寄生花
寄生花,听名字或许大家不熟悉。
图1. 盛开的寄生花(莫海波 摄)
但是看脸的话——它们莫非是草系宝可梦:霸王花的姐妹吗?你没猜错,或许还真是。
图2. 霸王花(源于网络)
叮咚,以下是植物小百科:
寄生花Sapria himalayana Griff.,是大花草科Rafflesiaceae、寄生花属Sapria草本植物,2021版云南省极小种群野生植物名录第60位(排名不分先后)。它的叶子同普通植物不同,完全不是绿色,乍一看还以为没有叶子,细细看才能在茎上找到高度退化的鳞片状肉质叶片。这些叶片很小,大概10片,覆瓦状排列。它的花看上去很奇特,开花的时候一大朵开在顶上,有碗口那么大,颜色很红很鲜艳,上面带着密密麻麻的黄色疣状斑点,就好像是什么长着触手的海洋生物或者是外星生物似的(图1)。一株寄生花只开一朵花,要么开雌花,要么开雄花(雌雄异株),整朵花像个朝上开口的钟,也像个碗。花被有两列,看上去有10个花瓣,其实是10个花被裂片,这些花被裂片在基部合生,加之说不清这是花瓣还是花萼,就只能统称花被裂片。花快枯萎的时候,整朵花会变成很深的紫黑色,就像坨焦炭(图3)。
图3. 开败的寄生花(周欣欣 摄,源于PPBC)
寄生花的“技能”
众所周知(如果你不知道,请去背图鉴),霸王花是草+毒属性的宝可梦,有“麻痹粉”、“花瓣舞”和“阳光烈焰”等技能,却不会其他草系宝可梦会的“藤鞭”和“寄生种子”等技能。我们寄生花自然拥有草系宝可梦的绝招,但是它们有一些霸王花没有的招数,比如说“藤鞭”和“寄生种子”,这样说起来,我们寄生花的技能更像妙蛙种子,而不像霸王花(图4)。让我们来数数寄生花有什么技能吧!
图4. 寄生花的初级形态——寄生球(陶丽丹 绘)
绝招一:“寄生种子”
“寄生种子”是寄生花最厉害的绝招了。寄生花继承了大花草科植物的特性,是寄生专家哦!有人把寄生花称为“异形”:它们“小时候”(即营养生长阶段)完全寄生在其他植物根内,谁也看不到它们。直到它们终于积累够开花的能量,才会从寄主的细胞里长出一个鼓包伸出地面,开出一大朵鲜艳奇特的花(即繁殖阶段),吸引昆虫来传粉,延续种族。
图5. 寄生花的花(陶丽丹 绘)
由于数千万年前寄生花就开始寄生生活了,它们体内已经没有叶绿体基因组!
对!你没听错,没有叶绿体基因组!
其实我想说“没有叶绿体”的,但是不知为何,没有人研究过寄生花是否有叶绿体,反正叶绿体基因是一点也检测不到了。大家还记得前几期介绍过的地下兰(Rhizanthella gardneri)吗?地下兰的叶绿体基因组是所有植物中最小的,丢失了70%的基因,而寄生花更绝,叶绿体基因组直接全丢了。不仅如此,寄生花还丢失了44%的保守基因。这些基因有些是细胞核内负责指挥叶绿体工作的,既然叶绿体基因组都没了,那就没必要留着这些相对应的基因。有些是和基础代谢相关的基因,如脱落酸(ABA)合成相关基因(没办法,脱落酸合成需要叶绿体,干脆就别合成了,那从寄主那里抢点脱落酸用用)。
另外,寄生花的基因组对一些重要基因进行了富集,比如说DNA和RNA代谢等,这些基因的内含子比别的植物少了很多。
所以,你以为寄生花很“节能”?
不不不,寄生花的基因组还是非常庞大,有1.28Gb,充斥着大量“冗余”的重复转座元件,而且有些选择压力小的基因内含子大得出奇,这些“没用的序列”复制起来也是很费劲的。很多寄生植物都有这样巨大的基因组,反正不用自力更生,就随意挥霍寄主的能量呗。更神奇的是,寄生花还从寄主那里“抢来”了一些基因(寄生花基因组里至少1.2%的序列是从寄主那里“抢来”的),这叫做“水平基因转移”。这些基因中,有些是同防御和胁迫响应有关的基因,有些是和嘧啶合成以及其他功能有关的基因。有趣的是,寄生花自己的防御相关、嘧啶合成相关基因却丢失了。看来,寄生花不仅靠寄主提供营养和水分,甚至连防御也靠寄主。当然,“抢来”的基因里也有些是没有功能的(Cai et al., 2021; Westwood, 2021)。
绝招二:“藤鞭”
此绝招:有,但又不完全有。寄生花需要寄生在寄主上才能生存,那么它们什么寄主都能寄生吗?
不不不,在这点上它们可比异形讲究。
寄生花只寄生在葡萄科Vitaceae崖爬藤属Tetrastigma植物的根和茎上,但是多种崖爬藤属植物都可以成为寄主(Adhikari et al., 2003)。热带雨林这么大,为什么寄生花非要寄生在崖爬藤属植物上呢?有人猜测,这是由于藤本植物优秀的储水能力。不过我个人觉得这个证据有点弱,还需要更多研究,毕竟寄生花生活在热带雨林,而不是在沙漠。通过对寄生花“抢来”的基因进行分析,科学家发现寄生花一开始不是寄生在崖爬藤属植物上(崖爬藤属比寄生花年轻)。寄生花“抢来”的基因中,较古老的那些不是来自崖爬藤属,而是来自蛇葡萄属Ampelopsis。寄生花可能一开始是寄生在蛇葡萄属植物上,不久后就转而寄生在崖爬藤属植物上,一直持续到现在(Cai et al., 2021)。
看来寄生花同崖爬藤已经发展出了稳定的“全天候友好伙伴”关系(崖爬藤除了浪费一点营养之外好像也没啥明显的损失),寄生花就算自己挥不出“藤鞭”,至少可以指挥崖爬藤挥出“藤鞭”。所以大胆地使用“藤鞭”吧!“藤鞭”可是战斗、救人必备技能,训练家们值得拥有。
绝招三:“麻痹粉”
就像其他大花草科植物一样(鼎鼎有名的大王花就是大花草科的),寄生花开花时也会发出臭味,只不过没有大王花属Rafflesia植物那么臭。寄生花的传粉昆虫可能是丽蝇Calliphoridae和水虻Stratiomyidae一类能被臭味吸引的昆虫(Trân et al., 2018)。但是据说它们的传粉行为非常少见,或许是因为不够臭吧,关于寄生花的气味以及详细的传粉过程还没有人研究过(Adhikari et al., 2003)。所以说,寄生花可以释放“麻痹粉”技能,但是极有可能威力不佳,训练家们要注意哦。
绝招四:“阳光烈焰”
寄生花有没有“阳光烈焰”绝招呢?答案是没有,无法学习此技能。寄生花已经完全不能进行光合作用了。它们不事生产,所有的营养均来源于寄主植物。毕竟连叶绿体基因都全丢了,怎么能进行光合作用呢,吸收不了光,自然也就没法释放“阳光烈焰”绝招了。
大招:“斗转星移”
鉴于寄生花可以从寄主那儿“抢”来基因,所以它们在成功使用“寄生种子”技能后,可以随机获得对手的一个技能,持续时间是一个回合。各位训练家们,祝你们个个都是欧皇。
如此神奇植物
寄生花的“捕捉难度”
寄生花属是“人丁”不旺的小属,只有4个种,一家子都惨兮兮。第一种就是我们的寄生花,新种于1844年就发表了,在我国西藏东南部、云南南部,以及印度、泰国、不丹、缅甸和越南有分布,它被IUCN红色名录评为VU(易危),在中国被评为EN(濒危)。然而由于近30年无人发现,它差点就要宣布在中国灭绝了。2015年,植物学家才在西双版纳热带雨林里重新发现了寄生花,确认它们在中国没有灭绝。至于西藏东南部,至今也没有人发现寄生花的踪迹。2021年,寄生花被列入云南省极小种群野生植物名录(2021版)中。它在国外还有多少个体不知道,不过印度已经将其列入印度的国家珍稀濒危保护植物名单中,恐怕也是不容乐观。
寄生花是本属发表的第一个种,算是属内4个种里分布最广的一个了,随后发表的其他寄生花属“弟弟妹妹”们比它还惨:第二种是1941年发表的Sapria poilanei Gagnep.,只分布在柬埔寨和泰国;第三种是1997年才发表的S. ram Bänziger & B. Hansen,只分布在泰国;第四个是被缅甸人称为“缅甸山莲”的S. myanmarensis Nob. Tanaka, Nagam., Tagane & M. M. Aung,2019年才发表,发表时被评为CR(极危),只分布于缅甸(Bänziger & Hansen, 1997; Tanaka et al., 2019)。
图6. A:Sapria poilanei(Bänzige & Hansen, 1997);B:S. ram(Bänzige & Hansen, 1997);C:S. myanmarensis(Tanaka et al., 2019)
寄生花属植物由于是极端的寄生植物,要对它们进行人工繁育和迁地保护是非常困难的,最好的保护方法是建立保护区或保护小区,保护它们赖以生存的热带雨林和相依为命的崖爬藤(Trân et al., 2018; Arunachalam et al., 2004)。
所以,寄生花(不管是哥哥还是弟弟妹妹)的捕捉概率为:极低。另外,友情提示,遇到野生寄生花不要随意捕捉,给它们留点繁衍生息的机会吧!破坏野生植物可能会被君莎小姐盘问哦!
寄生花VS霸王花
霸王花和寄生花到底是什么关系?
据我们观察(好吧,据我观察),霸王花的原型应当是大王花属植物。大王花属和寄生花属看上去好像差不多,实则很好区分:1. 大王花比寄生花大多了,前者直径最大有1米,后者只有8cm左右;2. 大王花很臭,寄生花的臭味则比较清淡;3. 大王花属花裂片5-6个,寄生花属花裂片10个,前者只有1列,后者有2列;4. 大王花属中间那圈突出来的环是花被片合生形成的,而寄生花中间那个向内凹的“横膈膜”是由花被片和合生雄蕊之间的环状结构发育来的(Trân et al., 2018; Nikolov et al., 2013; Tanaka et al., 2019)。
图7. 大王花(源于网络)
中国没有大王花属植物分布。
中国原生的大花草科植物只有两个种,一个是前面介绍过的寄生花S. himalayana,另一个是分布于福建、广东、广西、台湾、云南,以及柬埔寨、印度尼西亚、日本、马来西亚、泰国等地帽蕊草Mitrastemon yamamotoi Makino,只有3-8cm高,长得玉雪可爱。
图8. 帽蕊草Mitrastemon yamamotoi(朱仁斌 摄)
结语
虽然寄生花不是最厉害的植物宝可梦,由于种族天赋所限,有些技能难以发挥出最强的力量,但是宝可梦训练最重要的是同宝可梦心意相通!只要训练的好,哪怕是寄生花也能成为厉害的宝可梦呢!但是一定不要去野外捕捉寄生花哦!耐心等待,等科学家把寄生花训练完成,或许有一天能在植物园里见到寄生花的身影。
大家也去收服自己的植物宝可梦吧!https://mp.weixin.qq.com/s/aaqFANH-Yhh-aTvyytALwA
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