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如果植物界也有3·15,“受害者”們會怎麽說?

昆明植物研究所 廖鑫鳳,盧憲雯,史鳴明,楊蓮 2020-03-17

  昨天是一年一度的打假大會3·15,每天和植物打交道的我不禁想到,如果植物界也有3·15的話,都有誰會來投訴呢? 

“造假”的情況,自然界早就有了 

  首先,我們要接受一點,對于自然界來說,“造假”這種情況,早就存在了,而且手段也和人類世界差不多。

 
買過假冒僞劣産品的人,回憶一下自己上當受騙的過程,大概捋一下,不消多久就能回想起來自己爲什麽會被騙,這些假冒的商品大多都遵循了一個普遍的原理,首先,它們有一個明確的模擬對象,一個已經打開市場,獲得消費者認可的商品,然後它們在外形,從包裝到一些大體的細節上跟它的模擬對象非常像,只在一些不太容易察覺的小細節上跟模擬的産品有所區別,用來鑽空子。
 
其次,作爲一種假貨,它心裏有自知之明,它的存在完全依賴于大家對原産品的熱愛與廣泛流通,所以它不能取而代之,只能悄悄地在其中潛行;其次,它的産量不可能比原産品還要大,只能以小博大,以小數量夾雜其中,以騙過人們的法眼;而且它只能在原産品賣得好的地方才有生存的土壤。
 
假貨造假的原理跟自然界遠在人類出現之前就已經風行的一種擬態十分相似,那就是貝氏擬態(Batesian mimicry)。貝氏擬態指的是一种生物在某种特征上模拟其它的生物,达到能够欺骗它防御或者吸引的另一种生物的现象。貝氏擬態在动物界中很常见,比如我们经常看见的一些毛毛虫,在身体上有一些类似蛇眼的斑点,第一眼看过去时很像蛇,以此来吓退鸟类等捕食者。 

  

  

  

 

熱帶雨林中各種擬態蛇的蟲子 圖片來源參考文獻[1]

 
但在植物界中,這種擬態相對較少,不過仍然有一些十分有趣的例子。 

  

植物中的“冒牌”花 

  生活在南非的兰科迪萨属(Disa spp.)的花Disa pulchra就是此类花中十分突出的例子。

 
看看下面這兩株花。 

  

 

如果只看花的話,大家可能很難想到,

這其實是完全不同、親緣關系很遠的兩種植物。
圖片來源www.google.com
  

  左边是正主,属于鸢尾科的喇叭兰属植物Watsonia lepida。右边则是它的高仿号,“冒牌”花,兰科迪萨属的成员Disa pulchra 。

 

这样对比更明显,左为喇叭兰属,右为兰科Disa pulchra,

圖片來源參考文獻[1] 

  這兩種花無論在整體外形上,還是顔色、花的大小、數量都十分相似,早期的植物學家,甚至會把這兩種完全不同科的植物混淆,尤其是當兩種植物的生境還重疊在一起的時候,在野外很難把它們兩者一眼區分開來。

 
尽管Disa pulchra这种兰科植物在野外能够骗过植物分类学家的眼睛,但它究竟算不算标准的貝氏擬態呢?
 
科学家对此进行了研究,发现它完全符合貝氏擬態的几个标准。
 
首先,在“消费者”来看,Disa pulchra肯定是冒牌货。因为它虽然和喇叭兰外形相似、花序相似,但是它沒有花蜜可以提供給授粉的昆蟲。也就是说,以为自己会得到花蜜作为报酬的授粉昆虫,一旦访问了Disa pulchra,就会发现,自己被骗了!
 
然後,科學家又進行了測試,想知道對于昆蟲來說,是否無法分辨這兩種花。結果研究發現,不僅對于人類的視力來說,兩者的花在花序、大小、顔色上一致,通過測量兩者花瓣的反射光譜,發現在它們的訪花昆蟲的視角下,兩者仍然也是一樣的!對兩者在野外的訪花昆蟲的觀察也證實了這一點,兩者的主要傳粉者都是一樣的,而且還存在訪花昆蟲在兩種花之間交錯訪問的情況。這也就完全證明了,它對于它的欺騙對象來說,是足夠以假亂真的。 

  

  

  

  

 

兩種植物的花被同一種昆蟲訪問

圖片來源參考文獻[2] 

  最後,科學家還進行了一項研究,看它是不是像我們買到的假冒商品一樣,混在真的商品中以次充好。研究發現,蘭科迪薩屬植物的分布區跟鸢尾科的植物是重疊的,而且範圍比它小,在同個區域內,其物種的豐富(即數量)也比它小得多。而且在沒有鸢尾科植物分布的地方,蘭科迪薩屬植物的結實率要小于有鸢尾科植物存在的地方,證明它正是依靠擬態的模型才得到了更多的昆蟲訪問機會 

 

蘭科迪薩屬(圖中黑點)分布範圍在喇叭蘭之內(圖中灰色部分)

圖片來源參考文獻[2]

  经过科学家的研究,这类花的貝氏擬態也有越来越多的例子出现,比如我们常见的观赏植物文心兰家族中,这种典型的黄色花色与形态,就被认为是拟态了同域分布的金虎尾科的花,但是后者会提供油类给访花昆虫,作为报酬,前者则纯靠“欺诈”。 

 

文心蘭族的擬態,兩邊爲擬態種

中間爲有報酬的金虎尾科植物
圖片來源,參考文獻[4]

  當然,最厲害的,我個人認爲還要屬蘭科迪薩屬的另一種植物。在不同的分布範圍內,它的花色擁有兩態性,能夠分別擬態同一生境裏不同的有報酬植物,連花色也跟著改變,可以稱得上擬態植物中的翹楚。 

 

這次分得出來左邊還是右邊是“冒牌貨”嗎?

圖片來源參考文獻[3] 

昆蟲也會抵制這些假冒僞劣産品嗎? 

  大家都能回憶起自己買到假冒僞劣産品的心情,內心憤慨,昆蟲作爲被欺騙的對象也會這樣嗎?實際上也會的。

 
研究發現,昆蟲雖然在開始訪問的時候,不能分辨欺騙性傳粉的蘭科植物,但是一旦訪問起來,它也會發現,貨不對版,裏面並沒有蜜,因此,它在擬態花上的訪花時間會更少,這也算是一種補救措施。
 
既然這樣,那蘭科植物的擬態還算成功嗎?令人驚奇的是,這也可以算是蘭科植物的一種傳粉策略,昆蟲在訪花後被騙,不會繼續逗留也被蘭科植物算計在內了,在同一個花序上逗留的時間少,甚至在一小段時間內不會再繼續訪問同一類型的花,對蘭科植物來說,也是有利的,雖然它的結實率可能不會高,但是這種行爲促進了它的遠交,昆蟲被騙後,把這個居群的花粉帶走,不在同一居群裏訪問,帶到下一個居群,這樣大大促進了不同居群之間的基因流散布距離,讓它們的後代質量可能更高。
 
真是算無遺策啊! 

  

  

  

   

  參考文獻: 

  [1] Janzen, Daniel H., Winnie Hallwachs, and John M. Burns. "A tropical horde of counterfeit predator eyes." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.26 (2010): 11659-11665. 

  [2]Johnson, S. D. "Batesian mimicry in the non-rewarding orchid Disa pulchra, and its consequences for pollinator behaviour." Biological Journal of the Linnean Society 71.1 (2000): 119-132. 

  [3] Johnson, S. D. "Evidence for Batesian mimicry in a butterfly-pollinated orchid." Biological Journal of the Linnean Society 53.1 (1994): 91-104. 

  [4] Papadopulos, Alexander ST, et al. "Convergent evolution of floral signals underlies the success of Neotropical orchids." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 280.1765 (2013): 20130960. 

  

 
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