出品 科学有段子

作者 清凉醴

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Hello,大家好,我是科学段子菌。

话说在“你可能不信:歌德除了是文豪,同时也是一位伟大的自然科学家”这一期,咱们聊过:花儿是叶子变形而成的。

那么问题来了:植物究竟是为了谁而绽放花朵呢?

难道就是为了让痴男怨女们勾勾搭搭表达爱意的?

众所周知,植物并不是为了人类才绽放美丽的花朵。花朵美丽的花瓣和芬芳的花香,实际上都是为了吸引小虫子们过来帮忙传播花粉的道具罢。

但是,您知道吗:花朵颜色和形态的形成其实都有着合理的理由。她们并不是随随便便胡乱绽放的。

那花朵的开放时间、颜色和形态中到底隐藏了什么玄虚呢?别急,请听我为您慢慢道来:

不知道您有没有注意,早春时节开放的花朵,诸如油菜花和迎春花之类,她们的颜色大多为黄色。

这是因为,早春时节最先开始活动的一种小虫子叫做“虻”。而黄色,正是虻喜欢的颜色。

早春时节的花朵为了吸引虻这种小虫子,就会绽放黄色的花朵。

但是,虻这种家伙它不像蜜蜂。因为像蜜蜂一样的蜂类,会在同种类的花朵间飞来飞去。

虻们完全不会识别花朵的种类,只会在各种种类不一的花朵间飞来飞去。

这种智商对于植物们来讲,那可就要了亲命了!你沾了一身油菜花的粉,跑迎春花家里去,那能结种吗?怎么着,这是替隔壁老黄送情书来啦?

因此,早春绽放花朵的植物们,只好一片、一片,成群地生长在同一个场所。

在这样集中绽放的花丛间,虻不用飞往远处,在近处的花间飞来飞去就可以了。这样的话,就可以做到让虻只在同种类花朵间传播花粉了。

因此,早春的花朵都会一齐绽放,形成一个个花田。于是,咱们才可以在江南地区,比如江西等地,欣赏到美丽而壮观的油菜花田。

而拈花惹草小能手勤劳的小蜜蜂呢,则对紫色情有独钟。

蜜蜂这种热爱劳动且聪明的小昆虫,它们不但可以识别不同种类的花朵并传播花粉。而且蜜蜂的飞行能力也非常出众,它们可以飞到非常远的地方。这样一来,就算花朵开得非常分散,蜜蜂也可以准确地传播花粉。

因此可以引来蜜蜂的紫色花朵,通常情况下都是分散盛开的。

那么问题又来了(咦,我为什么要说“又”?):

丰厚而甜美的花蜜,通常也会招来很多其它的昆虫。那紫色的花朵又是用了什么妙计让自己的花蜜只有蜜蜂才能采到呢?

一般来说,紫色花朵的形状比较复杂。它们通常的形态大都是一种细长的构造,而花蜜则藏在这种细长构造的深处。

此外,在花朵的花瓣上,还会呈现出一种蜜标,这种标志可以指示出花蜜的藏身处。

想采蜜的昆虫要先看懂这种标志,然后潜入细长结构的深处,之后再倒退着出来。只有具备这些能力的昆虫才可以最终得到花蜜。

通常只有聪明的蜂类才懂得按照这个方法吸食花蜜的花朵。

也就是这个原因,尝到了甜头的蜜蜂们才会选择飞向同种类的花朵啊。

下一个问题:

在进化的过程中,当花粉最开始由昆虫帮忙传播的时候,花朵究竟是什么样的姿态呢?而最初开始运送花粉的昆虫,又是什么种类的呢?

关于这个问题,科学界的主流观点认为:最先开始为植物运送花粉的昆虫是金龟子。

而这种能够吸引来昆虫的植物,叫作被子植物。被子植物是由裸子植物进化而来的(注1)。

从裸子植物到被子植物的进化可谓谜团重重。提出了进化论的查尔斯·达尔文(1809~1882),把被子植物的起源称之为“讨厌的谜团”。就算是对弄清了人类起源是猿猴这一事实的达尔文来说,被子植物的进化也是一团迷雾。

据说,木兰花保留了古老的花朵的外形。

而金龟子,绝对算不上是一种精明灵巧的昆虫。它们没办法像蝴蝶或是蜜蜂那样潇洒自如地在花间纷飞。金龟子通常是以一种近乎坠落的方式,“扑通”一下落在花朵上,然后一边吃着花粉一边在花丛中四处奔走。

因此,木兰花是向上开的,并且将无数的雌蕊和雄蕊都杂乱地排在一起,以此让金龟子可以更加方便地行动。

到了现在,希望吸引金龟子和花天牛为自己传播花粉的植物,还是会设法让自己的小花朵平着盛开,以此让金龟子这样的小虫子行动自如。这就是植物和金龟子“初恋”的模样。

另外,金龟子是夏天才出来活动的小虫子。因此,想要吸引金龟子来帮忙传播花粉的植物,大都会在夏天的一片翠绿中,绽放出显眼的白色花朵。

注1:

可以形成种子的种子植物分为“被子植物”和“裸子植物”两类。

教科书上对裸子植物和被子植物进行了这样的说明,裸子植物的“胚珠裸露在外”。与之相对,被子植物的“胚珠被包藏于闭合的子房内”。胚珠究竟是裸露在外还是被包藏在子房内,看起来像是一个不起眼的差别。但是实际上,胚珠被子房包藏在内这一现象,是植物进化史上的一个大事件。正是由于这一现象的出现,才有了植物后来一系列戏剧性的进化。

胚珠是种子的前体。对于植物来说,最重要的部分莫过于蕴藏着下一代的种子了。也就是说,将胚珠裸露在外,实际上是植物把最重要的东西置于一种毫无防备的状态。直到很久后的一天,将如此珍贵的种子包藏在子房内好好保护的植物才出现。这就是被子植物。

迎春花是浅黄色还是嫩黄色(迎春花为什么是黄色)(1)

这种方法,使得之后的植物发生了革命性的变化。

目前我们所知道的裸子植物的胚珠都是裸露在外的。因此,当花粉成功到达后,裸子植物就会马上接受花粉并且准备受精。

与之相对,被子植物的胚珠被子房包藏着,所以可以在子房中安全地进行受精。为此,被子植物在花粉到达之前就使胚珠发育成熟并做好准备。这种方法,大幅缩短了从开始受粉到受精完成的时间。

以我们常见的裸子植物松树为例,从开始受粉再到受精完成,要经历长达一年的时间。与之相比,被子植物从花粉粘上雌蕊的那一刻开始,快的话几个小时,慢的话几天时间就可以完成受精。这种令人咋舌惊叹的提速,简直就像是在原本从北京到上海徒步要走数十天的路上,建成了只用四个多小时就能到达的“复兴号”高铁。

迎春花是浅黄色还是嫩黄色(迎春花为什么是黄色)(2)

参考文献:

^ Michael Wachtler, Early Permian Origin and Evolution of Angiosperms: The Flowering of Angara-Land

^ 中国科学家发现世界上最早的草本被子植物. [2017-06-09]. (原始内容存档于2017-10-15).

^ Lindley, J. Introduction to the Natural System of Botany. London: Longman, Rees, Orme, Brown, and Green. 1830. xxxvi.

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