雌雄異株的隱花植物如何繁衍後代?

本文圍繞雌雄異株的隱花植物的繁衍問題展開,以榕樹與榕小蜂為例,居間了二者經長期協同進化形成的一對一專一互惠共生關係,以及榕樹依靠榕小蜂完成傳粉繁衍的具體機制

雌雄異株的隱花植物如何繁衍後代

雌雄異株的隱花植物,雌花與雄花分別生長在不同的植株體上,似乎很難將雄花的花粉傳播到雌花的柱頭上。那麼,它們是怎樣繁衍後代的呢?原來,它們靠的是一些與植物協同進化的昆蟲。寄生在榕樹上的榕小蜂與榕樹之間,就是特別專一的進化關係的範例。現在已知有98%的榕樹種類,保持著一種榕樹只讓一種榕小蜂傳粉的專一關係。而一種榕小蜂一生也僅給一種榕樹傳粉,它們互相之間保持著嚴格的一對一關係。所以,榕樹與傳粉榕小蜂成為科學家們研究生物互惠共生和協同進化的典型實例。

一般來說,依靠昆蟲傳播花粉的植物都有著美麗或香甜的花朵,這樣才能引誘昆蟲來為它傳粉。但是,榕屬的樹雖然也靠昆蟲傳粉,卻沒有美麗的花朵,它的一朵花甚至比我們書本上的一個句號還要小很多。許多朵花簇生在一個膨大的花序托裡面,構成一個隱頭花序。由於花很小很幼嫩,容易遭到昆蟲的噬咬破壞,所以經過長期的進化,榕樹的花序將所有的花包裹起來,保護花朵。這在進化史上是一大進步,但同時也產生了一個問題,誰來為它們傳粉?甲蟲、蠅類、蝶類、蜂類和蚊類等昆蟲雖然有各不相同的口器,但個體太大,都不能為其傳粉。最終,一種特殊的昆蟲應運而生,這就是榕小蜂。

以雌雄異株的榕樹為例,雌株上只有雌花,雄株上有雄花和癭花。癭花是雌花特化的一種中性花,不能結果,只供榕小蜂產卵。癭花柱頭很短,正好適合榕小蜂產卵器的長度,可以方便地孵化出新一代榕小蜂。榕小蜂在每個癭花的子房裡產下一個卵,經過短暫的孵化後,幼蟲誕生了,它會占據癭花子房,這時的榕樹會像哺育自己的孩子一樣,源源不斷地向幼蟲輸送營養。被幼蟲寄生的榕樹只會開雄花不結果,幾乎將光合作用產物全用來培育幾十萬隻小蜂上。那麼,榕樹自身如何實現繁殖呢?也許是造化弄人,也許是自然的神機妙算,榕樹的無私奉獻得到了意外的收穫。一些小蜂誤入歧途,從雄性榕樹飛到雌性榕樹上,這時等待它們的只有雌花,雌花花柱很長,小蜂鑽進去後由於產卵器太短,無法產卵,就在它們輾轉尋找產卵地的過程中,身上的花粉無意間擦到了雌花長長的柱頭,傳粉便在這環環相扣的巧合中完成了。那些本來要尋找癭花卻誤入歧途的榕小蜂,在耗盡體力之後死在花序內,它們雖然沒有按照生物的本能完成繁衍後代的任務,卻神奇地充當了植物的媒婆。最為奇妙的是,每年春季,當榕小蜂大量成熟,飛出尋找癭花時,榕樹枝頭卻掛滿雌花序,癭花花序不足20%,也就是說榕樹以精確的時間差迫使絕大多數榕小蜂為它服務,只傳粉不產卵。這似乎是一種無謂的犧牲,無償的奉獻,其實不然,榕樹由於榕小蜂的傳粉結出種子,歷經若干年後長大的榕樹又為榕小蜂的後代提供了棲息與繁育之地。

在漫長的進化過程中,榕樹由雌雄同株進化為雌雄異株;雄花由分散在四周進化為集中在花序口部;雌花由既能結實又能撫育幼蟲的低級階段分化成專供榕小蜂棲息的癭花。雄蜂由於一輩子都在密閉、黑暗的花序內生活,翅、眼和步行足退化,體色褪淡,雌蜂則產生可以削扁頭部往花序里鑽的結構。“榕-蜂”之間經過相互適應,相互選擇,形成的一對一的專一性共生關係,使它們“合則皆旺,分則皆亡”。微小的榕小蜂和龐大的榕樹互幫互助,相依為命,缺一不可。世界上有700多種榕樹,中國有100多種,它們中的每一種都有自己特有的榕小蜂,這讓我們不得不感嘆自然的造化!