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打假了!誰來管管自然界最強造假廠牌,一種植物“造假”整片森林

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中國科協(xié)、中科院攜手“互聯(lián)網(wǎng)+科普”平臺,深耕科普內(nèi)容創(chuàng)作
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出品:科普中國

作者:廖鑫鳳

監(jiān)制:中國科普博覽

同人類社會一樣,自然界也存在這種現(xiàn)象:有真貨就有造假。植物看著好像沒有什么“心眼”,但它們的造假現(xiàn)象也是罄竹難書。

植物走上造假之路的原因,跟我們?nèi)祟惿鐣械脑旒佻F(xiàn)象也差不多,因為“真貨”的競爭力足夠強,后來的那就沒必要在殘酷的大自然中去創(chuàng)新了,成本太高。不如就比著“真貨”的樣子造個假,成本低、收益高。

我們看到的植物的花、葉與種子中都存在著造假現(xiàn)象,先來看看花吧。

“造假花”:開在真貨旁邊,總有看錯走錯的

植物中造假最多的,那還得是花。

因為多數(shù)花都要吸引動物過來傳粉,但吸引傳粉動物是需要提供“報酬”——花粉或者花蜜的,所以有些植物就演化出了“行騙”的辦法。它們不產(chǎn)生這樣的“報酬”,但開在有“報酬”的花旁邊,在花的外形上與有“報酬”的花保持一致,這種現(xiàn)象被稱為貝氏擬態(tài)(Batesian mimicry)。

貝氏擬態(tài)指的是一種生物在某種特征上模擬其他的生物,達到能夠欺騙它防御或者吸引另一種生物的現(xiàn)象。貝氏擬態(tài)在動物界中很常見,比如我們經(jīng)常能夠看到的一些毛毛蟲,在身體上有一些類似蛇眼的斑點,當(dāng)鳥類等捕食者看過去時,以為它們是蛇,就會被嚇退。

但科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在植物中,這種現(xiàn)象比我們想象得常見,最典型的是一種生活在南非的蘭科迪薩屬(Disa pulchra)植物的花。我們看看下面這兩株花。

如果只看花的話,大家可能很難想到,這其實是完全不同、親緣關(guān)系很遠的兩種植物

圖片來源:參考文獻[1]

左邊是正主,屬于鳶尾科的喇叭蘭屬植物Watsonia lepida。右邊則是它的“高仿號”——蘭科迪薩屬的成員Disa pulchra。

這樣對比更明顯,左為喇叭蘭屬,右為蘭科Disa pulchra

(圖片來源:參考文獻[1])

這兩種花無論在整體外形上,還是顏色、花的大小、數(shù)量上都十分相似。早期的植物學(xué)家,甚至?xí)堰@兩種完全不同科的植物混淆。尤其是當(dāng)兩種植物的生境重疊在一起的時候,植物學(xué)家在野外很難一眼把它們兩者區(qū)分開來。

科學(xué)家對兩者在野外的訪花昆蟲的觀察也證實了植物會“造假”這一點。兩者的主要傳粉者都是一樣的,而且還存在訪花昆蟲在兩種花之間交錯訪問的情況。這也就完全證明了,“造假花”對于它的欺騙對象來說,是足夠以假亂真的。

“造假花”的目的,現(xiàn)在就十分明顯了——通過“造假”,花以低成本獲得了傳粉服務(wù)。

“造假果”:你有營養(yǎng),我有時間

果實與種子中也存在著與花類似的造假行為,而且多數(shù)時候是用種子來模擬果實,可以算得上非常“有種”了。

這些植物欺騙的大多數(shù)是鳥類,比如我們常見的紅豆屬植物,它們有著鮮艷的種子,多數(shù)時候是紅色的,看著像鮮艷的果實,紅色對鳥類來說也十分醒目。

大多數(shù)豆類植物傳播種子的過程是這樣的:果莢扭開后(是的,它們自己扭自己),種子掉落,趁機散布種子。

豆類植物一般通過扭轉(zhuǎn)豆莢散布種子

(圖片來源:參考文獻[2])

紅豆屬不一樣,它們的種子會偽裝成果實的樣子,引誘嘴饞的鳥類上鉤,進而為其散播種子。它們的果莢開裂后,種子仍然躺著,或者掛在果莢內(nèi),種臍連著果莢不放手。紅色的種子就這么掛在樹上,在棕色果莢的映襯下格外醒目,就像一粒粒果實一樣。

掛著的紅豆屬種子,是不是像果實一樣?

(圖片來源:Flickr)

但它們并沒有肉質(zhì)的部分可以給鳥類取食,而且它們的種子很硬,又有毒。看得出來,它們本質(zhì)上只是在偽裝成果子而已。

紅豆屬果實解剖圖

(圖片來源:參考文獻[3])

不過,這種模擬是有風(fēng)險的。在一次次被騙之后,鳥類可能會知道這類種子并不是果實,沒有可消化的營養(yǎng),從而放棄取食。

在野外,紅豆屬的種子被取食的概率其實并不高。但種子周圍沒有肉質(zhì)的部分,也讓它們能夠在空中有更長的“保鮮”時間,“掛果”的時間會更長。在這么長的時間里,即使只是偶爾騙到鳥類來散布,這也是一次劃得來的買賣了。造假的本質(zhì)不就是以小博大么,它們是懂賭的。

“造假葉”:靠近你,我就成了你

當(dāng)然你要說植物界最強的“造假”,筆者覺得還得是避役藤(Boquila trifoliolata)。

這是在南美溫帶雨林中發(fā)現(xiàn)的一種木質(zhì)藤本,它一下子將植物的“造假”能力提升到了令人難以置信的程度,它僅用一種藤本,能偽造起碼12種它搭上的宿主喬木。真可謂是“低投入,高回報”?。?/p>

避役藤本來是木通科的成員,跟我們吃過的野果“八月炸”屬于一個家族的成員。避役藤本來的葉子也跟它們一樣,單個葉子是由三裂葉組成的復(fù)葉。

避役藤的本來葉片面目

(圖片來源:維基百科)

但當(dāng)它攀援上一個宿主后,它的葉子就會發(fā)生極大的變化,朝著宿主葉片的樣子再重造,孫悟空72變,它12變。

這就十分神奇了,偽造一種還好理解,但每一種宿主的葉片都不盡相同,完全體現(xiàn)了“沒有兩片相同的葉子”。

但是避役藤的“造假”能力就是這么高超??茖W(xué)家用11個葉片性狀來比對避役藤與宿主的相似性,發(fā)現(xiàn)兩者在葉片角度、葉片大小、葉柄長度與葉片顏色等9個性狀上,都十分相似??梢哉f,避役藤在葉片的各個維度上都做到了十足的模擬,夾雜在宿主葉片中,達到了粗看一眼真假難辨的地步。

避役藤(V)和它們擬態(tài)的不同宿主(T)

(圖片來源:參考文獻[4])

更為有趣的是,同一株避役藤在不同宿主間穿梭時,甚至還是能擬態(tài)不同的宿主。到現(xiàn)在為止,我們都還不能確定它造假的極限到底在哪兒,也許它是植物界造假的萬花筒。

一株避役藤擬態(tài)不同宿主的葉片,

(圖片來源:參考文獻[4])

避役藤用盡渾身解數(shù),精通造假技術(shù),到底圖點啥?

科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過“造假”,避役藤是能降低被捕食的風(fēng)險的。相較于未搭上宿主或者未擬態(tài)的個體,與宿主葉片融為一體的個體被捕食的風(fēng)險明顯更低。因為避役藤的葉片密度一般會比宿主低,通過“造假”暗度陳倉,融入宿主之中后,哪怕宿主遭到了捕食,風(fēng)險更大的也是宿主。

不同避役藤個體在搭上宿主、未搭上宿主與搭上無葉的樹干時,被捕食強度統(tǒng)計(圖片來源:參考文獻[4])

結(jié)語

看完植物的“造假”之路后,你是不是不相信植物是個“老實人”了?無論是花、葉還是種子的“造假”,它們通過這一招,降低了自己的投入成本,大大提高了在自然界生存下去的可能性。

但需要提醒大家的是,大自然的運行法則是可以“蠻荒”的,只要“造假”能獲得生存優(yōu)勢就能行,一切都將交給自然選擇去審判與篩選。但人類社會是由我們自己構(gòu)建的,為了維護市場正常運行,其中的規(guī)則也應(yīng)當(dāng)由我們遵守,可不敢學(xué)大自然去造假呀。

參考文獻:

[1] Janzen, Daniel H., Winnie Hallwachs, and John M. Burns. "A tropical horde of counterfeit predator eyes." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.26 (2010): 11659-11665.

[2] Armon, Shahaf, Efrati, et al. Geometry and Mechanics in the Opening of Chiral Seed Pods.[J]. Science, 2011.

[3] Peres, C. A , Roosmalen V , et al. Avian dispersal of "mimetic seeds" of Ormosia lignivalvis by terrestrial granivores: deception or mutualism?[J]. Oikos, 1996.

[4] Gianoli, Carrasco-Urra. Leaf Mimicry in a Climbing Plant Protects against Herbivory[J]. CURR BIOL, 2014, 2014,24(9)(-):984-987.

編輯:郭雅欣

(注:文中拉丁文部分應(yīng)為斜體。)

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評論
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太師級
大自然的運行法則是可以“蠻荒”的,只要“造假”能獲得生存優(yōu)勢就能行,一切都將交給自然選擇去審判與篩選。但人類社會是由我們自己構(gòu)建的,為了維護市場正常運行,其中的規(guī)則也應(yīng)當(dāng)由我們遵守,可不敢學(xué)大自然去造假呀。
2023-03-16
坦 蕩 蕩
少師級
植物走上造假之路的原因,跟我們?nèi)祟惿鐣械脑旒佻F(xiàn)象也差不多,因為“真貨”的競爭力足夠強,后來的那就沒必要在殘酷的大自然中去創(chuàng)新了,成本太高。
2023-03-16
傳承解惑
大學(xué)士級
大自然的運行法則是可以“蠻荒”的,只要“造假”能獲得生存優(yōu)勢就能行,一切都將交給自然選擇去審判與篩選。
2023-03-16