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    1. 如果植物界也有3·15,“受害者”们会怎么说?

      昆明植物研究所 廖鑫凤,卢宪雯,史鸣明,杨莲 2020-03-17

        昨天是一年一度的打假大会3·15,每天和植物打交道的我不禁想到,如果植物界也有3·15的话,都有谁会来投诉呢? 

      “造假”的情况,自然界早就有了 

        首先,我们要接受一点,对于自然界来说,“造假”这种情况,早就存在了,而且手段也和人类世界差不多。

       
      买过假冒伪劣产品的人,回忆一下自己上当受骗的过程,大概捋一下,不消多久就能回想起来自己为什么会被骗,这些假冒的商品大多都遵循了一个普遍的原理,首先,它们有一个明确的模拟对象,一个已经打开市场,获得消费者认可的商品,然后它们在外形,从包装到一些大体的细节上跟它的模拟对象非常像,只在一些不太容易察觉的小细节上跟模拟的产品有所区别,用来钻空子。
       
      其次,作为一种假货,它心里有自知之明,它的存在完全依赖于大家对原产品的热爱与广泛流通,所以它不能取而代之,只能悄悄地在其中潜行;其次,它的产量不可能比原产品还要大,只能以小博大,以小数量夹杂其中,以骗过人们的法眼;而且它只能在原产品卖得好的地方才有生存的土壤。
       
      假货造假的原理跟自然界远在人类出现之前就已经风行的一种拟态十分相似,那就是贝氏拟态(Batesian mimicry)。贝氏拟态指的是一种生物在某种特征上模拟其它的生物,达到能够欺骗它防御或者吸引的另一种生物的现象。贝氏拟态在动物界中很常见,比如我们经??醇囊恍┟?,在身体上有一些类似蛇眼的斑点,第一眼看过去时很像蛇,以此来吓退鸟类等捕食者。 

        

        

        

       

      热带雨林中各种拟态蛇的虫子 图片来源参考文献[1]

       
      但在植物界中,这种拟态相对较少,不过仍然有一些十分有趣的例子。 

        

      植物中的“冒牌”花 

        生活在南非的兰科迪萨属(Disa spp.)的花Disa pulchra就是此类花中十分突出的例子。

       
      看看下面这两株花。 

        

       

      如果只看花的话,大家可能很难想到,

      这其实是完全不同、亲缘关系很远的两种植物。
      图片来源www.google.com
        

        左边是正主,属于鸢尾科的喇叭兰属植物Watsonia lepida。右边则是它的高仿号,“冒牌”花,兰科迪萨属的成员Disa pulchra 。

       

      这样对比更明显,左为喇叭兰属,右为兰科Disa pulchra,

      图片来源参考文献[1] 

        这两种花无论在整体外形上,还是颜色、花的大小、数量都十分相似,早期的植物学家,甚至会把这两种完全不同科的植物混淆,尤其是当两种植物的生境还重叠在一起的时候,在野外很难把它们两者一眼区分开来。

       
      尽管Disa pulchra这种兰科植物在野外能够骗过植物分类学家的眼睛,但它究竟算不算标准的贝氏拟态呢?
       
      科学家对此进行了研究,发现它完全符合贝氏拟态的几个标准。
       
      首先,在“消费者”来看,Disa pulchra肯定是冒牌货。因为它虽然和喇叭兰外形相似、花序相似,但是它没有花蜜可以提供给授粉的昆虫。也就是说,以为自己会得到花蜜作为报酬的授粉昆虫,一旦访问了Disa pulchra,就会发现,自己被骗了!
       
      然后,科学家又进行了测试,想知道对于昆虫来说,是否无法分辨这两种花。结果研究发现,不仅对于人类的视力来说,两者的花在花序、大小、颜色上一致,通过测量两者花瓣的反射光谱,发现在它们的访花昆虫的视角下,两者仍然也是一样的!对两者在野外的访花昆虫的观察也证实了这一点,两者的主要传粉者都是一样的,而且还存在访花昆虫在两种花之间交错访问的情况。这也就完全证明了,它对于它的欺骗对象来说,是足够以假乱真的。 

        

        

        

        

       

      两种植物的花被同一种昆虫访问

      图片来源参考文献[2] 

        最后,科学家还进行了一项研究,看它是不是像我们买到的假冒商品一样,混在真的商品中以次充好。研究发现,兰科迪萨属植物的分布区跟鸢尾科的植物是重叠的,而且范围比它小,在同个区域内,其物种的丰富(即数量)也比它小得多。而且在没有鸢尾科植物分布的地方,兰科迪萨属植物的结实率要小于有鸢尾科植物存在的地方,证明它正是依靠拟态的模型才得到了更多的昆虫访问机会。 

       

      兰科迪萨属(图中黑点)分布范围在喇叭兰之内(图中灰色部分)

      图片来源参考文献[2]

        经过科学家的研究,这类花的贝氏拟态也有越来越多的例子出现,比如我们常见的观赏植物文心兰家族中,这种典型的黄色花色与形态,就被认为是拟态了同域分布的金虎尾科的花,但是后者会提供油类给访花昆虫,作为报酬,前者则纯靠“欺诈”。 

       

      文心兰族的拟态,两边为拟态种

      中间为有报酬的金虎尾科植物
      图片来源,参考文献[4]

        当然,最厉害的,我个人认为还要属兰科迪萨属的另一种植物。在不同的分布范围内,它的花色拥有两态性,能够分别拟态同一生境里不同的有报酬植物,连花色也跟着改变,可以称得上拟态植物中的翘楚。 

       

      这次分得出来左边还是右边是“冒牌货”吗?

      图片来源参考文献[3] 

      昆虫也会抵制这些假冒伪劣产品吗? 

        大家都能回忆起自己买到假冒伪劣产品的心情,内心愤慨,昆虫作为被欺骗的对象也会这样吗?实际上也会的。

       
      研究发现,昆虫虽然在开始访问的时候,不能分辨欺骗性传粉的兰科植物,但是一旦访问起来,它也会发现,货不对版,里面并没有蜜,因此,它在拟态花上的访花时间会更少,这也算是一种补救措施。
       
      既然这样,那兰科植物的拟态还算成功吗?令人惊奇的是,这也可以算是兰科植物的一种传粉策略,昆虫在访花后被骗,不会继续逗留也被兰科植物算计在内了,在同一个花序上逗留的时间少,甚至在一小段时间内不会再继续访问同一类型的花,对兰科植物来说,也是有利的,虽然它的结实率可能不会高,但是这种行为促进了它的远交,昆虫被骗后,把这个居群的花粉带走,不在同一居群里访问,带到下一个居群,这样大大促进了不同居群之间的基因流散布距离,让它们的后代质量可能更高。
       
      真是算无遗策??! 

        

        

        

         

        参考文献: 

        [1] Janzen, Daniel H., Winnie Hallwachs, and John M. Burns. "A tropical horde of counterfeit predator eyes." Proceedings of the National Academy of Sciences 107.26 (2010): 11659-11665. 

        [2]Johnson, S. D. "Batesian mimicry in the non-rewarding orchid Disa pulchra, and its consequences for pollinator behaviour." Biological Journal of the Linnean Society 71.1 (2000): 119-132. 

        [3] Johnson, S. D. "Evidence for Batesian mimicry in a butterfly-pollinated orchid." Biological Journal of the Linnean Society 53.1 (1994): 91-104. 

        [4] Papadopulos, Alexander ST, et al. "Convergent evolution of floral signals underlies the success of Neotropical orchids." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 280.1765 (2013): 20130960. 

        

       
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