蘭花的生存策略

2012/4/30 21:22:27

　　如果要問(wèn)什么動(dòng)物最聰明，答案應(yīng)該是人類，因?yàn)槿祟惗�得物為我用。那么最聰明的植物是什�?如果從物為我用的角度來(lái)看，無(wú)疑蘭花是植物中最聰明的。蘭花從種子萌發(fā)、生長(zhǎng)以及一直到開(kāi)花結(jié)實(shí)的過(guò)程中，需要利用其它生物來(lái)幫助完成蘭花的生活史。
　　蘭花種子在植物中具有自己的鮮明特性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一、數(shù)量龐大，參差不齊。一個(gè)蘭花蒴果中(俗稱果莢)最多可具有400萬(wàn)粒種子，但最少的則只有20-50粒，相差8萬(wàn)-20萬(wàn)倍。二，種子很小，種子一般長(zhǎng)0．05-6毫米，寬0．01到0．9毫米(一根頭發(fā)的直徑一般為0．08毫米)。三、種子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，蘭花種子中外種皮占絕大部分，但胚很小，一般胚的大小只有種子大小的1110左右，最小的胚長(zhǎng)為0．1毫米，寬只有0．078毫米(相當(dāng)于一根頭發(fā)的直徑)。蘭花種子的胚沒(méi)有子葉或胚乳，也就是說(shuō)蘭花母本植株沒(méi)有提供任何物質(zhì)來(lái)幫助其后代(種子)發(fā)芽和早期生長(zhǎng)。四、蘭花種子外種皮的內(nèi)部具有許多充滿空氣的腔，因而蘭花種子非常輕巧，最重的蘭花種子也只有14～17厘克(1厘克等于1／100克)，最輕的則僅有0．3～0．4厘克。如此輕巧的種子可以借助風(fēng)力飄到離母株很遠(yuǎn)的地方安家落戶。同時(shí)蘭花種子外種皮表面具有一層排列緊密的細(xì)胞，這樣水就不容易很快滲透到種子中去，從而使蘭花種子可以浮在水面上遠(yuǎn)距離漂流。當(dāng)然，蘭花種子還可以通過(guò)動(dòng)物，如粘附在動(dòng)物的皮毛或沾滿泥漿的爪子上、鳥(niǎo)類的羽毛上，也可以通過(guò)動(dòng)物攝食進(jìn)行傳播，甚至可以通過(guò)人類活動(dòng)進(jìn)行傳播，如北美分布的一種火燒蘭就是通過(guò)人類活動(dòng)從歐洲傳播到北美的。蘭花種子數(shù)量龐大，又具有遠(yuǎn)距離擴(kuò)散的能力，但蘭科植物植株在地球上并不是十分常見(jiàn)，只有在一些較為特殊的地方才能見(jiàn)到蘭花的倩影，如石壁、石頭表面上、樹(shù)干上、樹(shù)枝上以及一些含鈣很高的土壤中。我們?cè)谒拇�黃龍景區(qū)內(nèi)的一條長(zhǎng)約2．5公里、寬約0．5公里的山溝內(nèi)就發(fā)現(xiàn)有30多種地生蘭花，幾萬(wàn)株蘭花聚集生長(zhǎng)在一起。黃龍溝是一條由南向北，逐漸隆起的鈣華體山溝，正是溝內(nèi)獨(dú)特的鈣華體為蘭花的生長(zhǎng)提供了合適的生境，形成了與鄰近山溝完全不同的以蘭花為主體的植被類型。蘭花種子沒(méi)有任何儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)幫助其發(fā)芽和生長(zhǎng)，當(dāng)蘭花種子與其它具有子葉或胚乳的植物種子在同一生境內(nèi)一起萌發(fā)和生長(zhǎng)時(shí)，顯然蘭花種子屬于“弱勢(shì)群體”，它的萌發(fā)以及萌發(fā)后幼苗的生長(zhǎng)無(wú)法與其它植物相抗衡，因?yàn)榫哂凶尤~或胚乳植物在種子萌發(fā)階段和幼苗階段可以借助子葉或胚乳中儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)度過(guò)這一關(guān)鍵而又艱難的時(shí)期。這就是為什么蘭花總是生長(zhǎng)在一些其它植物難以生長(zhǎng)的特殊生境中的主要原因。那么蘭花種子又是如何在這些特殊生境中萌發(fā)和生長(zhǎng)的?秘密就在于蘭花種子在萌發(fā)和生長(zhǎng)過(guò)程中利用真菌來(lái)幫助它吸收營(yíng)養(yǎng)和水分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蘭花種子在自然狀況下萌發(fā)時(shí)必須利用真菌來(lái)幫忙。有些蘭花種類在從種子萌發(fā)到幼苗、生長(zhǎng)以及成熟植株的整個(gè)發(fā)育過(guò)程中均需要利用真菌來(lái)幫助其吸收營(yíng)養(yǎng)和水分，沒(méi)有葉綠素的腐生蘭花種類就是這樣。如澳大利亞有一種蘭花整個(gè)一生都生長(zhǎng)在地表下面，就必須有真菌來(lái)幫助其吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從而完成整個(gè)生活史。甚至一些種類在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段需要不同的真菌種類來(lái)幫忙。最典型的如著名的藥用植物天麻，我國(guó)科學(xué)家通過(guò)近30年的研究首次發(fā)現(xiàn)天麻種子在萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)階段需要利用名叫小菇類的真菌來(lái)幫助獲得營(yíng)養(yǎng)而發(fā)芽，待發(fā)芽后的幼苗(原球莖)生長(zhǎng)出其它養(yǎng)殖球莖后，則需要和一種叫蜜環(huán)菌的真菌來(lái)幫助其生長(zhǎng)和發(fā)育。也有些蘭花種類在幼苗生長(zhǎng)階段后就不再需要真菌來(lái)幫助，但這些蘭花的根甚至莖中仍然有真菌存在，這些真菌有些對(duì)蘭花有利，有些則對(duì)蘭花沒(méi)有明顯的好處。因此，微小的蘭花種子在萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)這一關(guān)鍵而又艱難的時(shí)期，巧妙地憑借真菌的幫助在其它植物難以生存的地方生存繁衍。
　　
　　蘭花在從種子到幼苗過(guò)程中采取的是一種廣種薄收的策略，產(chǎn)生數(shù)目龐大的種子，但只有極少部分種子能夠萌發(fā)、生長(zhǎng)，最后生長(zhǎng)成為成熟植株。但在從開(kāi)花到結(jié)實(shí)的過(guò)程中則采取了一種完全不同的孤注一擲的策略。蘭花的孤注一擲策略主要表現(xiàn)在一方面它將所有的花粉均集結(jié)成為花粉塊，要么傳粉者將所有的花粉帶走并授到柱頭上，從而保證有足夠量的花粉發(fā)育成精細(xì)胞(單倍體的雄配子)來(lái)與子房中的卵細(xì)胞(單倍體的雌配子)結(jié)合，最后生長(zhǎng)發(fā)育出數(shù)目龐大的種子；要么花粉塊無(wú)法到達(dá)柱頭全部被浪費(fèi)掉，造成最大的(百分之百)雄性資源浪費(fèi)。在整個(gè)有花植物中，只有蘭花和蘿摩科的植物采取這種不成功便成仁的策略。另一方面，每種蘭花的花只吸引一種或一類特定傳粉者來(lái)訪問(wèn)。這樣可以使得一種蘭花的花結(jié)構(gòu)和其傳粉者十分吻合，從而極大地提高了蘭花的傳粉效率。但同時(shí)蘭花這種只吸引一種或一類傳粉者來(lái)訪問(wèn)的策略意味著另一種風(fēng)險(xiǎn)，即這種特定的傳粉者如果比較稀少，則一些蘭花的花就得不到傳粉者的訪問(wèn)而不能正常結(jié)實(shí)繁衍后代。因此，如何盡最大可能吸引傳粉者的“眼球”就成為蘭花的花的重要任務(wù)。多數(shù)蘭花與其它植物一樣以為傳粉者提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為報(bào)酬的方式來(lái)吸引傳粉者的拜訪，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要包括花蜜等-有時(shí)蘭花還為傳粉者如胡蜂和蜜蜂等提供筑巢的物質(zhì)，如蠟或油脂類物質(zhì)等作為報(bào)酬。為傳粉者提供報(bào)酬，植物本身要付出能量作為代價(jià)、為了準(zhǔn)確地將有限的報(bào)酬提供給最能為蘭花傳粉的功臣，蘭花就將自己的報(bào)酬隱藏在隱蔽的位置，只有特殊的傳粉者才能獲取到這些報(bào)酬，而這些特殊的傳粉者往往就是最能為蘭花傳粉的傳粉者。其中最著名的例子就是達(dá)爾文提出的花距長(zhǎng)度和傳粉者喙的長(zhǎng)度相互競(jìng)賽的故事。達(dá)爾文在1862年根據(jù)馬達(dá)加斯加群島所產(chǎn)的一種稱做武夷蘭的蘭花，這種蘭花的花距有一條長(zhǎng)達(dá)30厘米的距，當(dāng)時(shí)達(dá)爾文就預(yù)測(cè)該島上一定會(huì)有一種昆蟲的家長(zhǎng)度能及該蘭花的長(zhǎng)度，因?yàn)檫_(dá)爾文認(rèn)為花距長(zhǎng)度和傳粉者喙的長(zhǎng)度是昆蟲和植物協(xié)同進(jìn)化的選擇力量決定的。126年后瑞士科學(xué)家在馬達(dá)加斯加群島終于發(fā)現(xiàn)了一種蛾成為這種武夷蘭的傳粉者，它的喙的長(zhǎng)度正好在30厘米左右。該發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了達(dá)爾文的預(yù)測(cè)是正確的，同時(shí)也驗(yàn)證了昆蟲和植物之間協(xié)同進(jìn)化關(guān)系的存在。
　　一般來(lái)說(shuō)，能夠給傳粉者提供報(bào)酬的花顏色并不十分鮮艷，花的形狀也不是特別奇特，至少在蘭花這個(gè)大家族中是這樣的。但為什么自然界中的蘭花卻是姹紫嫣紅，形狀稀奇古怪的呢?奧秘就在于蘭花有1／3多的種類是不為傳粉者提供報(bào)酬的，如何既不給傳粉者提供報(bào)酬，又要吸引傳粉者來(lái)訪問(wèn)，聰明的蘭花就采用了各種形形色色的手段把傳粉者騙末為其傳粉-蘭花欺騙傳粉者的手段高明，騙術(shù)多樣。一種欺騙策略是蘭花的花在顏色、形狀、質(zhì)地上長(zhǎng)得酷似雌性昆蟲，但更常見(jiàn)的是產(chǎn)生激發(fā)雄性昆蟲交配的氣味，從而引誘雄性昆蟲來(lái)和蘭花的花進(jìn)行交配�？茖W(xué)家將雄性昆蟲的這種交配行為稱之為假交配。昆蟲在假交配過(guò)程中就將蘭花的花粉塊帶在身上，當(dāng)下一次再受騙進(jìn)行假交配時(shí)就會(huì)將身上攜帶的花粉授到柱頭上。此外，有些蘭花種類還可以模仿昆蟲的產(chǎn)卵場(chǎng)所，引誘雌性昆蟲來(lái)產(chǎn)卵，在昆蟲產(chǎn)卵過(guò)程中為蘭花進(jìn)行傳粉。經(jīng)典的例子如拖鞋蘭中的一些兜蘭種類，其花辦、唇辦基部或邊緣有一種類似蚜蟲的瘤狀物，食蚜蠅的幼蟲要以蚜蟲為食物來(lái)源，因此食蚜蠅一般要尋找有蚜蟲的地方產(chǎn)卵，這些兜蘭就投其所好將其誘騙到花上來(lái)產(chǎn)卵，從而為兜蘭提供傳粉服務(wù)、更有甚者，有些蘭花還能通過(guò)模仿昆蟲夜晚睡覺(jué)的地方或模仿蜂類的巢穴等手段來(lái)誘騙昆蟲拜訪，最終達(dá)到為其傳粉的目的。
　　正是由于蘭花在其一生的兩個(gè)關(guān)鍵階段，種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)階段以及開(kāi)花養(yǎng)殖階段，巧妙地運(yùn)用自己的“智慧”，利用其它生物為其提供服務(wù)，使得蘭花這個(gè)家族“人丁興旺”，呈現(xiàn)出一片繁榮昌盛的景象、蘭花家族就其種類數(shù)目來(lái)講，以約有800屬，近2萬(wàn)種，而僅次于菊科(1000屬，2．5～3萬(wàn)種)，占據(jù)有花植物的第二大科的位置。我國(guó)有蘭花175屬，約1300種。蘭花除家族龐大，成員眾多外，其分布也十分廣泛。地球陸地除南北兩極和極端干旱沙漠地區(qū)以外的各個(gè)角落均有蘭花的蹤影。它既能附生在熱帶雨林中高聳云端大樹(shù)的樹(shù)梢上，又可遁人地下過(guò)著不為人世注目的隱居生活。既可生長(zhǎng)在近海平面的島嶼和陸地中，也可生長(zhǎng)在海拔5000多米的高山上。
　　任何事情總是有利也有弊，蘭花憑借其它生物的幫助而蓬勃發(fā)展，但也正是由于對(duì)其它生物的依賴性而使它的生命變得十分脆弱，如果為蘭花提供幫助的其它生物發(fā)生變化，蘭花的正常生活史就會(huì)被打斷，生命的延續(xù)就會(huì)受到影響?蘭花對(duì)環(huán)境變化特別是對(duì)生物環(huán)境的變化十分敏感，也特別容易受到人為活動(dòng)的影響。因此，蘭花特別需要人們的關(guān)愛(ài)，也特別值得人們?nèi)リP(guān)愛(ài)和保護(hù)、從生物進(jìn)化的角度來(lái)看，絕大多數(shù)蘭科植物種類正處在進(jìn)化和特化的活躍期。因此蘭科植物的保護(hù)在某種程度上意味著對(duì)地球上生物多樣性未來(lái)的保護(hù)。.

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