花部距的故事

 任盘宇   文/图

说起植物的距,原来只知道是花后的个管状突起,也没有特意去考证为什么这种器官会叫“距”。直到应《雨林故事》编辑赵金丽女士之邀为本刊写这篇关于植物花部距的科普文章时,才发现自己还真不知道什么叫做“距”。只好上网查一下和“距”相知识。不查则已,一查才发现自己的古汉语知识和动物知识真是少得可怜。原来在古时候人们就将公鸡腿后突出的像脚趾的部分叫做“距”了:《说文》中说“距,鸡距也”,《汉书•五行志》上说“距,鸡附足骨,斗时所用刺之。”成语“麟角凤距”中的“距”说的也应该是这个器官。现代的动物学中,“距”是指鸟类跗跖骨后方突出的骨棍,外面包覆鸟类皮肤衍生的角质鞘,普遍见于各种鸡形目鸟类,尤以雄鸟的距发达,是繁殖期争夺配偶的武器,结构和功能类似牛、羊的角。(来自维基百科http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B7%9D)

“距”这个名称也常被用来命名植物的一些器官。千娇百媚的花上会有些向后、向下突起,,形成各种各样的管状的结构:一个花瓣或花冠一侧会变形而成的一个漏斗状突起,这种管状结构一般被称作“距”,如凤仙花、隔距兰、尖距紫堇Corydalis sheareris S.Moore. 火红萼距花Cuphea ignea长距虾脊兰Calanthe sylvatica (Thou.)、 展毛翠雀花 Delphinium kamaonense var. glabresens  等都具有这样的距。

这样的距一般具有分泌和贮藏花蜜的作用,从而为辛勤传粉的昆虫提供犒赏,所以一般也被称作“蜜距”。有趣的是,为了合适不同的传粉昆虫,植物还还特意为传粉者量体裁衣,由不同种类和昆虫传粉的植物,其距的外形和长度会有很大的差别:一般由蜜蜂类传粉的植物,距长在1cm左右,由熊蜂传粉的可能有2cm左右,由蛾传粉的则可能长于5cm。关于距最经典的故事莫过于大慧星兰(Angraecum sesquipedale,也有人叫其为达尔文兰),其距长达20cm,达尔文在1862年出版的《兰花的传粉》一书中推测应该有一种口器长也有20cm的昆虫为其传粉,当时人们并没有见过具有这么长口器的昆虫,所以没人相信他的推测。直到1903年,人们果然找到了一种口器有这么长的一种天蛾(Xanthopan morganii praedicta)并观测到确实是这种天蛾为大慧星兰传粉。

当然,有些植物的距中并不会分泌花蜜,但由于大多数植物的花冠距里都有花蜜,昆虫见到这种无花蜜的距也会想当然地以为它有花蜜而前来拜访,等其发现这朵花没有花蜜时,已经完成了传粉过程。植物这种不为传粉者提供回报,而通过模仿有回报的花的样子,或模仿雌性昆虫的样子或气味而引诱昆虫其为传粉的现象被称为“欺骗性传粉”。

除蜜距外,有些植物的花药上也会有距。姜科中部分植物就具有这样的花药距。姜科绝大多数植物的花药后方没有突起,但距药姜属、姜黄属、象牙参属植物的花药后方从两个药隔上各生有一个向下的突起,这两个突起也被称作距。

姜科植物的这种距刚好挡在昆虫访花的通道上,访花昆虫要吸食到花冠管中的花蜜就必须推动距向花冠深处方向移动,这样花药就会以其和花药的连接点为支点作杠杆运动,处于杠杆前方的花药以及夹在两花粉囊中间的柱头会向下方运动,接触到正在花内的访花昆虫,从而将昆虫背上的花粉蹭到柱头上,并将已裂出的花粉蹭到昆虫的背上,同时完成为昆虫“卸载”外来花粉并重新“装载”本花花粉的过程。由于柱头位于花药的最前端,花粉囊在柱头之后,故当昆虫进入花中时,总是柱头先接触昆虫的背部,然后才是花药,这样,柱头就有机会先接触到外来的花粉。当昆虫吸食完花蜜退出时,释放了对距的压力,由于重力作用,距一端向下运动,带动花药和柱头向上运动,从而离开昆虫的身体。

由于访花昆虫退出时有可能将自花的花粉带到柱头上,故这套由距参与组成的花药杠杆装置并不能完全避免自花授粉。但在访花昆虫退出前,异花的花粉已先占据了柱头上的位置空间,使随昆虫带出的自花花粉粘到柱头上的可能性大大降低。另一方面,由于杠杆的作用,花药和柱头只能和昆虫的特定位置接触,使花粉更容易到达相同种类植物的柱头上,而减少了花粉传到其它植物上的可能性,同时也降低柱头接受来自其它物种的花粉的可能性。由此可见,花药距的作用就是形成杠杆装置,而这个杠杆装置的主要作用是保证植物能够能有更多的异交机会以及进行精确的传粉。

除姜科植物外,野牡丹科植物也具有花药距。和姜科植物不同的是,野牡丹科植物,花瓣分离,不围成管状;多花野牡丹中间的一轮黄色花药退化成颜色艳丽的、专门提供食物的花药(Feeding anther),之外是一轮紫裼色的可育花药。每一个外轮花药上都有两个向上的黄色小距,花药可以作以花丝连接点为支点的杠杆运动。访花昆虫能访花时会直接停在颜色鲜艳的内轮花药上采集花粉,其后腿会自然地踩到花药的距上,使距向下侧运动,带动外轮花药向昆虫后背运动,使其花药开口对准昆虫的后背,通过昆虫的振动平衡棒发出的滋滋声(Buzz),引起花粉囊产生共振,而将花粉喷到昆虫背上。

花药距的作用一般是形成一个杠杆,使花药形成一套精确传粉的机械装置,从而使花粉和柱头只和昆虫的特定位置接触。当然,并不是所有的花药杠杆装置都是由距来参与完成的。唇形科鼠尾草属植物也具有花药杠杆,其花药杠杆是由花药上的两个花粉囊分别长到花丝连接点的两边形成。与姜科植物不同,这种杠杆的运动只能带动花药运动,而不会推动柱头运动。

以上对距的讲述仅依据个人的有限认识。大千世界,无奇不有,我们相信植物花部距的故事远不止我们所讲述的这些,可能会有更多关于距和它的作用的故事等着我们去发现。

作者简介:任盘宇,男,贵州六盘水人,助理研究员,主要从事植物繁殖生态学和进化生态学的研究。

Comments are closed.