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1、植物的传粉策略光明中学孙汝燕在很长一段时间里，许多人认为只有动物才具有复杂的、各式各样的行为。但是现代生物学家们发现， 植物能够做动物所做的一切事情，而且植物行为比动物行为具有更多的独特性、 趣味性及隐秘性。 植物世界有爱情也有战争，有智慧也有文化，在生物进化的长河中不断地接受、抗争、适应以及智慧地成长。在我们关注动物及其行为的同时， 另一类重要的生命 植物和植物行为， 为我们认识生命拓展了一个有意义的概念和领域。植物爱情与战争是智能的典型体现。在植物伊甸园中， 为了达到繁衍后代的目的，植物在恋爱、结婚、生育、后代成长的各个环节都有着让人叹为观止的行为。大家都知道， 植物是固着生长的， 它们不
2、像动物一样可以自由的活动， 那么它们要怎样才能交配从而让后代生长呢？植物的花粉 （雄性生殖器官） 要怎样才能传送到柱头（雌性生殖器官）上呢？授粉的方式分为自花受粉和异花受粉。 能进行自花授粉的植物较少， 大多数植物需要外力的帮助才能实现传粉。 自花传粉的植物通常可以将性状稳定的遗传下去，性状一般不会改变。 进行异花传粉的植物， 在产生配子的过程中非同源染色体的自由组合以及交叉互换现象而导致配子多种多样， 加上雌雄配子的结合是随机的，导致受精作用后产生的个体多种多样。 因此相对于自花传粉， 异花传粉的植物后代能更好的适应多变的环境，有很大的优势。如果缺乏传粉媒介，精子输送受阻，将导致花不能受精结
3、实。因此，能否将花粉输送到合适的柱头之上， 决定了花儿开放的命运。 花粉携带精子的运动， 很大程度上决定了植物的交配方式，并且影响后代的遗传组成，从这个角度上看，花粉的命运就是植物未来的命运。 植物可以借助风力，水流等自然作用进行传粉，更多的时候植物需要动物来为其传粉。植物都有各自的传粉策略。一、依靠风力传粉的植物像小麦、水稻、杨树和栎树等，它们借助风的帮助来传送花粉。不要以为风力传粉是方便的事， 一阵风来就可以把花粉吹落到另一朵花的柱头上。事情没那么简单。植物生长在空旷的地方， 风向又经常在变动， 要使细小的花粉刚好落在纤细的柱头上，该是多么困难啊！风媒花在自然选择中，产生了种种适应于利用风
4、来传送花粉的特点。风媒花虽然比较细小而不显眼， 但在同一植株上的花朵数量很多。 例如胡桃花、杨树花都排列成柔软下垂的柔荑花序， 玉米的雄花排列松散的圆锥花序 （俗称天花），在微风中花序来回摇动，使花药中的花粉易于散布到大气中去。有些风媒植物的雄蕊花丝比较长， 当花药开裂后， 花丝就失去膨压， 于是花药就悬挂在花外。如水稻等禾本科植物的花药在成熟时就露在花外， 它随风摇摆，很有利于花粉的散布。风媒花的花粉一般又小又轻， 表面光滑不具粘性， 极易被风吹走。 哪怕是只有一丝微风， 都可以使它们远走高飞。 最令人惊奇的是松树花粉的传送了， 其花粉两侧生有两个像网袋一样的气囊， 仿佛长有翅膀那样， 随风
5、飘扬，朝着远处的雌花飞去，即使远到 50 公里以外，照样能与雌花传粉受精。同时，风媒植物的柱头又比较发达， 常常扩展成羽毛状， 这样就使花粉容易附着， 因而增加接受花粉的机会。风做 “媒人 ”，花粉难免吹落到其他地方而产生浪费。有人计算过，相隔 2.5 公里距离的两朵花， 平均 1440 粒花粉中才可能有 2 粒花粉吹落到雌蕊的柱头上。其余的都刮得无影无踪， 化作灰尘了。风媒花无奈只好以产生大量的花粉作为浪费的补偿。如松树的一个花序可产生 16 万粒花粉粒，以至每到春天松树开花季节，松树下总是落有一层硫磺色粉末。一株玉米可产生约 5000 万粒花粉，玉米开花季节如果我们在地里走一趟， 会明显地
6、感觉到花粉在扑面而来！ 风媒花以极高的 “保险系数 ”保证了传粉能够实现。有些落叶林中的风媒植物，还具有先花后叶的习性。榆树、杜仲、紫荆、杨树等，它们每年都在叶片萌发前开花。这样，成熟的花粉不受枝叶的阻挡，有利于花粉的传播。二、依靠水流传粉的植物水生植物中的黑藻和金鱼藻等， 对这个问题解决方法很简单。 只要它们细丝般的花粉散落在水面上， 凭借徐徐的流水就很容易缠绕在雌花上， 顺利地完成传粉受精。苦草雌雄异株。 在一丛苦草的个体上只生长雄蕊，在另一丛个体上只生长雌蕊。每一朵雌花都长在一根花柄顶端，开始是卷编的，很短，端端正正地偃卧在叶子中间。花柄很快就生长起来，逐渐伸展，越伸展越长，最后终于把花
7、朵托出水面，花开了，三支长长的雌蕊花柱脱颖而出，柱头上生着小穗子，很像一簇美丽的小羽毛。这时水下的另一簇苦草雄株成熟了。 它从叶腋中抽出穗状花序， 花序外面包着佛焰苞片。开花时，佛焰苞开裂，一朵朵微小的雄花脱出佛焰苞而漂浮于水面，而花粉被保护得好好的，沾不上水。露出水面的雌花在水面形成小小的凹陷，当雄花漂到这里便发生倾斜， 花粉接触柱头便进行授粉。 授粉完成后， 雌花闭合，细长的花柄螺旋卷曲将子房缩回水中，在水下发育成果实。三、依靠动物传粉的植物据估计，在异化传粉的植物中 2/3 以上的植物是靠动物授粉。动物有很打的自主性，那么植物又是如何使尽了各种策略来引诱传粉者呢？在安详平静的外表下， 植
8、物已然使尽了各种策略 互惠与欺骗的手段随处可见，陷阱的设置比比皆是 来引诱传粉者。1.颜色和气味虫媒花的一特点是花大而显著， 并有各种鲜艳色彩。一般昼间开放的花多红、黄、紫等颜色，而晚间开放的多纯白色， 只有夜间活动的蛾类能识别， 帮助传粉。虫媒花多具特殊的气味以吸引昆虫。 不同植物散发的气味不同， 所以趋附的昆虫种类也不一样，有喜芳香的，也有喜恶臭的。昙花是原产热带美洲墨西哥等地的仙人掌科附生植物， 别名月下美人。 它们通常在夜间八九点以后开花，花瓣迅速展开，大小接近荷花，花香四溢，但花开34 小时后花瓣闭合，只有等来年夏秋季节才能再睹芳容。昙花开花的时间很短，所以有成语 “昙花一现 ”来形
9、容稍纵即逝的事物。尽管如此，昙花释放特殊的香味，并且产生大而白的花瓣吸引夜间活动的蝙蝠、蛾类为其授粉。 白天开花的植物往往利用鲜艳的颜色 多为黄色、紫色、蓝色或红色 吸引白天活动的动物传粉。夜间光线暗淡，气味就成了植物引诱传粉者的一个重要途径，此外，夜间开放的花常为白色，也便于蛾类、蝙蝠等夜间活动的动物借助月光、星光，在黑暗中发现花朵。也有些植物既可以利用白天的传粉者，又可以利用夜间活动的昆虫进行授粉。例如，忍冬科植物忍冬，俗称金银花，因其花有黄、白两色而得名。对这种植物的研究发现， 白天有蜂类访花， 夜间有蛾类昆虫访花。 蜂类虽然从花药中移出了较多的花粉， 但也消耗了大部分花粉， 相对而言采
10、食花蜜的蛾类传粉效率更高，且可将花粉散布得更远，所以金银花通常在黄昏后开花，先让蛾类传粉。2.对传粉者的选择一种植物的花粉，只有被运送到同种植物的个体上，才会维持种族的延续，否则就会浪费花粉。有着鲜艳颜色花朵的植物，能够吸引某种传粉动物的注意，但是如果同域的其他种植物采取同样的策略去吸引这种传粉者，那么传粉者就会采食多种植物，从而引起花粉在不同植物之间传递，造成传粉的不精确和浪费。为了减少这种不利现象的发生， 植物往往会采取其他的策略 如产生不同的花色吸引另外的传粉者， 或产生特殊的花部结构、 有毒的化学物质等限制某些动物访花。如果不幸只能够利用这种传粉者，那么植物可以选择在不同的时间开花，分
11、时段利用传粉者； 或者产生不同的花部结构， 让自己的花粉落在传粉者的不同身体部位上，在共享某一传粉者的同时避免花粉混杂。3.利益互惠植物常常靠搭配彩色图案、 散发不同气味吸引动物来访。 然而，仅仅只引起传粉者注意是不够的，它们还需要提供适当的报酬，以补偿传粉者的能量消耗。植物除了准备一部分花粉用于受精之外，花粉和花蜜是提供给传粉者的劳动报酬。昆虫取蜜时，花粉粒粘附在昆虫体上而被传布开去。如果传粉者访问了某种植物的花， 却发现没有报酬或报酬已经被其他传粉者取走，传粉者就会留下记忆，转而去寻找其他植物的花，以避免徒劳无获。有些“好心 ”的植物还会通过花色变化提示传粉者花内报酬的现状。 当花被传粉者
12、造访之后，花的颜色发生改变，让新开的、含有高报酬的、还未传粉的花更为显眼。这样，不仅传粉者可以提高觅食的效率， 未授粉花的访问也得到了保证， 植物因此受益。为了引诱传粉者造访花朵， 有的植物为昆虫提供了繁殖场所。 昆虫在访花时，在富含营养物质的花内产卵，留下后代，如丝兰与丝兰蛾之间著名的互惠例证。有的植物开花时，花内温度比气温高，为传粉昆虫提供一个暖房。4.欺骗植物有着让人意想不到的策略来吸引传粉者， 其中之一就是 “欺骗 ”，这意味着植物诱使传粉者访花， 却不提供任何食物报酬。 目前，人们只在兰科植物中发现这种传粉行为。 但即便是这种诱骗的传粉方式， 植物还是要投资产生特殊的吸引物。不论是澳
13、大利亚的拖鞋兰， 还是生长在欧洲的眉兰， 它们花的形状和颜色都模拟某种雌蜂， 并散发与雌蜂的性信息素十分相似的气味， 当雄蜂受到引诱爬上花试图交配时，花粉块就粘在了雄蜂身上。 为了促使经验不足的雄蜂继续上当，在下一次试图交配时将花粉块传到另一朵花上去，这些兰花需要做到以假乱真，模仿得惟妙惟肖。植物之间也可以通过拟态来吸引传粉者。 人们往往认为， 不同的植物采取不同的花部特征来吸引不同的传粉者，因为这样植物能够获得传粉者忠实的服务。也有少数植物独辟蹊径， 它们通过模仿其他植物花的特征， 达到吸引传粉昆虫的目的。例如分布在英国一些地方的玄参科小米草属植物， 它的花为淡紫色或深紫色，看起来非常像生长
14、在一起的杜鹃花科植物帚石楠， 两种花花期相同。 当传粉昆虫访问帚石楠时， 有时也为该种小米草属植物传粉。 头蕊兰有白色的花和黄色的花粉块，没有花蜜，在以色列与利用隧蜂传粉的某种半日花科植物生长在一起。头蕊兰没有提供真正的报酬， 但该兰花的唇瓣上有一簇黄色的毛， 让隧蜂误以为是花粉前去采集，头蕊兰因此得以授粉。5. 巧妙的陷阱为了引诱传粉者造访花朵， 有的植物开花时， 花内温度比气温高， 为传粉昆虫提供一个暖房。 如天南星科的春芋， 可像恒温动物那样调节自身的温度， 它在环境气温为 4 39的变化下能维持花部温度在 38 46之间达 1 天之久。该种植物的花序分上中下三部分：上部为可育雄花，中部
15、为不育雄花(主要产热部位 )，下部雌花，花序调节温度的时期与雌花接受花粉的时期吻合。在此期间，包裹着的佛焰苞充分打开，携带花粉的甲虫喜爱接触温暖的不育雄花和营养物，贸贸然闯入进来； 佛焰苞变冷后关闭， 将一些甲虫包在里面。 这期间甲虫的活动使下部的雌花授粉。大约12 小时之后花的温度回升，佛焰苞又部分打开，此时上部的雄花开裂释放花粉。 当甲虫爬出佛焰苞时带走花粉，飞到其他花序， 开始了下一次的传粉之旅。有的植物对传粉者就没有这般礼遇， 它们采取 “囚禁 ”的办法让昆虫为自己授粉。像所有好的监狱一样， 这些花拥有一个由花瓣或苞片构成的花腔或花囊， 有一个狭窄的入口，只留一条通道。查理 达尔文曾在
16、物种起源一书的第六章对盔兰属植物花的结构与传粉适应有一段精彩的描述。被称为 “德国人的烟斗 ” 的马兜铃植物采取了引诱、 囚禁的手段， 让摇蚊等小型昆虫为自己授粉。 如同它的名字，该种马兜铃植物的基部膨大成瓶状，其上有一缢缩的颈部，呈管状，上部为花瓣状；檐部向一侧延伸成一个旗状舌片 (或 3 裂)，花药和雌蕊坐落在膨大基部的中央。花刚开时，释放出类似腐肉的臭味吸引摇蚊等小型蝇类昆虫造访。当传粉者登陆旗状舌片的垂直表面时， 舌片上有成千细小的蜡状颗粒， 小昆虫很容易从管状颈部滑入到瓶状基部。 “花瓶 ”的颈部生长着一连串尖端向下的细毛，这个结构让传粉者如同在驱轴上转动， 一直向下落入瓶底。 如果
17、某只昆虫试图退出，向下的细毛将被挤成横向排列的栅栏， 如同地牢里所设的栅栏门， 阻止囚犯逃出。于是，传粉者被拘留在黑暗的瓶底，它们在四处寻找出口的过程中，将身上携带的花粉粘到了雌蕊上。 此时，雌蕊已成熟， 而雄蕊的花药要等两三天后才开裂散粉。这期间，瓶底分泌限量的花蜜供养传粉者， 瓶壁上有些针头大小的小孔，让 “囚犯 ”能呼吸新鲜空气和维持一定的湿度，让它们好好活着。几天后，花药开裂，虫体又沾满花粉，原先直立的 “烟斗 ”倾斜至水平状态，瓶颈的细毛也枯萎脱落了，花瓶出口通道开放，被囚禁的传粉者离开了 “地牢 ”。与设置陷阱、采取囚禁传粉者的手段相比，有些植物的手段显得更为残忍，它们通过 “谋杀
18、 ”传粉者达到授粉的目的。 南非睡莲开着大而艳丽的花， 散发出香甜的气味，与马兜铃植物相反，它们的花是雄蕊先熟。在花开的前三四天中，辐射对称的花中央是密密麻麻的雄蕊，像插满了“棒棒糖 ”，食蚜蝇、蜂还有甲虫等来访问处在雄性阶段的睡莲花，都会享受一份布满花粉的盛宴。到了雌性阶段，当睡莲再次开放时， 雄蕊没了花粉， 绕着花中心是一池汁液， 池底隐藏着扁而圆的柱头。当昆虫照常来雄蕊顶端采集花粉时，雄蕊蜡质光滑的表面取代原先粘质的花粉团。没有了 “抓手 ”，访花者一不小心就滑下了池子，落难者想挣扎，但是雄蕊不提供落脚的地方。 池子中的汁液里含有一种湿润剂，能让世上最轻的蜂类或蝇类下沉。 沉入液体中的访花者很快淹死，身上的花粉脱落， 沉积在睡莲的柱头上，完成传粉。植物的传粉谋略多种多样， 超乎人的想象。 它们使出浑身解数， 让动物来帮助传粉。总的来说这类花有以下几个特点：1、花大而显著，并有各种鲜艳色彩。2、多具特殊的气味以吸引昆虫。3、多半能产蜜汁。4、在结构上也常和传粉的昆虫间行程互为适应的关系，如昆虫的大小、体型、结构和行为，与花的大小、结构和蜜腺的位置等，都是密切相关的。5、花粉粒一般较大；外壁粗糙，多有刺突；花药裂开时不为风吹散，而是粘在花药上；昆虫在访花采蜜时容易触到，附于体周。6、雌蕊的柱头也多有粘液分泌，花粉一经接触，即被粘住。7、花粉数量也远较风媒为少。