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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[少儿科普]地下兰花,黑暗中的艰难绽放  

2013-08-10 08:18:45|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:史 军

人类是个奇怪的物种,总是会自觉不自觉地认为自己是万物之灵,总是会自觉不自觉地认为世间万物是按照自己的喜好设定的。比如,绿叶就应该尽职尽责地进行的吸收太阳光,芳香花朵必然是为了取悦蜜蜂和蝴蝶。但是事实却并非如此,有些花朵就从人类的视线中逃离了,它们干脆隐藏到了地下。这种奇怪的花朵就是——地下兰(underground orchid,学名Rhizanthella gardneri),一种在地下生根发芽,开花结果的兰花。

是植物还是真菌

虽然是一种植物,但是地下兰跟太阳光几乎没有半点关系,在它的一生完全是在土壤中度过的。要不是好奇的农夫挖出了几个标本,这些兰花肯定还会在土壤中隐居很久很久。因为这些兰花距地面至少有1厘米的距离,如果不细心地扒开地面上的落叶和土层,根本无法发现它们的踪迹。就模样而言,这些地下兰有些像微缩版的向日葵,一根长长的花梗上,顶着一个花盘,花盘上有20-120朵栗色的小花。只不过,这些“地下向日葵”不可能像真的向日葵那样追随阳光了。
你可能会觉得奇怪,这些终日不见天日的花朵究竟是靠吃什么活下来的呢?毕竟,通过光合作用,将太阳能转化为植物可利用的能量,才是植物正经的生存之道。科学家们有着同样的疑问。
通过调查发现,这些兰花总是出现在一种当地叫金雀花的桃金娘科植物周围。再经过缜密的分析筛查,最终发现,这些地下兰花竟然是依靠金雀花的根系来生活的。它们跟一些真菌搭帮结伙,一起通过吸收金雀花的营养来维持自己的生命活动,最终开花结果。有了这样稳定的能源供应,就使得地下兰不用在考虑离开土壤了。

Haeckel_Orchidae

 【海克尔《自然界的艺术形态》中的多姿多彩的兰花图】

曾经有同学问过我一个问题,腐生或者寄生的植物还算是植物吗?这是个很好的问题,因为在通常情况下,我们加给植物的身份,就是能进行光合作用,吸收太阳光的能量,满足自身的需求。而生长在土壤的微生物,才是通过吸收其他生物体的营养过活。然而,腐生或者寄生植物的植物依然保持了植物细胞的结构,它们的细胞壁都是由纤维素和果胶构成了,而真菌或者细菌的细胞壁则是由多糖类物质构成的。

另外,虽然地下兰根本没有绿色部分,完全不能进行光合作用,但它仍保有叶绿体,这里是植物通常进行光合作用的地点,只是其中70%的叶绿体基因都缺失了。这说明,地下兰的祖先一样是在地面上吸收阳光的绿色植物。只是因为某些特殊的原因,才转入地下生活的。

可是,地下生活的困难并非只有找食物这么简单,怎样传宗接代也是地下兰要面对的大问题。

地下的神秘绽放

同其他兰花一样,地下兰也有美丽的花朵。不过,既然开在地下,那么又是谁来光顾这些花朵,为它们传播花粉呢?通常来说,兰科植物的花粉主要是有蜂类,蝶类,蛾类和鸟类来传播的,它们或者是为了花朵上那口甘香的蜂蜜,或者是被鲜艳的颜色所吸引,亦或者是被各种奇怪的香味所诱骗来到兰花身上。它们都希望得到自己渴望的资源,就在被兰花迷惑的神魂颠倒的同时,为兰花进行了传粉工作。

不过,地下兰显然不是为了这些昆虫准备的。这些昆虫不能像孙猴子那样上天入地,地下的花朵,自然要由地下的虫子来解决问题。白蚁是再适合不过的对象了。这些挖掘地下通道的昆虫恰好完成了搬运花粉的任务。当然了,白蚁得不到什么好处。它们只是被地下兰香甜的气味诱骗了。
只是地下兰身居地下,至今我们也无法完整观察这种兰花究竟是如何传播花粉的。不管怎样,这种传粉是成功的。

经过6-7个月的发育成长,地下兰的种子就成熟了,每个果实中会孕育出50-100颗种子。这些种子算得上是巨无霸级的兰科植物种子了,因为每粒种子的重量可以“高达”75毫克。不要惊讶,因为平常兰科植物的种子只有几毫克而已,一个正常的兜兰或者春兰的果子里面有上万颗种子。

不过,运送种子也是个大问题。因为在地下,既没有风,也没有水。所以,地下兰无法像正常的兰花那样传播种子。于是它们再次辟出了蹊径,依靠澳洲特有的地下有袋类动物来传播种子了。

不过,这样的种子并非就能安全成长了。因为即使有75毫克的体重,种子中的营养也不足以供给兰花的生长。我们平常见到的草籽虽小,但是里面储存了足够种子发芽的淀粉或者脂肪等营养物质。但是地下兰的种子太小了,小的以至于根本无法存放一点点的能量。于是,它们必须借助真菌的力量,从土壤中获取足够的水分和营养,并且尽快建立起与金雀花的联系。否则,等待这些种子的结局就是死亡。

无处躲藏的隐形者

我们不得不感叹,地下兰是一个生存斗争中的智者。它可以利用真菌和金雀花为自己提供生长所需的能量和营养,它可以借助白蚁为自己传播花粉,它甚至连那些偶尔经过的挖掘地洞的动物也没有放过,让它们成为种子的运输工具。地下兰用了一切可以利用的资源。

但是,这种地下的美丽却面临危机。随着土地开发,以及全球气候变化的影响,澳洲的金雀花分布已经大不如前。失去了营养供给的地下兰也必然走向终结。尽管科学家发动大量的志愿者进行搜索,在付出了3000个工时之后,被确认的地下兰只有150株左右。

说到这里,我们似乎无从评判地下兰究竟是聪明,还是愚笨。虽然它能在地下绚丽绽放,虽然它能借助多方力量茁壮成长,但是却无法应对环境变化的挑战。想想我们人类,不也是这样复杂的物种吗。

最后,说一个好消息,在知晓萌发生长所需的真菌种类之后,科学家们已经在实验室里面成功培育出了地下兰。而我们人类的命运是不是已经掌握在自己手中,仍然是一个未知数!

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