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同人类社会一样,自然界也存在这种现象:有真货就有造假。植物看着仿佛没什么“心眼”,但它们的造假现象也是罄竹难书。
植物走上造假的道路是什么原因,跟大家人类社会中的造假现象也差不多,由于“真货”的竞争优势足够强,后来的那就不必在残酷的大自然中去革新了,本钱太高。不如就比着“真货”的样子造个假,本钱低、收益高。大家看到的植物的花、叶与种子中都存在着造假现象,先来看看花吧。
Part.1
“造假花”:开在真货旁边,总有看错走错的
植物中造假最多的,那还要是花。
由于多数花都要吸引动物过来传粉,但吸引传粉动物是需要提供“报酬”——花粉或者花蜜的,所以有的植物就演化出了“行骗”的方法。它们不产生如此的“报酬”,但开在有“报酬”的花旁边,在花的外形上与有“报酬”的花维持一致,这种现象被叫做贝氏拟态(Batesian mimicry)。
贝氏拟态指的是一种生物在某种特点上模拟其他的生物,达到可以欺骗它防御或者吸引另一种生物的现象。贝氏拟态在动物界中非常容易见到,譬如大家常常可以看到的一些毛毛虫,在身体上有一些类似蛇眼的斑点,当鸟类等捕食者看过去时,以为它们是蛇,就会被吓退。
但科学家发现,在植物中,这种现象比大家想象得容易见到,最典型的是一种生活在南非的兰科迪萨属(Disa pulchra)植物的花。大家看看下面这两株花。
假如只看花的话,大伙可能非常难想到,这其实是完全不同、亲缘关系非常远的两种植物
图片来源:参考文献[1]左侧是正主,是鸢尾科的喇叭兰属植物Watsonia lepida。右侧则是它的“高仿号”——兰科迪萨属的成员Disa pulchra。
如此对比更明显,左为喇叭兰属,右为兰科Disa pulchra(图片来源:参考文献[1])
这两种花无论在整体外形上,还是颜色、花的大小、数目上都十分相似。早期的植物学家,甚至会把这两种完全不同科的植物混淆。特别是当两种植物的生境重叠在一块的时候,植物学家在野外非常难一眼把它们两者区别开来。
科学家对两者在野外的访花昆虫的察看也证实了植物会“造假”这一点。两者的主要传粉者都是一样的,而且还存在访花昆虫在两种花之间交错访问的状况。这也就完全证明了,“造假花”对于它的欺骗对象来讲,是足够以假乱真的。
“造假花”的目的,目前就十分明显了——通过“造假”,花以低本钱获得了传粉服务。
Part.2
“造假果”:你有营养,我有空闲
果实与种子中也存在着与花类似的造假行为,而且多数时候是用种子来模拟果实,可以算得上很“有种”了。
这类植物欺骗的大部分是鸟类,譬如大家容易见到的红豆属植物,它们有着鲜艳的种子,多数时候是红色的,看着像鲜艳的果实,红色对鸟类来讲也十分显眼。
大部分豆类植物传播种子的过程是如此的:果荚扭开后(是的,它们自己扭自己),种子脱落,趁机散布种子。
豆类植物一般通过扭转豆荚散布种子(图片来源:参考文献[2])
红豆属不同,它们的种子会伪装成就实的样子,引诱嘴馋的鸟类上钩,进而为其散播种子。它们的果荚开裂后,种子仍然躺着,或者挂在果荚内,种脐连着果荚不放下。红色的种子就这么挂在树上,在棕色果荚的映衬下格外显眼,就像一粒粒果实一样。
挂着的红豆属种子,是否像果实一样?(图片来源:Flickr)
但它们并没肉质的部分可以给鸟类取食,而且它们的种子非常硬,又有毒。看得出来,它们本质上只不过在伪装成就子而已。
红豆属果实解剖图(图片来源:参考文献[3])
不过,这种模拟是有风险的。在一次次让人骗之后,鸟类或许会了解这种种子并非果实,没可消化的营养,从而舍弃取食。
在野外,红豆属的种子被取食的概率其实并不高。但种子周围没肉质的部分,也让它们可以在空中有更长的“保鲜”时间,“挂果”的时间会更长。在这么长的时间里,即便只不过偶尔骗到鸟类来散布,这也是一次划得来的交易了。造假的本质不就是以小博大么,它们是懂赌的。
Part.3
“造假叶”:挨近你,我就成了你
当然你要说植物界最强的“造假”,笔者感觉还要是避役藤(Boquila trifoliolata)。
这是在南美温带雨林中发现的一种木质藤本,它一下子将植物的“造假”能力提高到了让人很难置信的程度,它仅用一种藤本,能伪造起码12种它搭上的宿主乔木。真可谓是“低投入,高收益”啊!
避役藤本来是木通科的成员,跟大家吃过的野果“8月炸”是一个家族的成员。避役藤本来的叶子也跟它们一样,单个叶子是由三裂叶组成的复叶。
避役藤的本来叶片面目(图片来源:维基百科)
但当它攀援上一个宿主后,它的叶子就会发生很大的变化,朝着宿主叶片的样子再重造,孙奥创72变,它12变。
这就十分神奇了,伪造一种还好理解,但每一种宿主的叶片都不尽相同,完全体现了“没两片相同的叶子”。
但避役藤的“造假”能力就是这么高超。科学家用11个叶片性状来比对避役藤与宿主的相似性,发现两者在叶片角度、叶片大小、叶柄长度与叶片颜色等9个性状上,都十分相似。可以说,避役藤在叶片的每个维度上都做到了十足的模拟,夹杂在宿主叶片中,达到了粗看一眼真伪难辨的地步。
避役藤(V)和它们拟态的不同宿主(T)(图片来源:参考文献[4])
更为有趣的是,同一株避役藤在不同宿主间穿梭时,甚至还是能拟态不一样的宿主。到目前为止,大家都还不可以确定它造假的极限到底在什么地方,或许它是植物界造假的万花筒。
一株避役藤拟态不同宿主的叶片,(图片来源:参考文献[4])
避役藤用尽浑身解数,精通造假技术,到底图点什么?
科学家发现,通过“造假”,避役藤是能减少被捕食的风险的。相较于未搭上宿主或者未拟态的个体,与宿主叶片融为一体的个体被捕食的风险明显更低。由于避役藤的叶片密度一般会比宿主低,通过“造假”暗度陈仓,融入宿主之中后,就算宿主遭到了捕食,风险更大的也是宿主。
不同避役藤个体在搭上宿主、未搭上宿主与搭上无叶的树干时,被捕食强度统计(图片来源:参考文献[4])
Part.4
结语
看完植物的“造假”的道路后,你是否不相信植物是个“老实人”了?无论是花、叶还是种子的“造假”,它们通过这一招,减少了我们的投入本钱,大大提升了在自然界存活下去的可能性。
但需要提醒大伙的是,大自然的运行法则是可以“蛮荒”的,只须“造假”能获得存活优势就能行,所有都将交给自然选择去审判与筛选。但人类社会是由大家自己构建的,为了维护市场正常运行,其中的规则也应当由大家遵守,可不敢学大自然去造假呀。
参考文献:
[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] Armon, Shahaf, Efrati, et al. Geometry and Mechanics in the Opening of Chiral Seed Pods.[J]. Science, 2011.
[3] Peres, C. A , Roosmalen V , et al. Avian dispersal of mimetic seeds of Ormosia lignivalvis by terrestrial granivores: deception or mutualism?[J]. Oikos, 1996.
[4] Gianoli, Carrasco-Urra. Leaf Mimicry in a Climbing Plant Protects against Herbivory[J]. CURR BIOL, 2014, 2014,24(9)(-):984-987.
出品:科普中国
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