异地恋才是真爱?这可不是最近才流行起来的

说到花似鸟的植物,很多人首先想到的应该就是开花形似极乐鸟的鹤望兰了。今天的主角是鹤望兰的近亲,名字也跟鸟有关,鹦鹉蝎尾蕉Heliconia psittacorum)。

鹦鹉蝎尾蕉(Heliconia psittacorum)。图片:Hans Hillewaert / wikimedia commons

鹦鹉蝎尾蕉原产于中南美洲,近年来用作观赏植物和插花花材被广泛栽培至热带地区。由于其高颜值和皮实耐活的优点,鹦鹉蝎尾蕉已经开发出了许多园艺品种。

叶片像芭蕉,花序像蝎尾,花被片像鹦鹉羽毛,合起来就是它——鹦鹉蝎尾蕉。图片:arulselvan / inaturalist

糊蜂鸟一脸

与其它蝎尾状花序倒吊的蝎尾蕉科物种不同,鹦鹉蝎尾蕉花序挺立,远远看去倒像是数只鹦鹉立于枝上,它的中文名也由此得来。蝎尾蕉属植物的花大多被鲜艳的苞片遮挡,而鲜艳的苞片不仅能让人们观赏,也是能吸引蜂鸟的到访。蜂鸟是蝎尾蕉属重要的传粉者,它们之间的关系复杂又有趣。

此情此景不由得让人想要吟诗一首:面朝大海,蝎尾蕉开。图片:Onildo João Marini Filho / inaturalist

蝎尾蕉的小花藏在苞片里,雄蕊卷曲在封闭的小花内部。蜂鸟的喙伸入花中,花蜜时,雄蕊会突然伸展,推向蜂鸟的头部,将花粉粘牢在蜂鸟脸上,大大提高了传粉效率。当植物正在等待蜂鸟到来时,卷曲的结构还可以帮助保护花粉不会过早干燥以致失去活性。换个角度来说,如果蜂鸟在食用蝎尾蕉花蜜时候被花粉糊了一脸,它就是这株植物选定的“媒人”,也背负了“帮食物繁衍后代”的使命。

只要蜂鸟的喙伸入花中,雄蕊就会这样“噗”地一下窜出来。图片:Youtube

蜂鸟:我的午餐让我顺便给它做个媒。图片:Pxhere

除了蜂鸟,蝎尾蕉还与其他生物有着密切的关系。蝎尾蕉经常有水积在苞片内,为许多小的水生动物提供栖息地,比如一些小青蛙。此外,它巨大的叶片也是很多小动物的栖息之所,比如洪都拉斯白蝠Ectophylla alba)。它们通过咀嚼蝎尾蕉的叶脉,将两边折叠起来形成V形的“帐篷”。帐篷在白天可以保护它们免受雨打日晒和掠食者的袭击。由于蝎尾蕉的茎不是很结实,因此任何掠食者掠过叶子都会导致蝙蝠的帐篷晃动,也提醒蝙蝠注意危险,要抓紧跑路啦

洪都拉斯白蝠,刚和大家见过面的小可爱。图片:Leyo / wikimedia commons

蝙蝠们一般会选择叶片宽大的蝎尾蕉来搭建“帐篷”,如黄苞蝎尾蕉(Heliconia latispatha)的叶片。图片:GFDL, cc-by-sa / wikimedia commons

干了这杯蜜,再谈别的

蝎尾蕉最奇妙的地方在于,它会主动选择自己心仪的传粉者。扭花蝎尾蕉(Heliconia tortuosa)一般偏爱选择绿隐蜂鸟(Phaethornis guy)和紫刀翅蜂鸟(Campylopterus hemileucurus)来帮助传粉。植物看不见也逃不掉,该如何挑选上门的“媒人”以避免悲剧的“包办婚姻”呢?

你看这花旋转扭曲,仿佛刚烫完离子烫。图片:wikipedia

蝎尾蕉花的形状,本身就是挑选授粉动物的“门槛”。蜂鸟的喙形与花冠结构的协同进化,一直以来都是人们所感兴趣的话题。蜂鸟的喙与花冠形状匹配程度越高,采食花蜜越容易,故而蜂鸟也会更青睐这种花。

什么钥匙配什么锁,什么鸟喙配什么花,道理都是一样的。图片:Altshuler / Science(2003)

扭花蝎尾蕉偏爱的授粉者,都有修长,弯曲的喙。花的形状与鸟喙的形状,就像锁和钥匙一样相互匹配。其次,扭花蝎尾蕉的受精机制十分奇特,只有等花蜜被喝完,它才会开始受精

可见蝎尾蕉的婚恋观十分豪爽——“要是连这点都喝不了,你能给我找个什么好对象啊!”图片:Betts / PNAS(2015)

由于花的特殊结构,适合具有长弯喙的蜂鸟取食花蜜,它们可以把花蜜完全吸尽,之后蝎尾蕉才能有效完成受精。而其他蜂鸟和蝴蝶所获得的花蜜较少,也无法触发繁殖的“开关”。

喙的形状越匹配,花蜜剩余量越低,蝎尾蕉的相亲过程就越顺利。图片:Betts / PNAS(2015)

对于植物而言,这样不仅能挑选到心仪的“媒人”,也能在环境中缺乏专属的传粉者时,“退而求其次”。如果想要的蜂鸟一直不来,花蜜被其它传粉者吃光,这时候出于繁衍的需要,就只能退而求次,接纳其它传粉者带来的花粉了

“要是没有肯德基,乡村基也行。”——饥肠辘辘的日历娘。图片:Coronado González - 6656 - Nicaragua / inaturalist

蝎尾蕉的“异地恋”

那么,蝎尾蕉为何对“媒人”如此挑剔呢?对媒人的偏爱其实是醉翁之意,蝎尾蕉真正的目的,是挑选合意的“对象”,也就是提供花粉的另一棵蝎尾蕉。

蝎尾蕉择偶非常挑剔。图片:Stevens - 34256 - Nicaragua / inaturalist

植物只从特定的蜂鸟身上获取花粉是一种很聪明的策略。首先,这些特定的“媒人”比其他种类蜂鸟,更可能携带蝎尾蕉所需的同类花粉,故而避免了不必要的能量损耗

蝎尾蕉可以通过选择蜂鸟的物种,来改善下一代的基因。依据行为可以将蜂鸟分为两类,领地型蜂鸟(territorial hummingbird)和有序觅食蜂鸟(trapliner)。前者仅在领地内觅食,而后者常常远距离飞行,每天沿固定路线觅食。蝎尾蕉选择的那些喙具有特定形状的蜂鸟,是有序觅食类蜂鸟,它们所携带的花粉往往来自较远地区的蝎尾蕉。

红喉北蜂鸟(Archilochus colubris)就是一种领地型蜂鸟,各自“占山为王”。图片:Dick Daniels / wikimedia commons

绿隐蜂鸟则是一种有序觅食蜂鸟,每日为食奔波。图片:Eric Chan / wikimedia commons

也就是说,蝎尾蕉偏好远距离的“异地恋”。这样,蝎尾蕉可以获得远处同类的基因,避免和近亲,或者自己的花粉结合,丰富了下一代的基因库多样性,从而产生更健壮的下一代。

“异地恋” 令我强壮。图片:Aishwarya Mehendale / inaturalist

许多植物都会想办法减少“近亲(或自己)结合”,促进种群内基因交流。一些植物不接受自己的花粉受精,称为“自交不亲和”,还有一些植物的雄蕊和雌蕊或者在不同的时间成熟,或者位置上分离开,避免相互接触。不过蝎尾蕉就比较狂放了,蝎尾蕉没有自交不亲和和雌雄异熟这两种机制,但它仍然顽强地想要异交,因此才会选用这样别具一格的授粉方法来促进“异地恋”的发生率。对它们来说,唯有“异地恋”才能找到“真爱”

……大不了,我还能学豌豆,自己跟自己谈恋爱。图片:Holger Beck / inaturalist

本文是物种日历第6年第32篇文章,来自物种日历作者@徐然。

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