植物的传粉策略

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，另一类重要的生命一一植物和植物行为，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实。因此

3、，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、杨树和栋树等，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来传送花

4、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，随风飘扬，朝着远处的 雌花飞去，

5、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，会明显地感觉到花粉在扑面而来！风媒花以极 高的“保险系数”保

6、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，最后终于把花朵托出 水面，花开了，三支长长的雌蕊花柱脱颖而出，柱头

7、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，植物已然使尽了各种策略一一互惠与欺骗的手段随处 可见，陷阱

8、的设置比比皆是来引诱传粉者。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

9、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

10、黄昏后开花，先让蛾类传粉。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

11、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。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

12、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。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

13、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

14、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。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4C39C的变化下能维持花部温度在38C46C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

15、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

16、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

17、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”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