[多圖]探究蘭花獨特而聰明的「欺騙」繁殖策略 | 陽光歷史

 

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[多圖]探究蘭花獨特而聰明的「欺騙」繁殖策略

2014年08月28日 考古發現-長篇 暫無評論 閱讀 890 次


 



圖:一隻蜂鳥幾乎把嘴都插進了蘭花的花囊裡。很多植物都是自傳花粉,但是大多數蘭花是需要靠外界幫助的。


 




 



圖:為了吸引昆蟲來傳粉,這株美洲石斛將自己裝扮成乳草。


 




 



圖:這種三尖蘭散發出的腐臭味道,讓很多蒼蠅無法抵住誘惑。


目前在地球上大約有2.5萬種蘭花,而在過去近8000萬年裡,蘭花憑借其獨特的生存技術,在地球六大洲上不斷的繁衍著。這項獨特的技術就是欺騙,它也為蘭花贏得了「欺騙大師」的稱號。


大多數蘭花都是依靠昆蟲傳粉。一般來說,昆蟲為花朵傳粉,花朵則會為昆蟲提供一定的報酬,如花粉、花蜜等等。但是經過長時間的進化,很多蘭花練就了一身「欺騙」的本領,這使得蘭花可以通過「欺騙」昆蟲為其傳粉,而昆蟲又得不到任何「報酬」。科學家們統計發現,大約有1/3的蘭花種類是靠欺騙為生的。


欺騙主要分為三種:視覺欺騙、嗅覺欺騙和觸覺欺騙。有一些蘭花會偽裝成能夠產蜜的花朵來吸引蜜蜂,還有一種名為德古拉的蘭花,通過散發出臭蘑菇、腐肉等味道來吸引蠓蟲傳粉。還有一些蘭花模仿飛行中的雄蜂,希望能吸引雌蜂來授粉。


不過,在所有蘭花當中最聰明的當屬一種名為Ophrys的蘭花(有些植物學家稱其為色誘蘭花)。這種蘭花能夠散發出雌蜂性腺的氣味,其外型也和雌蜂非常相似,遠看就像一隻飛翔的雌黃蜂。這種欺騙行為往往會成功吸引雄蜂的注意。雄蜂被Ophrys吸引後,會停在蘭花的唇瓣上,並且試圖與其交配。在雄蜂同蘭花「交配」的過程中,雄蜂會碰觸到蘭花的花柱,與此同時,蘭花中裝滿花粉的2個囊狀物也會附在雄蜂背上。在雄蜂飛走後,花粉囊則會牢牢粘在雄蜂背上。當雄蜂再次被其他蘭花欺騙並試圖進行「交配」時,花粉就會掉落在蘭花上,也就幫蘭花完成了授粉的過程。科學家研究發現,這種授粉方式成功率非常高。


Ophrys蘭花這種吸引雄蜂幫其授粉的特性也充分說明了自然選擇這一規律。偉大的博物學家查爾斯·達爾文(Charles Darwin)當年也被蘭花這種授粉方式所深深吸引。 雖然當時他並不明白為何蘭花在外形上能夠同蜜蜂如此相似(擬交配理論直到1916年才被發現),但他發表的著作《蘭花經由昆蟲授粉的各種手段》(The Various Contrivances by Which Orchids are Fertilised by Insects)卻為人們瞭解蘭花這一植物提供了諸多參考。


蘭花在衍生新物種方面,其能力要好於其它植物。但是實際上,全球現今存在的蘭花品種卻十分稀少。由於蘭花分佈範圍不廣,因而採用欺騙手段來幫助其進行授粉,是一種行之有效的方法。然而,也正是因為蘭花數量稀少,這種獨特的授粉方式才得以存在。


蘭花這種獨特的授粉方式給科學家們提出了艱巨的問題。


既然自然選擇從不對那些不必要的複雜行為給予獎勵,那為什麼蘭花不採用以花蜜作為獎勵的方式進行授粉呢?為何要設計這種精巧的「交配」行為呢?對於「上鉤」的昆蟲來說,它們得到了什麼嗎?如果什麼也沒得到,它們為什麼如此執著地浪費這麼多時間呢?


對於這些問題,生物學家和進化學家們想出過許多有趣的答案。


1、避免花朵間的近親繁殖


《蘭花的熱情》一書的作者、生物進化學家約翰·阿爾科克(John Alcock)提出了兩個解釋。他通過實驗,在一朵通常不產生花蜜的蘭花上加入一種花蜜,經過觀察後發現傳粉昆蟲在這朵蘭花上呆的時間比以前長,之後才飛到去其他花朵或附近的其他植物上。這對於蘭花來說可不是好消息,因為這意味著近親繁殖的可能性在增大,而近親繁殖又會導致受精後的種子質量比較低。相反,與遠處蘭花進行交配將增加它們後代的活力與生存能力。所以蘭花讓昆蟲「毫無所獲」正是它的策略,因為當傳粉昆蟲發現上當後,肯定會飛行一段距離而不會「重蹈覆轍」,繼續在這朵被欺騙的蘭花附近尋覓「愛侶」了。而蘭花的外觀和氣味通常隨著距離產生變化,距離越遠,蘭花的進行近親繁殖的可能性就越小。這樣一來傳粉昆蟲就能把蘭花的花粉帶到遠處的另一朵花上。這種策略在生物學稱為「花朵非完美模仿」,蘭花在模仿上的不完美卻造就了完美的繁殖戰略。


2、尋找固定忠誠的授粉者


可能蘭花想尋找到一個固定、「忠誠」的授粉者。通常來講,花朵生產的花蜜是十分稀有的,而且花蜜對許多種動物都有吸引力,它們可能把花粉傳到錯誤的目標上而造成浪費。但是如果一種味道只會吸引來一種昆蟲,就能確保花粉到達所期望的地方。因為特定昆蟲只對特定的蘭花感興趣。蘭花的騙術追求質量而非數量,雖然只有少數授粉者偶爾上當,但對蘭花來說已經足夠。一個蘭花花粉塊包含著大量的花粉粒。蘭花的種子十分微小,但是也足夠它們完成授粉。


有些時候,蘭花和授粉者之間能達到雙贏的結果,但這種好事並不經常發生。在YouTube上就有一段精彩的非同種交配的視訊,一隻黃蜂被一朵澳洲舌蘭欺騙而進行「交配」。視訊中,舌蘭 (Cryptostylis)通過散發與母黃蜂性腺素相似的味道來誘惑公峰。公峰開始與花朵交配,將腹部插入花朵,粘稠的花粉塊貼在昆蟲的後部就像一對黃色的尾巴一樣。


自從第一株人工雜交的蘭花開花以來(西方最早的記錄是1856年),我們——人類,也成為蘭花重要的授粉者。雖然我們比那些昆蟲聰明一些,但是同樣受不住誘惑來幫助蘭花進行繁殖。現今,經註冊的雜交蘭花一共有10萬株,其中大多數都是通過遠距離授粉而培育出來的。


當然,這不是蘭花的計畫。進化中從沒有計畫,只有偶然。但是蘭花用它的魅力激起人類的慾望,打開我們的心扉時,它又征服了一個新的世界——我們的世界。


 



圖:這種生長於中美洲的飛鳳蘭主要通過氣味來引誘傳粉昆蟲,它的目標是舌花蜂。


 




 



圖:這是水桶蘭。它的「水桶」會散發出濃烈的香氣,引來蜜蜂鑽進「桶」中,而桶中還會有一些水桶蘭分泌出來的「水」,蜂兒在水桶內不小心就會失足落水,再想飛出來就難了。它們只能爬著出來。而水桶蘭為蜜蜂往外爬設計了專門的通道。這個通道就像一條狹窄的管子,蜜蜂要想活著出去,只有這一條生路。當蜜蜂費勁地在管道中爬行的時候,它們的身上就沾滿了管子內的花粉。


 




 



圖:這種蘭花生於巴拿馬,它的花瓣就有兩英吋長,植物學家們迄今還不知道它的傳粉方法。


 



 



圖:三尖蘭主要分佈在中美洲,它不僅散發出腐臭,而且花瓣的顏色也是血紅的。


 




 



圖:這種名為Lepanthes的蘭花非常小,每個花瓣還不足半英吋長。許多蠓蟲誤以為其花瓣是自己的異性同類。


 




 



圖:蘭花種類繁多。在過去近8000萬年,蘭花憑借其獨特的生存技術,在地球六大洲上不斷的繁衍。目前,全球約有2.5萬個品種的蘭花。


 



圖:在義大利撒丁島上有很多這種鏡蘭,很多雄蜂受不住它們散發出的香味和優美外形的誘惑,紛紛前來交配。


 





 



圖:不同的傳粉昆蟲所飛行的距離也不一樣。這種野生雜交蘭花將自己打扮成雌蜂的樣子,吸引雄蜂前來傳粉。


 





 



圖:為了吸引蜜蜂,撒丁島上這種蘭花通常偽裝成花瓣上到處都沾滿了花蜜一樣,這就是達爾文所稱讚的「完美設計」。


 



 



圖:三色紫羅蘭也是「完美設計」者之一。


 





 



圖:這種三色紫羅蘭只有澳洲才有,植物學家金斯利·迪克森稱之為「到處都充滿欺騙」的美女。


 





 



圖:很多雄蜂經受不住誘惑,成群結隊的湧向這朵澳洲蜘蛛蘭。


 






 



圖:蜘蛛蘭(右)使用欺騙方式,讓那些雄蜂以為自己身上沾滿了花蜜。


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