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解剖尸花:花之臭 精选

已有 10311 次阅读 2013-8-16 11:31 |系统分类:科普集锦|关键词:尸花,臭花,,巨花马兜铃,大花犀角,疣柄魔芋,竹荪| 臭花, 尸花, 巨花马兜铃, 大花犀角, 疣柄魔芋

大花犀角花似腐肉,并散发出臭味,可吸引欺骗绿头苍蝇产卵,是尸花中的奇葩。 

人们因各种各样的原因喜爱植物,或因植物形态优美,或因果实美味,或因叶子漂亮,而人类喜爱植物最重要的因素在于花。因其形态多样、颜色艳丽或独特的气味,从古至今吸引了无数人的眼球,花成了植物最迷人的器官。就其气味来说,人们常常用香甜、醉美等来描绘花的气味,将鲜花渲染得极为诱人,如玫瑰的醉人、栀子的馨香、百合的幽香、荷花的清香等等。殊不知,有一些花却是臭的,被称为“尸花”。

“尸花”的颜色暗红,形似腐肉,凑近一闻,具有一股浓烈的臭味。在自然界中,尸花种类不多,零散地分布在各大植物类群中,如真菌中的鬼伞(或竹荪),天南星科中的疣柄魔芋,马兜铃科的巨花马兜铃,大花草科的大花草,以及萝藦科中的大花犀角等等。

版纳植物园是欣赏尸花的好地方。七八月份雨季到来之后,尸花纷纷上演,花架上好几种马兜铃,特别是巨花马兜铃,花大如肺,一朵朵挂在藤架上面,让人惊艳之余,还有点瘆的感觉。草丛中则多见疣柄魔芋,如大象屎一大坨,红丢丢的趴在草丛之中,夜间巨臭无比。若遇上正在开放的花朵,可见上百只屎壳郎趴在花上,啃噬它们的“大面包”。竹林中则可见到竹荪。竹荪外形像极了一位穿着白裙的舞女,然而盛开之时顶部会分泌一种棕黄色的粘液,极臭,但吸引大量苍蝇和蝴蝶前来,与之共舞。巨花马兜铃、疣柄魔芋和竹荪都是生物学中的经典例子,有生之年能亲眼见到,可谓人生之福。近日,版纳植物园苗圃另一种极为奇特的“尸花”---大花犀角又开花了。大花犀角不仅吸引苍蝇帮助其传粉,还诱骗其产卵,其招数比疣柄魔芋或马兜铃更加“高超”。能够看到此情此景,着实让人兴奋。

“尸花”里蕴含两个比较好玩的生态学故事。一是拟态腐肉或粪便,诱骗昆虫传粉;二是“尸花”个头很大,如大花草和大花魔芋是有花植物中,花朵最为巨大的植物。我们将逐一介绍这两个故事,本文首先来看“尸花”,另外一篇文章中我们再讲解尸花为什么如此巨大。

“尸花”颜色上模拟腐肉,并发出臭味吸引蚊蝇拜访,利用苍蝇散播孢子或传播花粉。植物学家将“尸花”的这种机制称为“传粉综合症”。在一般的传粉关系中,昆虫帮助植物传粉,植物给昆虫一些食物回报,二者互惠互利。“传粉综合症”则不然,“尸花”通过色臭味吸引昆虫后,花朵上还有特殊的装置困住传粉者,直到传粉过程完成之后,方才释放传粉者出去。如版纳植物园中的几种“尸花”中,巨花马兜铃是欺骗诱惑+陷阱+无食物,疣柄魔芋是欺骗诱惑+食物+陷阱,大花犀角则是欺骗诱惑+无食物+欺骗其产卵,每种“尸花”的策略各不相同。

 

      巨花马兜铃属藤本植物,心肺一般的“尸花”挂在空中,令人心里发毛

巨花马兜铃花蕊藏在“铃铛”中,外表硕大的花朵如心肺一样挂在空中,散发出一股淡淡的臭味。在硕大的花朵中央开了一个小小的入口,通过复杂的通道,苍蝇才能进入兜中。一旦进入之后,苍蝇便出不来了,直到昆虫沾满了花粉,通道内的毛萎缩之后,才能离开。


疣柄魔芋形似大象粪,可急速升温,散发巨臭,吸引大量屎壳郎帮助其传粉

疣柄魔芋生长在地面上,先开花后长叶。巨大的佛焰苞花序中间具有一大坨“大面包”,大面包下面是其雌蕊和雄蕊。惊奇的是,疣柄魔芋花序成熟时候,能快速升温,将佛焰苞花序升温十度左右,将粪便的巨臭散发出去,吸引大量屎壳郎前来享用“大面包”。大量屎壳聚集在花序上,会因拥挤或各种原因,掉落到花冠之上。疣柄魔芋花内侧十分光滑,甲虫抓不住便会落进花基部分,沾染花粉,并最终帮助疣柄魔芋传粉。在植物界,疣柄魔芋能如此快速升温也算是奇葩之一。(小视频


绿头苍蝇在大花犀角花上产卵之后,蛆虫会在几个小时内孵化,最终因缺乏食物而被活活饿死

大花犀角植株看似仙人掌科植物(实际是萝藦科),开花后散发腐尸的臭味,吸引大量绿头苍蝇。令人惊讶的是绿头苍蝇竟然在其花朵之上产卵,并孵化成蛆虫,但蛆虫最终会被饿死。大花犀角对苍蝇的欺骗更深更狠,白白浪费了苍蝇的卵,对传粉者产生了害处。为什么绿头苍蝇会在大花犀角花上长卵依旧是个迷。或许是某种特定的化学物质引发苍蝇的产卵行为,或许和花上的毛也有一定的关系,现在还不大清楚。然而,可以肯定的是,大花犀角的传粉无疑是十分成功的。大花犀角原产自南非,因花形美丽而引入世界各地。既便其传粉机制对传粉者有害处,但因苍蝇分布极广且数量众多,致使大花犀角成为非常成功的物种,甚至在委内瑞拉形成入侵。(小视频

“尸花”传粉机制各不相同,均有臭味,但若细细探究,便可发现彼此的臭味还是有差异的,臭味之中也有学问。所谓“道在尿溺”,就好像屁臭一样,不同的臭味含有不同的化学物质,各种“臭味”的生理和生态学功能也不同。巨花马兜铃臭味清淡,疣柄魔芋有粪便的巨臭,大花犀角则有腐尸的臭味。南非植物学家为研究“尸花”的臭味,选取9种具有臭味的“尸花”,同时找来狗屎、马粪、死老鼠和腐烂的牛肉对比,发现152种,并鉴定出123种“臭味”中所含的化学物质。脂肪族、倍半萜、苯环型的、单萜、二萜、酚、及含NS的化合物均在“臭味”中检测出来。

在死尸和粪便中,死老鼠和腐肉中富含含硫化合物(二甲基二硫化物),死老鼠中还富含三甲基二硫化物;狗屎和马粪中含硫化合物不多,马粪中主要是萜类,狗屎中则是酚类、脂肪族,及含N的化合物吲哚。将尸花的成分与死尸和粪便相比,我们发现马兜铃中含挥发性酯类、含S化合物和吲哚,因此它的臭味是淡淡的,偶尔还能感到一阵酯类的清香;鬼笔的气味介于腐肉和粪便之间;疣柄魔芋则含有粪臭素和吲哚,以及腐烂蛋白的尸胺,再升温后会显得特别的臭;大花犀角虽然吸引绿头苍蝇,且迷惑苍蝇将其当作腐肉,在花上产卵,但化学分析表明,臭味中主要含有两种萜类,与死老鼠和腐肉的臭味和粪便的臭味皆不同,是一种难以用语言形容的臭味。

以上种种解释,基本说清楚了“尸花”与臭味的关系。臭味作为自然界中最为普通的交流策略之一,广泛被植物和动物利用。总体上,“尸花”数量不多。在生物的传粉与散布中,既有有花植物,又有真菌类生物。而植物界中,“尸花”也来自不同的类群,有天南星科、马兜铃科和萝藦科等等。这些植物间遗传关系十分遥远,但都采用了同样的策略来繁殖后代,其间的一些生态适应和进化意义还有待探究,方能为我们更好的剖析“尸花”的奥秘。

“尸花”之臭的故事就讲到这里了。版纳植物园今年种植了大量疣柄魔芋和各种马兜铃,苗圃工作人员也想多种一些大花犀角,或许明年七八月便可到版纳植物园参观各种大臭花。“尸花”中很多种类是植物中花朵最大的植物,可用来解释花朵大小的进化。下次我将再次“用刀”,剖析“尸花”背后的另一个科学故事。相信那将又是一个极为有趣的自然科学故事。

参考文献:Johnson S.D. , Jürgens A. 2010 Convergent evolution of carrion and faecal scent mimicry in fly-pollinated angiosperm flowers and a stinkhorn fungus. South African Journal of Botany 76:796– 807



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