花朵的颜色、大小和形状千姿百态。它们可以像小喇叭或铃铛一样,也可以像盛满花蜜的杯子或吸管一样。有些甚至像…… 精致的仙女拖鞋 or 诡异的外星卵而另一些则长有精巧的花瓣,模仿真菌和昆虫。至于 毛茛有些植物的花瓣部分融合形成一条长长的弯曲茎干,使它们的花朵看起来像一个迷你象头。但这有什么用呢?
虽然奇特的花朵造型在吸引传粉昆虫方面往往发挥着作用,但这种奇特附属物的具体功能却从未得到充分证实。直到现在。 今年发表的一篇文章 Annals of Botany 研究表明,某些毛蕊花的喙状花瓣是一种精细调节的机制,可以控制花粉向动物访客的输送。
由童泽宇博士领导的一组来自中国和美国的研究人员,对生长在横断山脉(紧邻喜马拉雅山脉)的三种姊妹毛蕊花物种的传粉昆虫行为和花粉传播策略进行了比较。其中一种, 尖头虱这种植物没有奇特的象鼻状结构。在这个物种中,花朵的上部花瓣融合形成一个短小的兜状物,从上方覆盖着产生花粉的雄蕊。而在另外两个物种中, 头状马先蒿 和 鼻状马先蒿这种基本的冠状结构延伸成长度不一的细长漏斗状结构,完全包裹住花药。因此,它们的花粉粒只能通过花茎顶端的一个小孔释放出来。 循着一只合适的蜜蜂客人的嗡嗡声而来.

尽管这三种植物的花朵结构各不相同,但它们都由同一种生活在山区的熊蜂授粉。然而,这种毛茸茸的小家伙对待不同类型花朵的方式却不尽相同。事实上,熊蜂访问无喙植物的频率远高于其他植物。由于无喙植物提供的食物更容易获取,熊蜂在无喙植物之间移动得更快,而在形似象鼻的花朵上停留的时间则更长。即便如此,研究人员发现,每次访问最长喙的花朵,释放出的花粉量也远少于其他花朵。换句话说,这种奇特的附属物似乎限制了花粉的释放。
为了验证他们的野外观察结果,童和他的团队进一步设计了一系列精巧的实验室实验。他们将塑料吸管制成不同长度和弯曲度的毛蕊花花茎模型。在模型中填充颗粒大小与花粉相似的人造粉末后,研究人员以蜜蜂嗡嗡声的平均频率对这些模型进行机械振动。实验结果证实了真实花朵的观察结果:随着塑料花茎变得更长、弯曲度更大,每次振动释放的人造花粉比例就越小。
作者指出,通过少量散播花粉,长着象鼻状花冠的花朵或许能吸引更多熊蜂,并将花粉传播到更多适宜的植物上,从而促进繁殖。控制花粉量还能缓解毛蕊花与其传粉昆虫之间因花粉供应有限而产生的利益冲突。植物希望花粉能够传播到其他适宜的花朵上,而蜜蜂则将花粉作为幼虫的主要蛋白质来源。或许,这些长着大鼻子的花朵进化出这种形态,正是为了降低所有花粉最终都成为幼蜂食物的可能性。

除了提供答案之外,这项研究还提出了一系列全新的问题。例如,研究人员统计了每朵花在熊蜂单次访花过程中接收到的外来相容花粉粒的数量。出乎意料的是,他们发现短吻花品种在花粉损失和获取之间达到了最佳平衡。这是否意味着更长的花茎实际上并非更佳选择?是否存在一个有利于授粉的最佳花茎长度?花茎的大小和弯曲度是否会影响花粉到达目标地点的频率?关于这些以及其他许多花卉的进化历程,仍有许多谜团等待我们去揭开。
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Tong, ZY, Wu, LY, Armbruster, WS, Huang, SQ (2026)。 “象鼻状”上部花冠的生态功能 椎弓根 种。 Annals of Botany,137:703-711。 https://doi.org/10.1093/aob/mcaf278
安德烈斯·佩雷拉-瓜克塔 (Andrés Pereira-Guaquetá) 的西班牙语翻译。
封面图: 鼻状马先蒿,研究物种中花干最长的物种。 照片修改自 Jasmine Star.