眾所周知,植物的生殖器官是花(這裏主要討論被子植物),真正用於交配的是提供精細胞功能的雄蕊和提供卵子和受精場所的雌蕊。當然,就像人壹樣,壹次成功的性交不僅僅是由那兩個組成部分來完成的,還包括植物的其他部分。
含有花托、花萼、花瓣、雌蕊和雄蕊的花稱為完全花,當畫面缺少任何壹部分時,稱為不完全花。千千的花有成千上萬種,但它們都可以與上述部分相對應。
植物的性別有點難以捉摸,甚至令人困惑。當壹朵花只有雄蕊時,我們稱之為雄花,只有雌蕊時,我們稱之為雌花。那些既有雌蕊又有雄蕊的稱為兩性花,雌花和雄花合稱為單性花。知道這些之後,我們就可以大致劃分植物的性別了。第壹,雌雄異株,是指在單性花的種子植物中,雌花和雄花生長在不同的植株上,比如銀杏。這類植物的性別很容易區分,雌株是母株,雄株是雄株。另壹種是雌雄同株,分為單性花和兩性花。
上圖:南瓜本身是單性花,雌雄蕊在不同的花中,但雌雄蕊長在同壹株上;而桃花則是兩性的,雌蕊和雄蕊自然生長在同壹株植物上。
有些植物的性別更驚人。蓬萊天南星幼時由於營養生長不足以提供果實,只開雄花,此時為雄性。當地的鱗莖逐年增多,在能提供充足養分時,就會開出兩種花,上面的雄花和下面的雌花,也是雌雄同體。過了壹段時間或者第二年,地下的鱗莖能為第二年春天的萌發和繁殖提供大量的營養,所以它們只開雌花,結無數的果實,然後它們又變成了母親。
蓬萊天南星科的雌花、雄花、雌雄同株三種形態,在優雅的性別轉換中可見壹斑。
引蜂引蝶,“紅娘”大人之美
植物的交配和人壹樣,是完成精細胞和卵細胞的聯合受精,但它們的手段是將花粉從雄蕊花藥轉移到雌蕊柱頭上。自花授粉植物會將外來花粉拒之門外,可以自行完成受精。在植物漫長的進化過程中,由於交配中的精細胞來自同壹株植物,種群中的遺傳變異會減少,這類植物在面對環境變化或競爭時可能會失去優勢地位。
豌豆花的雌蕊和雄蕊被兩片花瓣包裹著,我們很難看到。當豌豆花還是花蕾的時候,雌雄蕊就已經形成了。花蕾開放前,雌雄蕊同時成熟,互相交付,完成生命中最重要的時刻。
當人們置身於美麗芬芳的花海中時,總會心生向往,心曠神怡。事實上,這或多或少遺傳了幫助花朵傳播花粉的基因。為了增加遺傳變異,提高對環境和競爭的適應能力,植物總是朝著異花授粉的方向發展。這時,如果面對面的雌蕊和雄蕊想要完成交配,就得找“媒人”了。找人替他們做也是不錯的選擇。這些“媒人”是生活在植物周圍的昆蟲、鳥類、蝙蝠等生物,甚至是風和水。媒人需要做的就是把壹朵花的花粉帶到另壹朵花的柱頭上,讓它們交配。當然,請人幫忙總會有壹些回報,所以這些花往往有鮮艷的顏色,特殊的香味或美味的花蜜。然而,並不是所有的昆蟲都喜歡香味,所以對於像蒼蠅壹樣有獨特味道的“媒人”來說,也會有散發臭味的植物。
上圖:“媒人”對鳥類和蜜蜂的授粉正在進行中。對於當事人和“紅娘”來說,這是壹種“我給花蜜,妳授粉”的雙贏行為。下圖:“媒人”吃得開心後,花粉落在柱頭上。
“媒人”被顏色和氣味所吸引。當它們來到花叢中時,它們會吃掉或拿走自己的獎賞——花蜜(花粉)。這時候花就會悄悄的在上面撒花粉。當它們走向另壹朵花時,在忙碌的進食過程中,它們攜帶的花粉自然會落在柱頭上,這樣壹場雙贏的交易就正式完成了。但是,“媒人”不會對花粉的來源進行分類。植物怎麽知道這些花粉是來自別人還是自己?如果它們沾染了自己的花粉來完成受精,那豈不是又是自花授粉,增加變異機會的意義也就沒了?其實植物進化到這個地步,我們早就想到了。為了避免和自己的花粉結合,他們真的做了很大的努力,包括讓雌蕊在不同的時間、不同的長度成熟。有些植物會認自己的花粉,更何況花粉對自己是有毒的。
植物的世界:誘惑、欺騙、交易
不同昆蟲的口器長度不同。為了適應傳粉者,植物會長出壹種特殊的結構——花節,花蜜就儲存在花節裏。同時,花距也起到選擇的作用。壹般來說,花間距有壹個特定的長度。如果花間距長,那些口器短的家夥只能分開撤退,這樣就建立了特定傳粉者給特定植物授粉的機制。與寬鑄相比,這種機制當然對穩定性起著重要作用。
為了適應傳粉者和選擇傳粉者,壹些植物進化出了特殊的花間距結構。但也有很多人不按道數出牌,暴力打破花間距離,偷取花蜜。圖片來自
在植物和傳粉者的組合中,最著名的壹對是大彗星蝴蝶蘭和非洲長嘴蛾。1862年,達爾文在他的《蘭花的授粉》壹書中推測,應該有壹種口器20cm的昆蟲來給這種距離20cm很遠的蘭花授粉。當時沒人相信。直到1903年,人們才發現並觀察到這種為其授粉的蛾子,證實了達爾文的推測。
大彗星佩蘭雲錦和非洲長嘴蛾不同於喜歡晚上出來玩的飛蛾。後者白天樂於活動,經常被誤認為與蜂鳥相似。
雖然大多數植物在花冠距離內都有花蜜,但有些是很棘手的。當看到這種沒有花蜜的花間距的花時,昆蟲也會誤以為有花蜜來訪,但當發現沒有花蜜時,它們已經給植物授粉了。在這種赤裸裸的欺騙的領域,最有名的就是蘭家,往往是壹個請人幹活不給錢的家夥。大花蕙蘭和佩蘭會模仿百合花瓣斑點來欺騙昆蟲。
蘭花家族中的那些性誘惑,往往會讓昆蟲更加癡迷。蝴蝶蘭的花很像雌蜂,同時又模仿了雌蜂特有的氣味,讓雄蜂真的毫無抵抗力。當口渴的雄黃蜂以倒下的姿態沖上來時,它會在交配時帶來蝴蝶蘭的花粉,下次尋找合歡時,它會幫助它完成授粉。角蜂眉蘭的這種勾引手段真是登峰造極。
左圖:花瓣上的斑點,在蜜蜂等昆蟲眼中,意味著有花蜜可吃,蘭花等蘭花學會了這壹招,引誘昆蟲自願工作。右圖:蝴蝶蘭的聚寶盆把花偽裝成雌馬蜂,連馬蜂身上的毛都偽裝在花瓣上。
既然這麽多傳粉者都可以幫妳做,為什麽有些植物還要進化到只被壹個傳粉者授粉呢?事實上,雖然更多的授粉植物可以被昆蟲帶走,但大部分都會丟失,要麽在地上,要麽在錯誤的蘭花品種上,而使用性欺騙的蘭花可以得到專業的授粉,讓同種蘭花更直接地授粉,減少運輸過程中的花粉損失,效率更高。
前面提到的異花授粉有那麽多,都是科學進化出來的。為什麽這麽多植物還是自己授粉?我們來看看這種植物——黃花大苞姜。bloom在中國時,其花藥的花粉囊同時開裂,油狀液體狀的花粉從花粉囊溢出成球,迅速覆蓋花藥表面,慢慢流向柱頭。此後,花粉流向柱頭的喇叭口,實現自花授粉。這種“花粉滑動實現自花授粉”的機制,是其長期適應缺乏傳粉者的高濕生境的結果,是優勝劣汰的生動詮釋,也是自花授粉進化的壹個原因。