本刊上期文章《花兒為誰綻放》介紹,開花植物為了吸引傳粉動(dòng)物為自己傳粉,進(jìn)化出了各具特色的花朵,其結(jié)構(gòu)之精細(xì)、獨(dú)特,猶如“上帝的杰作”。本文將告訴讀者:如果說植物的花朵是“上帝的杰作”,那么,花朵產(chǎn)生的花蜜則是——
一個(gè)成功的飲料配方能給飲料生產(chǎn)商帶來豐厚的市場(chǎng)利潤(rùn),因此他們總是千方百計(jì)地尋找各種飲料配方生產(chǎn)出不同口味的“軟飲料”,以滿足消費(fèi)者的要求。然而,他們的努力比起飲料生產(chǎn)的始祖——開花植物可就遜色多了。幾百萬年以來,開花植物在競(jìng)爭(zhēng)中不斷進(jìn)化,竭盡所能生產(chǎn)由植物自己配方的各種“軟飲料”——花蜜,以吸引更多有益動(dòng)物的造訪。植物提供美味花蜜給動(dòng)物得到的回報(bào)是什么呢?是動(dòng)物全心全意的服務(wù)——為植物傳播花粉。具體來說,就是把植物的花粉從一朵花搬送到另一朵花。
那么,植物能提供給傳粉動(dòng)物什么樣的花蜜“飲料”呢?它們又是怎樣給花蜜保鮮以確保傳粉者的健康的呢?
有色飲料
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),雖然大多數(shù)花蜜是無色的,但還是有一些植物會(huì)利用花蜜明亮的色澤召喚傳粉動(dòng)物。
花蜜的顏色最早被科學(xué)家關(guān)注,源于一位在丹麥一所大學(xué)的溫室里工作的花匠。20世紀(jì)90年代初的一天,整日與花為伴的花匠偶然發(fā)現(xiàn)一種稀有的紫紅色風(fēng)鈴草的花蜜是紅色的。但當(dāng)花匠把這一驚奇發(fā)現(xiàn)告訴站在一旁的生物學(xué)學(xué)生丹尼斯時(shí),他并不相信,還說:“鬼扯!你喝醉了?;蹧]有顏色。”但扛不住花匠的游說,丹尼斯還是湊過去看了一看:沒錯(cuò)!花蜜果真是紅色的。
這一發(fā)現(xiàn)引起了丹尼斯極大的興趣,于是,他帶領(lǐng)一個(gè)研究小組趕赴東非毛里求斯島國(guó)進(jìn)行實(shí)地考察。他們花了幾天時(shí)間在懸崖峭壁上尋找風(fēng)鈴草,最終找到了已知的130個(gè)亞種。丹尼斯?jié)M以為能找到一種傳送風(fēng)鈴草花粉的動(dòng)物,但是結(jié)果卻大失所望。不過,毛里求斯的考察也有意外收獲:發(fā)現(xiàn)了另外兩種屬于另一植物家族的有色花蜜植物。
丹尼斯以為這就是世界上僅有的兩種有色花蜜植物。沒想到,在他的非洲之行的文章發(fā)表后,引起了世界各地的關(guān)注,很多人寫信給丹尼斯,告訴他有關(guān)有色花蜜植物的情況。不久,有色花蜜植物的數(shù)目上升到11種,色彩有紅色、黃色和黑色。為此,丹尼斯專門寫了一份關(guān)于有色花蜜植物的更正聲明。到2003年3月,這一數(shù)目已上升到60種,分屬14個(gè)植物種類,遍布世界各地。
在風(fēng)鈴草群體中已發(fā)現(xiàn)了有4種的花蜜為彩色,這些植物與它們的傳粉者——壁虎生活在一起。為了驗(yàn)證壁虎是否偏愛有色花蜜,丹尼斯和他的同事們把實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)放到了毛里求斯的一個(gè)小島。在小島長(zhǎng)滿風(fēng)鈴草的懸崖峭壁上,生活著不少壁虎,而有色花蜜的風(fēng)鈴草通常不生長(zhǎng)在這個(gè)島上,也就是說,壁虎們此前從未嘗到過有色花蜜。通過一個(gè)實(shí)驗(yàn),丹尼斯發(fā)現(xiàn),多達(dá)2/3的壁虎都會(huì)選擇有色花蜜,而對(duì)無色的人造花蜜置若罔聞??磥?,有色花蜜真的對(duì)一些動(dòng)物有著天生的吸引力。
香味飲料
就像花蜜的顏色能吸引傳粉動(dòng)物一樣,花蜜的香氣也對(duì)傳粉動(dòng)物有感召力。
2004年,生物學(xué)家羅伯特·拉古斯在報(bào)春花的花蜜中發(fā)現(xiàn)了類似甲基苯酸酯的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì),使報(bào)春花花蜜的氣味有點(diǎn)辛辣。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),不少花蜜中都含有一些具揮發(fā)性的化學(xué)物質(zhì),它們從花蜜中飄散出來,讓不同的花蜜呈現(xiàn)出不同的氣味。比如, 在花蜜中發(fā)現(xiàn)的1型吡咯啉,其發(fā)出的氣味總讓人想起漂白粉,令人非常不愉快。又比如,龍舌蘭的花蜜聞起來有點(diǎn)像熟透了的西瓜。羅伯特發(fā)現(xiàn),龍舌蘭花蜜中含有17種揮發(fā)性物質(zhì),它們應(yīng)該都是發(fā)酵的產(chǎn)物。羅伯特還在龍眼灌木的花蜜中發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵的痕跡。新鮮時(shí),龍眼灌木的花蜜聞起來有點(diǎn)像番木瓜,但放置一段時(shí)間后就會(huì)變出啤酒的氣味。
看來,植物和它們的微生物寄生者總能把一鍋雜燴調(diào)制成美味的瓊漿。(如果你對(duì)植物發(fā)出特殊氣味吸引傳粉動(dòng)物敏感的鼻子的內(nèi)容感興趣,還可參閱本刊2006年第9期文章《花兒為誰綻放》——編者。)
能量飲料
最近,美國(guó)衣阿華州立大學(xué)的羅伯特#8226;索恩伯格和他的同事們發(fā)現(xiàn),有一種煙草植物還能為自己的昆蟲訪問者提供“能量飲料”。他們從這種植物的花蜜中找到了20種氨基酸中的17種。
氨基酸是生物體的重要的“建筑材料”——它們鉤絆在一起形成蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),有兩種野生植物的花蜜里含有高濃度的脯氨酸。昆蟲在飛行的初期階段需要耗用大量能量,而脯氨酸是比葡萄糖更好的能提供短時(shí)能源的氨基酸。
索恩伯格選擇家蜂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。家蜂能為很多種植物傳遞花粉,包括煙草和黃豆。過去的研究已經(jīng)表明,家蜂對(duì)鹽的味覺依賴于脯氨酸。當(dāng)索恩伯格給家蜂提供用脯氨酸調(diào)過味的蔗糖水時(shí),他發(fā)現(xiàn)家蜂偏愛脯氨酸含量比較高的溶液,這正好類似于煙草和黃豆植物的花蜜。如果植物學(xué)家能將家蜂對(duì)脯氨酸的這種偏好加以利用,并尋找到提高農(nóng)作物花蜜中脯氨酸含量的方法,那么就能吸引更多昆蟲造訪植物花朵,提高傳粉的成功率,這也就意味著結(jié)實(shí)率的提高,從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。
20世紀(jì)90年代早期,索恩伯格又在花蜜里發(fā)現(xiàn)了5種蛋白質(zhì)。2002年,有科學(xué)家在澳大利亞的22種植物花蜜中發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)含量的鈣離子,科學(xué)家認(rèn)為那是植物為傳粉的雌性蝙蝠準(zhǔn)備的一點(diǎn)“孕期保健品”。
有毒飲料
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),植物甚至?xí)谏a(chǎn)“飲料”時(shí)加入添加劑。
人們?cè)谝恍┲参锏幕壑姓业搅丝Х纫蚝湍峁哦?,這些額外的添加物可能是植物吸引傳粉動(dòng)物再次造訪而設(shè)下的圈套。比如在一些種類的檸檬的花蜜里就含有少量的咖啡因,蜜蜂非常喜歡這種花蜜。研究者還發(fā)現(xiàn),當(dāng)他們分別為蜜蜂提供含咖啡因糖液和不含咖啡因糖液時(shí),蜜蜂似乎更喜歡前者,訪問前者的蜜蜂要比訪問后者的多出20%。
最不可思議的是,一些植物的花蜜中竟然含有毒物質(zhì)。比如,有9%的植物花蜜中含有生物堿。生物堿屬于一大類化合物,是植物用以自衛(wèi)的“化學(xué)武器”。又比如,有的植物的花蜜中含有某些氨基酸,它們能破壞正常的生物化學(xué)過程。
那么,花蜜中的這些有毒物質(zhì)到底有什么用呢?生物學(xué)家猜想,它們能夠?qū)δ承﹦?dòng)物產(chǎn)生毒性,以驅(qū)趕那些亂哄哄的無效造訪者——它們非旦不能為造蜜者傳粉,反而會(huì)浪費(fèi)花粉。還有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),有些花蜜含有乙醇或乙醇類物質(zhì),動(dòng)物吸食以后會(huì)變得行為古怪,比如更加勤快,以不成章法的方式更大面積地為植物散布花粉。
也許,有毒花蜜還能幫助植物增強(qiáng)繁殖力和起到保護(hù)作用??_萊納茉莉是一種生長(zhǎng)在美國(guó)的藤本植物,每年3到4月開出黃色的花朵,其花蜜里含有毒性鉤吻堿,在葉片上也有發(fā)現(xiàn)。植物學(xué)家認(rèn)為,這是為了防止動(dòng)物咀嚼葉片。
那么,傳粉者會(huì)喜歡有毒花蜜嗎?有研究者做了一個(gè)試驗(yàn):他們?cè)谟行┗壑凶⑷肓硕嘁稽c(diǎn)的鉤吻堿溶液,有些則加入糖溶液以稀釋原有的鉤吻堿。為了估計(jì)有多少花粉被昆蟲帶走,研究者還在花粉里撒了一些熒光粉作為代替物。之后,研究者帶著錄音機(jī)隱藏在附近,記錄昆蟲訪問的次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),傳粉者似乎并不喜歡有毒花蜜。與稀釋的鉤吻堿溶液相比,昆蟲縮短了對(duì)高濃度鉤吻堿花朵的訪問時(shí)間和訪問次數(shù),并且吸食高毒性花蜜的蜜蜂比吸食低毒性花蜜的蜜蜂傳遞的花粉少30%~50%。
那么,有毒花蜜對(duì)植物的作用究竟是什么呢?目前還不甚清楚。看來,花蜜中還隱藏著許多不為人知的秘密,等待我們?nèi)ヌ街?/p>