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不甘待在底層的菟絲子

2021-03-08 02:28含笑
中學(xué)生百科·悅青春 2021年2期
關(guān)鍵詞:菟絲子開花植株

含笑

小時候的自然課上,老師講過,一個完整的生態(tài)系統(tǒng)中有三大角色:植物是生產(chǎn)者,它們進(jìn)行光合作用,把水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物;動物是消費(fèi)者,通過取食讓能量和物質(zhì)進(jìn)一步流動;細(xì)菌、真菌等是分解者,能夠把動植物的殘體分解成無機(jī)物,進(jìn)入下一個循環(huán)。

然而,萬事總有例外。有一些植物,它們不甘于待在食物鏈的底層,不愿兢兢業(yè)業(yè)地靠光合作用養(yǎng)活自己,轉(zhuǎn)而盯上了別的植物,從他人身上攫取營養(yǎng),最終踏上了“消費(fèi)階級”——這就是寄生植物。我們今天的主角菟絲子,就是這其中的一員。

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菟絲子的名字乍一聽還有點(diǎn)萌,好像一只可愛的小兔子,但對于被它寄生的植物來說,這只“兔子”的真面目是相當(dāng)?shù)臍埍?。菟絲子所到之處,植物們輕則萎蔫發(fā)黃,生長減緩,重則枯枝敗葉,全株死亡。其實“菟”字還有另一個意思——《左傳》中記載,古人把老虎稱作“於菟”,說不定這才是菟絲子命名的本意。

菟絲子的外形不難辨認(rèn),它們長得像一團(tuán)雜亂的絲線,胡亂蓋在其他植物身上,開花之前沒點(diǎn)植物的樣子。常見的菟絲子種類大致能分為兩個類型:一類藤條黃色,比較柔弱,包括菟絲子本菟、南方菟絲子等;另一類藤條紅棕色,比較粗壯,常有深色斑點(diǎn),包括金燈藤、啤酒花菟絲子等。再往下細(xì)分的話就沒那么容易了,不過大體上都是差不多的。

植物學(xué)上的菟絲子隸屬于旋花科,這個科有很多我們熟悉的成員,比如番薯、空心菜、牽?;ǖ?。你可能會奇怪,菟絲子是個無根無葉的寄生植物,何德何能跟這些面善的孩子搞一塊去了呢?確實,植物學(xué)家們也懷疑過,過去的一些分類系統(tǒng)中確實曾單列出一個菟絲子科。但隨著研究的深入,特別是基因證據(jù)的加入,這貨還真就該放在旋花科。

其實,從形態(tài)上看,菟絲子也并非完全格格不入,畢竟花果才是更重要的分類依據(jù)。如果你仔細(xì)對比菟絲子和牽?;ǖ墓麑崱⒎N子,會發(fā)現(xiàn)其實還是蠻像的。

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菟絲子種子呱呱墜地后會休眠一段時間。在經(jīng)歷第一次(也是最后一次)從土壤中吸水之后,它發(fā)芽了,沒有子葉,沒有真正的根,像一根晃來晃去的面條,必須盡快找到寄主來養(yǎng)活自己。那么,萬一找不到寄主的話要怎么辦呢?嗯……當(dāng)場去世。菟絲子種子儲存的養(yǎng)分非常有限,如果發(fā)芽一周還找不到寄生對象,就只能等死了。

運(yùn)氣好的小苗可以感知到觸碰到的植物,這時會啟動入侵模式:首先是把枝條延長彎曲,死皮賴臉地將自己纏在別人身上,與此同時接觸點(diǎn)的細(xì)胞開始分化,形成進(jìn)攻武器——“吸器”。被寄生的植物雖然也有表皮防護(hù),但在吸器的進(jìn)攻下也沒什么抵抗的辦法。吸器一邊產(chǎn)生機(jī)械壓力,一邊還能用酶來降解,很快就能突破防守,深入植株里面去。最后,菟絲子的細(xì)胞和寄主就連在了一起,強(qiáng)行打通了道路,讓水和養(yǎng)分在其中自由流通。

這條通道并非一根簡單的吸管,其中運(yùn)輸物質(zhì)的種類和過程,比我們過去想象的要更為復(fù)雜。研究發(fā)現(xiàn),在菟絲子和寄主之間鑿開的通道中,物質(zhì)的流動是雙向的。就像尼采說的,“當(dāng)你在凝視著深淵,深淵也在凝視著你”。從寄主獲取物質(zhì)的菟絲子,也會將一些物質(zhì)輸送回寄主體內(nèi)。

于是,當(dāng)一株菟絲子同時寄生在好幾棵植物上時,有趣的事情就發(fā)生了:菟絲子就像在這幾個植株之間架起了一張網(wǎng)絡(luò),這些被寄生的植株可以借助菟絲子和其他小伙伴交流。比如,植物在被昆蟲啃食時,會釋放出一種抗蟲信號來啟動防御機(jī)制。如果這棵被吃的植物正好處于菟絲子的網(wǎng)絡(luò)之中,這些抗蟲信號可以通過菟絲子傳達(dá)給那些還沒被蟲咬的植株,讓它們提前做好防備。在這個環(huán)節(jié),菟絲子被寄主們當(dāng)微信用了。

但是,和我們的手機(jī)、電腦一樣,上網(wǎng)是有風(fēng)險的,一不小心就可能中毒。能在菟絲子的大道上行走的不只是水分和養(yǎng)料,還有病毒。如果菟絲子網(wǎng)絡(luò)中的某一棵植株被植物病毒感染了,這些病毒會通過菟絲子構(gòu)筑的網(wǎng)傳播到其他植株上,而且整個過程中并不感染菟絲子,真就只是借過一下,可以說是非常有禮貌。

更有意思的是,植物上網(wǎng)也會造成信息泄露。

中科院昆明植物所的研究員就發(fā)現(xiàn),菟絲子能夠“監(jiān)聽”到寄主植物的開花信號,從而來調(diào)節(jié)自己的花期。我們知道,植物開花結(jié)果是一件相當(dāng)耗費(fèi)能量的事,菟絲子當(dāng)然也不例外。于是,菟絲子監(jiān)視著它的寄主,一旦發(fā)現(xiàn)寄主和開花相關(guān)的基因啟動了,它馬上也跟著開起花來,正好把寄主為了傳宗接代特地準(zhǔn)備的養(yǎng)分用掉。這樣,菟絲子就不會因為寄主開完花后衰敗而導(dǎo)致自己吸取不到足夠的營養(yǎng)來開花了。

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菟絲子一旦和寄主合體完成,所需的水分和養(yǎng)料就完全由寄主提供,不再從外界獲取也不會自己制造,采用這種寄生模式的植物,我們稱之為“全寄生植物”。

對應(yīng)的還有“半寄生植物”,它們相對還算有點(diǎn)良心,只從寄主獲取水分和礦物質(zhì),自己還是會進(jìn)行光合作用的。半寄生植物的典型代表有桑寄生、槲寄生。另外,還有寄生在寄生植物身上的“重寄生”等。有些半寄生植物幼時必須寄人籬下,成年后可以相對獨(dú)立地生活,比如著名的香料木材檀香。

全寄生植物這邊也是多種多樣,不過像菟絲子這樣光明磊落地生活在陽光下的其實是少數(shù)。華南地區(qū)的無根藤,和菟絲子有點(diǎn)像,也是一團(tuán)毛線一樣掛人身上,藤條是綠色的。無根藤屬于樟科,很多人剛聽說這事時會大跌眼鏡——沒想到樟科這群濃眉大眼的,竟然也出了個寄生蟲。沒辦法,誰讓這是個看花的世界呢?無根藤的花果依然保留著樟科的特征。

而更多種類的全寄生植物常年躲在地下,寄生在別人的根上,只在開花時才露出地面,其他時候連個影子都見不到。這一群家伙普遍都長得畫風(fēng)奇特,有些開起花來還挺漂亮,常見的有列當(dāng)、野菰;還有些有種詭異的美感,比如寄生花、杯藥草。

值得一提的是,世界上已知的最大的一朵花,也是來自一種全寄生植物,它就是著名的阿諾德大花草。

編輯/梁宇清

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