交配;如果不是同种植物的花粉,柱头坚持不“接纳”,立即产生胼胝质,形成一种角质突起,阻拦花粉管进入“洞房”,因而不能“同床”,无法达到受精的目的。

正因为各类植物间的柱头对本种植物具有专一的“亲和性”,对异种植物的花粉产生“排斥”,所以各类植物的“婚姻”,一直避免了“乱伦”现象,玉米不可能“嫁”给大豆,水稻也不能“娶”棉花为“妻”,等等。也就是说,不同种类植物之间,在它们的生命物质上均有着一定的限制和约束因素,异科植物之间这种严格的“抗婚”特性,使植物“种族”之间的“混血儿”难以生成,防止了物种之间遗传差异的消失,维持了各个物种的稳定与延续,充分地保持着自己固有的优良特性和种性。

世界各国建立的种质资源宝库,他们贮存着数以千万计的植物种子(包括各类农作物),保持种性的遗传稳定,即使遭受到严重的自然灾害,植物毁掉了,但仍然可以拿出来使用,使之长久地保存、生长和繁育下来。面对突如其来的天灾人祸,能够实现和保持物种的生生不息。随着现代科学技术的不断进步,科学家们试图诱导异科植物“恋爱结婚”(远缘有性杂交),培育植物“混血儿”,以创造新的物种,综合多“族”植物的优良性状,求得生物产量的提高,造福人类,目前已取得了一些可喜的成绩。

植物的“媒人”是多样的,除上述昆虫外,风和人也可以当作植物的媒人。依靠风力来传送花粉的称为“风媒花”,如玉米、苎麻、板栗等,对于这些“风媒花”的农作物,只要开花时有微风吹拂,就可以提高结实率和产量。人类也可以当植物的“红娘”,采用人工授粉可以起到增产的作用,如瓜类、玉米的人工辅助授粉,能收到显著增产的效果。银杏树是雌雄异株植物,人工授粉显得更为重要。对于大棚蔬菜,人工辅助授粉更是一项普遍的增产措施。


编辑人员:王海晨
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