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长嘴飞蛾只爱这朵兰花

来源：花匠小妙招时间：2024-10-17 18:10

　　1862年1月25日下午，冬日里温暖的阳光穿过窗子，洒在达尔文的书桌上。达尔文在环球航行之后，就患上了一种奇怪的慢性病。在疾病的折磨下，达尔文只好放弃了野外考察，留在家中，一边修养，一边做研究。他的研究工作，很大程度上都要靠朋友们寄来的标本来支持。

　　现在，在达尔文的面前，安静地躺着一只包裹。这件包裹来自于著名的比杜尔夫田庄，寄件人是达尔文的老朋友贝特曼。贝特曼是远近闻名的兰花收藏家和植物猎人，他会亲自到野外采集标本和兰花的种子，还写过好几本关于兰花的专著。贝特曼知道达尔文也在研究兰花，就经常邮寄兰花的标本给他。

　　贝特曼在包裹的附信中写到：“虽然我现在还不想皈依你的进化论，但是我愿意支持你做这件事。我愿意把我知道的关于兰花的事情都告诉你，也希望你的理论能帮我解释兰花们的奇特行为。”

　　达尔文把老朋友的信件收好，开始小心翼翼的拆开包裹。随着包裹的打开，几种造型奇特的兰花标本展现在了达尔文的面前。

　　喜爱植物的朋友应该都知道，兰花是一类形态特别奇特的植物。但是达尔文手里的这个兰花标本，实在是太奇特了。那是一朵白色的兰花，在兰花的唇瓣后方，长着一根长达30厘米的花距。花距是鲜花的花，距离的距。这是一种由花瓣或者花萼特化出来的管子形状的结构。在管子的底部，一般会长有分泌花蜜的蜜腺组织。在兰花里，常常会见到花距这种结构。这种长着超长花距的兰花，名字叫做大彗星风兰。

　　对于兰花，达尔文也算得上是见多识广了。但是，当他看到大彗星风兰的时候，还是禁不住吃了一惊。对于达尔文来说，生物身体上的任何一种奇怪的结构，都应该有一个演化上的解释。越是看起来不寻常的结构，其背后的故事就越是奇特。

　　按照达尔文的理论，兰花长出花距这种结构的意义。昆虫落在花朵上，目的就是为了吃到花蜜。而落下来在花朵上爬一圈儿，昆虫的身上就必然会沾上花粉，这就起到了帮助花朵完成授粉的目的。本来，昆虫完成授粉工作，花朵提供花蜜作为报酬，这是一个平衡的合作。但是，在一些特殊环境里，这种平衡关系也会被打破。

　　有一种蛾子，它们可以凭借着高超的飞行技巧，把身体悬停在兰花面前，然后再用长长的舌头伸进兰花的花心里去舐食花蜜。悬停飞行的蛾子用不着落在花朵上，也能吃到花蜜，这就产生了一个大问题。作为报酬的花蜜被蛾子领走了，但是授粉的工作，却没有人做。所以，一种蜜腺部位向下凹陷的变异兰花就脱颖而出了。因为它们的蜜腺向下凹陷下去，飞蛾够不着，于是就只好把身体凑近花朵。这样，兰花的花粉就有机会粘到飞蛾毛绒绒的身体上了。

　　但是，对于飞蛾来说，浑身沾上花粉可不是好事儿。兰花粘糊糊的花粉团让它们不得不额外消耗大量的能量，才能维持悬停飞行。于是，一些嘴巴更长的飞蛾则拥有了生存优势。它们仍然可以在不碰到花朵的情况下吃到花蜜。

　　为了让飞蛾尽量靠近花朵，大彗星风兰的花距就越长越长。为了避免花粉粘在身上，飞蛾的嘴巴也会越长越长。一场飞蛾与大彗星风兰之间军备竞赛就这样展开了。不过，这种军备竞赛并不会无休止的进行下去。当飞蛾的长嘴给它带来的麻烦，与沾上大彗星风兰的花粉差不多时，长出更长的嘴就变得没有必要了。当飞蛾的嘴巴不再长长时，大彗星风兰的花距也就不再有进一步长长的动力了。

　　想到这些之后，达尔文很快就做出了一个大胆的预言：大彗星风兰之所以有这样的结构，一定是有一种飞蛾长着同样长的嘴，可以吸取到大彗星风兰的花蜜，同时又能帮助它完成授粉的工作。

　　达尔文关于长嘴飞蛾存在的预言，完全可以与爱因斯坦提出的太阳引力可以弯曲星光的预言相提并论。敢于用自己的理论提出预言，就意味着为自己的理论设定了一个可证伪的条件。如果预言被证明不成立，那么对应的理论也会被同时证伪。现在，科学爱好者都知道，具备可证伪度的理论，才是合格的科学理论。达尔文用进化论做出预言，这是极具科学精神的表现。直到70年后，科学哲学家卡尔·波普尔才正式提出了证伪主义这个概念。

　　达尔文的预言让大彗星风兰和预言中的长嘴飞蛾一下子名声大噪。很多人专程跑到马达加斯加岛上寻找这种飞蛾。一些进化论的追随者，也希望通过找到这种飞蛾来证明进化论的正确性。还有些博物学家则想要得到长嘴飞蛾的标本。如果真有长着30厘米长嘴的蛾子，绝对可以卖出个好价钱。

　　不过，大家都低估了这件事情的难度。马达加斯加虽然只是一个岛，但它的面积有59万平方公里，这比我国的四川省还要大18%。再加上马达加斯加岛上的地形和气候类型都很复杂。探险家们连找到大彗星风兰都不容易，更别提找到只有花期才会出现的长嘴飞蛾了。

　　由于寻找长嘴飞蛾的过程并不顺利，1867年，一位学者干脆出版了一本书，讲述了他在马达加斯加岛的考察过程，直接暗示大彗星风兰是由超自然的力量创造的。甚至连达尔文的铁杆粉丝华莱士，也就是和达尔文同时提出自然选择理论的生物学家，他也倾向于大彗星风兰的古怪形态，可能只是一次意外突变的结果。他觉得，达尔文预言的长嘴飞蛾很可能并不存在。毕竟，一种长着30厘米长嘴的飞蛾，实在是有点儿不可思议。

　　不过，最终达尔文还是赢了。1903年，也就是达尔文做出预言之后的第41个年头，两名探险者无意中在岛上发现了一种长嘴飞蛾，它的形状和达尔文描述的飞蛾非常相似。达尔文唯一没有说明的是，这些飞蛾的长嘴平时都是卷起来的，只有它们吮吸大彗星风兰的花蜜的时候，才会把30厘米长的长嘴伸出来。这些飞蛾昼伏夜出，人们很难注意到它们，即便有人在夜里看到它们，也几乎看不见它们细细的长嘴。

　　后来，这种飞蛾被命名为非洲长喙天蛾。因为它谜一样的经历，人们还给它起了一个神秘的名字，叫作斯芬克斯蛾。

　　斯芬克斯蛾绝对名副其实，这种长嘴飞蛾在后来的很多年里，一直都保持着它们的神秘。直到1992年，也就是达尔文提出预言的130年之后，科学家终于在高速摄影机的帮助下，拍摄到非洲长喙天蛾伸直自己的口器，插入到大彗星风兰花距当中采食花蜜的全过程。随着花距中的花蜜逐渐减少，悬停飞行的非洲长喙天蛾只好逐渐向花朵靠近，最终让大彗星风兰的花粉粘在了自己的身上。

　　非洲长喙天蛾在世界各地有很多近亲，我国也有好几种。这些长喙天蛾就仗着自己的嘴巴长，常年干着偷吃花蜜但是却不给花朵授粉的勾当。这样看来，大彗星风兰与非洲长喙天蛾的比拼中，硬是逼着非洲长喙天蛾给自己完成了授粉，也算是打了个平手。

　　不过，类似于大彗星风兰这种授粉与花蜜交换的策略，虽然看起来聪明，但在兰花中只能算得上是中规中矩的做法。毕竟，用花蜜与昆虫交换，也还是有成本的。有一些兰花，干脆就放弃了花蜜，它们吸引昆虫，用的是各种各样新奇古怪的骗术。

　　我已经没法再用创业者来比喻兰花的在演化中的创新行为了，因为这些创新的生存策略，已经严重的违反了商业道德。在全世界两万多种兰科植物中，至少有超过7000种兰花，也就是总数量的三分之一，在用欺骗的手法吸引昆虫为它们授粉。

　　南美洲有一种植物名叫金虎尾花，它是一种金黄色或者白色的小花，每朵花上有5个花瓣。这种花的蜜腺会分泌昆虫喜爱的油脂，吸引昆虫来给它授粉。与金虎尾花生活在一起的，有十几种不同的兰花，这些兰花长着与金虎尾花相似的花瓣和颜色，一样可以吸引昆虫。但是，与金虎尾花不同的是，所有这些兰花种类，都不为那些授粉的昆虫提供任何的回报。它们只是借用了金虎尾花的外观，来骗取昆虫的信任。

　　还有一类兰花，它们不仅会模拟食物的外观，还会模拟食物的气味。它们不仅能模拟出其他花朵的花香，还能模拟出苍蝇、甲虫这类食腐类昆虫喜欢的恶臭的味道。依靠食腐昆虫授粉的兰花，还会在花瓣和叶片上产生很多深色的斑点，这些斑点的样子，就像是腐烂产生的霉点。为了让陷阱更逼真，一些兰花的叶片和花瓣上甚至会长一些又长又密的细毛，这些细毛让它们看起来就像是真菌的孢子体和菌丝。这样以假乱真的模仿，连人都有可能骗过，更别提那些苍蝇和甲虫了。

　　这种把自己伪装成食物的骗术，叫做食源性欺骗。这种骗术比起我们生活中常常遇到的仿冒知名品牌的行为更加恶劣。假冒的品牌虽然可恨，但只是赚取了真品牌的名气而已。假品牌在面对消费者的时候，好歹还是要提供一个类似真品牌的产品，才能骗取消费者的信任。但是食源性欺骗的兰花，连假的产品都不会提供，可以说是恶劣至极。

　　还有一大类的兰花，名叫蜂兰。蜂兰广泛分布在欧洲、北非和西亚一带。如果你见过蜂兰的样子，就一定会对它酷似蜜蜂的花朵感到惊讶。蜂兰最下面的唇瓣，长得就像是蜜蜂的肚子和屁股。有些蜂兰的花朵上还长满了绒毛，看起来就像是毛绒绒的熊蜂。

　　它们的花朵长成这个样子，当然不是因为它们喜欢模仿秀。它们正在把花朵伪装成雌蜂的样子，吸引雄性蜜蜂前来授粉。

　　在南部欧洲，有一种蜜蜂，名叫地花蜂。每到初春的季节，地花蜂就破茧而出，开始寻找自己的爱情。地花蜂与我们常见的蜜蜂不太一样，它们的的社会中没有蜂后这个角色。它们依靠自由交配来产生后代。

　　雄性地花蜂会比雌性的地花蜂孵化的时间早几天，这就给了蜂兰一个可乘之机。蜂兰会趁着这个短暂的空档期开花，它们的花朵不仅长得像地花蜂，而且还能散发出与雌性地花蜂身上的性激素非常相似的气味。在情窦初开的雄性地花蜂看来，那些在草丛中摇曳的蜂兰花朵，根本就是一只只花枝招展的雌性地花蜂。于是，它们毫不犹豫的飞向蜂兰，尝试着与花朵交配，结果，自然成了被利用的对象。

　　科学家们曾经做过实验，他们把蜂兰、雄性地花蜂和雌性地花蜂放在一起，看看蜂兰和雌性地花蜂，到底谁对雄性地花蜂的吸引力更大。实验的结果让科学家们大跌眼镜。实验数据表明，雄性地花蜂被蜂兰吸引的次数明显多于雌蜂。以假乱真的蜂兰，竟然连雄性地花蜂都没办法正确辨认。

　　这样的生殖策略显然对地花蜂非常不利。一些研究认为，雌性地花蜂之所以会比雄性更晚孵化，有可能就是为了躲开蜂兰的花期。如果，雌性地花蜂与雄性一起孵化，反而会因为不得不与蜂兰竞争，而影响了种群繁衍。授粉成功的蜂兰，就会停止分泌激素，它们的叶片也会枯萎脱落。这时候，雌蜂再孵化出来，就增加了交配的成功率，避免了蜂兰的干扰。这场竞争，以地花蜂逃避式的演化为最终的结局，蜂兰完胜。

　　这种通过模拟雌性昆虫，吸引雄虫前来交配的策略，叫做性欺骗。这种欺骗方式的恶劣程度，基本上与电信诈骗差不多了。兰花在这里，完全没有考虑互惠共赢，它们的策略就是：欺骗你，与你无关。

　　还有一类兰花，它们会把自己伪装成某类昆虫的巢穴。这类兰花中很有代表性的，就是生长在四川、云南和西藏东南部的西藏芍兰。西藏芍兰的唇瓣长得酷似熊峰的巢穴，采蜜疲惫的熊峰看见西藏芍兰就会钻进去休息。它哪里知道，这是一个精心设计的陷阱，只要熊峰一钻进去，西藏芍兰就会把准备好了的一大块花粉精确地粘到熊峰的背上。

　　作为昆虫来说，一生也就只有三个理想，那就是食物、配偶和巢穴。兰花们简直抓住了昆虫的命门，把三种欺骗方式做到了极致，打得昆虫在这场竞争中毫无还手之力，彻底变成了任人宰割的韭菜。

　　那说到这里，问题就来了，兰花凭什么能把拟态做到如此的极致呢？难道它们真的比其他植物更聪明吗？当然不是。我们在前面的节目里就反复强调了，演化没有方向，这是理解所有生命的大前提。既然演化没有方向，那么与兰花精妙绝伦的拟态相匹配的，一定是远高于其他植物的超高的变异数量。只有更多的变异，才能造就更多样化的基因。更多样化的基因，才能塑造出更精妙的拟态。

　　但是，问题还是没有得到解答。兰花有什么秘密武器，能让它拥有比其他植物更多的变异呢？答案也很简单，那就是兰花能够产生数量极多的种子。兰花的种子，舍弃了胚乳这类占体积很大的营养组织。它们的每一粒种子，都轻得像一粒灰尘。在一粒桃核大小的兰花蒴果里，包含的种子数量可能有数百万之多。每一粒种子，都携带者一份略有不同的基因。这种生殖策略，自然能产生出更多的变异。这正是兰花奇异多样的生物学基础。

　　不过，这依然不是问题的终点。你想想看，如果兰花想产生几百万粒能发芽的健康种子，就必须要几百万的花粉给它授粉才行。就算是那些被骗的昆虫兢兢业业，也不可能同时把几百粒花粉带到雌蕊上吧。这种超级高效的授粉，兰花又是怎么完成的呢？

　　首先，兰花的结构，就与别的花朵特别的不一样。我们生物书上讲到花的结构，一般会介绍花是由四部分组成的：分别是萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊；兰花却非常特殊，兰花是由萼片、花瓣和一种叫作蕊柱的结构组成，它把雄蕊和雌蕊演化成了一个融合在一起的器官。普通花朵的花粉都是一粒一粒分散着的，但是，兰花的花粉则是粘糊糊的一团，有的还隐藏在蕊柱上的机关当中。当受骗的昆虫停留在兰花上的时候，一旦触碰机关，粘糊糊的花粉块就会被释放出来，牢牢地粘在昆虫身上。

　　当昆虫来到下一朵兰花的时候，身上的花粉块就会触碰到兰花的蕊柱。这样数百万的花粉就被涂抹到了蕊柱上。这就是兰花能够高效授粉的秘密。

　　那么，这就是兰花能够实现精妙的拟态，从而战胜昆虫的谜底了吗？仍然不是。因为我们还有一个终极问题需要回答。那就是这些轻如粉尘的兰花种子，既然自己连养分都没有携带，它们该怎么发芽呢？这是一个更加令人赞叹的生存策略。

　　兰花的祖先起源于中生代。那个时代的地球，哪里有什么种子植物的生存空间，那里是蕨类植物的天下。但是，兰科植物的祖先还是找到了一个相对空白的生态位，那就是附生在岩石、悬崖或者高大的树干上。这些地方的特点是干燥、贫瘠而且缺少土壤，是蕨类植物看不上的地方。细小的兰花种子可以随风飘散，到达这类地方。

　　光是到达还远远不够，这些兰花的种子由于没有胚乳，并不能直接发芽。它们会静静地等待周围的真菌侵蚀它们的外壳。真菌分解兰花种子外壳的时候产生的废物，正是兰花种子萌发所需要的养料。就这样，兰花的种子竟然奇迹般的与侵蚀它们的真菌达成了巧妙的共生。真菌分解了兰花种子的外壳，而兰花种子也因此获得了发芽的能量。

　　大部分的兰花在长出根系和叶片之后，就能够摆脱真菌，独立生存。但是，也有些兰花干脆选择了终生与真菌共生的策略。它们的根部表皮逐渐演化出供真菌寄生的特殊结构，它们所需的所有养分，都通过真菌获得。你可能听说过有一种药用植物，名叫天麻，天麻就是一种与真菌共生的寄生兰花。

　　最后，我们再来梳理一下兰花神奇的生存策略。

　　兰花的种子通过与真菌共生，抛弃了胚乳，实现了体积最小化。

　　最小化的种子，实现了超多种子数量的策略。

　　兰花通过花粉块策略，为海量的种子实现高效率的授粉。

　　超多种子，加上高效的授粉，实现了高水平的基因多样性。

　　高水平的基因多样性，早就了兰花精妙绝伦的拟态能力。

　　精妙得拟态能力，让兰花可以用极低的代价，操纵昆虫为它们授粉。

　　这就是靠欺骗为生的兰花的生存策略。不知道你听了这些感觉如何。反正我第一次接触这些知识的时候，是非常震惊的。难以想象，最初为了在蕨类植物的夹缝中求生，一系列有趣的变异之后，竟然为兰花家族打开了如此广阔的一条演化之路。

　　兰科植物的超级策略，让它成为了种子植物中第二大的家族。那么第一大的家族是谁呢？别着急，下一集里我就会为你揭晓。咱们下集再见。

　　结尾废话：

　　我国是兰花最重要的原产地，我国也有着悠久的兰花文化。有很多并不是兰科植物的花，只要是花朵长得像兰花，或者叶子细细长长的植物，我们都喜欢用兰给它们命名。比如说君子兰、吊兰、文殊兰、蟹爪兰、球兰、玉兰、米兰、蜘蛛兰、鸢尾兰、风雨兰，刚刚我说的这一大堆兰，其实都不是兰科植物。还有我们的《诗经》和《离骚》中记载的兰花，其实也不是兰，它们很可能是一种名叫佩兰的菊科植物。

　　还有一些常见的植物，比如说石斛和刚刚提到过的天麻，它们的名字里不带兰字，但是却是地地道道的兰花。

　　随着兰花这一集节目的结束，我们植物学有故事的节目也完成了一半了。感谢你这么长时间的支持和陪伴。关于兰花的故事还有很多，一期节目是肯定讲不完的，我们在后面的节目中还会继续讲到它们的故事。

　　再见。

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