无心花并非无心

林华 文/图

当你在中科院版纳植物园(中国科学院西双版纳热带植物园的简称)游览,路过百花园时,会见到一丛丛金花碧叶的植物。花朵大而艳丽,花瓣像丝绸一般柔和。这时,导游还会告诉你她有一个奇特的名字——无心花。

当听到这个名字时,你会作何反应?普通游人也许会问:“有毒吗?”,“能吃吗?”;文学家一定会感叹:“蝶飞目引,芳自悄悄,却是痴情,空花无蕊,欲是芬芳欲是愁”;画家会思忖一番:“此花色艳形美,适宜入画”;而历史学家往往会想到:“惜千金一笑,狼烟四起,殷商贵胄,命丧狐娇”;植物学家则会捡起一个小枝条,仔细观察道:“花冠筒状,花瓣五基数,旋转覆盖排列,具乳汁。嗯,此乃夹竹桃科软枝黄蝉”。原来,不同的“家”观察“无心花”的角度大不一样。文学家观察的是花的精神,画家观察的是颜色、形状的搭配和姿态的变化,植物学家观察的是花的结构和特点。

而我呢,对“无心”一词颇有疑惑,也仔细观察了一下。“无心”——那就是没有雄蕊和雌蕊咯。咦~,奇怪!花冠筒里确实是空的。花是植物的繁殖器官,植物开花需要耗费大量能量,如果这种花没有雌雄蕊,就不能传粉受精,那黄蝉开这么多花干什么?真的是她“多情且无心”吗?

当我再次从地上捡起一朵刚刚掉下的花,撕开花冠筒:“哈哈,疑惑解开了!”所有的秘密竟都藏在了花冠筒里。无心花并非无心,原来,柱头藏在花冠筒喉部,花药呈圆锥状紧贴地排列在柱头上方。虽然无心的疑惑解开了,可是柱头和花药的结构越发让我不解:大部分的花都竭尽所能把花药和柱头展示在最显眼的位置,便于昆虫带走花粉和给花授粉。可是黄蝉怎么把花药和柱头都藏起来呢?于是我回到电脑前开始搜索“黄蝉”,可让我失望的是,网上大多是一些园艺方面的介绍。突然我记起以前读到的一篇关于某种夹竹桃科植物的传粉生物学文章,那种花的雌雄器官与软枝黄蝉很像。于是我迫不及待地找出那篇文章,一看,太开心了,没错!那是夹竹桃科萝芙木属的一种植物Rauvolfia grandiflora,拉丁名意为“大花萝芙木”,但是《中国植物志》上没有记录,应该是国外的种,在此姑且叫她大花萝芙木吧。大家可以对比一下(B图),大花萝芙木的柱头和花药是不是和软枝黄蝉很像?

这是一篇发表在1999年《Plant Biology》(植物生物学)上的科研文章。下面我们来看看作者是怎样研究大花萝芙木的。为了弄清楚为什么这种植物的花具有如此令人不解的构造,作者进行了无数次的观察,终于发现一种长舌蜂(Exaerete smaragdina)来拜访花朵(图C)。这种蜂的喙特别长,刚好能够到达花冠筒的底部,吸到香甜的花蜜。通过观察还发现了另一个奇怪的现象:大花萝芙木的花药成熟的时候,花粉竟然直接散布在自己的柱头上。花粉散布到柱头上有什么奇怪的?那不就正好授粉了吗?确实,传粉的过程就是花粉落到柱头上,正是精子和卵子结合的过程。可是,你是否记得人类是不是不能近亲结婚?近亲结婚会导致孩子出现这样那样的缺陷。植物也是如此,虽然他们不能制定政策,但是植物却有着各种各样避免自交的策略。以前在《雨林故事》中讲的心叶凹唇姜拒绝近亲结婚的故事,就是一例。只有在缺乏传粉昆虫的情况下,植物为了种群的繁衍才会不得已而采取自交。而大花萝芙木有长舌蜂来访问啊,按理说不应该自交才对。刚刚的谜还没解开,现在又是谜上加谜。

Lobes他们又对大花萝芙木的柱头进行了更深入的研究,发现柱头可以分为三个部分:图B里标N的部分是接受花粉的地方,实验发现:花粉落到这里不会萌发,用专业的术语来说就是不可授;标S的部分,会分泌大量粘液;标R的部分才是柱头的可授区,也就是说花粉落到R这个部位才能萌发并长到子房里,精子通过花粉管到达胚珠,进而与卵子结合。看来花粉散布到自身柱头顶部不会造成自交。现在长舌蜂要开始上场了:它嗅到了熟悉的味道,知道美味就在花筒底部,于是把舌头(喙)伸了进去,一开始接触到一些螺旋状缠绕在一起的绒毛,哪里有缝能进去呢?由于花药呈圆锥状排列,圆锥中心非常紧密,只有圆锥外侧能够伸进去,所以长舌蜂的舌头只能沿着图D中右侧黑线的路径伸进去。而花里的花粉由于被花药挡住了,长舌蜂的舌头接触不到,但是却能接触到粘液区和柱头下端的可授区,如果这时它的舌头上带了其它花的花粉,那么花粉沾上粘液就很容易落到柱头可授区,这样就顺利完成了授粉。当长舌蜂喝足了花蜜以后,就要把舌头拿出来了。当它舌头向上退出的时候,锥形花药的中心很容易被打开,所以长舌蜂的舌头可以从花药的中心出来,这时就会沾上此柱头上的花粉。当贪吃的长舌蜂再去品尝下一朵美味时,又不知不觉地为下一朵花授粉了。哈哈,大花萝芙木虽然不会动,但是却能够通过花药的排列为昆虫设计出特定的取食路线,从而减少自交。

那么,软枝黄蝉是否也是靠长舌蜂为其传粉的呢?偷偷告诉你,我也不知道。如果你感兴趣的话不妨观察观察,当一回传粉学家,说不定也可以在专业期刊上发表一篇文章呢。瞧,科学不就在我们身边吗?!

作者简介

林华,女,四川人,博士,助理研究员,主要从事兰科植物研究、传粉生物学研究以及生态热力学研究。 

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