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八月瓜:奇特黑花的养娃策略

刘光裕 版纳君 2021-05-30

最近几天,版纳植物园藤本园开了一种独特的花:三叶木通。这种植物种植在路边,很少开花结果,但事实上却是一种著名的果实,它生儿育女的故事也很有意思。今天和大家说说奇特黑花养娃的故事。


藤本园正在盛开的三叶木通的花


三叶木通民间俗称“野木瓜”或“八月札(瓜)”,在贵州、湖南等长江以南地区是一种常见的水果,很久以来都是野果,偶尔见老百姓提着个大篮子兜售。多年以前,我第一次在街头看到人家卖这玩意还惊叹,这是什么东西。当初便买了一个常常,虽然感觉不咋滴,但印象深刻。


市场上售卖的八月瓜,为木通属植物的果实(网图)


如同上面图中广告写的一样,八月瓜味甜,润滑,口感较糯,但籽多,是来自深山的野果。长久以来,八月瓜以野果的姿态存在,并未成为人们随时可食的水果。原因是八月瓜在野外的结果率非常低,不足1%,即便有植株存在,但也不结果子,因此想买也买不着。


这几年随着人们生活水平的提高,以及部门高人的琢磨,估计攻克了八月瓜难养儿的问题,八月瓜慢慢多了起来,逐渐蔓延到各大市场,走入人们的视野。


那么,八月瓜生儿育女,结果实有什么奥秘呢?看看它奇特的花朵,就肯定不一般。


三叶木通的黑花


从外观上看,三叶木瓜的花就很奇特,整个花呈一个花序,花序低端是两朵大大黑色花,下端是一串小小的花。这种近似黑色的花朵,在自然界中数量并不多,甚至少见。


黑色或紫黑色的花朵,由于容易吸收阳光,被太阳灼伤,因此在自然界中数量不多,但在热带亚热带森林下层光线不足的地方,偶尔有一些,比如老虎须就是其中一个。八月瓜却能够生长在强光照射之下,而且能够开出花朵,这也算它厉害的一面。不过,八月瓜的枝条和叶子均很浓密,花朵通常生于浓密的枝条中,或许有自我保护花朵被晒伤的能力。


仔细分析其花序,上面两朵黑且大的是它的雌花,下面花瓣退化颜色较浅数量较多的是它的雄花,典型的“一雌对多雄的情况”。也就是说,它的雌雄花在同一个花序上,但却不在同一个花朵上,科学家将这种现象称之为同株异花。 (同株异花还有很多种形式,这只是其中的一种而已 。)


三叶木通的花序(大的为雌花,小的为雄花)


为什么八月瓜在野外自然条件下很难结果呢?秘密就藏在这个独特的花序里。


传粉生物学家研究发现,八月瓜同一个花序上的雄花事实上并不给雌花授粉,两个不交朋友。要想结果子,最好是不同的植株之间方可。所以“一个老婆多个汉”的情况事实上是“一群儿子对人家的两姑娘”, 兔子不吃窝边草。


在早些年间,一些生物学家就发现八月瓜不怎么结果的问题。他们分析认为,从雌花艳丽的花朵上看,八月瓜花枝招展浓妆艳抹的姿态,应该是一种典型的虫媒花。紫黑的雌花色必定是为了吸引虫子的青睐而进化而来的;然而对其雄花分析又发现,较小的雄花花粉数量非常较多,每朵小花里有1200多粒花粉,且花粉干燥呈粉状,也无粘性,从花粉的特征分析,八月瓜有符合风媒花的特征。三叶木通的传粉兼具风媒和昆虫传粉的特征,但又各有不足之处。科学家认为,三叶木通正走在从风媒花演化到虫媒花的路上,是一种处在传粉进化过渡阶段的植物


八月瓜(三叶木通)的黑色的雌花


八月瓜(三叶木通)娇小的雄花


八月瓜雌雄花朵大小不一的“雌雄二态性”还有更重要的意义。当有虫子拜访的时候,它能够避免自花传粉。当传粉的小蜂拜访花朵的时候,它会首先看到花朵较大,颜色艳丽的雌花,先访雌花,然后再去拜访不显眼的雄花,这样就可以避免将同一个花序上的花粉带给雌花,降低自交的风险。


因此,八月瓜雌雄花的二态性的设计模式,实际上是为了降低自花受精的风险,提高异花授粉的概率。


三叶木通柱头分泌物(甚至粘住杀死了传粉的小蜂)


三叶木通花粉(左)和吸水3小时后形态(中),以及花粉管萌发过程。(论文截图)


除了独特的花朵颜色(传粉综合症)和雌雄花不一样(雌雄二态性)之外,八月瓜的花粉与柱头的行为也非常有趣。八月瓜的花粉与柱头,可谓干柴烈火,一干一湿,一接触就会产生奇异的化学反应。八月瓜花粉自然状况下呈椭圆形,雌花柱头上有一滴分泌物,当花粉沾到柱头上,花粉会立刻吸水膨大呈球状(上图),分泌物中某种特殊的化学物质可促进花粉的萌发,让精子尽快发芽,进入子房中与胚珠混合,最终结果生子。


八月瓜生育的过程是非常复杂的,精准认识八月瓜的传粉过程有助于我们开发这种果实。在野外自然条件下,由于植株稀少,结果率不足1%;人工种植情况下结果率可大大提升,但也只为13.%;要是异株异花人工授粉的话,八月瓜的结实率就可达到 95%以上,一种水果产业因此即可诞生。当然这对我们植物园管理和物种展示也很有指导意义,想要让人们看到这种植物的果实的话,那最少必须种植来自两个不同地方的两株八月瓜,然后人工授粉(最好中午授粉),八月份就可以看到成熟的果实八月瓜了。



参考资料

邓文强. 三叶木通开花及授粉特性的研究[D]. 2010.


李嘉瑞,李金光.三叶木通的开花生物学研究.西北农业大学学报,1991,19(4):33-37.


Kawagoe, T. , & Suzuki, N. . (2003). Flowersize dimorphism avoids geitonogamous pollination in a nectarless monoecious plant akebia quinata. International Journal of Plant Sciences, 164(6), 893-897.


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