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植物的智慧-荐读

 

四月伊始,小桃灼灼柳鬖鬖山泼黛水挼蓝翠相搀,春色正醺酣。小草吐绿、杨柳依依、繁花似锦,植物们纷纷以其各自的姿态装饰着这最美的人间四月天。嘘!用心倾听,留心观察,你会发现,花儿有花的心事,树有树的情歌。那么,就让我们在这春风里,共同探寻植物的“智慧”。

 

花儿设宴巧求媒,蜂蝶乐为传粉飞

  春天的花坛里,常常可以看见姹紫嫣红的花朵,吸引着蜜蜂飞来采蜜。其中有一种叫做三色堇,又称猫儿脸、蝴蝶花,它煞费苦心,设计出一条复杂的传粉通道,让蜜蜂步步陷入甜蜜的陷阱……

  在大自然中飞舞的蜜蜂,首先用它灵敏的嗅觉远远地闻到了花蜜的香气,于是顺着气味飞到甜润芳香气味最浓的花丛中。一朵朵色彩鲜艳的三色堇,一个个饱含蜜汁翘起来的“距”,出现在蜜蜂眼前。如何才能吸食到甜香的蜜汁呢?蜜蜂围着花转圈,寻找着下吻之处。

 











(图
1:三色堇的正面与背面)
       (图2:三色堇的指示斑)













(图
3:三色堇花心纵切图)               (图4:蜜蜂采蜜的情景)

  三色堇的花瓣共有5片(见图1),在传粉时尽管都起着招引蜜蜂的作用,但是它们之间功能已分化:上面2片主要起着招引蜜蜂的作用。下面一片比较阔而大,为蜜蜂提供了降落场,而且它向后延伸形成一个延长物——“距”,距内富藏蜜汁,距的中部密生疣毛,成为传粉的关键地带(图3)。侧面两片主要起指示作用。三块棕色的指示斑和八字形排列的两簇白毛,指示此处是蜜蜂插入吻的开口(见图2)。蜜蜂经过多次试验以后,就会按照指示斑的指示,很快找到下吻之处。

但是想喝到蜜汁,蜜蜂的吻还要经过几道关口。一只蜜蜂把吻插入花心,首先接触到的是柱头,吻上的外源花粉先被柱头上的唇瓣作为“买路钱”撸下没收了,同时涂上从柱头腔里流淌出的黏液。吻继续深入进入疣毛区,高低密布的花粉纷纷在此被黏在吻上(图4)。其实这时花朵是迫使蜜蜂吻部带上这朵花自身的花粉,蜜蜂完成花粉交换的任务后,才被允许吸食蜜汁。当蜜蜂吸尽蜜汁想要离开时,花朵还不忘让吻帮着顺带完成最后一件事——把刚才留下作为“买路钱”的花粉推入柱头腔内,促使花粉管萌发。完成了这一系列的动作后,蜜蜂才得以脱身去采另一朵花的花蜜。(因为唇瓣的反面没有黏液,所以自身的花粉能被顺利地带往下一朵花。)

三色堇虽不能位移,但它以鲜艳的花色、甜润而芳香的蜜汁配以精巧设计的结构吸引蜜蜂前来采蜜,从而完成异花传粉,实现不同个体间的基因交流,促使该种植物世代相传,不致退化。原来,看起来纤弱娇柔的花儿也很睿智,拥有难以想象的生存智慧。

 

合则皆旺 分则皆亡

你有没有听说过,一种植物离不开它的寄生虫,失去了虫的寄生,植物就将无法传粉和结实,永远消失在地球上?你又有没有听说过,全由植物哺育的这种寄生昆虫,似乎非常懂得“知恩图报”,大部分的雌虫专为植物传粉效力,而它自己却怀着满腹的虫卵死去;另一部分的昆虫则得到寄主的营养和庇护,得以繁荣?它们就是薛荔与薛荔榕小蜂,也是我国动植物之间共生关系的最高形式——“合则皆旺,分则皆亡”。

经过长期的进化与自然选择,薛荔与一般植物相比有明显的不同之处:它有三种花——雌花、瘿花、雄花,而且它们不在同一时间开放,间隔可长达到半年以上,这在植物界绝无仅有。三种花都被一层叫做花序托的东西包裹着而成为隐头花序,一般人用肉眼是无法看清,无法区别,只有剖开花序才能看到里面。

  

























(图
5:薛荔去年老果(第
Ⅳ期)和当年的幼果(第Ⅱ期)。剖开老隐头花序(A),里面的瘿花区可抚育榕小蜂,近洞口白色的地方是雄花区,雌蜂经过这里到达外界时身上沾满花粉。剖开雌性的幼隐头花序(B),内有雌花,没有供产卵的短花柱的瘿花,所以雌蜂钻进去后只传粉不产卵,剖开雄性的幼隐头花序(C),内有瘿花,没有长花柱的雌花,所以雌蜂钻进去后只产卵不传粉。)

瘿花和雄花共处一个花序(如图5),位于雄花下面,生长在雄性薛荔植株上。瘿花在起源上同属于雌花,但是现在它已经特化,花柱很短,与雌性榕小蜂产卵器的长度一致,便于雌蜂把一颗颗卵通过短花柱中间的通道送达子房内。瘿花已不能结实,只供榕小蜂在里面产卵。待卵孵化后,幼虫占据瘿花子房,而被这些幼虫寄生的雄薛荔植株,像哺育自己的胚胎一样源源不断地向幼虫提供营养物质,它整年的化合作用产物几乎全花在培育几千只小蜂上面,不再结实产生自己的种子。待雌性榕小蜂发育成熟并已完成交配任务,便怀着受精卵大腹便便往外爬,在爬出花序的路途中必然要穿过靠近花序口部的雄花集中区,于是,身上便沾满了花粉飞向当时正在开花的新一代幼花序,准备前去传粉或产卵。

雌花生长于雌性薛荔植株上,是有结实能力的花朵,它的隐头花序以气味引导榕小蜂钻进花序。榕小蜂进入后,发现雌花序中只有可以结实的雌花,这些花的花柱很长,而榕小蜂太短的产卵器,根本无法通过柱头向子房产卵。“误入”雌花花序的薛荔榕小蜂,到处寻找产卵地,把身上的花粉全搽到长长的雌花柱上,出色地完成传粉任务,但最后也耗尽了体力,满腹怀卵,死在花序内。

薛荔—薛荔榕小蜂,双方原来都是侵害对方的高手,在大自然中经过多年的磨练,成为一对合作共赢的伙伴,长期地存活下去。自然界富有哲理的辩证逻辑关系在这里得到充分的展示。

 

绿豆汤里的“诺亚方舟”

《圣经》中曾讲述了“诺亚方舟”的故事:“上帝因世人行恶,曾降洪水灭世,唯诺亚一家行善、维护正义,故命他制造方舟率全家并选取所有禽兽各一对避难,因而使人类得以留传。”你知道吗?绿豆汤里也存在这样的“诺亚方舟”。

绿豆各地都有栽培,种子绿色,具有清凉解毒、利尿明目的功效,是药食同源的植物,尤其在夏天喝碗绿豆汤更是我国民间常用之方。当你高兴地喝着绿豆汤时,冷不防会吃到一粒“石子”,吐出一看,竟是一颗未煮开的绿豆。植物学家称这种“石子”为“硬石种子”。为什么这些种子经过长时间的沸水高温煮、用压力锅加压,它们却“不动声色”?原来这就是它们的生存策略,它们在土下“故意”不萌发,要等上几年或更长的时间,让微生物把外皮分解掉一些,才能允许水分通过而使种子萌发。

 











(图
6:绿豆植物)           (图7:绿豆汤中的硬石种子和已煮开花的绿豆)

这也是“遗传,变异,自然选择,适者生存”环境下绿豆给自己准备的“诺亚方舟”。一株绿豆有好多花,能结出几百粒种子,就是有几百个后代。但是一旦遇到干旱、水淹、暴冷或森林大火等不利环境,刚长出来的幼苗就会遭到灭顶之灾。按照常理,此地的绿豆就没有了后代,但是它自备“诺亚方舟”——硬石种子。只要诺亚方舟在,躲过灾难,要不了几年,绿豆便又可以繁荣在自己的故乡。

硬石种子并不是绿豆专有的特征,赤小豆、舞草等也有这样的种子。“诺亚方舟”硬石种子不正表现出植物抵抗自然灾害的预测智慧吗?智慧如人类。人类已在挪威斯瓦尔巴群岛建立了末世种子库,它可预防植物的传染病,防原子弹爆炸的冲击,常年在零下18度的环境中可保存长达1000的储存,估计最久的高粱大约能存放1.95万年。

高寒山地植物如何抗寒?荒漠植物如何抵御干旱?舞草是怎样跳舞的?植物如何避免近亲繁殖?小檗为何拍打昆虫?旱金莲雄蕊为何七上八下?构树怎会冒烟吐气?……植物在演化过程中形成的与根茎叶、花朵、果实种子等相关的万般智慧”,都可以在《植物的“智慧”》一书中找到答案。这本趣味盎然、图文并茂的科普著以学科融通的大视野去理解植物的生存之道以丰富的实例精美绝伦的微距摄影图片,揭示了形形色色植物的奇异美感,以及它们在演化进程中所形成的生存“策略”与“智慧”;证实并丰富了达尔文的自然选择学说。

 












   就在这个春天,趁着春暖花开,去看一看三色堇、找一找栀子的节外生枝、玩一玩再力花夹小棍子,去验证书中植物的智慧故事吧。

 

 


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