蘭花是「騙子」?豬籠草是「坐便器」?或許你對植物智慧一無所知

2021-01-08 中科院格致論道講壇

「騙子植物」蘭花如何行騙?豬籠草如何與動物「交易」從而獲取營養?……與動物一樣,我們身邊的植物不是沒有心機的「傻白甜」,而是富有生存智慧的自然界強者。

出品:"格致論道講壇"公眾號(ID:SELFtalks)

以下內容為植物學博士、微博大V史軍演講實錄:

跟植物相比,人類好像天生就更喜歡動物。或許是因為人類本身就是一種動物。沒人會說自己是植物,也沒有人說每天回家後,自己不用吃飯,不用睡覺,只需要把腳插在花盆裡。就算你把腳插在花盆裡,也獲取不了營養。

另外,我們能讀懂動物的很多行為,卻很難讀懂一棵植物的心思。比如,我們知道植物是通過光合作用吸收營養的,但卻弄不明白它是如何吸收太陽光的。就算我們把自己暴露在強烈的陽光下,我們還是弄不明白。

正是人類和植物間的這種隔閡,導致目前我們仍然對很多植物缺乏了解。但我想說植物比動物聰明得多。接下來,我就向同學們展示一下植物的智慧。

騙子蘭花

首先說說什麼是蘭花。有好幾個朋友都曾讓我幫忙看看為什麼他們家的蘭花長得不好。我打開圖片一看,他們口中的那些蘭花其實是君子蘭、吊蘭、玉蘭……根本就不是蘭花。

哪些才是蘭花呢?圖片中展示了幾種蘭花,相信很多同學都對上排中間的那個比較熟悉,沒錯,它是蝴蝶蘭。其他幾個形態完全不同的花,其實也是蘭花。蘭花就是長成這樣奇奇怪怪的樣子。

有同學說,右下角那個不是蘭花,是一隻蛾子。我們發現這隻蛾子的嘴巴非常長,這跟它吃的食物有關係——它愛吃頭頂上那朵蘭花的花蜜,而它頭頂上的那朵蘭花叫彗星蘭。

當年達爾文第一次看見彗星蘭這種蘭花的時候,就預測一定有一種嘴巴夠長的昆蟲去吸食它的花蜜。

但是達爾文從來沒見過這種蟲子,他只是做出這個預測。果不其然,在達爾文做出這個預測之後的41年,人們在馬達加斯加發現了這種蛾子。

蘭花有著非常豐富的多樣性,而這些多樣性是為了配合幫助它們傳播花粉的動物。

在自然界我們能看到各種各樣的花,比如大花蕙蘭,年節的花卉市場上經常能看見它。大花蕙蘭的花非常漂亮,特別是在中間舌頭狀的花瓣上,有著非常明顯的紅斑和雀斑。這些紅斑和雀斑有什麼用呢?我先賣個關子。

動物和植物之間有什麼關係?我們首先想到的是吃和被吃的關係。因為我每天在微博上回答的問題裡有90%都是關於吃的。

其實在花朵出現之前,動物和植物之間的關係確實是吃和被吃的關係,但是在花朵出現之後,這種關係就發生了劇變——動物和植物開始合作了。植物為動物提供花粉、花蜜等美食,動物為植物提供傳粉授粉的服務。

「騙子植物」如何行騙?

看起來動物和植物的關係好像是互惠互利的,但在自然界,情況並沒有那麼簡單。很多植物都開發出了一整套的「欺騙機制」,於是很多「騙子植物」出現了。

這些「騙子植物」是如何把蟲子騙過來,從而為它們服務的呢?要回答這個問題,就要說到蟲子是靠什麼信號來尋找植物,或者說,蟲子是靠什麼信號尋找到含有食物的植物的部位。

我們先看看圖中右邊這朵薔薇花。花的中間是黃色的花粉,通常來說,黃色代表食物,所以蟲子喜歡黃色。

我們再看看左邊這朵花,花朵中心有很多雀斑,這些雀斑可不是隨便長的。大家如果留心觀察過百合花的話,就會發現百合花的中心也有很多雀斑。

這些雀斑有著非常重要的功能,它們就像一個路標。打個形象的比喻,就像一家飯店的招牌,人們遠遠看去,就能知道這家飯店是賣什麼吃的。

對於昆蟲也一樣,昆蟲在花叢裡飛來飛去,如果看見這樣的雀斑,第一反應就是這兒有花蜜。所以,這樣的雀斑叫蜜導。

有些蘭花就更聰明了,它們依靠假的蜜導勾引蟲子為它們服務。在這幾種蘭花身上都有密密麻麻的斑點。

為什麼叫這些花為「騙子」呢?因為它們雖然亮出了招牌,但它們並不會為蟲子提供花蜜。也就是說,當蟲子過來尋覓花蜜的時候,其實就已經掉進陷阱裡了。等蟲子們努力爬出來的時候,其實它們已經在為蘭花做傳粉授粉的服務了。

如果你們覺得這個不夠神奇,我們再說一個神奇的。有些蘭花能模擬昆蟲的巢穴。

這張圖片展示的蘭花叫西藏杓蘭,它開花的時候恰恰是當地很多蜂王尋找巢穴的時候。

蜂王是如何尋找巢穴的呢?熊蜂並不是在樹上築巢,而是在地上找一個窟窿,然後鑽進去築巢,而這些西藏杓蘭恰恰模擬成了地上的小窟窿。這是一種非常精明的蘭花,居然能依靠模擬來欺騙蟲子。

更有意思的是,還有能模擬成昆蟲配偶的蘭花。這種蘭花叫眉蘭,雖然在我們眼裡,眉蘭看起來並不像昆蟲,但是有些昆蟲的眼神不太好,在它們的眼裡,這些眉蘭已經是完美的配偶形象了。

更不用說眉蘭還會散發出一種特殊的氣味,這種氣味很像雌性胡蜂散發出來的,難怪雄性胡蜂會被吸引過來。而且,這種氣味的吸引力很強烈,很多雄性胡峰都是搶著來,真是防不勝防啊!

澳大利亞有一種名叫錘子蘭的蘭花,它的花瓣非常特殊,能模擬雌性鋸蠅。

成年鋸蠅有一種非常特殊的交配習慣:交配前,雌性鋸蠅會爬到一個非常高的草的尖端,在那裡等待合適的雄性鋸蠅;雄性鋸蠅飛過來或者爬過來後,會抱起雌性鋸蠅,然後兩者一起飛到空中完成交配;交配結束後,雄性鋸蠅會把雌性鋸蠅再放回到草尖上去。

這個特殊的交配習慣恰恰被錘子蘭利用了。

雄性鋸蠅在抱起雌性鋸蠅的時候會不斷地嘗試起飛,這可能比飛機起飛還要困難。剛才說了,錘子蘭的花瓣看上去非常像雌性鋸蠅,所以當雄性鋸蠅錯認新娘的時候,它就會更加費勁地起飛,因為花瓣和花是連在一起的。

而每次努力的起飛,都會讓雄性鋸蠅的背撞到花粉,於是花粉就粘在了它的後背上。當這隻雄性鋸蠅被撞得頭暈眼花而放棄這朵花,飛到另一朵花去重新尋找新娘的時候,它也就順利成為了錘子蘭的義務傳粉者。

這是我在讀博期間研究的一種蘭花,它叫長瓣兜蘭。花瓣上的這些斑斑點點是在模擬蚜蟲,而這能吸引食蚜蠅前來。

實際上,食蚜蠅的成蟲並不吃蚜蟲,吃蚜蟲的是食蚜蠅的幼蟲。所以,食蚜蠅媽媽會把卵產在蚜蟲周邊,可惜食蚜蠅媽媽的眼神不太好,經常會把卵產在長瓣兜蘭的花瓣上,這樣一來,它就落進了長瓣兜蘭設置的陷阱裡,為長瓣兜蘭傳播了花粉。

愛吃便便的豬籠草

我們再來看看更神奇的馬桶豬籠草。中國有句俗語,叫「莊稼一枝花,全靠糞當家」。為什麼要靠糞當家呢?因為植物所需要的營養很多時候都存在於像糞便這樣的物質當中。

植物不需要牛奶,不需要米飯或者紅燒肉。咱們從沒見過農民到地裡施肥的時候倒一大堆紅燒肉進去,他們施的肥料大多是雞糞、牛糞、羊糞,甚至是人糞。所以,很多農家肥都是由各種動物的糞便組成的,而植物恰恰就需要糞便裡的礦物質營養。

不過在一些貧瘠的地方,很多植物並不能從土壤裡吸收到足夠多的礦物質營養,比如豬籠草。

或許大家會有疑問,豬籠草一般生活在熱帶雨林裡,難道那裡沒有足夠的營養嗎?還真沒有,因為熱帶雨林裡植物之間的競爭非常激烈,與其寄希望於土壤,還不如靠自己的努力。

於是,很多豬籠草都發展出了獨有的攝食功能。比如捕食蟲子的二齒豬籠草。對它們而言,吃只螞蟻、吃只蒼蠅是很常見的。

如果把豬籠草裡的東西撈出來,就是這個樣子的。這種叫馬來王豬籠草的豬籠草,可以吃下老鼠!

這也是迄今為止發現的能捕食這麼大個頭的動物的植物。

世界上還有很多更奇怪的豬籠草,比如說這種豬籠草。很多人看到這張圖片的第一反應就是,這種豬籠草是吃蝙蝠的。其實它並不吃蝙蝠,相反,它跟蝙蝠的關係非常友好。

友好到什麼程度呢?它們就像房東和房客。房客自然要向房東交租金,所以豬籠草也會向蝙蝠收租金,它收的租金是什麼呢?是蝙蝠的便便。

白天,蝙蝠會在豬籠草裡休息,它們的大小便都會在豬籠草裡解決,這就是它們交給豬籠草的租金。

它就是馬桶豬籠草。

大家看,來了一個動物。不過它上廁所的姿勢有點奇怪。通常來說,人類上廁所是不會抱著馬桶蓋的,而是背對馬桶蓋,但是這個動物卻是抱著豬籠草的馬桶蓋上廁所,這是為什麼呢?

科學家經過研究後發現,原來馬桶豬籠草的蓋子上有好吃的蜜露。剛才說到的那種動物叫樹鼩,它來到馬桶豬籠草前,就是為了舔食蜜露。

這裡的蜜露非常多,樹鼩在上面吃得很開心。但馬桶豬籠草會白白讓樹鼩吃這些蜜露嗎?當然不會。馬桶豬籠草很有心機,它其實早就在蜜露裡摻了會讓樹鼩拉肚子的物質。

所以,當樹鼩幸福地舔食蜜露的時候,它們的肚子也會變得很疼,然後自然就會排便。既然要排便,正好屁股下面有一個馬桶,所以樹鼩就一邊舔,一邊肚子疼,一邊排便,糞便正好就落到馬桶豬籠草裡了。

上圖右邊這張照片就展示了它們和諧相處的狀態:樹鼩在上面吃蜜露,豬籠草在下面吃便便。

所以,自然界遠比我們想像的神奇,不要認為植物都是被動的、木訥的,完全沒有智慧的生物,其實人類的很多智慧都是跟植物學的,或者說,是植物讓人類獲得了更多智慧。

除了豬籠草,還有圖片上展示的茅膏菜、捕蟲堇、瓶子草……我相信同學們從很多書籍中都了解過它們的精妙。

最後,我再介紹一種很特別的食蟲植物——毛氈苔。茅膏菜是直接把蟲子黏住,然後捲起來消化、吸收,但毛氈苔捕食時不是這樣的。

雖然毛氈苔和茅膏菜一樣,也有很多膠水樣的蜜滴,能吸引昆蟲前來,但它並不會把昆蟲直接消化掉,而是吸引獵蝽前來吃掉這些昆蟲。那麼在這個過程中,毛氈苔獲得的好處就是獵蝽的便便。

所以,世界上有很多神奇的現象,科學也有很多不可思議的事情。這些不可思議的事情很可能就藏在我們身邊,藏在我們的生活當中,藏在我們引以為傲的藍色星球裡。

我希望大家能用自己的雙眼,用自己的大腦去發現更多生物的智慧,去發現更多植物的智慧,去發現更多科學的智慧,讓我們的未來越變越好。

「格致論道」講壇,原稱「SELF格致論道」講壇,是中國科學院全力推出的科學文化講壇,由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦,中國科普博覽承辦。致力於非凡思想的跨界傳播,旨在以「格物致知」的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。

本文出品自「格致論道講壇」公眾號(SELFtalks),轉載請註明公眾號出處,未經授權不得轉載。

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