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姜苗果是什么?雨林皇后九翅豆蔻的繁殖秘密

已有 849 次阅读 2018-10-1 11:41 |系统分类:科普集锦| 姜苗果, 九翅豆蔻, 花柱卷曲, 传粉, 姜科植物

热带雨林中有非常非常多奇特的植物,形态各异,花色万千,果实独特。总有那么几个特征能够吸引人的眼球。在版纳植物园多年,你若问我最喜欢什么植物?从个人喜好来说,就要数九翅豆蔻,也就是老百姓说的“姜苗果”了。

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傣族人在市场上卖的姜苗果



傣族美味姜苗果


故名思议,“姜苗果”就是姜一样的植物长出的果子。可以用来当水果吃。姜科是热带雨林湿润之地的重要组成植物,具有大大的叶子,花一般都很好看。西双版纳的姜科植物非常多,约有75种之多(还有4个变种),最重要的是具有独特的香味,如姜、野姜、九翅豆蔻、砂仁、茴香砂仁、黄姜花、白姜花、红豆蔻等等,老百姓通常将其种植在庭院周围,用来制作各种独特的雨林大餐。


比如前几天我们在勐仑的曼仑寨子遇到的红豆蔻。红豆蔻在中国南方多有种植,成语“豆蔻年华”中的豆蔻指的就是它。为什么老百姓会将其种在房屋周围呢?原来,红豆蔻的根具有独特的香味,与一般的姜有所不同,傣族制作著名的傣味“臭牛皮”的时候,一定要放入红豆蔻的根,方能找到那种味道。可惜我也尚未吃过这道菜,下次一定要去尝一尝。

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曼仑傣族房屋边上的红豆蔻


话说回“姜苗果”上来。多年以前,初来版纳,第一次在市场上见到“姜苗果”,就特别好奇,这是什么东西?味道怎么样呢?怎么会长得这么奇特。


傣族美女说:“你吃嘛,不怕得呢!”  


听人家这么说,便觉得应该是没有毒。然后就拿了一个,剥开来看了看,尝了尝。初尝有甜味,咽下去便有股砂仁的味道。自此之后,每次吃姜苗果都有一种神秘莫测的雨林水果之感。同样也是过了多年之后,才明白傣族人口中的“你吃嘛,不怕得呢!”这句话是一句礼貌用语,劝你尝一尝的意思,并不是说“果子没毒”。


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姜苗果种子多,初尝有甜味,咽下去有股砂仁味



第一次遇到九翅豆蔻

于是,又过了好多年。。。


光阴荏苒,白骥过隙。在版纳几年之后,在博物馆右侧第一次看到了一种花,名为九翅豆蔻。九翅豆蔻的花生在地表,枯枝落叶之间,每朵花围成一圈,给人一种心灵的震撼。现在看图依然有同样的感觉。九翅豆蔻实在太漂亮了。


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九翅豆蔻:雨林中最靓的花


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生长在枯枝落叶中的九翅豆蔻花朵


九翅豆蔻同样属于姜科植物的一种。与黄姜花等不同,它的花隐藏在地表的落叶之中,每天早晨四点左右开放。每天开出一圈,花朵数量一般在九朵左右,花色晶莹剔透,形状特别精美,每个花序能够持续半个月以上。早上开花之后,会散发一股独特香味,吸引蜜蜂前来拜访。


九翅豆蔻可谓雨林中最霸气,最优雅的花卉之一。


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九翅豆蔻开花过程(朱仁斌摄影)


自此,本人就悄悄的喜欢上了九翅豆蔻。每到五六月份雨季来临之前,必定前去欣赏,拍摄九翅豆蔻。经过连续的观察之后,神奇的事情发生了。


九翅豆蔻的花凋谢之后,竟然结出了姜苗果。


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九翅豆蔻之花


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姜苗果


众里寻她千百度,那人却在灯火阑珊处。先看到姜苗果,过了几年认识了九翅豆蔻,又过了一年才知道原来姜苗果是九翅豆蔻的果实。


认识大自然就是这样的,需要一个缓慢的过程,有的是一天,有的是几年,有的是几十年,甚至上万年。



九翅豆蔻如何结出姜苗果?

老百姓或许不知道这种植物还有个名字叫九翅豆蔻,但肯定早已知道姜苗果是这种花结出来的果实。但九翅豆蔻是怎么结出姜苗果的呢?版纳植物园科学家在2007年发现了九翅豆蔻结果的精妙故事,揭开了它繁殖的秘密。


姜科植物具有无性繁殖的能力,它能够通过根部快速繁殖,占领空间,但无性繁殖会降低姜科植物抵抗恶劣环境的能力。为了保险起见,姜科植物的花选择相互授粉,尽量避免自交,或者避免兄弟姊妹间的授粉。最大限度的降低自交的几率,有效促进异交,以提高种子的遗传多样性。


那么它是如何实现的呢?


1.  花柱卷曲、避免自交


由于姜科植物的雄蕊和雌蕊都在同一朵花中,那么花儿怎么避免自己给自己授粉呢?如何避免同一朵花内的近亲结婚?姜科植物聪明的设计了花柱卷曲运动来避开自交。


第一种策略科学家将其称之为花柱卷曲运动。通过花柱的上下运动,从时空上避免自己的花粉,或者兄弟姐妹的花粉相互受粉。九翅豆蔻就是这种花柱运动的经典案例。


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蜜蜂拜访九翅豆蔻(请问现在是雌性还是雄性阶段?)九翅豆蔻花朵具有明显的黄色斑纹,如同灯塔一般,可引导前来拜访的蜜蜂,准确无误地沿着“高速路”进入花朵中。精准无误地带走花粉,或者将花粉蹭到柱头之上。


这就是著名的花柱卷曲性(flexistyly),是中国科学家李庆军等发现的独特繁殖方式。在山姜属植物以及豆蔻属中,虽然雌雄蕊都在同一朵花中,如下图的展示的,不同的时间段,姜花可以通过花柱向上翘(a花)和花柱向下卷曲(图b),实现早上是“雄花”,下午是“雌花”花朵会通过花柱上下卷曲,来避开雌雄蕊的冲突,实现了同一朵花具有雌雄两个状态。


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山姜属的花柱卷曲性(文献图)



2. 两种弯曲方式,促进异交

到此,你是不是觉得花儿还是挺有策略,蛮聪明的?


告诉你,九翅豆蔻的生儿育女的策略不止于此,它还有一个大招:不同的群体,花柱间弯曲方式不同。


为了更好地促进不同家族(居群)之间的杂交,形成更有优势的后代。九翅豆蔻还进化出了两种不同的弯曲策略。如下图所示:


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九翅豆蔻具有两种不同的弯曲方式(文献图)


有的家族早上柱头向下,晚上柱头向上,这样在功能上早上是“雌性”,下午是“雄性”,如上图左边的花朵;另外一些家族则反了过来,早上是“雄的”,下午是“雌的”,如上图右边的花朵


如此这般,便可实现每个果子都是两个家族结合的后代。这种繁殖策略堪称精妙绝伦,令人叹为观止。大自然真是神奇,植物还挺有趣。


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姜苗果,因果实有九个棱故名九翅豆蔻


如此这般,我们才能品尝到姜苗果这种味道独特的热带水果。


参考资料:Ren, P. Y., Liu, M., & Li, Q. J. (2007). An example of flexistyly in a wild cardamom species (amomum maximum (zingiberaceae)). Plant Systematics & Evolution, 267(1/4), 147-154.




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