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科學(xué)普及
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科普文章
在我國的古老傳說中，天庭之上，有月老一職，專司人間姻緣，長久以來，深入人心，每每有單身男女祈求緣分時，都會說希望月老牽牽紅線。老夫老妻互相抱怨時，也往往怪月老這紅線，怎么把線都搭錯，硬生生把不合適的人湊在一起，冥冥之中好像賦予了這根紅線無形的權(quán)利，月老估計(jì)只能笑對，成為天上撫額笑客，看人間癡男怨女。
以前男女之間有大防，所以大家許愿的時候多，動手的時候少，更多的依賴于月老的紅線，但現(xiàn)在男女之事更加開放、自由了，大家都知道根本沒有月老，也沒有所謂的線線，姻緣都靠自己。 盡管在月老中沒有紅線，但是在極少數(shù)的植物中，確實(shí)有類似的紅線。事實(shí)上，目前僅在杜鵑花科與柳葉菜科中發(fā)現(xiàn)有掌控男女之事的線。
一般我們見到的植物的花粉，都是一粒粒彼此分離的，但是在這兩個科中，卻有根線把花粉連起來，這根線就是兩個科中，花粉之間的孢間連絲?？紤]到花粉是植物的雄配子體，這根線會最終把花粉傳到植物的雌性生殖器官——雌蕊，因此叫管姻緣的紅線也不為過。
杜鵑花科中花粉間的孢間連絲（viscin threads）以及人工上色電鏡照（圖片：www.google.com） 這種花粉間的孢間連絲，是為了提高每次動物訪花時花粉的輸出效率，有了這種孢間連絲，動物訪花時，牽一發(fā)動全身，通過單次的訪問，能帶走的花粉就更多，這樣繁殖效率就會提高。科學(xué)家們早有猜測，這根紅線跟提高單次訪花的效率有關(guān)，但是這種高效的傳輸紅線是怎么樣演化來的呢。 科學(xué)家以杜鵑屬的多個物種驗(yàn)證了孢間連絲可能的演化驅(qū)動力。 事實(shí)上，杜鵑花是有花植物中較大的一個屬，全世界有幾百種，擁有極大的多樣性，在我國的西南山地是杜鵑屬的演化中心，分布著許多杜鵑屬植物，往往一個山頭就有多種杜鵑，占據(jù)不同海拔帶，是高山植被的重要組成成分，而且杜鵑屬不同物種間花粉之間孢間連絲的長度不同，造成花粉間的黏合度（pollen-thread tangles）不一樣，有的種花粉間孢間連絲更長，黏合度更高，而有的種花粉孢間連絲更短，黏合度不高，為探究孢間連絲的演化與作用提供了一個天然的材料。
玉龍雪山上，由杜鵑屬植物組成的花海（圖片：廖鑫鳳）
杜鵑屬不同種花粉黏合度不同（圖片：文獻(xiàn)[1]） 科學(xué)家選定了不同黏合度的杜鵑物種，比如有著鮮艷紅色花瓣的馬纓花，有白色花瓣的大白杜鵑以及有黃白色花瓣的糙毛杜鵑，科學(xué)家統(tǒng)計(jì)了擁有不同孢間連絲黏合度杜鵑的訪花者。發(fā)現(xiàn)這種黏合度跟傳粉動物的類型有關(guān)。由蜜蜂傳粉的杜鵑，其黏合度最低，由鱗翅目昆蟲（蝶與蛾類）傳粉的杜鵑，其黏合度中等，而有紅色花瓣，由鳥類傳粉的杜鵑，其黏合度最高。
由不同動物傳粉的杜鵑屬植物（圖片：文獻(xiàn)[1]）
適應(yīng)不同傳粉者，杜鵑屬花粉的黏合度（PTT）長度不同，適應(yīng)鳥類傳粉的黏合度最高，鱗翅目第二，蜂類最低（圖片：文獻(xiàn)[1]） 對待不同的傳粉者，為什么有的杜鵑屬植物把“紅線”捏得緊，而有的卻捏得松呢？ 比較這幾種訪花動物的不同，科學(xué)家推測杜鵑確實(shí)有一套管自己“姻緣”的算法，蜂類在杜鵑生存的環(huán)境中，體型最小，種群數(shù)量最大，也對花更加殷勤，訪花的頻率很高，但是飛行的距離最短，飛行中的承重最小，經(jīng)常會有清洗(grooming)自己身體的習(xí)慣，清洗掉身上沾染的花粉。在不同株杜鵑間傳播花粉的距離有限，反之，鳥類種群數(shù)量最少，但體型最大，飛行中的承重最大，對花也更“冷淡”，訪花的頻率最低，但是飛行的距離更長，清洗的頻率也是最低的，在不同株杜鵑間傳播花粉的距離最長。
蜂類清洗自己的身體（圖片：www.google.com） 這樣看來，如果一次訪問，蜂類帶走的花粉量過大，肯定會變成蜂類生命中不能承受的重，刺激蜂類的清洗行為(grooming)，花粉的折損率會很高，這樣實(shí)際會得不償失，運(yùn)輸效率不高，但對鳥類這種“稀客”，不抓住機(jī)會一次性投送的話，可能會白白喪失良機(jī)了，更何況鳥類也不會在意頭上的花粉。通過有松有緊的“紅線”，杜鵑確實(shí)把姻緣緊緊地捏在了自己手中，針對不同的傳粉者，杜鵑屬不僅在花的顏色、氣味、大小上有區(qū)別，連一根小小的線也有區(qū)別，以此來適應(yīng)不同的訪花者的特性。
這項(xiàng)中國科學(xué)家黃雙全做的研究，作為封面文章發(fā)表在New phytologist。封面是孢間連絲把花粉串起來的鏡照片，看起來像是晶瑩的掛墜。 當(dāng)然這種動植物間的協(xié)同演化，正是大自然的美妙之處，通過一根小小的孢間連絲，我們發(fā)現(xiàn)動植物之間緊密聯(lián)系、相互塑造的程度，超過了我們的想象，我們不難想象演化這雙看不見的手是如何施展它的魔力，塑造出如此迥異又多樣的不同物種。
生命之樹（圖片：amazon.com） 演化就是如此，連最微小的細(xì)節(jié)都不放過，只是等待著我們?nèi)ソ颐亍⑻剿鳌?/span> 參考文獻(xiàn)： [1]Song Y P, Huang Z H, Huang S Q. Pollen aggregation by viscin threads in Rhododendron varies with pollinator[J]. New Phytologist, 2019, 221(2): 1150-1159 |
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