若尔盖高原地处川西高原,位于青藏高原东缘,隶属四川省阿坝藏族羌族自治州的红原县和若尔盖县,是全球典型的高原湿地,也是我国面积最大的高原泥炭沼泽集中分布区和主要的天然牧场。
这里平均海拔3,米,属于典型的高原气候,冬季严寒,夏季凉爽,无绝对无霜期;植物种类丰富,物种多样性高,菊科、龙胆科、毛茛科、蔷薇科和玄参科是本区最常见的显花植物。
龙胆属花瓣颜色分化的秘密
龙胆科龙胆属是若尔盖草甸上分布最广泛的显花植物之一。
3月底,当地人口中的迎春花——蓝白龙胆——开始绽放,表明春天已经到来。随后,鳞叶龙胆、匙叶龙胆、刺芒龙胆、兰玉簪龙胆、阿坝龙胆、高山龙胆和华丽龙胆也相继开放。
直至白雪皑皑的10月,草甸上还可以见到龙胆花的美丽身影。
龙胆属植物花瓣的颜色以白色、蓝色和紫红色为主。
令人惊奇的是,不仅同种植物花瓣的颜色不尽相同,甚至同一植株上也存在差异。如:蓝白龙胆的花瓣有白色和蓝色之分,而刺芒龙胆的花瓣有蓝色、白色和紫红色3种。
蓝白龙胆
更让人惊奇的是,蓝白龙胆花瓣的颜色随开花季节而变化,初花期多为白色,盛花期蓝色花居多,甚至同一片花瓣上也会呈现蓝白相间的颜色。
实际上,花瓣颜色的分化与其生长环境密切相关,但具体来说,原因不尽相同。对于蓝白龙胆来说,花瓣的颜色与环境温度密切相关。
3月下旬至4月上旬,居群中多为白色花,这时高原上的气温较低,白色花瓣通过反射阳光来提高花药及柱头的温度,可比环境温度平均高2℃左右,以促进花药及柱头的正常发育和顺利结实。
5月上旬至中旬,居群中以蓝色花为主,蓝色的花瓣有助于吸引传粉者(如中华蜜蜂)访花,促进异交(杂交)。
因此,花瓣颜色在不同季节的变化不仅有利于繁殖,还可以提高遗传多样性。
另一个典型的例子是刺芒龙胆:
白色花个体多生长在湿生生境,植株较高但根系较浅,产生的花粉较少,有少量的花蜜吸引蝇类访花(蝇类喜欢在较湿润的环境中活动并取食花蜜);
紫红色花个体在旱生生境中居多,株高较矮但根系较深,产生较多的花粉吸引蜂类访花(蜂类喜欢在中生或者旱生环境中活动并采集花粉);
蓝色花个体多分布在中生生境中,株高和根系长度居中,产生较多的花粉吸引蜂类访花。借助花瓣颜色的差异吸引不同的传粉者访花,是刺芒龙胆对生境的适应结果。
此外,大部分龙胆属的花都有暂时性闭合的现象,如像牵牛花一样,花朵白天开放、傍晚闭合,甚至在白天遭遇低温或者下雨时花朵也会临时性关闭,当环境温度升高或雨停后,花朵会重新开放。
如果人为阻止花朵的暂时性关闭,花粉和柱头就会发育不良,种子产量显著下降。
有趣的是,在相同环境温度(12~30℃)下,蓝白龙胆白色花的闭合速度要比蓝色花快,而开放速度反之。
蓝花绿绒蒿
被欧洲人狂热追捧的绿绒蒿
若尔盖高原有一种植物,曾经被欧洲人狂热追捧。
一位叫威尔逊的植物学家不远万里、冒着战火于年先后4次来中国寻觅它的身影,它就是绿绒蒿。
威尔逊第一次找到绿绒蒿后,在日记中写道:“我发现了它,我的红色情侣,它生长在灌木丛中,仿佛要我验证它的身份。”
苏格兰植物学家乔治?泰勒曾经这样描述绿绒蒿:“没有哪一种植物能够像它这样享有最高、最奢华的名号。凡是能一睹其自然风釆的人,看见它们用斑斓的色彩装饰着四周的小灌丛时,都会歌颂它们一番。所有初次邂逅这种花的人都会因它而发狂。”
绿绒蒿之所以让植物学家痴迷,就是因为她那惊世的美丽花朵。
正如一位作家笔下描述的:“细细的花葶从团团铺展的绿叶丛中耸起,袅袅婷婷。花柱不长,顶端弯成优雅的曲线,顶端盛开着的便是它的花朵,其花色繁多,有如红宝石般艳丽的,也有紫水晶般迷人的……”
红花绿绒蒿
绿绒蒿的花瓣如蝉翼般轻薄,颜色有黄(全缘叶绿绒蒿)、红(红花绿绒蒿)、蓝(蓝花绿绒蒿)、紫、粉等。
绿绒蒿花瓣的颜色大多很艳丽,这应与若尔盖高原强烈的紫外线有关。
据报道,与生长在若尔盖草甸上的蓝花绿绒蒿相比,被威尔逊带回欧洲种植的绿绒蒿花瓣颜色明显变浅,与栽培地紫外线强度较弱有关。
绿绒蒿隶属于罂粟科绿绒蒿属,全球已知有49种,中国有40种之多,故中国是世界绿绒蒿的分布中心,主要分布在海拔3,米以上的高海拔地区。
为何叫绿绒蒿呢?仔细观察就会发现,其植株密被用于抵御寒冷的绒毛或刚毛。
除具有观赏价值外,绿绒蒿还是藏药中珍贵的原材料,有镇痛、止咳、固涩和抗菌的功效。
全缘叶绿绒蒿
绿绒蒿是我国国家二级保护野生植物,目前已经被国际花卉市场列为禁止交易物种。
年,我在达古冰川附近的垭口山上第一次看到了零星分布的全缘叶绿绒蒿。
年,我在考察途中看到沿垭口山至红原、若尔盖的国道两旁都有绿绒蒿分布,其种群的扩增与当地民众和政府的大力保护密不可分。
多齿马先蒿
马先蒿“鸟头”状花冠的秘密
植物拟态现象在自然界中普遍存在,最早观察到植物拟态现象的是德国学者施普伦格尔(Sprengel)。
拟态现象在兰科植物中最常见,如地中海地区的眉兰属植物能改变花形态和气味来模拟雌性昆虫(传粉者)的形态和性激素,以此吸引雄蜂前来访花,雄蜂与唇瓣进行拟交配的过程中往往就完成了传粉。
澳大利亚Corybas属兰花的花形态类似于某些大型菌伞的伞菌,能够骗来一些喜爱在真菌上产卵的小型昆虫为其传粉。
这些拟态现象都是植物通过改变花的形态或气味,模拟传粉者喜好或者偏好的具有高报酬的性状来吸引传粉者访花。
若尔盖草甸上分布着一类马先蒿,其花冠形态酷似“鸟头”,柱头正好位于“鸟嘴”处,花药形如“鸟眼”。这也是一种拟态。
与无此结构的刺齿马先蒿相比,具有“鸟头”状花冠的多齿马先蒿受到传粉者访花的频率明显要高,而且其植物样方中出现鸟的频率也非常低。
可见,这种“鸟头”状的花冠结构具有驱避鸟类的作用,可减少鸟类对传粉昆虫(尤其是熊蜂)的捕食。
刺齿马先蒿
此外,“鸟头”状花冠有保护花粉不被雨水淋湿的作用,如果人为去除花冠或向完好的花冠中注入少量水,大部分花粉就会丧失活力。
“鸟头”状花冠还有选择传粉者的作用,只有本土传粉者——熊蜂——贴近花冠后,借助其翅膀肌肉剧烈收缩时发出的超声波,才能将花粉从花冠中振落出来并完成采集,而其他传粉者(如意大利蜂和中华蜜蜂)是无法做到这一点的。
作者单位:绵阳师范学院
本文转自大自然杂志
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