在自然界,有一些动物通过模仿有毒的、有害的其它动物,来提高生存能力,也有一些动物通过模仿周围的环境来隐藏自己,这也能显著提升生存能力。
△ 右边的是一种飞蛾,它模仿左边这种黄蜂
有一个生物学名词用来形容这种模仿表现,被称为拟态。
拟态在自然界非常普遍,但大多时候都是动物会这么做,植物则相对罕见,因为相比于动物,植物表现出这种行为的获利并不高。
拟态还有一个更高端的玩法,就是同一个物种出现多种不同形态,有时候多种不同形态还是模仿不同动物,这个被称为拟态多态性,这种情况通常在鳞翅目(蝴蝶和飞蛾)昆虫中发现。
△ 这些同一种蝴蝶,它们形态不一样
而在植物界,目前已知只有一个物种表现出拟态多态性,而且这种植物与动物的多态性完全不同,可以说相当独特。
这种植物原产于南美洲,是一种木质藤本植物,学名Boquila trifoliolata,当地人称之为pilpil,而中文名为避役藤(来自百度百科)。
△ Boquila trifoliolata
人们很早就知道这种植物的存在,它的果子是一种当地人会采摘来食用的浆果,所以在当地人们甚至会种植它,但是它的拟态多态性直到2014年才被发现。
△ Boquila trifoliolata的果子
2014年,一项发表在《当代生物学》上的研究指出,这种植物的叶片可以同时模仿多种宿主植物[1]。
这种植物根植于土壤,像其他藤蔓植物一样,攀爬到其他物体上,攀爬对象可以是树木、灌木,甚至是人造建筑。
在攀爬过程中,它们就会展现出近乎变色龙般的本领,开始改变自身叶片的形态,并模仿宿主植物的叶片特征。
△ Boquila trifoliolata模仿不同宿主叶片,参考1
当它模仿宿主时,它的叶片可以生长到正常大小的10倍,甚至连叶脉的纹路都可以变得与宿主植物的叶片相似。
不仅如此,如果它们同时攀爬两种不同的植物,那么它们还会表现出同一株植物同时拥有两种拟态的叶片,攀爬哪种植物的部分就像哪种植物。
2014年这项研究发表之后,这种植物在互联网上有了一个全新的名字——变色龙藤(下文我都都写作这个名称),目前人们粗略的统计,它们可以模仿20多种宿主植物,这种模仿甚至不需要物理接触。
无论是“攀爬谁像谁”的特性,还是同时拥有两种以上模仿的能力,变色龙藤都和鳞翅目昆虫的多态性不同。
鳞翅目的多态性是基于基因层面的突变,这意味着它们的后代也只能表现出相同的模仿,而变色龙藤的模仿是“现学现用”的。
△ 变色龙藤模仿两种植物
它是如何做到的?
很多人可能都想知道变色龙到底是如何做到的?
遗憾的是,直到今天,没人知道它们是如何做到的,只有许多有趣的猜测。
一些人认为变色龙藤能够检测到宿主植物的气味,这些气味也可能是来自宿主体内的微生物,而变色龙藤通过这些气味将某些基因激活,进而让它开始模仿这些植物的叶片;
也有一些人认为这是一种水平基因转移的表现,宿主植物的基因通过某种方式转移到变色龙藤上或者对其产生影响,这个猜测解释了它不需要物理接触也能模仿。
还有其它一些解释,但是2021年发表在《植物信号与行为》期刊中的一项研究,给出了一个非常独特的猜测——变色龙藤能够看见宿主植物[2]。
在这项研究中,研究人员将变色龙藤的宿主换成塑料制成的,这样可以确保它无法通过任何生物信息来了解宿主植物长什么样。
研究结果显示,变色龙藤能够模仿塑料植物叶片的样子。
△ 红色为塑料叶片,变色龙藤模仿了它,来源:参考2
这样的结果只有一种解释,那就是变色龙藤能看到塑料宿主叶片的样子。
植物能够看见周围环境!
这并不是2021年这项研究独创的,早在1905年和1907年,就有学者提出一些植物存在某种视觉形式,他们将这些视觉器官命名为“ocelli”,而ocelli本质上是一些类似透镜的细胞将光线聚焦到其他感光细胞上。
但是,变色龙藤真的看见了又怎么样呢?植物没有神经系统,它是如何处理信息呢?
这项研究的作者无法解释这一点,他只是说以未知的形式处理了信息。
一种植物能够模仿塑料!
这样的信息放哪里都是一个大新闻,所以毫无疑问2021年这项研究在互联网上得到了广泛传播。
但是,这篇研究有太多东西无法解释了,直到今天也没人进行补充,同时也没人复制了变色龙藤模仿塑料宿主的实验。
所以,这项研究并没有得到普遍认可,不过这项研究在2024年的时候获得搞笑诺贝尔植物学奖。
还最后一个问题,为什么变色龙腾要模仿宿主?
其实原因很简单,它们与那些模仿有毒、有害的动物来提高生存能力是一样的,这种被称为贝氏拟态。
对于藤蔓来说,爬到树上是一种风险与机会并存的生存方式,机会是它们因此获得更多的阳光,还不用承受自身重量,而风险是它们会变得更容易被植物吃掉。
研究人员发现,同一种藤本植物,当它们生长在地面时,它们被路过的、喜欢吃它们的食草动物吃掉的概率是33%,但是当它们爬到树上时,它们被路过食草动物吃掉的概率是100%。
所以,必要的话,藤蔓是需要做一些模仿的,要不然爬到树上更容易被吃掉,反而得不偿失。
变色龙藤被认为就是这种情况,它们通过模仿宿主的叶片,从而避免被吃掉。
有研究人员推测,变色龙藤不仅会模仿宿主,它们可能还以未知的方式识别宿主植物,从而只攀爬那些它们的“捕食者”不喜欢的植物。
参考:
- [1].https://doi.org/10.1016%2Fj.cub.2014.03.010
- [2].https://doi.org/10.1080/15592324.2021.1977530
- [3].https://phys.org/news/2014-04-vine-mimic-multiple-hosts.html
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