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探索宇宙奧秘 · 理性思考
植物界有種"騙子"。
在中國西南海拔兩千多米的高山密林中,黑珠芽薯蕷的藤蔓上掛滿黝黑光亮的小珠子。二十多種鳥類把這些珠子當作美味漿果,爭先恐后地吞食。它們不知道,自己吞下的并非果實,而是這種植物的"克隆胚胎"。
中科院昆明植物研究所團隊剛剛在《美國科學院院刊》發表研究,揭開了這場持續數百萬年的"視覺騙局"。這項發現首次證明,植物能通過貝氏擬態,讓無性繁殖結構誘騙鳥類完成長距離傳播。
黑珠芽薯蕷是中國西南山區的特有藤本植物。它走了一條極端的演化路徑:完全拋棄有性繁殖,僅依靠珠芽進行無性繁殖。
珠芽是葉腋處形成的變態芽,落地后可以直接長成新植株。這種繁殖方式雖然節省能量,卻面臨致命缺陷。珠芽本身沒有果肉營養,傳統觀點認為,鳥類對這種"干巴巴"的結構毫無興趣。
更重要的是,無性繁殖意味著后代基因完全相同。如果擴散距離有限,整個種群會困在狹小區域,難以應對環境變化。這也是多數植物保留有性繁殖的根本原因。
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研究團隊發現,黑珠芽薯蕷的珠芽黝黑光亮,外形酷似黑色漿果。在標本館里,分類學家經常把它們誤判為果實。
科研人員對比了珠芽與多種同域漿果的外形特征。結果顯示,珠芽的大小變化范圍很廣,能模仿不同尺寸漿果。在鳥類視覺模型下,珠芽的反射光譜與黑色漿果幾乎完全重疊。在鳥眼里,這就是可以吃的漿果。
野外監測持續了三年。紅外相機記錄下22種雀形目鳥類對珠芽進行訪問,黃臀鵯是最常見的訪客。訪問呈現明顯季節性,集中在10月至次年2月。這正是天然漿果稀缺的冬季,珠芽通過"替代效應"吸引鳥類關注。
有趣的是,鳥類的移除率僅為4.91%。實驗表明,鳥類在食物稀缺時會主動取食珠芽,但當漿果豐富時,它們仍優先選擇真正的漿果。這說明珠芽是"備胎",而非首選。
關鍵在于,鳥類吃下珠芽后,并不能真正消化它們。
飼喂實驗顯示,珠芽在鳥類消化道中的平均滯留時間為24.30分鐘,消化率極低。絕大部分珠芽能被完整排出。播種實驗進一步證明,經鳥類消化后的珠芽,發芽率與未消化的對照組沒有顯著差異。珠芽的生命力未受損傷。
數學模型推算出,鳥類擴散珠芽的距離中位數約為230米,最遠可實現750米以上。這一距離不亞于某些鳥類傳播的真正漿果植物。
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這個數字打破了無性繁殖"走不遠"的傳統認知。珠芽雖然沒有果肉獎勵,卻通過視覺欺騙,獲得了與真果實同等的傳播效率。
貝氏擬態的經典案例是蝴蝶和竹節蟲。無毒物種模仿有毒物種的警戒色,避免被天敵吃掉。把這種"欺騙策略"用于繁殖傳播,在植物界還是首次發現。
傳統演化生物學認為,無性繁殖是條"進化死胡同"。后代基因完全相同,缺乏變異,且繁殖體通常缺乏吸引動物傳播的結構,只能依賴重力或水流,擴散距離有限。黑珠芽薯蕷的研究徹底打破了這一認知。它證明,即使沒有果實獎勵,無性繁殖結構也能通過感官欺騙,利用植物與食果鳥之間既有的"信號—獎勵"關聯,實現不亞于有性繁殖的擴散效率。
這一策略的精妙之處在于"借力打力"。鳥類演化出識別黑色漿果的視覺系統,黑珠芽薯蕷便演化出相同的視覺信號。在資源匱乏的冬季,這種"山寨果實"成為鳥類維持生存的重要補充,雙方形成特殊的互利關系。
中國科學家在植物與動物互作領域持續產出重要成果。昆明植物研究所依托西南豐富的生物多樣性,在高山植物適應性演化方面具有獨特優勢。這項發表在PNAS的工作,再次證明中國團隊在該領域的國際領先地位。
從更宏觀的視角看,這提示自然選擇的創造力遠超想象。即使在丟失有性繁殖的極端情況下,生命也能找到突破地理隔離、維持種群活力的出路。
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