種子植物?九翅豆蔻:“雨林皇后”的繁殖秘密

九翅豆蔻
Amomum maximum
種子植物,被子植物門,單子葉植物綱,芭蕉目、姜科、豆蔻屬。分布于西藏南部、云南、廣東、廣西等地,生于海拔350—800米的林中蔭濕處。
提及豆蔻,許多人會(huì)想起古人形容少女美麗姿態(tài)的“豆蔻年華”,這是出自杜牧《贈(zèng)別》詩(shī):“娉娉裊裊十三余,豆蔻梢頭二月初。”
不過(guò)有學(xué)者認(rèn)為,詩(shī)詞中的“豆蔻”應(yīng)屬于姜科的姜屬,而歸屬于豆蔻屬的九翅豆蔻可以算得上是它的“近親”。
豆蔻屬是姜科中第2大屬,全世界約有150種,主要分布在熱帶亞洲和大洋洲,我國(guó)產(chǎn)39種,其中29種為我國(guó)特有種。
熱帶雨林中有非常非常多奇特的植物,形態(tài)各異,花色萬(wàn)千,果實(shí)獨(dú)特,總有那么幾個(gè)特征能夠吸引人的眼球。九翅豆蔻便是其中之一。
它的花隱藏在地表的落葉之中,每天早晨四點(diǎn)左右開(kāi)放。每天開(kāi)出一圈,花朵數(shù)量一般在九朵左右,花色晶瑩剔透,形狀特別精美,每個(gè)花序能夠持續(xù)半個(gè)月以上。早上開(kāi)花之后,會(huì)散發(fā)一股獨(dú)特香味,吸引蜜蜂前來(lái)拜訪。
因其花朵優(yōu)雅、數(shù)量眾多,也被稱為“雨林皇后”。
不過(guò),當(dāng)?shù)乩习傩談t更習(xí)慣將其稱為“姜苗果”,常種植于庭院周圍,也是人們餐桌上的美食。其實(shí),當(dāng)九翅豆蔻的花凋謝之后,就會(huì)結(jié)出姜苗果。
但九翅豆蔻是怎么結(jié)出姜苗果的呢?中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園科學(xué)家在2007年發(fā)現(xiàn)了九翅豆蔻結(jié)果的故事,揭開(kāi)了它的繁殖秘密。
姜科植物具有無(wú)性繁殖的能力,它能夠通過(guò)根部快速繁殖,占領(lǐng)空間,但無(wú)性繁殖會(huì)降低姜科植物抵抗惡劣環(huán)境的能力。
為了保險(xiǎn)起見(jiàn),姜科植物的花選擇相互授粉,盡量避免自交,或者避免兄弟姊妹間的授粉,最大限度降低自交的幾率,有效促進(jìn)異交,以提高種子的遺傳多樣性。
那么它是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
1.花柱卷曲,避免自交
由于姜科植物的雄蕊和雌蕊都在同一朵花中,那么花兒怎么避免自己給自己授粉呢?如何避免同一朵花內(nèi)的近親結(jié)婚?姜科植物聰明地設(shè)計(jì)了花柱卷曲運(yùn)動(dòng)來(lái)避開(kāi)自交。
這種策略,科學(xué)家將其稱為花柱卷曲運(yùn)動(dòng)。通過(guò)花柱的上下運(yùn)動(dòng),從時(shí)空上避免自己的花粉或者兄弟姐妹的花粉相互授粉。九翅豆蔻就是這種花柱運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典案例。
2. 兩種彎曲方式,促進(jìn)異交
到此,你是不是覺(jué)得花兒還是挺有策略,蠻聰明的?
告訴你,九翅豆蔻“生兒育女”的策略不止于此,它還有一個(gè)大招:不同的群體,花柱的彎曲方式不同。
為了更好地促進(jìn)不同家族(居群)之間的雜交,形成更有優(yōu)勢(shì)的后代,九翅豆蔻還進(jìn)化出了兩種不同的彎曲策略。
有的家族早上柱頭向下,晚上柱頭向上,這樣在功能上早上是“雌性”,下午是“雄性”,如上圖左邊的花朵;另外一些家族則反了過(guò)來(lái),早上是“雄性”,下午是“雌性”。
如此這般,便可實(shí)現(xiàn)每個(gè)果子都是兩個(gè)家族結(jié)合的后代。這種繁殖策略堪稱精妙絕倫,令人嘆為觀止。
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