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上面這個是大花草,有些人也稱之為大王花,很多人應(yīng)該都在互聯(lián)網(wǎng)上刷到過它,但是很少有人真正了解過它,它絕對算得上是世界上最獨特的植物之一!
大花草是一個寄生植物類群的統(tǒng)稱,包含多個物種,它們都過著“白嫖”其它植物營養(yǎng)的生活。
寄生植物其實并不罕見,已知超過4500種開花植是寄生的——大約每100種開花植物中就有一種是寄生的[1]。
但是,大花草在所有寄生植物中是獨樹一幟的存在。
據(jù)信,植物的寄生行為至少獨立進(jìn)化了12次(現(xiàn)存就有12個不相干的植物科都存在寄生行為)[1],可見“白嫖”這種事情真的不需要怎么去“教”,只要有系統(tǒng)漏洞就肯定會有植物去鉆。
大部分寄生植物其實是所謂的“半寄生”,它們雖然長在其它植物身上,也吸收宿主的營養(yǎng),但是它們也有自己葉子,也會進(jìn)行光合作用,算是過著“邊打工邊白嫖”的日子。
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△ 槲寄生,這就是典型的半寄生
只有少部分寄生植物完成所謂的“專性寄生”,這些植物不僅長在宿主植物身上,而且完全失去葉綠體這種作為植物本應(yīng)該有的基本“尊嚴(yán)”,所有營養(yǎng)都是通過宿主那里獲取。
而在所有專性寄生的開花植物中,大約有55-60種會進(jìn)行所謂的“內(nèi)寄生”,這意味著這些植物我們平常完全看不到它們,它們失去植物常規(guī)的根、莖、葉,像真菌的菌絲或者其它單細(xì)胞寄生生物一樣,寄生在宿主體內(nèi)。
而在這55-60種內(nèi)寄生的開花植物中,其中大約有41種就是來自大花草科(Rafflesiaceae)大花草屬(Rafflesia),也就是今天的主角大花草所在的類群。
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?Steve Cornish
其實,寄生的開花植物有一些共有的特征,其中最明顯的就是它們的花朵通常都很小,這是因為它們的營養(yǎng)來自宿主,這讓它們難以獲得足夠的營養(yǎng)來塑造自己的花朵。
然而,如您所見,大花草科的花非常巨大,其中一種生長婆羅洲的大花草屬物種——Rafflesia arnoldii,能夠開出世界上最大的花朵,其直徑超過100厘米,重量超過10公斤,就像一個大包菜一樣。
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△ Rafflesia arnoldii,很多文章描述的大花草就是特指它
大花草屬中開出最小花朵的物種,其花朵直徑也達(dá)到了12厘米,遠(yuǎn)超正常花朵水平。
那么有趣的問題是,大花草到底如何生長或寄生的?為什么它們會開出如此巨大的花朵呢?
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△ 大花草屬的多個物種,來源:Malabrigo Jr. et al (2023) paper.
所有大花草屬植物都分布在東南亞,像許多寄生植物一樣,在一些地區(qū)大花草開放和未開放花朵會被當(dāng)作名貴藥材和菜肴。
不過,大花草的花朵散發(fā)的不是香氣,而是腐爛的氣味,而且據(jù)信相當(dāng)濃烈,因此它們又有“尸花”之稱。
當(dāng)然,它們這種氣味是為了吸引食腐昆蟲幫它們授粉的!
與常見的顆粒狀花粉不同,它們的花粉是黏稠的液體狀,就像鼻涕一樣,當(dāng)昆蟲進(jìn)入拜訪花朵時,這些粘稠的花粉便會黏在昆蟲身上,即便干燥了依然保持活性。
相比于顆粒狀的花粉,大花草的這種粘稠花粉能夠傳播得更遠(yuǎn)——這是它們需要的,因為這種花非常稀少,而開花的花期還特別短——只有3-8天,所以盡可能讓花粉停留在昆蟲身上更長時間是非很必要的。
雄花凋落后便會變黑腐爛,而授粉成功的雌花會結(jié)出果實,果實成熟后里面充滿了成千上萬顆細(xì)小的種子。
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△ Rafflesia arnoldii的果實
大花草主要寄生在崖爬藤屬(Tetrastigma)的藤本植物身上,但它們的種子到底是如何傳播到這些宿主那里的,以及如何感染宿主的,至今是個謎!
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△ 崖爬藤
一些人認(rèn)為是通過樹鼩和松鼠傳播的——種子黏在它們身上被帶到宿主那里,也有人認(rèn)為主要是通過螞蟻傳播的——螞蟻可能通過各種方式將種子帶到宿主那里,還有人認(rèn)為是通過豬等動物的消化道傳播的。
不管它如何傳播,只要種子落在宿主身上,它們便會開始侵入宿主體內(nèi),以細(xì)長的“細(xì)胞鏈”形式存在于宿主內(nèi)部,然后通過一種名為吸器(Haustorium)的器官扎入宿主植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,并與其連接,從而攝取宿主的水分和營養(yǎng)。
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△ 圈起來的就是吸器
一旦大花草獲得足夠的養(yǎng)分,就會在宿主植物上面形成花蕾,這個花蕾最初只是藤蔓上的深色球狀物,慢慢發(fā)育成紅色的花菜狀球體,最后開放。
從花蕾到開花,整個過程通常都很漫長,一些物種甚至需要花數(shù)年的時間。
另外,花蕾在一年的什么時間開花,高度取決于宿主植物的營養(yǎng)狀態(tài),可以說它們沒有固定的開花時間,會在一年中的任何時間隨機(jī)開放。
花期如此之短,開花時間又是隨機(jī)的,可見它們要成功授粉是非常困難的,所以就不難理解,為什么目前所有大花草都處于極度瀕危的狀態(tài)。
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△ 即將開放的大花草花蕾
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△ 剛開放的大花草花朵
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△ 凋謝的大花草花朵,圖源:Age Fotostock/Alamy Stock Photo
至于,為什么大花草開出如此之大的花?這是有多方面的因素造成的!
首先,就是它們的宿主很強(qiáng)大。
崖爬藤被稱為雨林最好的水源之一,它們是熱帶雨林里體量極其巨大的木質(zhì)藤本植物,營養(yǎng)豐富,水分充足,這可能是大花草選擇寄生它們的主要原因,也是它們開出如此巨大花朵的前提條件。
要知道一些大花草開花的時候,一天就要消耗掉幾十公斤的水分,普通植物根本無法支撐。
其次,就是它們自己有強(qiáng)烈的、開出大花的演化選擇壓力。
就像我們前面提到的,它們同時開花植株非常稀少,花期也很短,授粉很困難,而更大的花朵可以更好地吸引食腐昆蟲來完成授粉。
有大量的證據(jù)表明,食腐蠅等昆蟲會尋找它們所能找到的最大“尸體”[2]。
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第三,它們成功改造了自己的花!
大花草屬于金虎尾目(Malpighiales),而這個類群植物的花朵通常都很小,大花草必須重新“設(shè)計”自己的花結(jié)構(gòu)才行。
根據(jù)一些研究的推測,這些植物的花朵至少經(jīng)歷兩次“巨型化”,它們的祖先先是將環(huán)狀分生組織衍生腔室,從而達(dá)到更大的花朵,之后又改造花瓣結(jié)構(gòu),進(jìn)一步擴(kuò)大花朵[2]。
所有這些最終創(chuàng)造出大花草巨大的花朵,讓它們在所有寄生植物中顯得格外的特殊。
參考:
- [1].https://en.wikipedia.org/wiki/Parasitic_plant
- [1].https://www.harvardmagazine.com/2017/02/colossal-blossom
- [2].https://kerrysnature.org/of-poop-and-parasites-rafflesia/
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