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新發現的蘭花自花授粉機制

植物授粉的機制,就是使雄蕊花藥的花粉傳播到雌蕊的柱頭,主要憑藉風力、重力、昆蟲。來自雲南思茅的大根槽舌蘭,雌雄同株,雌雄同花,以自花授粉繁殖。
 
 
 
英國知名科學期刊《自然》在6月22日出版的那一期刊出了一份報告,第一作者是中國科技大學生命科學系二年級學生劉可為,今年只有19歲。

這個發現可以追溯到劉可為讀高中的時候,而且得從他的父母說起。劉可為一家住在深圳,父母擔任園林工程師,據說劉可為從小就生活在花草世界中。而深圳有個國家蘭科植物種資源保護中心,劉可為在密閉溫室中,觀察到一種蘭花的授粉機制,從來沒有人報導過。這種蘭花是來自雲南思茅的大根槽舌蘭,以自花授粉繁殖。

植物授粉的機制,就是使雄蕊花藥的花粉傳播到雌蕊的柱頭,主要憑藉風力、重力、昆蟲。有些植物分泌花蜜、散發花香,吸引昆蟲上門。可是在密閉溫室中,這些「外力」都不存在,沒有風,也沒有昆蟲。

大根槽舌蘭是雌雄同株,雌雄同花,也就是同一朵花既有雄性構造也有雌性構造。不依靠外力的話,花粉如何送到柱頭上呢?

劉可為觀察到,在密閉溫室中,這種蘭花的雄蕊花藥能旋轉360度,而且是朝向與地心引力相反的方向旋轉,把花粉送入雌蕊的柱頭上。(類似跳高選手以背滾式翻過橫桿。)

這個觀察引起了兩位科學家的重視,一位是深圳國家蘭科植物種資源保護中心的劉仲健,另一位是清華大學深圳研究生院生物技術與生物醫學中心教授黃來強。他們不但證實了劉可為的觀察,還到雲南進行田野調查,發現大根槽舌蘭的自然棲境,特徵是無風、乾旱、昆蟲罕見。在野生狀態中,這種蘭花完全靠劉可為觀察到的機制傳粉,就是雄蕊的花藥柄會旋轉,把花粉送到雌蕊的柱頭。

這種蘭花要是沒有經過授精,就不會結果實。在自然狀態中,大約有一半的授精動作以失敗終結,因為雄蕊把花粉送到柱頭的整個過程極為複雜,稍有失誤,花粉就無法準確送到柱頭上。

總之,田野調查證實這是大根槽舌蘭在無風、乾旱、昆蟲也稀少的環境中演化出的生物適應。大根槽舌蘭在缺乏外力可以憑藉的環境中,演化出自力救濟的手段。這篇報告還推論,在類似環境中生長的植物,也可能演化出類似的自力救濟手段。
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