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播撒在空中的绚丽花粉

 昵称460133 2009-12-16

花粉微粒不过几微米而已,但是他们的旅程却波澜壮阔,宛若史诗。

网易探索12月12日报道 虽然这些花粉微粒不过几微米而已,但是他们的旅程却波澜壮阔,宛若史诗。成功抵达(花)柱头的几十颗金黄色花粉粒,为赢得为数不多的受精机会,也会展开竞争,奋力一搏。


图1:生命的触须——天竺葵

人类视许多事情理所当然。我们能够自由往来,行无所拘——即使小酌数杯,也不妨碍我们向钟情的异性倾诉衷肠。而植物却并未如此幸运。在漫长的历史过程中,陆地上的那些绿色生命,不得不和爱侣比邻而居,你依我依偎,方能完成生命的延续。苔藓类的孢子顺雨水漂流,从而接近爱侣,没有湿润的环境,则无法成行。早期植物也遵循此道,偏安于潮湿一隅,彼此独立和信任,宛如世上男女。而那时的地球,大部分表面看上去还是一片毫无生机的棕色。

3.75亿年前的一天,某种植物进化了它的花粉粒和种子,从此世界便再也不同于往昔。花粉是植物的精子,每颗花粉粒上有两枚精子,被一层常常呈金色的外壳 包裹着,这层外壳既是花粉的保护甲,又是它的战车。如果说,植物之间的张力如同恋人之间的距离,花粉则会越过几英尺的距离,甚至是越洋跨洲,把它们系在一 起。这个技巧也在进化,它让陌路者交配,从而改变了世界。

成功的机会很小,尝试却未曾停止。花粉卷入风中,只有少许花粉粒会到达它们的归宿。随着时间的推移,更多的技巧出现了。花粉进化出气球一样的工具,从此御风而行。植物开始生出成千上万、甚至数十亿的花粉粒。大量的花粉,总有一个能够成功。

每一颗花粉粒的目标,都是另一株同种植物的裸露胚珠(未来的种子);胚珠里有一颗卵细胞,花粉粒会试图通过一根管子将精子和卵子连接在一起。如果花粉落在不同种的植物上,抑或花粉粒太软或者太老,这根生命之管就无法形成。但通常来说,它都会形成,然后两枚精子中一枚就会通过管子前往受精,一颗种子就此形成。植物本身就证明了,这不是偶然的成功,也并非不可能赢得的大奖。

生命就这样前行,花粉随风飞扬,等待与胚珠偶遇的机会,这样一直持续了数百万年,直到改变再次发生。按博物学家洛伦·艾斯利(Loren Eiseley)的说法,这个改变如同 “一个静默无声的剧烈爆炸”:某种植物进化出受果实保护、被花瓣包围的种子。这就是被子植物,它们的胚珠受到保护(在子房里,子房会变成果实),而且花瓣 会吸引动物,因而动物会不经意地通过用羽毛、皮肤或者毛发传播花粉,所以被子植物更具繁殖优势。在传播花粉这件事上,动物比风更稳定可靠,因此植物的花瓣 更具吸引力,它受惠也就更多。花卉还发展出多种颜色和花蜜,作为额外的诱惑,吸引了数以千计的动物。蜂鸟和蜜旋木雀进化出可以深达花蜜的长喙;飞蛾、蜜 蜂、苍蝇进化出长长的刺吸式口器;蝙蝠则进化出长长的、有粘性的舌头,有的甚至是身体的两倍长。

采集的花蜜动物,同时也散播花粉。觅食的黄蜂在花间痛饮蜜露时,它们的绒毛在收集花粉;而当它们在花间穿行时,这些花粉就会洒下。之后的再度进化,让它们的后腿上有了收集花粉细小篮子,即粉筐。蜜蜂回到蜂巢后,会把花粉存储在蜡制小盆里,到了雨天再吃。

相隔一定距离的植物仍然可以交配,它们有花粉,而后又有了花,于是出现了爆炸性的多样化,让这个棕色的星球变成绿色,然后又变得五彩斑斓:红、黄、白、 橙,以及其他各种颜色。花粉也多元化了,地球上有30万种植物有花粉,也就有30万种不同的花粉。颜色、形状和花粉粒结构上的巨大变化随着每种植物的其他 生物细节一起变化。甲虫授粉的植物往往有光滑、带粘性的花粉,以便更好地附着在甲虫的背上。蜜蜂或苍蝇快速飞动,由它们授粉的植物可能会有带刺的花粉,能 把昆虫的毛发抓得更牢。更大的动物,比如蝙蝠,由它们授粉的植物有时会有更大的花粉,但也并不总是如此,甚至大部分都不是。花粉的多样性比较容易理解。

花粉的历史不是由成功者记录,而是由失败者记录。空气不管如何清新,总会充满失败的花粉,随风流漂动。数十亿颗花粉粒到达了平流层。即便是现在,当你阅读这篇文章时,一些花粉粒或许就在落在你的手上或脸上,或在你的宠物猫身上。花粉落下时开始沉淀积累,一层又一层,在湖泊和池塘的底部化作春泥。

在这些腐烂得非常缓慢的沉积层中,花粉形成的历史书比产生它的植物更长久。沉积层中的草花粉意味着草原,松花粉显示了松树林,如此这般,形成淤泥中的百科全书。孢粉学家利用湖底沉积层的钻心取样,检查每一层的物种变化。总体上,这本植物生活变迁的编年史可以跨越至少数千年的时间。

科学家们研究取样中的花粉,看到火灾的频率变化、物种随冰川进行的后退和扩张,以及其他事情。然而,这几千年中最大的变化发生在最近,与人类科技的发展相 对应。随着农业发展,树木的花粉一年一年变得少见,谷物和杂草花粉更是如此。当我们改变了地球的气候,长期适应的寒冷环境的物种会越来越稀少,而来自温暖 地区的花粉则会增加。当我们乘坐飞机在周游世界各地,亚洲植物的花粉将出现在北美,非洲物种抵达夏威夷,澳大利亚物种到了南非。

花粉也见证了文明的发展。在危地马拉的玛雅低地,森林树木花粉曾经是最常见的,大约4600多年前,玉米花粉开始出现。到2000年前,大多数花粉都与农业植物有关。

然后,大约1000多年前,玉米花粉开始消失,杂草花粉也消失。最后,树木花粉又回来了。看到花粉编年史的这一变化,孢粉学家可以推断出事情其余的大部 分:鸟儿也回来了,就像蜜蜂和有粘性长舌头的蝙蝠也回来了。就像所有的记录一样,花粉记录也有偏见,但在这里,丰富的信息已经说明一切,无需太多解释:文 明兴起又衰落,寺庙让位给树木、花朵与花粉。花粉再次弥漫于空气中,再次附着在动物的身体上。无论在我们今后的日子里会发生什么事,花粉都会继续记录,它 不作任何批评,只作忠实证明。

一切生命,包括我们自己的生命,其发生都像是不可思议之事;但不知何故,依赖花粉流通而发生的植物生命尤为如此。但是它们一次又一次地找到对方,一如他们在恐龙横行地球之前,当巨型蜻蜓还在空中游弋时的时代,那时,无疑就有黄色花粉附着在这些史前生物的毛发上。


图2:浪漫雪球花

花粉粒飘落在蒂氏荚蒾的皱褶柱头上。在空气中的水分作用下,来自另一朵雪球花的花粉粒(灰色)已经膨胀开来。中间的一颗花粉粒则已经长成了花粉管,提供受精通道。而其他品种植物的花粉(黄色和绿色),则无法准确着床——遗传防御功能已经将他们排斥在外。


图3:凋零的宿命

 

一颗夹在两片花瓣之间的山杨柳花粉粒,它没能传播到柱头,很快就会死亡。当春风吹拂杨柳时,一些花粉就会被抛入空中。在蜜蜂的帮助下,完成它们的使命。


图4:斑斓中孕育生命

花粉的形状和大小各异。南瓜花粉粒(中间)直径约等于一张美钞的厚度。在其右下一点点是“勿忘我”的花粉粒。


图5:绽放的诱惑——木瓜

当花粉粒顺利着陆在目标(花)柱头时,木瓜属花粉粒卷曲的表面有助加快水分吸收。“快速的水合作用,有助于加快花粉管的形成,而这对受精非常重要。”瑞士巴塞尔大学医院的博士后、摄影师Martin Oeggerl说道。


图6:蜜饯中藏

富含蛋白质的白三叶草花粉,也会被蜜蜂酿做花蜜,成为蜜蜂的重要食品。


图7:迁徙的生命

 

白麻属植物印度锦葵的花粉粒带刺,能够帮助它粘附在鸟类的羽毛上。


图8:收放自如的精灵

凤梨科植物大铁兰的花粉表面皱褶,这种构造使得它能够干燥时收缩,潮湿时膨胀,而不必破坏受精过程。


图9:平常中孕育不平常

从埃及到阿根廷,水浮莲这种植物随处可见,但是这张拥有脊状表面的花粉私密照却并不多见。


图10:勿忘我

勿忘我如其名一般,他的花粉粒也令科学家难以忘怀,勿忘我拥有最小的花粉微粒:只有5微米左右。


图11:庞大的身躯

 

植物和花粉大小之间没有直接的联系,虽然捕蝇草未必比勿忘我大出几许,但它的花粉微粒约是勿忘我花粉的15倍之多。


图12:舞动的波斯合欢

合欢属植物,波斯合欢树的花粉也比勿忘我花粉粒大15倍。


图13:如胶似漆

山龙眼科银叶树的花粉表面有一层粘稠物质,这让它们很容易附着在动物身上。


图14:文殊兰

文殊兰花粉被鲜艳的花瓣围绕,能吸引昆虫充当他们的搬运工。花粉的传播形形色色,有些很容易解释,但仍有我们未曾了解的地方。


图15:飘落它处

 

松树科的花粉表面覆盖着大量黄绿色粉末。这颗特别的花粉粒着陆在一只未孵化的虫卵上。花粉在空中飘浮,精子也两个苍白的“气球”的作用下,也随之四处迁徙。对于世界上大多数患过敏症的人来说。这类风媒花的花粉相当令人痛苦,但它并不能被改变——这些精灵在这个地球已经有数百万年之久,这种痛苦只能避免,并不能被改变。

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