黄色“红掌”,黄鼬芋——45C的臭花讲述佛焰苞的进化功能

枫叶诉说古今 2023-11-03 06:25:04

红掌(花烛Anthuriumandraeanum)对我们来说是再熟悉不过的观赏花卉之一。实际上,红掌原产于哥伦比亚和厄瓜多尔,从南美飘洋过海,在世界各个地区归化。

红掌呈深红色的“花”,被我们赋予了一个非常有境界的名字——佛焰苞,这美丽的造型展露了绝大部分天南星科植物的进化蓝图。

放下天南星科最著名的红掌和马蹄莲,今天猫子从一个另类入手,讲一讲佛焰苞的进化。

黄鼬芋,臭鼬的鼬

和红掌同样原生于南美的黄鼬芋(Lysichitonamericanum),除了开花部分发出黄色光芒,似乎和红掌有些相似。

但走到近处,它们略带辛辣的气味是显而易见的。虽然既不强烈也不太难闻(因人而异),但这种气味隐约让人想起臭鼬。

首先看下面的图片。右边是黄鼬芋的绿叶,像寻常的植物一样默默地进行光合作用。

在左边,乍一看似乎是单个黄色花瓣,但事实并非如此。相反,它是一种被称为佛焰苞的改良「叶子」。

佛焰苞部分包围着“擎天一柱”的繁殖结构,虽然表面上看起来像一朵花,但这也是具有欺骗性的——它不是一朵单一的花,而是一团微小的、单独的花朵,有时多达一千朵,紧密地堆积成一个称为花序的大集合。

天南星科(Araceae)的所有2,000种物种都具有与佛焰苞相关的花序。DNA研究证实所有这些物种在进化上都是相关的。

你瞧,关于黄鼬芋的特征我们已经知道了:拥有肉穗花序、佛焰苞,这两种与繁殖有关的结构;具有特别显眼的颜色、气味。

这些事实如何结合在一起以描述其生物学的蓝图?

佛焰苞至少有两个功能。

春天,新的黄鼬芋从种子或越冬的地下茎(根茎)中长出。不管怎样,它们都必须强行穿过土壤。

在这种情况下,佛焰苞用于机械保护具有生殖活力的花序。

出苗后,亮黄色(红掌则是亮红)开始发挥作用。这不仅对我们人类非常引人注目(喜庆的红色让红掌因此成为人类的娇客,物种得到蓬勃发展),而且对那些经常被花朵的鲜艳颜色所吸引的潜在授粉昆虫也非常引人注目——这是进化的正根儿。

进化蓝图

绚丽我们懂了,但现在有一个难题——为什么臭?

与颜色一样,花朵的气味最常用于吸引传粉者。而臭味通常与甲虫和某些类型的苍蝇授粉有关。

甲虫以花粉为食,对于两种潜在的引诱剂——颜色和气味——传粉者会注意哪一个,我们如何找到答案?

生物学家做了实验——无论佛焰苞是什么颜色,当气味被密闭,都不能吸引授粉甲虫;同样气味条件下,黄色佛焰苞对比其他颜色佛焰苞、其他形态花朵,甲虫优先落在黄色佛焰苞上。

常年以花粉为食有助于解释为什么甲虫会进化到被发臭的黄色佛焰苞所吸引——它们得到食物作为奖励。

但故事远不止于此。

佛焰苞,这个焰字,代表了一个更能激发脑洞的特征——黄鼬芋和天南星科的许多植物都能产生热——即使周围气温很低,它们的花朵也能达到45°C,直接融化春雪。(幻想作品里的植物魔法师快来学习一下,别一天到晚捆绑,植物也能操控热量噢)

植物产生的热量能为甲虫提供热能,这种异常高温也有助于进一步传达气味,说白了,一切都是为了吸引甲虫为植物授粉。

雌雄甲虫都会寻找花粉,老话说的好——温饱/饱食思什么欲来着?佛焰苞会吸引雄性和雌性甲虫,通过这种方式,它们彼此相遇,一起烤着暖气、吃着花粉,花序就充当了求偶和交配的舞台。

写在最后

甲虫从拜访黄鼬芋中获益:它们取暖、在花粉中找到营养丰富、富含蛋白质的食物,并在花序花序表面找到配偶。

合作日积月累、不断加强。如此这般,在和不同的传粉者共同进化作用下,黄鼬芋,以及其他天南星科植物,大部分开花植物彼此走上了不同的道路。

最后,当你下次看见红掌的时候,你会知道它只是其家族中的2000多个物种之一,它还有其他各种颜色佛焰苞的亲戚。

噢,再多说一句:红掌全株含有的皂苷和草酸钙晶体,呈细针状,能够穿透粘膜并引起疼痛的刺激——对所有哺乳动物都有毒。不至于死,但哺乳动物吃了会流涎、吞咽困难和呕吐,得放在狗咬不到的地方。

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