你有過(guò)這樣的體驗(yàn)嗎?辛辛苦苦買回去一盆花,花顏色鮮艷,還能開(kāi)很久,但卻經(jīng)常被人告知,你買的不是花。不是花?那我買了個(gè)什么?是買了個(gè)寂寞么?
這樣經(jīng)常被質(zhì)疑的包括花市里常見(jiàn)的“一帆風(fēng)順”、一品紅、馬蹄蓮等等。
一品紅的花,外面艷麗的紅色并不是花瓣(圖片來(lái)源:pinterest)
這些植物被質(zhì)疑不是花,是因?yàn)樗鼈冸m然有看起來(lái)像花瓣的結(jié)構(gòu)(即我們觀賞的部分),但其實(shí)那并不是真正的花瓣。
長(zhǎng)著花瓣的樣子,有花瓣艷麗的顏色,甚至還有花瓣的氣味,它們?yōu)槭裁催€不配叫花瓣?
馬蹄蓮艷麗的顏色不配叫花么?(圖片來(lái)源:pinterest)
Part.1
似花非花,真容到底是啥?
是不是花瓣,不能只看長(zhǎng)相,得看起源與發(fā)育的位置。
花瓣本質(zhì)上是特定位置的葉片,演化出了顏色與氣味,發(fā)揮特定的功能,在植物繁殖過(guò)程中起吸引昆蟲(chóng)等動(dòng)物來(lái)傳粉。
這也要求花瓣一般與萼片、雌雄蕊綁定在一起,形成明顯的四輪結(jié)構(gòu),固定在花托上,每個(gè)部分在繁殖上行使不同的功能。這四輪的位置在花的發(fā)育中也是固定的,最外層的萼片保護(hù)與支撐著其它花器官,第二輪則是花瓣負(fù)責(zé)吸引傳粉者,雌雄蕊則藏在正中間被保護(hù)著。
一朵花的典型結(jié)構(gòu),分為著生在花托上的四輪,從外到內(nèi)依次是花萼、花瓣、雄蕊和雌(圖片來(lái)源:廖鑫鳳)
利用花瓣來(lái)吸引動(dòng)物傳粉在植物界是個(gè)創(chuàng)新之舉,促成了植物繁殖上的巨大成功,這種捆綁在一起的設(shè)置也成了花發(fā)育上的初始設(shè)置,也就是說(shuō),只有在雌蕊雄蕊周圍發(fā)育的那一輪特化的葉子才叫做花瓣。
馬蹄蓮、一品紅等被質(zhì)疑不是花,是因?yàn)樗鼈兊摹盎ò辍遍L(zhǎng)在非花瓣的位置,是由花底下原本保護(hù)整朵花的特殊葉片-苞片發(fā)育過(guò)來(lái)的。它們的苞片裝扮得與花瓣類似,演化出顏色與氣味也是為了吸引傳粉者。
葉子花包裹著花的苞片變成紅色,吸引傳粉者,真正的花瓣是里面淡黃色的部分
(圖片來(lái)源:廖鑫鳳)
Part.2
苞片扮成花瓣真的能騙過(guò)傳粉者么?
在自然生境中,我們不難看到苞片發(fā)育過(guò)來(lái)的“花瓣”確實(shí)有類似的功能,并且屢屢騙過(guò)傳粉動(dòng)物,保證植物的繁殖。
比如在橫斷山區(qū)的高海拔,雪線之下的流石灘上,生長(zhǎng)著的明星植物塔黃。即使在盛花期,我們也不太能見(jiàn)到它的花,因?yàn)樗幕ú卦诰薮蟮娜~狀苞片下。這些葉狀的苞片有著與底部葉子不同的顏色,而且層層疊疊地裹起來(lái),不僅保護(hù)了里面的花的發(fā)育,還搭起了高山上避風(fēng)避雨的“小屋”,充當(dāng)了傳粉吸引的功能,為塔黃吸引它的傳粉者——一種高山上的蕈蚊。
流石灘上的塔黃靠苞片與氣味吸引特定的蕈蚊過(guò)來(lái)傳粉,甚至在其中交配
(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)1)
再比如中國(guó)特有種珙桐,我們看到的如鴿子一樣飛翔的“花”其實(shí)也是苞片,但它們既能吸引傳粉者-像手絹一樣在空中舞動(dòng)招來(lái)蜂類,還能在雨季開(kāi)花的時(shí)候保護(hù)整個(gè)的花器官,避免其中的花粉遇水失活。
珙桐的“花”其實(shí)也是它的苞片,隨著花成熟而變色(圖a-d)
(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)2)
Part.3
有花瓣,為何苞片要干花瓣的差事?
由苞片來(lái)充當(dāng)花瓣功能是發(fā)生在花瓣演化出來(lái)之后。為什么這些植物的苞片要進(jìn)化成花瓣的樣子,干花瓣的活呢?
它們的好處在于可以幫植物節(jié)省繁殖成本。想象一下,當(dāng)花的數(shù)量過(guò)多且密集地著生在一起時(shí),每朵花都長(zhǎng)花瓣的話繁殖的代價(jià)太大了,只好由花序外面的苞片來(lái)統(tǒng)一為花“裝扮”。
當(dāng)然上面的例子也證實(shí)了苞片確實(shí)取代花瓣也能后來(lái)居上,促進(jìn)植物的繁殖。
但苞片能扮成花瓣也不是重頭來(lái)過(guò),它與花瓣有著共同的起源。
花中的花瓣吸引昆蟲(chóng)前去訪花
(圖片來(lái)源:廖鑫鳳)
被子植物的演化的靈活性讓苞片能夠后來(lái)居上。甚至花瓣的功能也可以被其它特化的葉子所取代,畢竟葉子是植物演化歷史更為久遠(yuǎn)的器官,而且被子植物也永遠(yuǎn)不缺葉子。
更絕的是葉子還能在植物生長(zhǎng)過(guò)程中變成吸引的“花瓣”,隨后又變回來(lái),充滿了靈活性。
這種靈活性的轉(zhuǎn)變發(fā)生在我們熟知的魚(yú)腥草里。開(kāi)花時(shí)期,花底下的正常葉子會(huì)變成白色葉片(人眼看來(lái)的白色),但其實(shí)它還能反射紫外線,吸引傳粉者,在完成傳粉之后,被當(dāng)成花瓣的葉子還能繼續(xù)變回去,成為綠色,充當(dāng)它原本葉子的功能。
魚(yú)腥草花底下的葉子在花成長(zhǎng)期是綠色(圖A),花開(kāi)的時(shí)候變白(圖B),結(jié)實(shí)期又變綠(圖C),下圖D-G為連續(xù)變化的過(guò)程
(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)3)
這再度說(shuō)明花瓣與葉子的轉(zhuǎn)變比我們想象的更加容易,畢竟,花瓣也是特化的葉片。但后來(lái)的花瓣并不是革命式,它借用的還是花瓣的常規(guī)手段,運(yùn)用的是花瓣形成顏色與氣味甚至蜜相同的辦法。從功能上看,這些特化的苞片就是花瓣。況且,傳粉昆蟲(chóng)都不介意,我們又有什么理由介意呢?
參考文獻(xiàn):
[1] Song, Bo, et al."A new pollinating seed‐consuming mutualism between Rheum nobile and a fly fungus gnat, B radysia sp., involving pollinatorattraction by a specific floral compound." New Phytologist 203.4(2014): 1109-1118.
[2] Sun, Ji-Fan, et al."Multifunctional bracts in the dove tree Davidia involucrata (Nyssaceae:Cornales): rain protection and pollinator attraction." TheAmerican Naturalist 171.1 (2008): 119-124.
[3] Song, Bo, et al. "Reversiblecolour change in leaves enhances pollinator attraction and reproductive successin Saururus chinensis (Saururaceae)." Annals of botany 121.4(2018): 641-650.
出品:科普中國(guó)
制作:廖鑫鳳
監(jiān)制:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
(本文中標(biāo)明來(lái)源的圖片已獲得授權(quán))
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