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什么?杜鹃花竟有月老手中的红线

文章来源:  |  发布时间:2020-05-14  |  作者:廖鑫凤  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  在我国的古老传说中,天庭之上,有月老一职,专司人间姻缘,长久以来,深入人心,每每有单身男女祈求缘分时,都会说希望月老牵牵红线。老夫老妻互相抱怨时,也往往怪月老这红线,怎么把线都搭错,硬生生把不合适的人凑在一起,冥冥之中好像赋予了这根红线无形的权利,月老估计只能笑对,成为天上抚额笑客,看人间痴男怨女。 

 

  以前男女之间有大防,所以大家许愿的时候多,动手的时候少,更多的依赖于月老的红线,但现在男女之事更加开放、自由了,大家都知道根本没有月老,也没有所谓的线线,姻缘都靠自己。 

  尽管在月老中没有红线,但是在极少数的植物中,确实有类似的红线。事实上,目前仅在杜鹃花科与柳叶菜科中发现有掌控男女之事的线。 

 

  一般我们见到的植物的花粉,都是一粒粒彼此分离的,但是在这两个科中,却有根线把花粉连起来,这根线就是两个科中,花粉之间的孢间连丝。考虑到花粉是植物的雄配子体,这根线会最终把花粉传到植物的雌性生殖器官——雌蕊,因此叫管姻缘的红线也不为过。 

 

 

杜鹃花科中花粉间的孢间连丝(viscin threads)以及人工上色电镜照(图片:www.google.com) 

  这种花粉间的孢间连丝,是为了提高每次动物访花时花粉的输出效率,有了这种孢间连丝,动物访花时,牵一发动全身,通过单次的访问,能带走的花粉就更多,这样繁殖效率就会提高。科学家们早有猜测,这根红线跟提高单次访花的效率有关,但是这种高效的传输红线是怎么样演化来的呢。 

  科学家以杜鹃属的多个物种验证了孢间连丝可能的演化驱动力。 

  事实上,杜鹃花是有花植物中较大的一个属,全世界有几百种,拥有极大的多样性,在我国的西南山地是杜鹃属的演化中心,分布着许多杜鹃属植物,往往一个山头就有多种杜鹃,占据不同海拔带,是高山植被的重要组成成分,而且杜鹃属不同物种间花粉之间孢间连丝的长度不同,造成花粉间的黏合度(pollen-thread tangles)不一样,有的种花粉间孢间连丝更长,黏合度更高,而有的种花粉孢间连丝更短,黏合度不高,为探究孢间连丝的演化与作用提供了一个天然的材料。 

 

玉龙雪山上,由杜鹃属植物组成的花海(图片:廖鑫凤) 

 

杜鹃属不同种花粉黏合度不同(图片:文献[1]) 

  科学家选定了不同黏合度的杜鹃物种,比如有着鲜艳红色花瓣的马缨花,有白色花瓣的大白杜鹃以及有黄白色花瓣的糙毛杜鹃,科学家统计了拥有不同孢间连丝黏合度杜鹃的访花者。发现这种黏合度跟传粉动物的类型有关。由蜜蜂传粉的杜鹃,其黏合度最低,由鳞翅目昆虫(蝶与蛾类)传粉的杜鹃,其黏合度中等,而有红色花瓣,由鸟类传粉的杜鹃,其黏合度最高。 

 

由不同动物传粉的杜鹃属植物(图片:文献[1]) 

 

适应不同传粉者,杜鹃属花粉的黏合度(PTT)长度不同,适应鸟类传粉的黏合度最高,鳞翅目第二,蜂类最低(图片:文献[1]) 

  对待不同的传粉者,为什么有的杜鹃属植物把“红线”捏得紧,而有的却捏得松呢? 

  比较这几种访花动物的不同,科学家推测杜鹃确实有一套管自己“姻缘”的算法,蜂类在杜鹃生存的环境中,体型最小,种群数量最大,也对花更加殷勤,访花的频率很高,但是飞行的距离最短,飞行中的承重最小,经常会有清洗(grooming)自己身体的习惯,清洗掉身上沾染的花粉。在不同株杜鹃间传播花粉的距离有限,反之,鸟类种群数量最少,但体型最大,飞行中的承重最大,对花也更“冷淡”,访花的频率最低,但是飞行的距离更长,清洗的频率也是最低的,在不同株杜鹃间传播花粉的距离最长。 

 

蜂类清洗自己的身体(图片:www.google.com) 

  这样看来,如果一次访问,蜂类带走的花粉量过大,肯定会变成蜂类生命中不能承受的重,刺激蜂类的清洗行为(grooming),花粉的折损率会很高,这样实际会得不偿失,运输效率不高,但对鸟类这种“稀客”,不抓住机会一次性投送的话,可能会白白丧失良机了,更何况鸟类也不会在意头上的花粉。通过有松有紧的“红线”,杜鹃确实把姻缘紧紧地捏在了自己手中,针对不同的传粉者,杜鹃属不仅在花的颜色、气味、大小上有区别,连一根小小的线也有区别,以此来适应不同的访花者的特性。 

 

  这项中国科学家黄双全做的研究,作为封面文章发表在New phytologist。封面是孢间连丝把花粉串起来的镜照片,看起来像是晶莹的挂坠。 

  当然这种动植物间的协同演化,正是大自然的美妙之处,通过一根小小的孢间连丝,我们发现动植物之间紧密联系、相互塑造的程度,超过了我们的想象,我们不难想象演化这双看不见的手是如何施展它的魔力,塑造出如此迥异又多样的不同物种。 

 

生命之树(图片:amazon.com) 

  演化就是如此,连最微小的细节都不放过,只是等待着我们去揭秘、探索…… 

  参考文献: 

  [1]Song Y P, Huang Z H, Huang S Q. Pollen aggregation by viscin threads in Rhododendron varies with pollinator[J]. New Phytologist, 2019, 221(2): 1150-1159 


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