认识旱金莲(Tropaeolum majus) 䧳雄蕊七上八下的智慧

马炜梁

<p>  旱金莲( Tropaeolum majum ) 属旱金莲科。草本,具乳汁,叶盾状着生。花两侧对称,花萼5,具有贮藏蜜汁的距;花瓣5 ,具爪;雄蕊8,2轮;子房上位,3心皮,3室,每室1胚珠,花柱1,柱头3裂。原产中美洲到南美洲,我国引入栽培,有时逸为野生。 </p> <p><br></p><p> 下面给你展示的是一朵花开放以后它的雄蕊不停地在运动着,而不是像一般的花朵雄蕊站着不动直到花谢,这究竟是为什么呢?让我们一起来了解旱金莲雌雄蕊运动的原因:旱金莲是蔓生或缠绕草本,在南美洲是由蜂鸟传粉的鸟媒植物,叶盾形,像一枚枚小荷叶煞是喜人,花黄色或红色,花的背后还有一枚由萼片凹陷延长成的"距",距内藏有蜜汁供蜂鸟前来吸食,</p> <p>  叶片圆形,盾状着生,叶柄长。</p> <p>  开花初期从正面看去,只见一枚花药在距的口部,还有7枚雄蕊怎么不见了?旱金莲子房内只有3颗胚珠,原则上只要得到3颗花粉的萌发就夠了,所以一枚花药就能夠完成整朵花授粉的任务。</p> <p>  (为了看得清楚故意把遮挡视线的5枚花瓣、4枚萼片分別用镊子除去了,只剩一片萼片后面凹陷形成的距和它下面的众多雄蕊)开花初期可以看到一枚雄蕊挺起在距的开口处,也就是蜂鸟的颈部必然要到达的地方,而且这枚雄蕊的花药壁解体了,花粉全暴露在外面,同时花药作了亇90度的上翘,使花粉更易被带走,而此时其它雄蕊是如此地守规矩,仍静静地躺在下面,而且还更深地弯下去了。</p> <p>  由于传粉的蜂鸟並不是时时都在,因此旱金莲就采取8个雄蕊依次逐个上翘的方式,延长授粉的时间,图上有3枚雄蕊已经上翘,右边一枚是最早上来的,它的花粉几已散尽,左侧的那个是第二枚上翘的,中央一枚是刚上来的,这枚正适合蜂鸟带走花粉。</p> <p>  你数一下已经上翘的雄蕊有几枚,它们多数都正在下顷过程中,唯独中间还有第8枚雄蕊花药飽滿,正准备上翘。此时能找到它的雌蕊吗?不能。</p> <p>  8枚雄蕊已经挨个上翘,现在已都下降了,花粉已经全部散尽,此时的花心却出现了一条粗大的花柱,起初它和雄蕊一样也是躺在下面的,花粉散尽的时侯它出场了,于是它做了一系列的动作:增粗、加长、上翘、三个柱头叉开,以便粘住更多的花粉,读者要奇怪了:花粉多的时侯你躺在下面不动,现在花粉已经散尽你却来要花粉了,不是很儍吗?</p> <p>  上一幅图是侧面,这幅是正面图,可以看到8枚雄蕊有规律地排向二侧,柱头三义每个柱头先端都有一滴粘液,这是为什么?</p> <p>  距的内壁(扫描电镜照片)大量的蜜汁就是由这些表面突起的毛分泌出来的。蜜汁多的时候几乎充满整个距。(沈敏健攝)</p> <p>  分泌毛的显微镜照片,可以看到它有很大的细胞核,是分泌组织的特点。(沈敏健攝)</p> <p>  现在我们来讨论几个问题:1、雄蕊上翘的意义:把充分成熟的雄蕊上举到蜂鸟采蜜时它的颈部必到的位置,因而蜂鸟的颈部羽毛成了传粉的载体。 2、雄蕊下降的意义:旱金莲把处于传粉最佳时期的雄蕊抬升到传粉的最佳位置,过了这个时间就不能再占用此空间,就得靠边、下降,让给处于传粉最佳时期的下一枚雄蕊,植物花朵内各部分的时间、空间的配合我们不用“巧妙”两字来形容,就再也找不到合适的词了。 3、两蕊异熟的意义:植物界普遍存在着雌蕊与雄蕊不同时成熟的现象,这种现象称为两蕊异熟,它造成了雌、雄蕊成熟的时间差,正是这个时间差有效地阻止了本朵花的花粉落到自已的柱头上,避免了自花授粉的发生,保证了异花传粉的实现,从而促进了个体间的基因交流,否则由于近亲繁殖造成有缺损的等位基因反复叠加,任何物种都将加速衰退以致灭亡,这是生物界的普遍规律,植物没有意识,但在千万年的进化中它早就明白了这个“拒绝近亲”的道理,不按此理做的今天就没有它们的后代,凡是按此理生活的今天就家族兴旺。 </p> <p>  扩散开去的问题: 1、旱金莲的花和许多植物一样是五基数的,也就是说它的萼片、花瓣、雄蕊都是5或5的倍数,可是旱金莲的雄蕊却是8,为什么少了2枚?联系到它开花的动作,再从花图式来探讨你能明白什么吗?。 2、如果你有一盆旱金莲或者花壇里正开放着此花,你可以自已观察、设计几个小题目,自己实验得出结论:例如:叶柄起初很短后来又长得特别长,它是用何种方式加长的?是平均加长还是有个生长点?8枚雄蕊上升的次序有何规律?哪个先上哪个后下?花朵下部的3个花瓣上有些小裂片,它们对保护蜜汁防止被盗食是否有用?你能否设计一个实验证明旱金莲不经传粉也能结实?它是通过什么途径结实的?</p><p> 总之,大自然从宏观到微观充满着无数有趣的奥秘,只要我们仔细观察、积极思考、勇于探索,就能发现奥秘、破解奥秘。有些问题是现在无法介决的,这正是我们今后研究的方向。(旱金莲花式图由李宏庆绘制)</p>