古怪的开花植物的古怪授粉配偶
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古怪的开花植物的古怪授粉配偶

科学刚刚证明,人类历史上最受鄙视的昆虫是地球上一些最奇异、最迷人的植物的主要传粉媒介。

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您认识会喜欢这个的人吗?

授粉你会想到什么?是可爱毛茸茸的蜜蜂,还是娇小玲珑、色彩斑斓的蝴蝶?又或者是优雅闪亮的蜂鸟?如果你想冒险的话,或许可以考虑蝙蝠。事实上,还有很多其他昆虫和脊椎动物也为植物的有性生殖做出了重要贡献,但却很少得到公众的认可。事实上,一些你从未想过会成为传粉媒介的动物,在某些奇特的植物繁殖过程中,却可能成为不可替代的盟友: 来自海洋中的微小甲壳类动物 到陆地上爬行的蟋蟀和蟑螂。是的,你没看错:蟑螂!

在过去的几年中, Dr. 末次健二日本神户大学的研究员一直在呼吁科学界关注一些被严重忽视的昆虫对于多种植物授粉和种子传播的重要性。 在他最近的一篇论文中,Suetsugu 透露,亚洲植物 蛇菖蒲 蟑螂的有性繁殖严重依赖野生蟑螂。最有趣的是,这个物种并非普通的植物。事实上,它甚至看起来都不像普通的植物。 龟头藻属 植物是专性寄生虫,这意味着它们没有绿叶,完全无法进行光合作用,因此只能依靠吸收其他植物的资源生存。它们在地面上唯一能看到的就是它们极其微小的花朵,这些花朵聚集成肉质的花序,颇似真菌的子实体。

一个记录 蛇菖蒲 在台湾,它呈现出淡黄色、菌状的花序。 摄影:Ong Jin Yao (iNaturalist).

据作者所述,寄生植物因其与不寻常传粉者的奇特关系而闻名。先前的实地观察 蛇菖蒲 已经出现了各种不那么迷人的花卉访客,包括一些 长腿苍蝇,看起来像巨型蚊子、在老花序中产卵的暗色甲虫,以及幼虫以花朵和种子周围肉质植物组织为食的蛾类——当然还有蟑螂。但末次想知道这些动物是否真的能有效传粉,以及这种植物在多大程度上依赖它们来产生种子。

于是,研究小组前往日本屋久岛,寻找那些从森林土壤中破土而出的寄生植物。它们日夜耐心地栖息在植物旁,或躲在木质宿主和邻居的身后,近距离观察路过的动物。几只昆虫被带到实验室,检查它们身上携带的花粉数量。然而,有些昆虫,比如蟑螂,在研究人员陌生的环境中显得过于害羞。于是,有一年,末次弄来一台延时摄影机,架在植物旁,捕捉了超过34,000帧画面,记录了这些蘑菇状花序周围所有秘密生命。

研究团队还在野外进行了一些授粉实验。他们手动为一些花序授粉,对另一些花序进行处理,去除某些花序结构,并用不同大小开口的网袋覆盖,以过滤可能接触花朵的动物。几周后,当他们观察结果时,一个主要发现迅速显现。 蛇菖蒲 能够从未受精的胚珠中产生克隆种子,不需要花粉——这种现象被称为 无籽植物此外,无论是否授粉,花序产生的平均种子数量在各个实验中几乎相同。这使得作者得出结论,无籽植物是该物种的一种备用策略,无论在什么情况下都能确保繁殖:即使附近没有兼容的植物,也没有动物来携带花粉。

然而,克隆繁殖也会带来一些风险,例如遗传多样性降低和有害突变的积累。有性繁殖具有优势,因为它能促进变异和适应性。研究表明, 蛇菖蒲 仍然依赖昆虫进行有性繁殖。但并非所有昆虫都一样。蚂蚁和蟑螂是最常光顾且最有效的授粉者。然而,蚂蚁携带的花粉粒数量远少于蚂蚁,而且它们大部分时间都在同一花序中觅食,这可能促进了自花授粉。另一方面,蟑螂携带的花粉数量是蚂蚁的50倍,而且它们经常在植物间穿梭,有利于花粉交换。事实上,蟑螂一次造访就能使植物花粉传播开来。 最常见的蟑螂种类 显著提高了每个花序受精种子的比例。

最常见的蟑螂种类记录, 萨苏玛娜玛格丽塔, 在日本。 摄影:服部隆明 (iNaturist).

现在,蟑螂授粉并不是一个全新的发现。 其他一些研究 据报道,这种现象已在世界各地和多种植物谱系中发现,而不仅仅是寄生植物。然而,根据末次的说法,我们可能严重低估了这种现象的重要性。 蟑螂 作为植物的传粉者,这些常被误解的小家伙几乎无处不在,许多种类都热衷于利用花朵中的资源,例如富含能量的花蜜和富含蛋白质的花粉。问题是,它们大多是夜行性动物,因此它们与植物的互动很容易被忽略。而且说实话,我们就是不喜欢它们,我们的研究可能也因此存在偏见。

证据来自 蛇菖蒲 研究表明,蟑螂授粉对于那些生长在森林地面阴暗寒冷角落的植物来说尤为重要,而这些地方显然不是其他常见授粉昆虫的首选之地。诸如此类的研究不断拓展我们对开花植物繁衍策略的认知——远远超越了蜜蜂和蝴蝶在阳光明媚的草原上穿梭于迷人花丛中的经典画面。

阅读文章

Suetsugu, K. (2025). 蟑螂授粉确保非光合植物的有性生殖 Balanophora tobiracola。植物生物学,27(2)。 https://doi.org/10.1111/plb.13770

安德烈斯·佩雷拉-瓜克塔

安德烈斯是一位哥伦比亚生物学家,他对动植物相互作用充满热情,并渴望在学术界之外分享科学知识。他目前正在墨西哥国立自治大学攻读硕士学位。他的主要研究兴趣围绕开花植物与其传粉动物之间的关系,以及它们如何应对我们快速变化的世界。

安德烈斯·佩雷拉-瓜奎塔 (Andrés Pereira-Guaqueta) 的西班牙语翻译。

封面图片由 扎克城 (iNaturalist)。

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作者

Andrés Pereira-Guaquetá

安德烈斯是一位哥伦比亚生物学家,他对动植物之间的相互作用着迷,并渴望与学术界以外的人们分享自然故事和科学知识。他拥有墨西哥国立自治大学生态学硕士学位。

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