在自然界,有一些動物通過模仿有毒的、有害的其它動物,來提高生存能力,也有一些動物通過模仿周圍的環境來隱藏自己,這也能顯著提升生存能力。
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△ 右邊的是一種飛蛾,它模仿左邊這種黃蜂
有一個生物學名詞用來形容這種模仿表現,被稱為擬態。
擬態在自然界非常普遍,但大多時候都是動物會這么做,植物則相對罕見,因為相比于動物,植物表現出這種行為的獲利并不高。
擬態還有一個更高端的玩法,就是同一個物種出現多種不同形態,有時候多種不同形態還是模仿不同動物,這個被稱為擬態多態性,這種情況通常在鱗翅目(蝴蝶和飛蛾)昆蟲中發現。
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△ 這些同一種蝴蝶,它們形態不一樣
而在植物界,目前已知只有一個物種表現出擬態多態性,而且這種植物與動物的多態性完全不同,可以說相當獨特。
這種植物原產于南美洲,是一種木質藤本植物,學名Boquila trifoliolata,當地人稱之為pilpil,而中文名為避役藤(來自百度百科)。
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△ Boquila trifoliolata
人們很早就知道這種植物的存在,它的果子是一種當地人會采摘來食用的漿果,所以在當地人們甚至會種植它,但是它的擬態多態性直到2014年才被發現。
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△ Boquila trifoliolata的果子
2014年,一項發表在《當代生物學》上的研究指出,這種植物的葉片可以同時模仿多種宿主植物[1]。
這種植物根植于土壤,像其他藤蔓植物一樣,攀爬到其他物體上,攀爬對象可以是樹木、灌木,甚至是人造建筑。
在攀爬過程中,它們就會展現出近乎變色龍般的本領,開始改變自身葉片的形態,并模仿宿主植物的葉片特征。
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△ Boquila trifoliolata模仿不同宿主葉片,參考1
當它模仿宿主時,它的葉片可以生長到正常大小的10倍,甚至連葉脈的紋路都可以變得與宿主植物的葉片相似。
不僅如此,如果它們同時攀爬兩種不同的植物,那么它們還會表現出同一株植物同時擁有兩種擬態的葉片,攀爬哪種植物的部分就像哪種植物。
2014年這項研究發表之后,這種植物在互聯網上有了一個全新的名字——變色龍藤(下文我都都寫作這個名稱),目前人們粗略的統計,它們可以模仿20多種宿主植物,這種模仿甚至不需要物理接觸。
無論是“攀爬誰像誰”的特性,還是同時擁有兩種以上模仿的能力,變色龍藤都和鱗翅目昆蟲的多態性不同。
鱗翅目的多態性是基于基因層面的突變,這意味著它們的后代也只能表現出相同的模仿,而變色龍藤的模仿是“現學現用”的。
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△ 變色龍藤模仿兩種植物
它是如何做到的?
很多人可能都想知道變色龍到底是如何做到的?
遺憾的是,直到今天,沒人知道它們是如何做到的,只有許多有趣的猜測。
一些人認為變色龍藤能夠檢測到宿主植物的氣味,這些氣味也可能是來自宿主體內的微生物,而變色龍藤通過這些氣味將某些基因激活,進而讓它開始模仿這些植物的葉片;
也有一些人認為這是一種水平基因轉移的表現,宿主植物的基因通過某種方式轉移到變色龍藤上或者對其產生影響,這個猜測解釋了它不需要物理接觸也能模仿。
還有其它一些解釋,但是2021年發表在《植物信號與行為》期刊中的一項研究,給出了一個非常獨特的猜測——變色龍藤能夠看見宿主植物[2]。
在這項研究中,研究人員將變色龍藤的宿主換成塑料制成的,這樣可以確保它無法通過任何生物信息來了解宿主植物長什么樣。
研究結果顯示,變色龍藤能夠模仿塑料植物葉片的樣子。
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△ 紅色為塑料葉片,變色龍藤模仿了它,來源:參考2
這樣的結果只有一種解釋,那就是變色龍藤能看到塑料宿主葉片的樣子。
植物能夠看見周圍環境!
這并不是2021年這項研究獨創的,早在1905年和1907年,就有學者提出一些植物存在某種視覺形式,他們將這些視覺器官命名為“ocelli”,而ocelli本質上是一些類似透鏡的細胞將光線聚焦到其他感光細胞上。
但是,變色龍藤真的看見了又怎么樣呢?植物沒有神經系統,它是如何處理信息呢?
這項研究的作者無法解釋這一點,他只是說以未知的形式處理了信息。
一種植物能夠模仿塑料!
這樣的信息放哪里都是一個大新聞,所以毫無疑問2021年這項研究在互聯網上得到了廣泛傳播。
但是,這篇研究有太多東西無法解釋了,直到今天也沒人進行補充,同時也沒人復制了變色龍藤模仿塑料宿主的實驗。
所以,這項研究并沒有得到普遍認可,不過這項研究在2024年的時候獲得搞笑諾貝爾植物學獎。
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還最后一個問題,為什么變色龍騰要模仿宿主?
其實原因很簡單,它們與那些模仿有毒、有害的動物來提高生存能力是一樣的,這種被稱為貝氏擬態。
對于藤蔓來說,爬到樹上是一種風險與機會并存的生存方式,機會是它們因此獲得更多的陽光,還不用承受自身重量,而風險是它們會變得更容易被植物吃掉。
研究人員發現,同一種藤本植物,當它們生長在地面時,它們被路過的、喜歡吃它們的食草動物吃掉的概率是33%,但是當它們爬到樹上時,它們被路過食草動物吃掉的概率是100%。
所以,必要的話,藤蔓是需要做一些模仿的,要不然爬到樹上更容易被吃掉,反而得不償失。
變色龍藤被認為就是這種情況,它們通過模仿宿主的葉片,從而避免被吃掉。
有研究人員推測,變色龍藤不僅會模仿宿主,它們可能還以未知的方式識別宿主植物,從而只攀爬那些它們的“捕食者”不喜歡的植物。
參考:
- [1].https://doi.org/10.1016%2Fj.cub.2014.03.010
- [2].https://doi.org/10.1080/15592324.2021.1977530
- [3].https://phys.org/news/2014-04-vine-mimic-multiple-hosts.html
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