如果要問什么動物最聰明,答案應(yīng)該是人類,因為人類懂得物為我用。那么最聰明的植物是什么?如果從物為我用的角度來看,無疑蘭花是植物中最聰明的。蘭花從種子萌發(fā)、生長以及一直到開花結(jié)實的過程中,需要利用其它生物來幫助完成蘭花的生活史。
蘭花種子在植物中具有自己的鮮明特性,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。一、數(shù)量龐大,參差不齊。一個蘭花蒴果中(俗稱果莢)最多可具有400萬粒種子,但最少的則只有20-50粒,相差8萬-20萬倍。二,種子很小,種子一般長0.05-6毫米,寬0.01到0.9毫米(一根頭發(fā)的直徑一般為0.08毫米)。三、種子結(jié)構(gòu)簡單,蘭花種子中外種皮占絕大部分,但胚很小,一般胚的大小只有種子大小的1110左右,最小的胚長為0.1毫米,寬只有0.078毫米(相當于一根頭發(fā)的直徑)。蘭花種子的胚沒有子葉或胚乳,也就是說蘭花母本植株沒有提供任何物質(zhì)來幫助其后代(種子)發(fā)芽和早期生長。四、蘭花種子外種皮的內(nèi)部具有許多充滿空氣的腔,因而蘭花種子非常輕巧,最重的蘭花種子也只有14~17厘克(1厘克等于1/100克),最輕的則僅有0.3~0.4厘克。如此輕巧的種子可以借助風力飄到離母株很遠的地方安家落戶。同時蘭花種子外種皮表面具有一層排列緊密的細胞,這樣水就不容易很快滲透到種子中去,從而使蘭花種子可以浮在水面上遠距離漂流。當然,蘭花種子還可以通過動物,如粘附在動物的皮毛或沾滿泥漿的爪子上、鳥類的羽毛上,也可以通過動物攝食進行傳播,甚至可以通過人類活動進行傳播,如北美分布的一種火燒蘭就是通過人類活動從歐洲傳播到北美的。蘭花種子數(shù)量龐大,又具有遠距離擴散的能力,但蘭科植物植株在地球上并不是十分常見,只有在一些較為特殊的地方才能見到蘭花的倩影,如石壁、石頭表面上、樹干上、樹枝上以及一些含鈣很高的土壤中。我們在四川黃龍景區(qū)內(nèi)的一條長約2.5公里、寬約0.5公里的山溝內(nèi)就發(fā)現(xiàn)有30多種地生蘭花,幾萬株蘭花聚集生長在一起。黃龍溝是一條由南向北,逐漸隆起的鈣華體山溝,正是溝內(nèi)獨特的鈣華體為蘭花的生長提供了合適的生境,形成了與鄰近山溝完全不同的以蘭花為主體的植被類型。蘭花種子沒有任何儲存的營養(yǎng)物質(zhì)來幫助其發(fā)芽和生長,當蘭花種子與其它具有子葉或胚乳的植物種子在同一生境內(nèi)一起萌發(fā)和生長時,顯然蘭花種子屬于“弱勢群體”,它的萌發(fā)以及萌發(fā)后幼苗的生長無法與其它植物相抗衡,因為具有子葉或胚乳植物在種子萌發(fā)階段和幼苗階段可以借助子葉或胚乳中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)來度過這一關(guān)鍵而又艱難的時期。這就是為什么蘭花總是生長在一些其它植物難以生長的特殊生境中的主要原因。那么蘭花種子又是如何在這些特殊生境中萌發(fā)和生長的?秘密就在于蘭花種子在萌發(fā)和生長過程中利用真菌來幫助它吸收營養(yǎng)和水分。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蘭花種子在自然狀況下萌發(fā)時必須利用真菌來幫忙。有些蘭花種類在從種子萌發(fā)到幼苗、生長以及成熟植株的整個發(fā)育過程中均需要利用真菌來幫助其吸收營養(yǎng)和水分,沒有葉綠素的腐生蘭花種類就是這樣。如澳大利亞有一種蘭花整個一生都生長在地表下面,就必須有真菌來幫助其吸收營養(yǎng)物質(zhì)從而完成整個生活史。甚至一些種類在不同的生長發(fā)育階段需要不同的真菌種類來幫忙。最典型的如著名的藥用植物天麻,我國科學家通過近30年的研究首次發(fā)現(xiàn)天麻種子在萌發(fā)和幼苗生長階段需要利用名叫小菇類的真菌來幫助獲得營養(yǎng)而發(fā)芽,待發(fā)芽后的幼苗(原球莖)生長出其它養(yǎng)殖球莖后,則需要和一種叫蜜環(huán)菌的真菌來幫助其生長和發(fā)育。也有些蘭花種類在幼苗生長階段后就不再需要真菌來幫助,但這些蘭花的根甚至莖中仍然有真菌存在,這些真菌有些對蘭花有利,有些則對蘭花沒有明顯的好處。因此,微小的蘭花種子在萌發(fā)和幼苗生長這一關(guān)鍵而又艱難的時期,巧妙地憑借真菌的幫助在其它植物難以生存的地方生存繁衍。
蘭花在從種子到幼苗過程中采取的是一種廣種薄收的策略,產(chǎn)生數(shù)目龐大的種子,但只有極少部分種子能夠萌發(fā)、生長,最后生長成為成熟植株。但在從開花到結(jié)實的過程中則采取了一種完全不同的孤注一擲的策略。蘭花的孤注一擲策略主要表現(xiàn)在一方面它將所有的花粉均集結(jié)成為花粉塊,要么傳粉者將所有的花粉帶走并授到柱頭上,從而保證有足夠量的花粉發(fā)育成精細胞(單倍體的雄配子)來與子房中的卵細胞(單倍體的雌配子)結(jié)合,最后生長發(fā)育出數(shù)目龐大的種子;要么花粉塊無法到達柱頭全部被浪費掉,造成最大的(百分之百)雄性資源浪費。在整個有花植物中,只有蘭花和蘿摩科的植物采取這種不成功便成仁的策略。另一方面,每種蘭花的花只吸引一種或一類特定傳粉者來訪問。這樣可以使得一種蘭花的花結(jié)構(gòu)和其傳粉者十分吻合,從而極大地提高了蘭花的傳粉效率。但同時蘭花這種只吸引一種或一類傳粉者來訪問的策略意味著另一種風險,即這種特定的傳粉者如果比較稀少,則一些蘭花的花就得不到傳粉者的訪問而不能正常結(jié)實繁衍后代。因此,如何盡最大可能吸引傳粉者的“眼球”就成為蘭花的花的重要任務(wù)。多數(shù)蘭花與其它植物一樣以為傳粉者提供營養(yǎng)物質(zhì)作為報酬的方式來吸引傳粉者的拜訪,這些營養(yǎng)物質(zhì)主要包括花蜜等-有時蘭花還為傳粉者如胡蜂和蜜蜂等提供筑巢的物質(zhì),如蠟或油脂類物質(zhì)等作為報酬。為傳粉者提供報酬,植物本身要付出能量作為代價、為了準確地將有限的報酬提供給最能為蘭花傳粉的功臣,蘭花就將自己的報酬隱藏在隱蔽的位置,只有特殊的傳粉者才能獲取到這些報酬,而這些特殊的傳粉者往往就是最能為蘭花傳粉的傳粉者。其中最著名的例子就是達爾文提出的花距長度和傳粉者喙的長度相互競賽的故事。達爾文在1862年根據(jù)馬達加斯加群島所產(chǎn)的一種稱做武夷蘭的蘭花,這種蘭花的花距有一條長達30厘米的距,當時達爾文就預測該島上一定會有一種昆蟲的家長度能及該蘭花的長度,因為達爾文認為花距長度和傳粉者喙的長度是昆蟲和植物協(xié)同進化的選擇力量決定的。126年后瑞士科學家在馬達加斯加群島終于發(fā)現(xiàn)了一種蛾成為這種武夷蘭的傳粉者,它的喙的長度正好在30厘米左右。該發(fā)現(xiàn)驗證了達爾文的預測是正確的,同時也驗證了昆蟲和植物之間協(xié)同進化關(guān)系的存在。
一般來說,能夠給傳粉者提供報酬的花顏色并不十分鮮艷,花的形狀也不是特別奇特,至少在蘭花這個大家族中是這樣的。但為什么自然界中的蘭花卻是姹紫嫣紅,形狀稀奇古怪的呢?奧秘就在于蘭花有1/3多的種類是不為傳粉者提供報酬的,如何既不給傳粉者提供報酬,又要吸引傳粉者來訪問,聰明的蘭花就采用了各種形形色色的手段把傳粉者騙末為其傳粉-蘭花欺騙傳粉者的手段高明,騙術(shù)多樣。一種欺騙策略是蘭花的花在顏色、形狀、質(zhì)地上長得酷似雌性昆蟲,但更常見的是產(chǎn)生激發(fā)雄性昆蟲交配的氣味,從而引誘雄性昆蟲來和蘭花的花進行交配??茖W家將雄性昆蟲的這種交配行為稱之為假交配。昆蟲在假交配過程中就將蘭花的花粉塊帶在身上,當下一次再受騙進行假交配時就會將身上攜帶的花粉授到柱頭上。此外,有些蘭花種類還可以模仿昆蟲的產(chǎn)卵場所,引誘雌性昆蟲來產(chǎn)卵,在昆蟲產(chǎn)卵過程中為蘭花進行傳粉。經(jīng)典的例子如拖鞋蘭中的一些兜蘭種類,其花辦、唇辦基部或邊緣有一種類似蚜蟲的瘤狀物,食蚜蠅的幼蟲要以蚜蟲為食物來源,因此食蚜蠅一般要尋找有蚜蟲的地方產(chǎn)卵,這些兜蘭就投其所好將其誘騙到花上來產(chǎn)卵,從而為兜蘭提供傳粉服務(wù)、更有甚者,有些蘭花還能通過模仿昆蟲夜晚睡覺的地方或模仿蜂類的巢穴等手段來誘騙昆蟲拜訪,最終達到為其傳粉的目的。
正是由于蘭花在其一生的兩個關(guān)鍵階段,種子萌發(fā)和幼苗生長階段以及開花養(yǎng)殖階段,巧妙地運用自己的“智慧”,利用其它生物為其提供服務(wù),使得蘭花這個家族“人丁興旺”,呈現(xiàn)出一片繁榮昌盛的景象、蘭花家族就其種類數(shù)目來講,以約有800屬,近2萬種,而僅次于菊科(1000屬,2.5~3萬種),占據(jù)有花植物的第二大科的位置。我國有蘭花175屬,約1300種。蘭花除家族龐大,成員眾多外,其分布也十分廣泛。地球陸地除南北兩極和極端干旱沙漠地區(qū)以外的各個角落均有蘭花的蹤影。它既能附生在熱帶雨林中高聳云端大樹的樹梢上,又可遁人地下過著不為人世注目的隱居生活。既可生長在近海平面的島嶼和陸地中,也可生長在海拔5000多米的高山上。
任何事情總是有利也有弊,蘭花憑借其它生物的幫助而蓬勃發(fā)展,但也正是由于對其它生物的依賴性而使它的生命變得十分脆弱,如果為蘭花提供幫助的其它生物發(fā)生變化,蘭花的正常生活史就會被打斷,生命的延續(xù)就會受到影響?蘭花對環(huán)境變化特別是對生物環(huán)境的變化十分敏感,也特別容易受到人為活動的影響。因此,蘭花特別需要人們的關(guān)愛,也特別值得人們?nèi)リP(guān)愛和保護、從生物進化的角度來看,絕大多數(shù)蘭科植物種類正處在進化和特化的活躍期。因此蘭科植物的保護在某種程度上意味著對地球上生物多樣性未來的保護。.