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你見過哪些長得比較逆天的植物?這裡有一種非洲白鹭花

作者:植物科普日記

傳說我是一種食肉植物。

其實真相往往令人意外。

我是Hydnora africana,來自非洲幹旱和半幹旱地區,從安哥拉(Angola)南部,沿着開普(Cape)海岸,環繞Cape東部和KwaZulu-Natal南部,都有我的地盤。

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Hydnora在非洲和阿拉伯半島的分布 / Elijah, M.M. et al.2021

我的中文名應該叫非洲白鹭花吧,雖然我也不知道中國人為什麼要賜給我這樣的名字。不過按照字面翻譯,我覺得我也可以叫非洲菌花。

為什麼叫菌花呢?因為人們發現我的時候,隻看見一團紅色的類似花球(最後證明确實就是我的花),似乎是突然從土壤裡蹦出來一樣。當時的人們都認為我可能就是某種真菌,因為真菌都喜歡在某個雨天之後突然出現,而且全身都沒有葉綠素,比如那些蘑菇,紅傘傘白杆杆不是也以這樣的方式出現的嗎?

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Hydnora africana

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不過,植物學家們最後證明我不是真菌,而是實實在在的被子植物。是以,植物學家們給我取了Hydnora的屬名,就是“類似真菌”的意思。又因為我出現在非洲,是以屬名後面的種加詞用了africana,就是“非洲的”意思。屬名Hydnora +種加詞africana就是我的學名了。我的名字在不同的國家叫法不一樣,同一個地方對我的稱呼也可能不一樣,是以不管人們習慣叫我什麼名,想證明它們說的确實是我就請認準我的拉丁名Hydnora africana,國際标準認證的唯一學名。

以前我屬于菌花科(Hydnoraea)大家族,但現在菌花科被取消了,菌花科下級的所有屬菌花屬(Hydnora)(也就是我所在的屬)和Prosopanche屬一起被歸到了馬兜鈴科(Aristolochiaceae),我們是被子植物中唯一完全沒有葉狀結構的兩個屬,甚至連鱗片都沒有。

我的宿主植物

有人很好奇,我是怎麼突然從夠土裡蹦出來的呢?是不是和中國神話裡的齊天大聖一樣有什麼特殊的本領?

你們還真說對了,我就是有一項特殊的本領,那就是“寄生”。

“寄生”這個詞大家都不陌生,在生物學專業術語裡,“寄生”指的是“兩種生物在一起生活,一方受益,另一方受害,後者給前者提供營養物質和居住場所,這種生物的關系稱為寄生”。通俗一點,就是霸占别人的身體,偷取别人的養分。動物之間的寄生關系大家都不陌生,因為你們人類體内有時候也會有寄生蟲。

我們植物之間也有寄生關系。比如我,就是全寄生植物,自己不生産養分,全部靠偷取。因為我自身沒有葉綠素,不能進行光合作用,是以我隻好從我的宿主大戟屬植物那裡偷來養分,供我生長。

目前發現我的宿主有10種左右,都是大戟屬植物,其中比較有名的一個宿主就是美杜莎大戟Euphorbia caput-medusae。提起美杜莎,你們一定忘不了這位希臘神話中的美女,被雅典娜施了魔法,頭發變成了很多蛇的怪物吧。我的宿主美杜莎大戟的主幹側生出來很多枝幹,真的就像神話中的美杜莎一樣,太神奇了。

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Hydnora africana 和 Euphorbia caput-medusae

我的名字“caput-medusae”在拉丁語中就是“美杜莎的頭”(“Medusa’s Head”)的意思。美杜莎大戟原産地為南非開普敦,在中國因為不常見,是以成了一種比較高端的多肉植物。

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美杜莎大戟

我是怎麼偷取美杜莎大戟的養分的呢?我坦白了吧。

完整的我由營養結構和生殖結構組成的,我的營養結構完全生活在地下,而且高度退化,特征很不明顯,無法區分莖、根和葉部分,它看起來确實很像根這個器官,但是又沒有根的結構群組織,所起我暫且把它叫做根莖(rhizome)。

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Hydnora africana的根莖 / Williams V. L. et al.,2011

我們菌花屬家族的根莖表面有很多疣狀突起。我的根莖表面的突起比較有規律,排列形成5-6條脊。我們的根莖鮮活時一般都呈磚紅色或紅粉色,堅硬,肉質,能滲出粘稠的紅色體液;幹燥時呈深棕色,木質化。

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Hydnora africana的根莖及其宿主的根

一旦探測到我們宿主的根,我們就會分泌出一種酶,溶解掉宿主根部的硬組織以便把自己吸附進去,這個過程由我們的吸器完成,吸器一旦接上宿主的根,我們就能夠依靠宿主提供的營養生活并迅速發展出一個比宿主的根還大得多的地下根莖,并從中産生花蕾,最終露出地面。

我是食肉植物?這不是真相

以前人們認為我是食蟲植物,甚至給我描繪成了一種張大嘴長滿牙的誇張形象。其實,那不是真的,是你們自己恐怖片看多了臆想出來的吧,你們人類真有意思。

我确實囚禁過一些昆蟲,但我不是要吃掉它們,我隻是想讓它們幫我跑個腿,替我完成傳宗接代的任務而已。至于為什麼要把它們關起來,這得從我的生殖結構開始說起。

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Hydnora africana (右下角那條細根是宿主的根)

我的根莖上有休眠芽,在合适的條件會發育形成花蕾,經過一年左右的孕育,特别是在一場雨後,成熟的花蕾便破土而出,花朵在地面上開放了。

花的結構也很簡單,大部分露在地面上,一部分還藏在土壤裡。露在地面上的有花被,或者還帶着一部分花管。我的花被通常3裂,但花被裂片尖端仍生在一起,形成一個橢圓球狀,是你們從外面看到的樣子。

而從裡面看,我的花好像一座房子,有上下兩個房間,上層房間叫雄蕊室,下層叫雌蕊室。雄蕊的3片花藥互相連接配接形成花藥環,猶如雄蕊室的地闆,把這兩個房間隔開,中央留有一個孔口,成為花粉和訪花者在兩個房間之間穿梭的通道。

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Hydnora africana的花一起縱切面

柱頭也是3瓣的,在下層的雌蕊室基部,形成一個墊狀結構,柱頭表面在整個花期都保持又潮又粘的狀态。雌蕊室再往下就是子房的位置了,将來會發育成為果實。

當我剛開花時,在10米遠的地方你們就能聞到一種類似腐肉的刺鼻氣味,這種惡心的氣味是花被片裡面的一個叫做osmophore的結構散發出來的,它凹陷進花被片的内表面,不僅在外觀上長得像海綿狀的布丁,而且嘗起來也是布丁的味道。

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Hydnora africana花被片上的osmophore結構 (白色部分)

因為osmophore是白色的,是以植物學家們稱它們為 “white bodies”,而有的植物學家則喜歡叫它們“bait bodies”。人們檢測發現,osmophore散發出來的腐肉氣味含有二甲基二硫化物(dimethyl disulfide)和二甲基三硫化物(dimethyl trisulfide),這兩種化合物在天南星科的“屍花” Helicodiceros muscivorus中也有檢測到。

當花剛開時,花被内表面是橘紅色的,osmophore是白色的;幾個小時之後,花被内表面橘紅色加深,而osmophore卻變成了灰色。

這麼惹眼的花,加上這麼獨特的味道,我自然成功地吸引了一批“臭味相投”的訪花者。

許多鞘翅目昆蟲尤其是甲蟲,它們被我的味道吸引前來。它們落腳在花被片上,然後穿過花被裂片中間類似毛狀體之間的縫隙進入花内,爬到臭味的源頭osmophore結構時,它們就會掉入花室。雄蕊室光滑的内表面和陡峭的傾斜讓它們無法逃脫,它們則通過花藥環的中央孔,進入了下層的雌蕊室中,但花藥環卻閉合了,又把它們困在來雌蕊室中。就這樣,我把它們囚禁了。

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Hydnora africana的花藥

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甲蟲訪花

在數小時之後,有的需要一天以上的時間,花藥才會開裂并釋放花粉。這時候開始,雄蕊室的内壁組織呈點狀變暗,表面出現紋理,不再光滑。被困的甲蟲終于可以逃脫了,但它們的身上已經換上了一層粘性的花粉外衣。

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A:花縱切面,标尺= 1 cm;B:訪花昆蟲與花藥環;C:訪華甲蟲毛發上的花粉,标尺= 20um. ;D:甲蟲全身沾滿花粉

當花粉釋放之後,我傳宗接代的任務基本上完成了,腐肉氣味就開始消失了。一般這種強烈的氣味能維持2-5天。

花期過後大概1-2年,我的果實就成熟了,我的果直徑有7–12cm大。我們菌花屬的果和根莖全部在地下生長,不過我的親戚H. abyssinica曾經被發現它的果暴露在地面上,而且它的果成熟較快,一般隻需要5個月左右。

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Hydnora abyssinica露在地面上的果實 / Williams V. L. et al.,2011

菌花屬的其他成員

菌花屬裡我還有其他7個兄弟姐妹,它們和我長得差不多,但也有一些差異,給你們看一下它們古怪的長相吧(有一位缺席了)。

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(a) Hydnora arabica (b) H. visseri (c) H. abyssinica (d) H. esculenta (e) H. africana (f) H. triceps (g) H. johannis

我們菌花屬的宿主不多,隻有大戟科類(Euphorbiaceae)、豆類 (Fabaceae)和火炬木(Burseraceae) ,我們從它們的根上開始安家,和它們共同成長。

我們在非洲民間傳說中是可以用來治療腹瀉、痢疾、腎病和膀胱疾病以及其他疾病,在非洲市場上有時也會看到我們的身影,有一些商販專門去尋找我們,然後拿到集市上當藥材賣。

雖然我們的花味道惡心得很,但我們的果實不僅沒有毒,而且還很美味。一些動物包括豺、狒狒、犀牛、大象、豪豬和小型哺乳動物都喜歡拱地找我們美餐一頓。當然站在食物鍊頂端的你們人類也嘴饞,也偷吃過我們的果實,還說我們的果實嘗起來很美味,甚至有點草莓牛奶味。但我們的種子很難被消化,這樣我們就能随着動物們的四處移動和随地排洩來一場遠端旅行了。

目前你們人類就發現了我們8種菌花,我覺得我應該還有其他的兄弟姐妹,這個需要你們繼續探索,也許過不了多久,我的第九個、第十個弟妹就被發現了呢。

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Hydnora arabica / JAY F. B. 等,2018

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Hydnora tricepsd的果實 / Maass E. &Musselman L. J.,2004

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Hydnora abyssinica / 攝影:Ottmar Kullmer

參考文獻:

[1]Thorogood C . Hydnora : The strangest plant in the world?[J]. Plants People Planet, 2019, 1(1):5-7.

[2]Bolin J F , Maass E , Musselman L J . Pollination Biology of Hydnora africana Thunb. (Hydnoraceae) in Namibia: BroodSite Mimicry with Insect Imprisonment[J]. International Journal of Plant Sciences, 2009, 170(2):157-163.

[3] Hydnora africana