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说起植物和动物的关系,也许大家会想到蜜蜂在花朵上采集花蜜,兔子吃草,或者是猪笼草抓到只大苍蝇。不过,植物和动物的关系并不是简单的吃与被吃,它们之间的关系错综复杂,有利用、欺骗、诱惑。绚丽的花朵不一定意味着美食,香甜的气味也可能是吞噬生命的诱饵,不同的植物和动物竞相在地球这个大舞台上亮相。如此复杂的关系让世界变得丰富多彩,也正是因为如此,生命才不断演化出更为精巧的形态。
这样的表演是如何被我们发现并了解的呢?其实,这就是吸引无数植物学家终其一生的题目。而我也有幸成为记录者中的一员。我们这次就以兜兰花为目标,去窥探神奇的大自然吧!
等待表演
石壁上,我们的目标——兜兰花分外醒目,它们的花朵上都挂着一个个小兜子。不过,这些兜子里可没有花蜜甜浆,那是用来欺骗昆虫的。那么,有哪些昆虫会被兜兰花骗来?这些小兜子在欺骗过程中究竟有什么用处?昆虫是怎样进入这些陷阱的……紧盯花朵,记录昆虫行为,就是我们要做的事情。
记录昆虫的行为数据是很重要的工作,那是我们破解兜兰花欺骗秘籍的线索。
跟我们平常熟悉的蜂群与蝶群被花朵们所吸引的熙熙攘攘的景象不同,被兜兰花吸引的昆虫少之又少,于是我们大部分时间都是在等待中度过的,有时还会遇到恶劣天气。当然,等待总会有回报,精彩的传粉过程,熊蜂、隧蜂、蜜蜂、食蚜蝇的表演都留在了底片上。在拍下照片的那一刻,等待的所有烦恼都被一扫而光。耐心是植物学家必须具备的品质。
到底有没有味儿
昆虫是怎样被这些花朵吸引过来的呢?从昆虫的感官上来说,颜色和气昧必定是吸引它们纷至沓来的信号。就像我们会被炸鸡的香味吸引一样,花香对昆虫们也有难以抗拒的吸引力。并且,每类昆虫都有自己特别的气味偏好。比如,蜂类就比较喜欢香甜气味,而蝇类更喜欢腐臭味,至于鸟类,完全没有嗅觉,有味儿、没味儿都一样。与此对应,每类植物都有自己独特的气味,甚至还有些植物会散发出雌性昆虫的气味来诱惑雄性昆虫进行传粉。
为了探秘兜兰花是用什么气味把昆虫吸引过来的,我们必须测定它们的气味成分。当然,光用鼻子闻是不行的,我们需要了解其中的每一种化学物质,于是就用上了气体采样仪和采样管。简单地说,我们用硅胶管和塑料袋组建了一个气体循环装置,就像鱼缸中的循环水系统那样。在气流通过兜兰花朵的时候,就会带上它们的气味,然后带着气味的气流通过专门的玻璃管(里面有吸收剂),气味分子就被拦截下来。等野外采集完毕,我们会把这些带有花香的玻璃管带回实验室,通过加热把采集到的气味释放出来,然后用色谱-质谱仪(GC-MS)来检测其中的种类,这样我们就能知道兜兰花究竟散发着什么味儿了。
颜色的小秘密
与气味一样,颜色在花朵吸引昆虫的过程中也有举足轻重的作用。蜂类对蓝色和黄色极为敏感,而蝇类偏爱黄色和褐色,鸟类则完全经受不起红色的诱惑。所以,颜色的测定对于我们了解花朵的传粉对象有重要意义。
简单的颜色辨别,我们会用比色卡来判断。用这种卡片与花朵进行比照,直到找出与花朵颜色一致的色卡,我们就能说,这朵花就是卡片上标注的颜色了。
当然,对比色卡存在人为因素的影响,因为人眼的判断存在差别,于是我们会用到色度仪。色度仪可以准确地测量花朵的颜色,给出准确的色度数值,有了这样的数值,我们就能判断,究竟是哪种颜色把昆虫招引而来。
高明的骗术
经过5年的实验,我们慢慢了解了兜兰的种种骗术。比如小叶兜兰靠颜色来吸引昆虫,它退化的亮黄色雄蕊分外醒目,没有香气,没有斑点,仅仅是黄色就足够了。因为黄色是成年食蚜蝇的最爱,对它们来说,黄色代表花粉的颜色。特别是雌性食蚜蝇对黄色情有独钟,因为它们要从花粉中吸取足够的蛋白质才能生儿育女,甚至涂成黄色的实验圆盘对它们也有强大的吸引力。
而长瓣兜兰会利用昆虫爱子心切的弱点来蒙骗它们。长瓣兜兰的传粉者也是食蚜蝇,顾名思义就是吃蚜虫的蝇。由于食蚜蝇的幼虫没有远距离移动的能力,雌性食蚜蝇一般会将卵产在蚜虫的附近,这样食蚜蝇的幼虫一出世就有充足的食物。
长瓣兜兰在模拟繁殖场所上做足了文章,它的花瓣基部长了很多黑栗色的小突起,这些小突起就是在模拟大量蚜虫。这样一来,急于产卵的雌性食蚜蝇就会被这些假蚜虫所吸引,落入长瓣兜兰精心设计的陷阱,在产卵的同时帮助兰花传粉。雌性食蚜蝇产卵之后会迅速从长瓣兜兰花上撤离,它们可能觉得给子女找到了一个安身立命之处,却不知孩子们将要面对一场厄运——幼虫从卵中孵化出来之后,会因为没有食物而被饿死。
了解骗术
在了解了兜兰花的骗术之后,植物学家们还需要做一件事,就是了解这种骗术的效果如何。我们需要去调查每座山上兜兰花的数量,然后再统计每座山上的兜兰花会结出多少果实,这样我们就能大致了解这一骗术的效果。其实大多数兜兰花都很难骗来虫子,也就无法完成传粉、繁殖的任务。
当然,兜兰花不结果也可能有其他原因。比如,它们有可能是自己给自己授粉而不结果,或者因近亲授粉而不结果。为了排除这些情况的干扰,我们还必须进行人工授粉来检测兜兰花的实际繁殖能力。
一般情况下,我们会做好多组不同的授粉组合,比如把一朵花的花粉涂抹到这朵花的雌蕊上(自花授粉);把花粉涂抹到同一植株另外一朵花的雌蕊上(同株异花授粉);把花粉涂抹到另植株的花朵雌蕊上(异株异花授粉)。
除了这些情况,还有一个情况就是植物有可能自己给自己授粉。于是,我们会用硫酸纸制成的外罩把花朵关起来,看看它们有没有可能自己给自己授粉。
通过这些实验,我们就能知道,兜兰花需要怎样传播花粉才能结出种子了。当然,也能知道哪种昆虫才是最有效的传粉者。
这样的表演是如何被我们发现并了解的呢?其实,这就是吸引无数植物学家终其一生的题目。而我也有幸成为记录者中的一员。我们这次就以兜兰花为目标,去窥探神奇的大自然吧!
等待表演
石壁上,我们的目标——兜兰花分外醒目,它们的花朵上都挂着一个个小兜子。不过,这些兜子里可没有花蜜甜浆,那是用来欺骗昆虫的。那么,有哪些昆虫会被兜兰花骗来?这些小兜子在欺骗过程中究竟有什么用处?昆虫是怎样进入这些陷阱的……紧盯花朵,记录昆虫行为,就是我们要做的事情。
记录昆虫的行为数据是很重要的工作,那是我们破解兜兰花欺骗秘籍的线索。
跟我们平常熟悉的蜂群与蝶群被花朵们所吸引的熙熙攘攘的景象不同,被兜兰花吸引的昆虫少之又少,于是我们大部分时间都是在等待中度过的,有时还会遇到恶劣天气。当然,等待总会有回报,精彩的传粉过程,熊蜂、隧蜂、蜜蜂、食蚜蝇的表演都留在了底片上。在拍下照片的那一刻,等待的所有烦恼都被一扫而光。耐心是植物学家必须具备的品质。
到底有没有味儿
昆虫是怎样被这些花朵吸引过来的呢?从昆虫的感官上来说,颜色和气昧必定是吸引它们纷至沓来的信号。就像我们会被炸鸡的香味吸引一样,花香对昆虫们也有难以抗拒的吸引力。并且,每类昆虫都有自己特别的气味偏好。比如,蜂类就比较喜欢香甜气味,而蝇类更喜欢腐臭味,至于鸟类,完全没有嗅觉,有味儿、没味儿都一样。与此对应,每类植物都有自己独特的气味,甚至还有些植物会散发出雌性昆虫的气味来诱惑雄性昆虫进行传粉。
为了探秘兜兰花是用什么气味把昆虫吸引过来的,我们必须测定它们的气味成分。当然,光用鼻子闻是不行的,我们需要了解其中的每一种化学物质,于是就用上了气体采样仪和采样管。简单地说,我们用硅胶管和塑料袋组建了一个气体循环装置,就像鱼缸中的循环水系统那样。在气流通过兜兰花朵的时候,就会带上它们的气味,然后带着气味的气流通过专门的玻璃管(里面有吸收剂),气味分子就被拦截下来。等野外采集完毕,我们会把这些带有花香的玻璃管带回实验室,通过加热把采集到的气味释放出来,然后用色谱-质谱仪(GC-MS)来检测其中的种类,这样我们就能知道兜兰花究竟散发着什么味儿了。
颜色的小秘密
与气味一样,颜色在花朵吸引昆虫的过程中也有举足轻重的作用。蜂类对蓝色和黄色极为敏感,而蝇类偏爱黄色和褐色,鸟类则完全经受不起红色的诱惑。所以,颜色的测定对于我们了解花朵的传粉对象有重要意义。
简单的颜色辨别,我们会用比色卡来判断。用这种卡片与花朵进行比照,直到找出与花朵颜色一致的色卡,我们就能说,这朵花就是卡片上标注的颜色了。
当然,对比色卡存在人为因素的影响,因为人眼的判断存在差别,于是我们会用到色度仪。色度仪可以准确地测量花朵的颜色,给出准确的色度数值,有了这样的数值,我们就能判断,究竟是哪种颜色把昆虫招引而来。
高明的骗术
经过5年的实验,我们慢慢了解了兜兰的种种骗术。比如小叶兜兰靠颜色来吸引昆虫,它退化的亮黄色雄蕊分外醒目,没有香气,没有斑点,仅仅是黄色就足够了。因为黄色是成年食蚜蝇的最爱,对它们来说,黄色代表花粉的颜色。特别是雌性食蚜蝇对黄色情有独钟,因为它们要从花粉中吸取足够的蛋白质才能生儿育女,甚至涂成黄色的实验圆盘对它们也有强大的吸引力。
而长瓣兜兰会利用昆虫爱子心切的弱点来蒙骗它们。长瓣兜兰的传粉者也是食蚜蝇,顾名思义就是吃蚜虫的蝇。由于食蚜蝇的幼虫没有远距离移动的能力,雌性食蚜蝇一般会将卵产在蚜虫的附近,这样食蚜蝇的幼虫一出世就有充足的食物。
长瓣兜兰在模拟繁殖场所上做足了文章,它的花瓣基部长了很多黑栗色的小突起,这些小突起就是在模拟大量蚜虫。这样一来,急于产卵的雌性食蚜蝇就会被这些假蚜虫所吸引,落入长瓣兜兰精心设计的陷阱,在产卵的同时帮助兰花传粉。雌性食蚜蝇产卵之后会迅速从长瓣兜兰花上撤离,它们可能觉得给子女找到了一个安身立命之处,却不知孩子们将要面对一场厄运——幼虫从卵中孵化出来之后,会因为没有食物而被饿死。
了解骗术
在了解了兜兰花的骗术之后,植物学家们还需要做一件事,就是了解这种骗术的效果如何。我们需要去调查每座山上兜兰花的数量,然后再统计每座山上的兜兰花会结出多少果实,这样我们就能大致了解这一骗术的效果。其实大多数兜兰花都很难骗来虫子,也就无法完成传粉、繁殖的任务。
当然,兜兰花不结果也可能有其他原因。比如,它们有可能是自己给自己授粉而不结果,或者因近亲授粉而不结果。为了排除这些情况的干扰,我们还必须进行人工授粉来检测兜兰花的实际繁殖能力。
一般情况下,我们会做好多组不同的授粉组合,比如把一朵花的花粉涂抹到这朵花的雌蕊上(自花授粉);把花粉涂抹到同一植株另外一朵花的雌蕊上(同株异花授粉);把花粉涂抹到另植株的花朵雌蕊上(异株异花授粉)。
除了这些情况,还有一个情况就是植物有可能自己给自己授粉。于是,我们会用硫酸纸制成的外罩把花朵关起来,看看它们有没有可能自己给自己授粉。
通过这些实验,我们就能知道,兜兰花需要怎样传播花粉才能结出种子了。当然,也能知道哪种昆虫才是最有效的传粉者。