如果你是个观察细微的人，大概有注意到近期草坪上出现了一些美丽的家伙——绶草（Spiranthes sinensis），上海最容易见到的国家二级保护植物，野生兰花。它的足迹从西伯利亚地区一路奔至喜马拉雅山脉，遍布我国各省市，甚至在新西兰和澳大利亚都有分布。

李聪颖 绘

 

杂草中的白富美

城市中的绶草常混迹于光照良好的草坪，叶子线形的它简直和草坪禾草难分你我，以至于常被毫不知情的园林工人当做杂草修剪掉。但是一到花期就暴露身份了，它花序细长，小花紫红色至淡粉色，玲珑可爱。

 

  

 

微小但精致的绶草花长着一副典型的兰花脸。每朵小花约4-5毫米长，左右两个侧萼片如小鸟翅膀般伸展，正下方为白色唇瓣，如一帘白瀑奔涌而下，边缘荡着晶莹的波浪。上方翘起的是两个粉紫色花瓣，以及位于背面中间的背萼片。

 

  

 

数朵小花盘旋排列在狭长的花序轴上，仿佛一条粉白色小龙。加上绶草的地下根茎如人参般膨大，于是就有了“盘龙参”之名。拉丁文属名Spiranthes就描述了花序螺旋排列的特点。

 

  

一个花序上螺旋排列着约8-45朵小花，它们将从底部依次往上绽放。

 

绶草的选择困难症

兰科植物约三分之一的物种存在欺骗性传粉现象，是出了名的花样繁多。比如打扮成雌蜂，吸引雄蜂前来交配；或长成食物的样子，吸引吃货；或伪装成有花蜜的样子，让蜜蜂白忙活。

 

但绶草是忠厚老实的那三分之二，花朵虽小，还是有花蜜为酬。

 

  

访花的两种隧蜂（d, e）和熊蜂（f），注意d中隧蜂明显的携粉足（橙黄色）

图片来源：参考文献1

 

只要稍加观察，你就会发现一丛绶草中，不同花序的扭曲程度，可谓五花八门。两朵小花间的夹角最大可达120°。

 

  

绶草花序。从左往右，相邻小花间的螺旋角度逐渐增大（旋角值见右下角）

图片来源：参考文献2，经改动

 

这些不同角度的造型，蜜蜂会更喜欢哪种呢？到底哪种花序造型才是成功的呢？还真有植物学家研究了这个问题。

 

他们观察了两种切叶蜂对绶草的访花行为，发现切叶蜂的运动路线是随花序底部往上。

  

绶草花序模型，蜜蜂的运动路线是从花序底部往上飞

图片来源：参考文献2，经改动

 

最受欢迎的花序造型

科学家发现花朵间螺旋角度小的花序，受到蜜蜂拜访的次数多。因为角度问题，整个花序的花看起来更多，更有吸引力。反之，扭曲程度高的，受访次数少。同样的，如果总小花数量较多，也有助于争宠。

  

螺角小、花序长的绶草

泰山花友 霓裳 拍摄

 

而且螺旋角越小，蜜蜂对整个花序的停留时间也越长。因为扭曲程度越小，花朵间距离越短——省力。当螺角较大时，花朵排列失去了明显的走线，蜜蜂的采蜜路径就变得随意了，小花很容易失去它的好朋友。

 

这么说来，岂不是螺旋角越小越好？那为啥其他类型还没淘汰掉呢？说好的适者生存呢！

 

绶草：我另有打算

小花连续受宠也有弊端，毕竟同一花序上长出来的小花，谁还不是一样的DNA。研究表明绶草自花授粉结出的种子有近交衰退的迹象，说白了就是近亲结婚不好！

 

所以，不少植物都存在花朵雌、雄蕊异熟的情况。比如绶草花是雄蕊先成熟，雌蕊后成熟。蜜蜂从花序下部往上飞，是雌花往雄花过渡。蜜蜂携带上一个花序的花粉飞来，正好完成下部花授粉，并带走上部花粉，如此循环。真是精妙的设计！

 

听起来挺好，但这是不够的。螺旋角大的花序，由于蜜蜂采蜜路径更随机、停留时间短，同株授粉的几率能进一步降低。而且应对螺旋角大的花序，蜜蜂表现出难以捉摸（随机）的采蜜路线，使自然选择的力量没能在这部分绶草上发挥出来。

 

  

螺旋角度大的花序

 

所以，扭曲程度低的花序，更受蜜蜂喜爱，能获得更多访问量、时间。访问量大可以提高花粉来源多样性和传粉成功率，时间长却助长了自花授粉几率。

 

而扭曲程度高的花序，访问量少、时间短。虽然传粉成功率低，但是自花授粉几率也成功降低了。不同的扭曲程度大概是达到了利弊平衡，于是根本不存在显著的最佳造型了。

 

还有另一种解释，扭曲程度低的花序适合在传粉者稀少时增大授粉成功概率，提高结实率。反之，在传粉者足够时，扭曲程度高能增加异花授粉概率，提高后代质量。但如果环境不稳定，二者并存就是最佳方案啦。

 

小兰草的大智慧，你get到了吗？

 

参考资料:

 

1.Zhi-Bin Tao et al. Ecology andEvolution (2018). Does reproductive isolation reflect the segregation of colorforms in Spiranthes sinensis (Pers.)Ames complex (Orchidaceae) in the Chinese Himalayas?

2. TatsunoriIwata et al. New Phyotologist (2012). Inflorescence architecture affectspollinator behaviour and mating success in Spiranthessinensis (Orchidaceae)

 

 

鸣谢：本文由寿海洋提供科学指导

文中未标注来源的图片均由作者拍摄

 

 

原创：天南星