【研公社】研途风景丨达尔文“恼人之谜”——植物开花
达尔文在1859年出版《物种起源》，该书的核心理论——遗传、变异和选择，以全新的生物进化思想，推翻了“神创论”和物种不变的理论。其中，达尔文认为“进化”是一个缓慢且渐进的过程，但是在恐龙时代的中期，被子植物以一种辐射爆炸的速度进化。被子植物的崛起重塑了生态系统格局，很快成为了植物中的主宰支配性的种群。达尔文把这个谜题称作“恼人之谜”或“另人生厌之谜题”（abominable mystery）
“恼人之谜”要从进化论的发表和达尔文的信件说起。进化论发表前，达尔文收到了华莱士的论文稿件，告诉他一些关于物种进化的猜想，这也和达尔文的物种起源思想不谋而合。实际上，当时的《物种起源》还没发表，如果他帮助华莱士投递文章，那进化论的优先权就没有了；如果自己先投出去，那就辜负了华莱士的信任。于是达尔文就写信求助约瑟夫·道尔顿·虎克，两人在15岁的时候就认识了。虎克对植物学的贡献是巨大的，他确立了邱园作为世界首要植物学研究中心的地位。
他说：查尓斯啊，你就把你自己的稿件跟他的稿件都送到学会，让学会定夺，那也不算争抢嘛！达尔文照做了。莱伊尔和虎克拿到达尔文交出的两个文件后，立即同英国林奈学会磋商，学会决定同时宣布华莱士的论文和达尔文的两个文件。
1858年7月1日晚上，林奈学会的会议室里，挤满了自然科学家。华莱士的论文和达尔文的文件由人代为宣读，并发表在当年的林耐学会学报上实际上，达尔文比华莱士更早的形成了进化论的思想，于是最终才有了自己在进化论上的地位。后来的故事大家也知道了，因为进化论和宗教秉持的神创论冲突，所以出现了一系列的争执，把达尔文弄得很烦，并且在思考的过程中不断陷入新的谜团，于是他继续给虎克写信。他在1879年给虎克的信件里，第一次用“讨厌之谜”这个词来形容了自己的疑问：“在第三纪开始至今，高等植物物种快速的形成，已经远远超乎了我们的认知。这真是是个很讨厌的谜题。”
高效的繁殖方式
植物从藻类→苔藓→蕨类→裸子植物→被子植物依次不断进化。 裸子植物主要靠风媒花传播花粉，他们产生数以万计比灰尘大不了多少的花粉，这些花粉很轻，随风可以飘摇上千公里，但是显然这种繁殖方式效率极低，且要消耗大量的能量，并且被子植物在繁殖的过程中能受到更好地保护，适应环境的能力更强一亿四千万年之后，有些植物进化出了更高效的繁殖方式——“开花”。
花与传粉者协同进化
睡莲是最先开花的植物之一，
亮丽的花瓣和苞片，对飞行昆虫有很强的的吸引力
它们预示着这里有营养丰富的花粉，就这样“无情的压榨”昆虫为它们传播花粉，
我们把这种通过昆虫信使传粉方式称作“虫媒花”。
巨型亚马逊睡莲的花朵可以完全闭合，将昆虫困在里面几小时做自花授粉。
达尔文热爱兰花精密的花结构，也经常为之感慨。花与传粉者协同进化推动物种形成的假说也是达尔文先生最为推崇的。说到协同进化，不得不说一个著名的例子，被称为达尔文的兰花的长距彗星兰：即当年看到马达加斯加上一具长距的兰花。达尔文认为，生物不会把额外的营养用在那么无聊的事情上，何况把蜜藏得那么深，谁会吃得到呢？根据物种起源和协同进化的理论，一定存在一种蛾类，具有很长的距能够吸食到这家伙的蜜。
在达尔文离世后，马达加斯加的群岛上果然找到了具有这样特征的天蛾，随后被命名为马达加斯加长距天蛾Xanthopan morgani，作为进化论的论证。这种马达加斯加长距天蛾在取食花蜜离去后，被“强行”为大彗星兰的传粉，帮助兰花繁殖后代。
“恼人之谜”得到破解
随着及分子钟的研究方法推理的进化事件，
无油樟、兰科植物作为关键的研究类群，
以及三叠纪的昆虫种类中蝴蝶、蛾、草食性甲壳虫的大量爆发，都验证了这个时期被子植物通过“开花”“协同进化”，开始辐射爆炸式进化。
关于植物开花更多的难题
在达尔文提出“恼人之谜”前，植物学家林奈发现不同物种的植物的花瓣在一天中不同的时段开放和闭合，并据此绘制了此图的花钟（floral clock）。关于植物开花为何收到昼夜节律的调控，科学家在21世纪才给出了比较详细的植物生物钟工作原理。
图/ 余笠
文/演化生物菌、余笠
编辑/竺浩杰
审核/王晨蕾
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