【生物多樣性百科】種子植物·九翅豆蔻:「雨林皇后」的繁殖秘密

2020-12-04 雲南網

  今天的美麗雲南——生物多樣性百科要帶大家了解的是種子植物·九翅豆蔻。

  九翅豆蔻(Amomum maximum)種子植物,被子植物門,單子葉植物綱,芭蕉目、姜科、豆蔻屬。分布於西藏南部、雲南、廣東、廣西等地,生於海拔350—800米的林中蔭溼處。照片攝於西雙版納。

  提及豆蔻,許多人會想起古人形容少女美麗姿態的「豆蔻年華」,這是出自杜牧《贈別》詩:「娉娉嫋嫋十三餘,豆蔻梢頭二月初。」

  不過有學者認為,詩詞中的「豆蔻」應屬於姜科的姜屬,而歸屬於豆蔻屬的九翅豆蔻可以算得上是它的「近親」。 

  豆蔻屬是姜科中第2大屬,全世界約有150種,主要分布在熱帶亞洲和大洋洲,我國產39種,其中29種為我國特有種。

  熱帶雨林中有非常非常多奇特的植物,形態各異,花色萬千,果實獨特,總有那麼幾個特徵能夠吸引人的眼球。九翅豆蔻便是其中之一。

  它的花隱藏在地表的落葉之中,每天早晨四點左右開放。每天開出一圈,花朵數量一般在九朵左右,花色晶瑩剔透,形狀特別精美,每個花序能夠持續半個月以上。早上開花之後,會散發一股獨特香味,吸引蜜蜂前來拜訪。

  因其花朵優雅、數量眾多,也被稱為「雨林皇后」。

  不過,當地老百姓則更習慣將其稱為「姜苗果」,常種植於庭院周圍,也是人們餐桌上的美食。其實,當九翅豆蔻的花凋謝之後,就會結出姜苗果。

  但九翅豆蔻是怎麼結出姜苗果的呢?中國科學院西雙版納熱帶植物園科學家在2007年發現了九翅豆蔻結果的故事,揭開了它的繁殖秘密。

  姜科植物具有無性繁殖的能力,它能夠通過根部快速繁殖,佔領空間,但無性繁殖會降低姜科植物抵抗惡劣環境的能力。

  為了保險起見,姜科植物的花選擇相互授粉,儘量避免自交,或者避免兄弟姊妹間的授粉,最大限度降低自交的機率,有效促進異交,以提高種子的遺傳多樣性。

  那麼它是如何實現的呢?

  1.花柱捲曲,避免自交

  由於姜科植物的雄蕊和雌蕊都在同一朵花中,那麼花兒怎麼避免自己給自己授粉呢?如何避免同一朵花內的近親結婚?姜科植物聰明地設計了花柱捲曲運動來避開自交。

  這種策略,科學家將其稱為花柱捲曲運動。通過花柱的上下運動,從時空上避免自己的花粉或者兄弟姐妹的花粉相互授粉。九翅豆蔻就是這種花柱運動的經典案例。

  2. 兩種彎曲方式,促進異交

  到此,你是不是覺得花兒還是挺有策略,蠻聰明的?

  告訴你,九翅豆蔻「生兒育女」的策略不止於此,它還有一個大招:不同的群體,花柱的彎曲方式不同。

  為了更好地促進不同家族(居群)之間的雜交,形成更有優勢的後代,九翅豆蔻還進化出了兩種不同的彎曲策略。

  有的家族早上柱頭向下,晚上柱頭向上,這樣在功能上早上是「雌性」,下午是「雄性」,如上圖左邊的花朵;另外一些家族則反了過來,早上是「雄性」,下午是「雌性」。

  如此這般,便可實現每個果子都是兩個家族結合的後代。這種繁殖策略堪稱精妙絕倫,令人嘆為觀止。

   劉光裕,在中國科學院西雙版納熱帶植物園從事科普、環境教育、民族文化與生物多樣性保護工作。同時也是植物、昆蟲和蜘蛛愛好者,科普作家、中科院網絡科普聯盟「啟明星」獲得者,發現了「抑制甜味」神奇植物寬葉匙羹藤。

 

  文/圖:劉光裕

  統籌:連惠玲

  海報設計:鄭弼尹

  

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