版權歸原作者所有,如有侵權,請聯係我們(men)
出品:科普中國
作者:廖鑫鳳
監製:中國科普博覽
同人類社會(hui) 一樣,自然界也存在這種現象:有真貨就有造假。植物看著好像沒有什麽(me) “心眼”,但它們(men) 的造假現象也是罄竹難書(shu) 。
植物走上造假之路的原因,跟我們(men) 人類社會(hui) 中的造假現象也差不多,因為(wei) “真貨”的競爭(zheng) 力足夠強,後來的那就沒必要在殘酷的大自然中去創新了,成本太高。不如就比著“真貨”的樣子造個(ge) 假,成本低、收益高。
我們(men) 看到的植物的花、葉與(yu) 種子中都存在著造假現象,先來看看花吧。
“造假花”:開在真貨旁邊,總有看錯走錯的
植物中造假最多的,那還得是花。
因為(wei) 多數花都要吸引動物過來傳(chuan) 粉,但吸引傳(chuan) 粉動物是需要提供“報酬”——花粉或者花蜜的,所以有些植物就演化出了“行騙”的辦法。它們(men) 不產(chan) 生這樣的“報酬”,但開在有“報酬”的花旁邊,在花的外形上與(yu) 有“報酬”的花保持一致,這種現象被稱為(wei) 貝氏擬態(Batesian mimicry)。
貝氏擬態指的是一種生物在某種特征上模擬其他的生物,達到能夠欺騙它防禦或者吸引另一種生物的現象。貝氏擬態在動物界中很常見,比如我們(men) 經常能夠看到的一些毛毛蟲,在身體(ti) 上有一些類似蛇眼的斑點,當鳥類等捕食者看過去時,以為(wei) 它們(men) 是蛇,就會(hui) 被嚇退。
但科學家發現,在植物中,這種現象比我們(men) 想象得常見,最典型的是一種生活在南非的蘭(lan) 科迪薩屬(Disa pulchra)植物的花。我們(men) 看看下麵這兩(liang) 株花。

如果隻看花的話,大家可能很難想到,這其實是完全不同、親(qin) 緣關(guan) 係很遠的兩(liang) 種植物
圖片來源:參考文獻[1]
左邊是正主,屬於(yu) 鳶尾科的喇叭蘭(lan) 屬植物Watsonia lepida。右邊則是它的“高仿號”——蘭(lan) 科迪薩屬的成員Disa pulchra。

這樣對比更明顯,左為(wei) 喇叭蘭(lan) 屬,右為(wei) 蘭(lan) 科Disa pulchra
(圖片來源:參考文獻[1])
這兩(liang) 種花無論在整體(ti) 外形上,還是顏色、花的大小、數量上都十分相似。早期的植物學家,甚至會(hui) 把這兩(liang) 種完全不同科的植物混淆。尤其是當兩(liang) 種植物的生境重疊在一起的時候,植物學家在野外很難一眼把它們(men) 兩(liang) 者區分開來。
科學家對兩(liang) 者在野外的訪花昆蟲的觀察也證實了植物會(hui) “造假”這一點。兩(liang) 者的主要傳(chuan) 粉者都是一樣的,而且還存在訪花昆蟲在兩(liang) 種花之間交錯訪問的情況。這也就完全證明了,“造假花”對於(yu) 它的欺騙對象來說,是足夠以假亂(luan) 真的。
“造假花”的目的,現在就十分明顯了——通過“造假”,花以低成本獲得了傳(chuan) 粉服務。
“造假果”:你有營養(yang) ,我有時間
果實與(yu) 種子中也存在著與(yu) 花類似的造假行為(wei) ,而且多數時候是用種子來模擬果實,可以算得上非常“有種”了。
這些植物欺騙的大多數是鳥類,比如我們(men) 常見的紅豆屬植物,它們(men) 有著鮮豔的種子,多數時候是紅色的,看著像鮮豔的果實,紅色對鳥類來說也十分醒目。
大多數豆類植物傳(chuan) 播種子的過程是這樣的:果莢扭開後(是的,它們(men) 自己扭自己),種子掉落,趁機散布種子。

豆類植物一般通過扭轉豆莢散布種子
(圖片來源:參考文獻[2])
紅豆屬不一樣,它們(men) 的種子會(hui) 偽(wei) 裝成果實的樣子,引誘嘴饞的鳥類上鉤,進而為(wei) 其散播種子。它們(men) 的果莢開裂後,種子仍然躺著,或者掛在果莢內(nei) ,種臍連著果莢不放手。紅色的種子就這麽(me) 掛在樹上,在棕色果莢的映襯下格外醒目,就像一粒粒果實一樣。

掛著的紅豆屬種子,是不是像果實一樣?
(圖片來源:Flickr)
但它們(men) 並沒有肉質的部分可以給鳥類取食,而且它們(men) 的種子很硬,又有毒。看得出來,它們(men) 本質上隻是在偽(wei) 裝成果子而已。

紅豆屬果實解剖圖
(圖片來源:參考文獻[3])
不過,這種模擬是有風險的。在一次次被騙之後,鳥類可能會(hui) 知道這類種子並不是果實,沒有可消化的營養(yang) ,從(cong) 而放棄取食。
在野外,紅豆屬的種子被取食的概率其實並不高。但種子周圍沒有肉質的部分,也讓它們(men) 能夠在空中有更長的“保鮮”時間,“掛果”的時間會(hui) 更長。在這麽(me) 長的時間裏,即使隻是偶爾騙到鳥類來散布,這也是一次劃得來的買(mai) 賣了。造假的本質不就是以小博大麽(me) ,它們(men) 是懂賭的。
“造假葉”:靠近你,我就成了你
當然你要說植物界最強的“造假”,筆者覺得還得是避役藤(Boquila trifoliolata)。
這是在南美溫帶雨林中發現的一種木質藤本,它一下子將植物的“造假”能力提升到了令人難以置信的程度,它僅(jin) 用一種藤本,能偽(wei) 造起碼12種它搭上的宿主喬(qiao) 木。真可謂是“低投入,高回報”啊!
避役藤本來是木通科的成員,跟我們(men) 吃過的野果“八月炸”屬於(yu) 一個(ge) 家族的成員。避役藤本來的葉子也跟它們(men) 一樣,單個(ge) 葉子是由三裂葉組成的複葉。

避役藤的本來葉片麵目
(圖片來源:維基百科)
但當它攀援上一個(ge) 宿主後,它的葉子就會(hui) 發生極大的變化,朝著宿主葉片的樣子再重造,孫悟空72變,它12變。
這就十分神奇了,偽(wei) 造一種還好理解,但每一種宿主的葉片都不盡相同,完全體(ti) 現了“沒有兩(liang) 片相同的葉子”。
但是避役藤的“造假”能力就是這麽(me) 高超。科學家用11個(ge) 葉片性狀來比對避役藤與(yu) 宿主的相似性,發現兩(liang) 者在葉片角度、葉片大小、葉柄長度與(yu) 葉片顏色等9個(ge) 性狀上,都十分相似。可以說,避役藤在葉片的各個(ge) 維度上都做到了十足的模擬,夾雜在宿主葉片中,達到了粗看一眼真假難辨的地步。

避役藤(V)和它們(men) 擬態的不同宿主(T)
(圖片來源:參考文獻[4])
更為(wei) 有趣的是,同一株避役藤在不同宿主間穿梭時,甚至還是能擬態不同的宿主。到現在為(wei) 止,我們(men) 都還不能確定它造假的極限到底在哪兒(er) ,也許它是植物界造假的萬(wan) 花筒。

一株避役藤擬態不同宿主的葉片,
(圖片來源:參考文獻[4])
避役藤用盡渾身解數,精通造假技術,到底圖點啥?
科學家發現,通過“造假”,避役藤是能降低被捕食的風險的。相較於(yu) 未搭上宿主或者未擬態的個(ge) 體(ti) ,與(yu) 宿主葉片融為(wei) 一體(ti) 的個(ge) 體(ti) 被捕食的風險明顯更低。因為(wei) 避役藤的葉片密度一般會(hui) 比宿主低,通過“造假”暗度陳倉(cang) ,融入宿主之中後,哪怕宿主遭到了捕食,風險更大的也是宿主。

不同避役藤個(ge) 體(ti) 在搭上宿主、未搭上宿主與(yu) 搭上無葉的樹幹時,被捕食強度統計(圖片來源:參考文獻[4])
結語
看完植物的“造假”之路後,你是不是不相信植物是個(ge) “老實人”了?無論是花、葉還是種子的“造假”,它們(men) 通過這一招,降低了自己的投入成本,大大提高了在自然界生存下去的可能性。
但需要提醒大家的是,大自然的運行法則是可以“蠻荒”的,隻要“造假”能獲得生存優(you) 勢就能行,一切都將交給自然選擇去審判與(yu) 篩選。但人類社會(hui) 是由我們(men) 自己構建的,為(wei) 了維護市場正常運行,其中的規則也應當由我們(men) 遵守,可不敢學大自然去造假呀。
參考文獻:
[1] Janzen, Daniel H., Winnie Hallwachs, and John M. Burns. "A tropical horde of counterfeit predator eyes." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.26 (2010): 11659-11665.
[2] Armon, Shahaf, Efrati, et al. Geometry and Mechanics in the Opening of Chiral Seed Pods.[J]. Science, 2011.
[3] Peres, C. A , Roosmalen V , et al. Avian dispersal of "mimetic seeds" of Ormosia lignivalvis by terrestrial granivores: deception or mutualism?[J]. Oikos, 1996.
[4] Gianoli, Carrasco-Urra. Leaf Mimicry in a Climbing Plant Protects against Herbivory[J]. CURR BIOL, 2014, 2014,24(9)(-):984-987.
編輯:郭雅欣
(注:文中拉丁文部分應為(wei) 斜體(ti) 。)
歡迎掃碼關(guan) 注深i科普!
我們(men) 將定期推出
公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物!


