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植物有哪些美味的器官,？我們能想到的或許只有果實、根莖和花蜜,，相信在最執(zhí)著的吃貨眼里,，也不會有“花朵的雄蕊”這道食材。但是維也納大學(xué)（University of Vienna）的研究人員們偏偏在中南美洲的叢林里發(fā)現(xiàn)了一類植物,，它們有著很好吃的雄蕊——至少對于鳥類的眼里是這樣,。研究結(jié)果發(fā)表在今天上線的《當代生物學(xué)》（Current Biology）上[1]。
這些植物是Axinaea屬下的五個物種。這篇研究的通訊作者作者之一,，維也納大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的的于爾格·舍嫩貝格爾（Jürg Sch?nenberger）告訴果殼網(wǎng)：“Axinaea屬是野牡丹科（Melastomataceae）的一員,。野牡丹科是一個大科，有大約5000個種,，在亞洲熱帶也有分布,，然而Axinaea屬則只分布于中南美洲。這些植物一般都長成灌木或者小喬木,，而它們最引人注意之處是它們的花,。Axinaea屬植物花瓣的顏色有粉色、紅色,、橙色或者黃色的,，這些花瓣并不會完全開放，而是圍繞著雄蕊形成一個碗形,。大部分種類的花瓣與雄蕊都有強烈的顏色對比,。” 于爾格說：“更有趣的是,，這些物種的雄蕊非常特殊,，在花絲和花藥的連接部分有一個膨大的囊狀物。之前人們一直不知道這個結(jié)構(gòu)是起什么作用的,，而我們的研究發(fā)現(xiàn)它們對吸引傳粉者直至成功傳粉,，都起著重要的作用?！?/p>
大部分有花植物都是通過花蜜來吸引傳粉者,，而這些野牡丹科植物吸引傳粉者的卻是雄性生殖器官的一部分,。這些囊狀物里含有很高的寡糖成分，諸如葡萄糖,、果糖等,，每克花蕊蘊含有15,100焦耳的熱量，這對于鳥類來說是營養(yǎng)豐富,、富有吸引力的食物,。 在被問及“能好怎”的問題的時候，這篇研究的另一名通訊作者,、第一作者,，同樣工作于維也納大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的阿格尼絲·德林格（Agnes S. Dellinger）告訴果殼網(wǎng)：“在用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析這些雄蕊的時候，我們沒有發(fā)現(xiàn)任何有毒物質(zhì),，大部分成分都是糖,。我們也試著嘗了一些，不同的人得出了不同的結(jié)論,。有的人認為它們嘗起來很甜,，有的人則認為很膩,，大概就是這樣,。”
然而靠好吃的生殖器官把傳粉的鳥類吸引過來似乎是自斷后路的蠢方法,，不過請放心，既然這幾種野牡丹科植物兵出險招,，發(fā)育出奇怪的吸引傳粉者的策略,，那它們必然也發(fā)展出了一套將自己的花粉傳播出去的方法，否則它們根本存活不到今天,。傳粉的秘籍就藏在這些雄蕊上的囊狀上,。這些膨大的囊狀物其實并沒有看上去的那么致密——研究人員通過高分辨率X射線計算機斷層成像技術(shù)與光學(xué)顯微技術(shù)分析了這些囊狀物，發(fā)現(xiàn)它們是由通氣組織組成的,，細胞分布疏松,，具有很大的細胞間空隙。在Axinaea confusa 中,，空氣所占的體積高達囊狀物總體積的38%,。更重要的是，在成熟的雄蕊中,，不存在什么組織來阻隔囊狀物的通氣組織與花藥的花粉腔,，兩個腔是完全連通的,。當那些雀形目鳥類傳粉者啄食這些花蕊，試圖將其從花朵中取下的時候,，喙擠壓囊狀物的壓力,，會使得囊狀物里儲藏的空氣穿過花粉囊，從花藥頂端的小孔排出,，而這些野牡丹科植物的花粉就隨著這股氣流噴射出來,，附著在鳥類的臉上。而當粘有花粉的鳥開始取食下一朵花的花藥的時候,，一個傳粉過程就這樣自然而然地完成了,。 于爾格告訴果殼網(wǎng)：“這種風(fēng)箱一般的結(jié)構(gòu)是一個全新的發(fā)現(xiàn)。雖然在茄科樹番茄屬（Cyphomandra）發(fā)現(xiàn)過類似的結(jié)構(gòu)[2],，‘風(fēng)箱’一詞也被用于描述其他的一些野牡丹科植物,，但是這些結(jié)構(gòu)都遠沒有Axinaea屬中的這樣成熟有效?！?/p>
“給這些野牡丹科植物傳粉的主要是唐納雀科（Thraupidae）的鳥類,，”于爾格表示,，“但是必須要澄清的是,，各種唐納雀也以漿果與昆蟲為食,。因此我們認為,，對于唐納雀來說這些野牡丹的雄蕊只是一種季節(jié)性的食物,，而非它們所依賴的唯一食物來源?！?/p> 野牡丹科植物利用可育的生殖器官作為對鳥類傳粉者的食物報酬,，這在所有的被子植物中是首例,。阿格尼絲告訴果殼網(wǎng)：“用生殖器官作為食物報酬的現(xiàn)象之所以如此罕見,，是因為讓傳粉者以生殖器官為食風(fēng)險非常大,。用生殖器官作為報酬，就必須要確?；ǚ勰軌虬踩行У貍鞑ァ襁@些野牡丹科植物里特化的風(fēng)箱結(jié)構(gòu)那樣。這些野牡丹科植物的優(yōu)勢之一在于它們的每朵花里都有十枚雄蕊,，而以此為食的鳥類大部分情況下都是把這些花蕊一枚一枚地啄下來,。每朵花有十次獨立的傳粉的機會,，即時因為種種原因一枚雄蕊傳粉失敗了,，還有另外九次機會,。之前有研究表明利用雄性生殖器官作為食物報酬的現(xiàn)象也在一些基部被子植物（basal angiosperms）類群中出現(xiàn),，它們的傳粉者是甲蟲,。甲蟲傳粉對于花朵來說往往是破壞性的，在它們?nèi)∈车臅r候往往會啃食花朵,。為了適應(yīng)甲蟲的傳粉，這些植物往往會發(fā)育出更加結(jié)實的花朵結(jié)構(gòu),，或者產(chǎn)生很多的花或者花粉粒,，以保證成功授粉,?！?/p> 除了十次機會之外,，這些野牡丹科植物還有其他的途徑保證成功授粉。于爾格告訴果殼網(wǎng)：“在我們的研究中,，這些植物被證明是自交可育的,，這意味著有時只要有被擠壓噴灑花粉這一個動作，就足以完成授粉了,?！?/p>
Axinaea屬植物的多樣性中心位于厄瓜多爾南部,、秘魯北部,，海拔1,000米到3,600米的安第斯山脈[3],。由于該類群植物確切的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系尚未被確立，因此不能確定這幾種鳥媒的植物是由該屬植物蜂媒類群直接演化而來,，還是從用花蜜吸引蜂鳥傳粉的類群演化而來,，雖然目前認為前一種假說的可能性更大一些,。從演化生物學(xué)的角度來看,，Axinaea屬植物的授粉類型演變驗證了羅伯特·克魯?shù)牵≧obert W. Cruden）提出的假說[4]：隨著海拔的提高,，鳥類傳粉者將替代蜂類，因為在高山氣候條件下,，蜜蜂作為傳粉者并不可靠。大部分野牡丹科植物都是由蜜蜂傳粉的,，該科中由其他物種（蝙蝠,、蜂鳥、嚙齒動物）傳粉的植物都出現(xiàn)在較高海拔的地區(qū)[5],。在安迪斯山的其他植物類群中,，傳粉動物從蜜蜂到蜂鳥的轉(zhuǎn)換也有報道，而這些轉(zhuǎn)變與中新世安第斯山脈抬升以及蜂鳥,、裸鼻雀的分化有關(guān),。
“發(fā)現(xiàn)了一個物種,，并不代表了解了這個物種?！卑⒏衲峤z接受果殼網(wǎng)采訪時表示,，“雖然論文里研究的植物都是一兩個世紀前發(fā)現(xiàn)的新物種，但是在過去十年中,，依然有野牡丹科乃至Axinaea屬植物的新種被描述,，這意味著我們對這些物種還知之甚少，包括它們的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和生態(tài)學(xué)信息,。對于了解某屬植物的演化學(xué)關(guān)系來說,，研究其下物種的傳粉生物學(xué)內(nèi)容可以起到十分關(guān)鍵的作用。之前沒有人研究過Axinaea屬植物的傳粉生物學(xué)，野牡丹科相關(guān)的研究也非常少,，而這些植物的花又如此奇特,，這讓我們覺得這個類群值得研究。 “與奧地利遠隔千山萬水,？你說的沒錯,，但是很多令人驚嘆的動植物間的交流都是在熱帶環(huán)境中演化出來的。因此,，走出奧地利,，在南美洲開展野外工作對我們來說是非常值得的?！保ň庉嫞?a href="http://www./i/2063560525/">Ent,，Calo對本文亦有貢獻） 參考文獻
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來自： h陰晴雨 > 《果殼網(wǎng)》
野牡丹科植物Axinaea affinis的花朵,，橘黃色膨大物為雄蕊上膨大的囊狀物,，與粉色花瓣具有鮮明的顏色對比?；ǚ蹌t很好地藏在黑色的花藥中,。圖片：univie.ac.at/Agnes Dellinger
野牡丹科植物Axinaea costaricensis的花朵,。左圖為花蕾間的一朵開放的花朵,，右圖為除去花瓣之后的效果。圖片：Jürg Sch?nenberger
論文作者之一萊納·弗拉格納（Lena Fragner）在實驗室里的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用設(shè)備前,。圖片：univie.ac.at/Wolfram Weckwerth
野牡丹科植物Axinaea confusa的雄蕊,。囊狀膨大內(nèi)部的疏松結(jié)構(gòu)如圖D所示，一旦被擠壓,，其中的空氣會通過狹長的花藥,，從花藥頂端的小孔排出,。圖片：參考文獻1
烏頂灌叢唐納雀（Chlorospingus pileatus）啄食Axinaea costaricensis的畫面,，背景中的幾朵花的花蕊已被啄食干凈,。圖片：univie.ac.at/Florian Etl
這篇論文部分作者的合影。從左到右依次為：沃爾弗拉姆·韋克韋特（Wolfram Weckwerth）,、于爾格·舍嫩貝格爾,、阿格尼絲·德林格、揚尼克·施特德勒（Yannick Staedler）,。圖片：univie.ac.at/Anke Bellaire
