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读书笔记：有花植物的生殖策略

花匠小妙招
2024-09-21 10:16

有花植物约略在白垩纪得到了长足的发展，那个属于恐龙的最后的美好年代。多少动物从此为它们倾倒了世世代代，欣欣然成为有花植物生存策略中的一部分，跳起共同进化的舞蹈。

花，植物的性器官，相对而言，根茎叶则是营养器官。无论它出落地多么美丽、芬芳，或者是富含花蜜，所有表象只为一个本质服务——生殖。一朵完备花包括四个部分：花萼、花瓣、雄蕊、心皮（雌蕊），缺少任何一部分即是不完备花。而在不完备花当中，有雄蕊无雌蕊的花为雄花，反之则是雌花，它们都被成为单性花，也叫不完全花。因此，我们可以推论，所有的不完全花一定都是不完备花，而所有不完备花不一定都是不完全花。在一株植物中，如果雌雄花都存在或者本是完全花，就是所谓雌雄同株；如果仅有单性花，那么就是雌雄异株。

花的生命历程大致包括盛开，传粉，受精，孕育种子，凋落。让我们首先来简单了解一下受精过程，再来看聪明的有花植物是如何操纵传粉和受精的整个流程。雄蕊由花药和花丝构成，受精就是指雄蕊花药里的花粉粒降落到雌蕊的柱头，然后花粉粒里面的精子通过萌发出来的花粉管进入雌蕊并最终到达子房与里面的胚珠相结合，使之受精的过程。而花传粉和受精的过程则是场精心规划的设计，复杂多变。

盛开的花有多种途径进行传粉：1. 通过蜜蜂、甲虫、蛾子、蝴蝶、苍蝇和蚂蚁等昆虫；2. 通过鸟类、蝙蝠，甚至是一些哺乳动物；3. 通过风作为媒介；4. 自我婚配和处女生殖。

后两种方式不需要任何吸引和诱惑就能完成，所以后文再说。前两种途径的传粉，植物需要动物们的积极配合，吸引、诱惑、好处必不可少。颜色和气味是花朵们最原始的吸引物。从淡雅到华丽，花朵颜色的多变甚至让人类词穷，但是很多人不知道，所有花的色素主要只来自四类化学物质——叶绿素、胡萝卜素、甜菜色素和类黄酮色素。也就是说，世界上千变万化花的色彩都由这四支大颜料笔调制而成。很显然，不同的动物会被特定色彩的花瓣吸引。气味亦然。

花朵们当然对于辛劳的动物们有所回报，比如食物、躲避处、甚至是建筑材料。普遍的食物是花蜜和花粉，有时还包括雄蕊等。花蜜，可以分布在花朵的萼片、花瓣或雄蕊的底部，总之原则是让吸食花蜜的动物们不可避免地沾上花粉或者是将身上已有的花粉带到雌蕊的柱头，使胚珠受精。花粉，它不仅是花朵需要动物们运送的货物，有时也是动物们的囊中物，因为花粉里面富含的脂肪、氨基酸和微量矿物质是动物身体不可或缺的营养物质，只不过不是所有动物的胃都足以消化花粉粒那油乎乎的外壁。顺便提一句，现在商店销售的花粉大多是从蜜蜂后腿的花粉筐取下来的，如果消毒不严格，免不了带些副产品，比如蜜蜂的腿毛和寄生菌。

然而，不是每一只昆虫都辛劳为花朵传粉，它们也会偷食而不付出，同理，也不是每一个花朵都是饥饿传粉者的慷慨雇主。用来制造食物的能量越多，相对而言，繁育种子的能量就会越少。一朵慷慨的花对于种子生产本身是注定低效率的。因此，花朵也会欺骗，我们叫欺骗式传粉。它可以是部分欺骗，也可以是完全欺骗。

比如，多数盆栽秋海棠开出的是不完全花，即单性花，对于蜜蜂来说，雄性花里的花粉才是用来果腹的食物，但是秋海棠的枝头会开出少量外形与雄性花几乎无异的雌性花，当没有经验的蜜蜂误闯入没有花粉的雌性花时，身上黏着的花粉粒就能落到雌蕊柱头上完成受精。这是部分欺骗。而有些植物的花朵则直接通过化装成某些传粉者特别偏爱的花朵来行使完全的欺骗，在给这些花朵完成受精的同时，传粉者得不到任何回报。在完全欺骗中存在一个极端案例，兰花，它甚至可以把自己伪装成等待交配的雌虫，引雄性蜜蜂前来交配。一句话，这些所有欺骗的好处在于节约了花朵用来生产食物的能量，从而可以留下更多能量用于生殖。

再来谈谈风媒花吧。以风为媒是动物传粉之外很普遍的一种传粉方式。风媒花极易被人们忽略，由于不需要吸引动物，风媒花节省了制造食物、芬芳和美丽外形的能量，用来生产大量便宜的花粉。因而风媒花大多体型小而不起眼，花粉轻而量多。花粉多的另一个原因是利用风作为媒介有太多的不确定性，花粉粒很容易着陆失败。在北美和欧亚大陆，大多数有柔荑花序的树木都是风媒植物，其中包括桦木科的桦树、悬铃木科的法国梧桐等等。此外，还有禾本科、莎草科、大麻科的很多植物。

在谈最后一点自我婚配和处女生殖之前，先应该弄清楚自花传粉、交叉传粉，以及什么是植物的自交不亲和性。自花传粉，顾名思义，来自同一株植物的花朵中的雌蕊和雄蕊相交配。交叉传粉则是指和其他植株上的花进行交配。而自交不亲和性就更有意思了。植物和人一样，近亲繁殖会容易造成基因缺陷，会降低种子的质量，因此某些植物的心皮（雌蕊）上具有某种化学机制来防止近亲交配，这种植物会对其自身的花粉完全不起反应，甚至连父辈和兄弟辈的花粉也一起拒绝。

自交不亲和性只是植物为了防止自花传粉的一种方式。另外还有一些，比如迫使同一朵完全花上的雌蕊和雄蕊在不同时间成熟，或者是让具有不完全花的植株在不同时间分别开放雄花和雌花。诸如此类。

但是，有时在恶劣的条件下，植物不得不进行自花传粉。比如：花期短暂、受到太多的遮挡、土壤中缺少水分和必要的养分、缺乏传粉者的光顾等等。有近期繁殖的孩子总比断子绝孙要强。所以，有些聪明的植物可以将远亲繁殖的基因优势与近亲繁殖的高校生产结合起来，根据条件进行交叉传粉或者是自花传粉。

最后，还剩处女生殖没有解释。这是唯一一种使得一株植物可以被近乎完美地拷贝，并无需担心致命基因组合的生殖方式，也叫“无配子种子生殖”。无配子种子生殖的花朵无需精子与卵子的结合就能生产种子。具有活性的种子是从未受精的子房中长出来的。这样的植物在禾本科、菊科和蔷薇科中最常见，我们最熟悉的玫瑰也可以通过这种方式繁殖，生产出没有受精的蔷薇果。处女生殖的种子在其母株附近生长得最好，因为它身体里的基因能够很好适应原先母株所生长的环境。然而环境总在变，所以植物并不能依靠这种单一方式让种族延续和壮大。交叉传粉、自花传粉和处女生殖，都是开花植物在应对不同环境所采取的明智抉择。

看完这些，当再一次提起那个古老的话题，植物到底有没有智慧，人类，你会不会稍微迟疑一下？