您当前的位置: 首页 >  博客资讯

为什么腊梅会在冬天开花?谁来授粉,难道它们不怕近亲繁殖吗?

梅花和腊梅开花的时候很像,所以经常会有人搞混掉,其实两种植物完全不同,梅花属于蔷薇科物种,而腊梅属于腊梅科物种。

其中最重要的区别就是它们的花期,梅花是在初春开放的,而腊梅是在严冬开放的,所以真正的“岁寒三友”之一是腊梅,不是梅花。

众所周知,开花植物往往需要一些昆虫来帮助授粉,以达到不同个体之间的基因结合,事实上植物的花,就是专门为了吸引那些授粉昆虫而进化的。

然而在冬天,许多昆虫都是“休息”或者不活跃的状态。

比如授粉第一能手――蜜蜂,它们在冬天的时候就需要蜂拥在蜂巢里,以确保蜂后的温度,所以它们一般不会在冬天出去帮植物授粉。

那么问题就来了,为什么腊梅要选择在冬天这种可能产生授粉困难的季节开花呢?难道它们不怕近亲繁殖,就不用考虑基因的多样性吗?

图注:雪中独开的腊梅

植物可以感知开花的时期

虽然,植物基本都是站在原地一动不动的,十分被动的样子,但它们其实非常聪明。

由于只有在光线、年龄和能量条件适宜的情况下开花,植物才有可能成功繁殖,所以它们为此进化出至少20种不同的“感官”来检测环境变化。

其中包括重力,温度,湿度,甚至是磁场,大部分植物都能感受到这些,而且还有更多我们所不知道的感知方式。

虽然,在植物的世界没有四季的概念,但为了繁殖,它们会通过自己的这些感知能力,感知到一个最佳的开花时间,对于植物而言要做到这一点其实很简单,大部分时候只要感受温度和湿度就可以了。

图注:腊梅的花

比如我们今天的主角――腊梅,它们在开花之前需要持续半个月温度达到6摄氏度以下,它们才可能会选择开花。

和动物一样,不同的植物在进化策略是完全不同的,但是对于大部分植物而言,它们都会选择在春天或者夏天开花。

在这两个季节开花的原因除了授粉昆虫比较活跃之外,还有就是阳光充足,这样它们就可以给自己的果实制造更多的果糖,从而更好地吸引动物来吃果实并帮助传播种子,毕竟没有植物希望自己的后代长在自己身边来分摊资源。

无论从哪方面来看,在冬天开花都不是一个好的选择,那么为什么腊梅就偏偏要这么奇怪呢?

冬天开花的植物

除了腊梅之外,冬天开花的植物其实还挺多的,但大多不是像腊梅这样高大的树木,它们往往是草本植物,而且大多有一个球根(可以储存淀粉),比如雪莲花、风信子这些。

这些植物之所以要在冬天开花,其实目的是非常明确的,那就是它们要在那些参天大树的树叶长出来之前完成自己繁殖工作。

图注:根球中储存着能量

由于这些植物比较矮小,它们往往生活在阳光难以渗透的森林底层,如果它们也选择在春夏开花的话,比它们高大的树木将就会变得枝繁叶茂,夺走所有阳光。

为了完成这一点,它往往还会进化出一个“球根”来储存繁殖所需的能量,而这些能量它们是在早春太阳较弱、树木的树叶还没复苏的时候收集起来的。

当那些大树在春夏长出大叶子时,这些植物已经完成了一年的工作――包括繁殖和来年繁殖所需的能量,而它们的叶子在春季结束时就会枯死。

这些植物通过这种“避让型”的进化策略,有效避开一个竞争激烈的“市场”,进入一个没什么竞争,却也没什么潜力的“市场”,但足够养活自己。

当然,作为树木的腊梅,它们可以长到三四米高,在对阳光的争夺方面,它们应该是属于压制别人的一方,这种策略对它们来说好像说不过去。

至少可以说,腊梅在冬天开花并不完全是出于“避让”,它们很可能还另有隐情。

腊梅的结构,源:Gmihail

腊梅冬天开花的其它原因

首先,腊梅的花属于两性花,这意味着它们同一朵花内会同时含有雄蕊和雌蕊,或者说它们可以在不做任何授粉的情况下,自己和自己完成繁殖,这可能也是它们可以在冬天开花的因素之一,但肯定不是主要因素。

有性生殖的植物比动物要有趣许多,方式也多许多,对于雌雄同株的植物而言,有些会开两性花,有些则会开单性花(雄蕊和雌蕊不在同一朵花中)。

还有一种更奇怪的,它们会同时开放两性花和雄花,目前已知的有4000多种这么做的植物,有研究表明植物这样做的目的是可以增加种子数量。

腊梅的果实是有毒的,源:Luigi Chiesa

两性花植物被认为是比单性花植物更古老的形态――腊梅科也确实是一个古老的植物群体,这是因为植物也需要避开“近亲繁殖”,并保证基因的多样性,而不是自己和自己完成繁殖。

两性花的植物就很容易进入这个死循环,为了不让基因崩溃,它们的做法就是尽量让雄蕊和雌蕊不在同一时间发育成熟。

所以,虽然腊梅拥有两性花,但它们也更倾向于授粉繁殖。

现在关于像腊梅这样的树在冬天开花的原因,有两种更主流的解释:

一种解释认为腊梅(或其他冬天开花的树)的起源偏低纬度地区,所以即便它们在相对较冷的时间开花,还是会有一些昆虫来给它们授粉,只是现在被我们人为弄到北方后,它们保留了原有的行为;

第二个解释是,它们适应了一些专门的授粉者,然后和这些授粉者共同进化。

在这里,可能腊梅的授粉者实行了“避让”策略,而腊梅也跟着它们一步一步变得在更加冷时开花了。

图注:白色腊梅

就像我们前面提到的风信子的行为一样,一些良好的授粉昆虫为了“避让”,也会往耐寒方向进化,它们的血液中含有一种类似“防冻剂”的物质,以防止温度降到零度以下时结冰。

事实也是如此,即便是在寒冷的冬季,腊梅依然会有授粉者,想想它们那“暗香”就知道了,就是为了吸引昆虫来授粉的。

对于其它冬天开花的植物也是一样的,虽然冷,但还是有动物可以帮忙授粉。

食蚜蝇是高寒地区的授粉专家,源:Alvesgas

最后

对于腊梅来说,有两个主要的授粉者――苍蝇和食蚜蝇,在竞争不是很激烈的冬天,也差不多够用了,所以腊梅至今没有被淘汰。

另外,对于所有冬天开花植物来说,还有一个天然的授粉者――风,冬天的风传粉能力也还行,但不能像动物那样有效。