三叶天南星打算要变性。紫罗兰有件心事。蒲公英正得意扬扬。水仙已经意乱情迷。制造了百万颗种子后,兰花终于满意了。倒挂金钟还不满足,弯下它的柱头去碰花粉。三色堇抬拾起阴门般的脸朝向天空,满怀期待地等候着。月见草关心的只有一件事——也不过就是那档子事。
在花园里散步简直会让人脸红。
大约百分之八十的花都是雎雄同体,既是雌性也是雄性。传粉是要让位于花药的花粉转移到柱头;当来自花药的精子和位于
子房的卵子结合时,受精就产生了。
同体的两性花很容易就可以让自己传粉和受精,然而它们大部分都不会这样做。相反,它们尽量跟其他同种花卉的花粉
和卵子杂交育种:我要这个,那个给你…没错,就是这样。
性,尤其是好的性,都跟异体受精脱不了关系。为什么?
到底为什么要有性的存在?
就个体和子孙而言,无性生殖简单多了。不需要考虑雄性或雄性器官的存在,投资减少了一半,更不需要耗费那么多的时间
和精力,尽管去繁殖就好了。
在有性生殖的族群中,无性生殖的突变种占很大优势,它们能迅速繁衍,甚至取代原先的族群。而在无性生殖的族群中,有
性生殖的突变种很吃亏,没多久就会绝灭。
性究竟有什么好处?科学家仍旧困惑。
不过,他们已经提出了一些理论
当细胞准备分裂时,细胞中的基因会开始复制。在复制过程中,偶然的变化或差误可能是有害的,甚至是致命的。但是当个体得到的基因组来自父母双方时,危险的突变就可以被中和,因为正常的基因形式通常会取得主导,突变也就不会表现出来了。在无性生殖中,每代的有害基因会一直累积下去。
另一方面,来自不同亲代的基因重组,也会造成更多样的后代。根据自然选择的原则,基因重组的结果必须对子代有直接的利益。在多样的世界里,多样的子代有更多生存下去的机会。
还有一种理论着眼于性的长期结果。有人认为,自然选择并不会因为性或异体受精有利于物种延续而偏好它们,它并不在乎
物种的存亡。不过性和异体受精对物种的确是有利的,因为它能防止有害突变的堆积,同时促进族群本身的多样性。当天气变冷、传粉者消失或新的疾病侵袭时,这样的族群当中可能有些个体仍能存活并继续繁殖下去。从长远来看,有幸得以有性生殖的物种(那些因复杂因素拒绝采用无性生殖的物种),可能就是最后的赢家。
这些都还是理论,但你已然信服。你认定应该有性,应该采取异体受精。
如此一来,首先要做的事,就是避免柱头被花粉阻塞。
有些花,例如飞燕草,会在不同的时间有不同的性器官。就像换着异性服装一般,它会经历一个雄性的阶段,让花药制造花粉,
几个小时或几天后,它会进入雌性的阶段,柱头做好了接收花粉的准备。在这个时候,西番莲则会弯下柱头,采用后仰的姿势靠在自己的花药之间,这样就离有如色彩缤纷的马赛克般的花瓣更近,离传粉的蜜蜂也更近了。
也有些花的顺序刚好相反,先是柱头,后才是花药。
花也会隔开自己的各个部位。很多花的柱头会高高凸起,远离雄蕊的环绕。昆虫先是落在柱头上(这是个好落点),卸下它带
来的花粉,再到花瓣间搜寻新的花粉。若蔷薇的花药则对触碰很敏感,一旦传粉者来过后,花药就会朝柱头的反方向倒下。
这些器官的位置可是经过精心设计的。
有些植物和动物一样,有两性的分别。雄性柳树的花只有雄蕊,雌性柳树的花只有柱头。槲寄生有男有女,咬人猫、白杨、冬青也都是有先生有小姐。这种部位的分隔形式是最鲜明的。
有些植物的花虽有雌雄之分,但两性存在于同一个花序里。也有些种类除了雄花、雌花之外,还会多一种两性花,三者混生
在同一个花序里。
植物摆弄自己的性器官或是转换性别,为的是要避免自花授粉。
也有少部分的植物能够选择自己的性别。一株欧洲杨梅可以第一年只长雌性花,第二年只长雄性花。它不是三心二意,而是
针对土壤的含水量和养分,还有光线和温度做出反应。一般而言,雌性花需要较充足的养分及时间去孕育果实,所以在生长条件不佳时,植物自然会决定要当雄性。
幼年的三叶天南星通常在第一季都是雄性的。当它茁壮成长,存了足够的淀粉后,才会考虑试试更有挑战性的雌性角色。
传粉时,花粉会落在黏黏的柱头上,吸收水汽,胀大裂开,长出一根花粉管。管子会穿破柱头,往下一直生长到花柱,而管
内的两个精子就这样被送到了子房。
受精时,其中一个精细胞跟卵结合,形成种子的胚。另一个精细胞则跟另外两个卵细胞结合,成为胚乳,为胚提供营养。有
了这种双受精,种子得以有足够的食物来源,也能尽快成熟。这种受精方式让开花植物比隐花植物占了更多的便宜,同时让人类得以享用各种可食的果实及种子,继而有了农业生产。
花的自体受精是不可避免的。有时会有意外,风可能吹错方向,蜂不一定都照规矩来。然后,事情就这样发生了。
不过,即使在这个时候,有些花仍能阻止自体受精。许多禾草的柱头认出一个太过熟悉的花粉粒时,会阻止花粉管的生长;月见草会在靠近柱头处就把它拦住;百合、罂粟则把这管子引到花柱的更深处,让它冲过头;对红色跃升花来说,即使花粉管能深入花柱到达子房,甚至已使卵受精,这个受精卵还是会被吸收掉。
以上这些花是自交不亲和的。
有些花坚守自交不亲和的原则。
有些则摇摆不定。
对于某些种类的花来说,从另外一棵植株上来的花粉在授粉上占有优势,因为经异体受精产生的花粉管可以快些到达花柱。
但它也不一定就能因此获得压倒性的胜利,因为途中的困难险阻很多。
所有自交不亲和的系统都不免有漏洞。于是有些花不再坚持——毕竟和自己繁殖总比不繁殖好。到了最后关头,还没传粉
的柱头会向下或向四周弯曲,触碰自己的花药,或者取走残留在花柱上的花粉。
有些植物会开两种花,有些自体受精,有些异体受精。早春时节,紫罗兰开满了林地。要是有的花迟迟未授粉,植株就会再长出一朵花苞,这朵花苞不会绽放,也不会长高。它就在没人注意的情况下,自己让自己受精。
大多数的花把自体受精当作备选方案。但对有些花而言,这是常态。这类花的生长环境通常严苛多变,必须在很短时间内开
花然后死亡。它们往往体形较小,没什么颜色,也没什么香味,看起来很青涩,好像还没发育完全。
能持续自体受精的植物,可以在别的植物生存不了的地方生存。它们不需要传粉者,所以繁殖很快,常常取代别的植物,据地为王。最后,它们整个族群的基因会趋向一致,基因都是固定的,特质也相同。同一物种的族群,若曾顺着不同的自体受精路线发展,常被误认为是不同的物种。十九世纪的一个植物学家,就曾把某种小小的自体受精植物生长出的二百多种形态不同的植株,错当成不同种的禾草。
自体受精还可以更进一步发展。蒲公英的子房不需要雄性精子来施舍也可以制造种子,这样的种子只从母方复制基因。这种不完全无配生殖,即植物学家彼得·伯恩哈特所称的“处女生子的现象,在很多科的植物中均可见到。奇怪的是,有些这类的花还是需要授粉以促进子房的发育,不过花粉除此以外别无他用。
蒲公英的确会制造些花粉,也会吸引昆虫。它可不笨,它的备选方案就是那些顶端的种子,其中百分之一都是异花传粉的结
果。这样的花在多变的世界里,能够产生多样的子代。
A计划,B计划,还要有C计划。
多种植物采用营养繁殖,长出根或是匍匐茎,繁殖出跟亲代具有完全相同的遗传结构的后代,即无性生殖系。目前所知仍存
活的植物中,最古老的是生长于莫哈韦沙漠中无性生殖的石炭酸灌木,其祖先是一万两千年前的一颗种子。你可能已经猜到,这种古老的灌木也有个备选方案—雨季时,它就开出小小的黄花。
同属的花可以表现出数种不同的性策略。体形较大且有点炫耀意味的草甸碎米荠( Cardamine pratensis),会有许多昆虫帮其完成异花传粉,而且基本上是自体不兼容的;娇小的阿马拉碎米荠(C. amara)由苍蝇传粉,但能接受自体受精;而更小的碎米荠(C. hirsuta)总是自体受精。
花很灵活,但也有主见。
有种欧洲的兰花长得很像某种雌蜂。在地中海某些区域,跟这种花有亲属关系的花会被饥渴的雄蜂抓住,进行传粉。不过这
种蜂在西欧绝迹后,它就演化成自体受精了。如今,花开几天后,花粉块(一团团、一块块附在茎上的花粉)就会懒洋洋地从花药上落下,吊挂在柱头前方,等待一阵清风拂来。
要是给这种兰花派个传粉者,它就又会回到杂交育种的模式。传粉者要是长得像直升机而不像蜂,花也会变换姿势。
说起来,人类的性也是同样千奇百怪,甚至还要更匪夷所思呢。
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