兰科植物是靠什么在地球上存活这么久的 最常见的兰科植物是什么?

2022-06-29 15:14:15

早在1500万年前,当时人类还只是古猿类,地球上已经有兰科植物存在。现在,地球上大约有高等植物40万种,其中兰科植物占到3万种之多,因而被称为生物多样性保护的旗舰类群。

那么,兰科植物是靠什么在地球上存活这么久,并且如此的“人丁兴旺”?答案居然是“欺骗”。在中国科学院5月21日举办的科学公开课上,植物研究所研究员金效华带来一节让人直呼“毁三观”的课——为了传粉,兰科植物竟然使出各种招数“欺骗”昆虫。

在自然界中,最常见的传粉机制是互惠互利模式,也是90%植物的不二选择——昆虫帮植物传粉,植物给昆虫奖赏花蜜。而兰科植物不走寻常路,采用的是不常见的欺骗性传粉机制——需要昆虫来传粉,但不给昆虫提供回报。在所有选择欺骗模式的植物里,兰科植物占到一半,约为1万多种。

在这场长达至少1500万年的1万多种兰花参与的“集体骗局”当中,它们除了进化出合蕊柱、花粉块,还“研究”出来不同的套路“忽悠”昆虫传粉。

食源性欺骗:假装请客

最常见的兰科植物是春节家居必备的蝴蝶兰,别看它外表柔美、颜值在线,却是食源性欺骗传粉的典型代表,就是假装提供花蜜,欺骗昆虫前来。

和蝴蝶兰一样,五唇兰也是行骗闯江湖。五唇兰的花朵长的五颜六色各不相同,但全都没有花蜜。它之所以努力长出鲜艳的颜色,是为了模拟成其他有回报的花朵,吸引适合它的彩带蜂来传粉。但彩带蜂被欺骗一次后,不会再次上当。于是,五唇兰再进化成别的颜色,“乔装”成另外的花朵,改头换面吸引彩带蜂。

还有镰萼虾脊兰,依然是花朵很漂亮。明明可以靠颜值,但是它偏要靠气味来吸引马来熊蜂。六七月份的雨林,正是雨季,很少有花朵在这时盛开。于是,镰萼虾脊兰就模拟散发其他花的气味,吸引马来熊蜂传粉。哪怕工作人员用厚厚的纸袋套住它的花,熊蜂还是趋之若鹜,可见其散发的气味多么浓烈。

产卵地欺骗:邀请住宿

在云南怒江的河谷里,生长着非常多的疏花火烧兰。它们的茂盛也从侧面证明了骗术的高明,它们的手法叫作产卵地欺骗,就是通过气味、颜色等,模拟传粉昆虫的产卵地,如腐肉、排泄物、菌类子实体等,吸引传粉昆虫进行传粉。

大概有4%的火烧兰会被蚜虫感染,这个概率不高,却带来了行骗的机会。它们不仅没有被蚜虫困扰,而是充分利用蚜虫,吸引食蚜蝇。顾名思义,食蚜蝇喜食蚜虫,其实是食蚜蝇的幼虫爱吃蚜虫,成年食蚜蝇喜欢给火烧兰传粉。

于是,一个闭环的行骗套路产生了——火烧兰散布信号:食蚜蝇,快来产卵,我这里有蚜虫的卵,可以供你们食用。食蚜蝇就会前来产卵,其间就会完成对兰花的访问和传粉。而蚜虫还真配合,拥有一种特殊的技能——孤雌生殖,可以持续克隆繁殖,一直生小蚜虫。食蚜蝇的卵孵化后,就能不断吸食蚜虫长大,再去传粉……

火烧兰是怎么散布信号的呢?它使用了两种方式,一是让自己的药帽(和蕊柱顶端像帽子的部位)从颜色到形态都进化得接近蚜虫,以误导食蚜蝇,召唤它们来“蚜虫基地”产卵。二是模拟发出蚜虫的体外激素,也叫警报素——发现天敌来了,快跑。食蚜蝇发现这种气味,以为是蚜虫在发出警报,就会赶来“团灭”,却被利用当成传粉“工具”。

性欺骗传粉:安排求偶

兰花深知,欺骗需要投其所好,而欺骗“单身狗”的最佳方式就是给它们介绍对象。于是,性欺骗传粉出现了。

性欺骗传粉主要出现在澳大利亚、非洲、南美洲等地,兰科植物模拟发出雌性昆虫的气味、颜色,尤其是雌性昆虫的性激素等信号,吸引雄性昆虫前来访问,在访问过程中完成传粉。

为了能够吸引更多昆虫,它们努力发出不同的气味,长成不同的形态。但它们的变化太多,以至于植物学家对它们的种类划分产生不同意见。更有甚者,不仅能散发雌性昆虫的气味,它们还能模拟雌性昆虫的身体部分,吸引雄性昆虫前来“交配”。实际上,“上头”的雄性昆虫空欢喜一场,然后在赶去下一场“约会”时完成了传粉。

例如棒槌兰,别看名字不好听,智商绝对不是棒槌。棒槌兰是生活在澳洲的一类兰花的统称,它们的唇瓣通过弹性的合页连接到花上,当有昆虫停靠在唇瓣上时,就会被甩到柱头和花粉块上,而带着一身花粉块离开的昆虫唯一的宿命就是传粉。还有一类兰科植物,则形成了一个类似陷阱的结构——唇瓣像是陷阱开关,当昆虫停靠在唇瓣上时,将它们短时间困住,确保时间足够它们粘上了花粉块,再放它们离开……

实际上,兰科植物这些骗术成功率不是很高,但这就不得不提兰科植物的另外一个智慧——把种子进化得非常小,这样一粒果实里就有几十万粒种子,成功一次就可以大范围“开枝散叶”。毕竟,出来混了1500万年,总是有门道的。

关键词: 兰科植物 传粉机制 互惠互利 欺骗性传粉机制