植物界的”異類“比如在土裡開花的長的像外星生物的植物

動物 農資 地球 外星生命 宇宙小百科 2018-11-28

地下蘭花

地球上幾乎所有的陸生植物都長在地表之上,但如果有人告訴你,有的植物能在地下開花結果,你相信嗎?事實是,地球上真有這樣的植物。

1928年5月的一天,一位名叫傑克·卓特的澳大利亞人在自家花園裡無意中聞到一股甜甜的香味,這香味是從地縫中飄出來的。他俯身察看,發現在地縫中有一朵白花。當時他並不知道他發現的是一個此前完全不為人所知的新的蘭花品種——澳大利亞地下蘭花。

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現在科學家已經知道,地下蘭花就是一種能在地下開花結果的植物。與其他蘭花相比,地下蘭花在漫長的進化過程中,在生態和形態上都發生了許多適應性變化:放棄光合作用,完全生活在地下。那麼,沒有光合作用,它們是如何獲得能量的呢?

澳大利亞共有兩種地下蘭花:西部地下蘭花和東部地下蘭花。前者整個植物體均生長在地下,後者的隱身之處稍淺一些,其花序部分探出地表,埋在林下的落葉層中。兩種地下蘭花都無葉。缺乏葉綠素,呈柱狀結構,上面長有一個花頭,裡面包含10~100個小花朵。西部地下蘭花在5月末、6月初開花,花朵呈乳白色或淡紅色,四周環繞著6~12個乳白或桃紅色的苞葉。這些苞葉形成一個鬱金香狀的花頭,遮蓋在小花朵上,從而在地表上拱開一個裂口。剝落的樹葉和樹皮覆蓋在裂口上面。一旦受粉,每個花朵都能長出一個漿果狀閉果。含有20-150顆種子。

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地下蘭花屬於真菌異養生物,由於無法獲得太陽能,它們完全依靠一種叫金雀花的桃金娘科植物及真菌提供營養和二氧化碳。它們將從真菌那裡獲得的水分、營養物質和二氧化碳轉換成自身生長所必需的能量。雖然所有種類的蘭花都與真菌存在共生關係,但地下蘭花由於完全生活在地下,沒有光合能力,因此依賴性更強。

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小真菌蚋為地下蘭花傳精授粉。這些小昆蟲能穿過覆蓋在地縫上面的落葉和樹皮堆積層進入地下蘭花的頭狀花序中。據猜測,一種有袋類小動物為地下蘭花撒播種子。

茅膏菜

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茅膏菜的葉子上的腺毛分泌物在陽光照射下會像露水一樣閃閃發光,因此又被叫做sundew(意為“太陽露水”),共有188個種類。這種植物通過葉面上的莖腺黏液誘捕、消化昆蟲,以補充自身生長所需要的營養,而通常植物是從土壤中獲得這些營養物質的。茅膏菜普遍生長在沼澤裡,也經常出現在沙堤和缺乏有機物及磷肥的礦物質土壤裡。這種食蟲植物曾引起達爾文的極大興趣,他在其著作中用了285頁紙來描述它。

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茅膏菜最突出的特點是生有腺狀觸毛,在觸毛頂端有黏性分泌物,這正是它們誘捕和消化昆蟲的“武器”:莖腺分泌一種甜甜的黏液吸引、誘捕昆蟲,然後再分泌酶消化獵物;無柄腺負責吸收獵物身體裡的營養液體。獵物(通常是昆蟲)受到莖腺分泌的芬芳氣味的誘惑紛紛降落到茅膏菜植株上,一旦觸上這些黏性分泌物,便立刻被粘住,無論怎樣掙扎都難以逃脫,它們最終要麼因耗盡體力而累死,要麼因黏液阻塞呼吸孔而憋死。

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昆蟲一般在被粘一刻鐘後就會死去,這時植物便開始分泌液酯酶、過氧化酶、磷酸酶和蛋白酶,這些化合物有的能溶解昆蟲,有的能使昆蟲體內的營養物質釋放出來。葉面則負責吸收營養液。 所有種類的茅膏菜的觸毛都能活動。這些觸毛非常靈敏,在粘住獵物後,會很快將獵物包裹起來,以便讓獵物儘可能地與莖腺接觸。根據達爾文的觀察,即使是小真菌蚋的腿碰到觸毛也足以引起這種反應。有些茅膏菜的觸碰反應異常迅速,一旦被觸碰,只需數秒鐘,甚至1/10秒鐘,其外層觸毛便可將獵物完全包攏。除了觸毛能活動外,某些種類的茅膏菜的葉片也能彎曲,以便最大程度地接觸獵物。

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雖然一棵茅膏菜無法清除所有蟲害,但許多茅膏菜聚集在一起,其威力就不可小覷。有人進行過統計在約8000平方米的一塊沼澤地裡,生長其中的茅膏菜總共捕捉了600多萬隻昆蟲!達爾文曾培育過茅膏菜,他發現。與那些沒有餵過昆蟲的茅膏菜相比,吃了昆蟲的茅膏菜生長得更旺盛,產的花和種子也更多。

與其他食蟲植物一樣,茅膏菜的花朵通過一根長長的莖幹高架在葉子之上。最初人們以為花朵與葉子隔離是為了避免誤捕傳粉者,但最新研究則表明,花朵之所以被高架是為了引起傳粉昆蟲的注意。茅膏菜的花的花序大都呈錐狀,花朵一生只開一次,且開花時間較短。開花是對光強的一種反應,經常是在陽光直射下綻放,所有花序都具有向日性,隨著太陽的移動而移動。

澳大利亞聖誕樹(澳洲火樹)

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澳大利亞聖誕樹是一種寄生植物,只生長於澳大利亞西南部,這裡是許多奇特植物的家園,它們大多靠“剝削”小樹維持生存。這些奇特植物是數百萬年隔離進化的結果,澳大利亞中部廣表的沙漠將它們與其他地方的植物完全隔離開,而惡劣的氣候和貧瘠的土壤則促使它們越來越特化。

澳大利亞聖誕樹因在聖誕節期間開出鮮豔的花朵而得名。這種樹可長到10米高,樹皮呈灰褐色,每年10月至次年1月開花,花朵為橙黃色和黃色,豔麗無比。

澳大利亞聖誕樹屬於桑寄生科植物,所有這一科的植物都是地上寄生的。由於僅依靠光合作用無法滿足其在乾旱季節對水分和營養的需求,所以澳大利亞聖誕樹進化出了寄生根莖。與其他地上寄生植物一樣,這種植物從未完全放棄利用光合作用獲取營養的生存方式,但主要依賴寄生生活,因此其營養條件的好壞多寡取決於其能否從寄主植物身上獲得豐富的營養物質。

澳大利亞聖誕樹的根部生有一種叫做“吸器”的器官,類似插頭,專用來連接寄主植物的根莖。當吸器發現寄主根莖時,就會像一把切刀一樣將其斷開,然後把自己同寄主的維管組織連接在一起,吸取寄主的營養和水分。這種生存方式使得澳大利亞聖誕樹能度過炎熱乾旱的夏季。 吸器攻擊所有遇到的植物,無論是小草還是樹叢,甚至攻擊包著PVC管的電話電纜。在澳大利亞西部曾發生過一件趣事:某個地方的電纜出了問題,維修人員挖開覆蓋在上面的土壤後驚訝地發現,吸器已遍佈於電纜線上,並在許多位點切斷了電纜,就像切斷植物的根莖一樣。

澳大利亞聖誕樹通過它的熒光色兩性花繁育後代,這種雌雄同株花朵既包含雄蕊(雄生器官釋放孢子囊中的花粉),也包含雌蕊(雌性器官或胚珠在受精後變成種果k雌蕊受精後產出一枚長有翅膀的果實,一旦脫離樹身,便隨風飄到很遠的地方,最後落到地面,運氣好的話便可發育成—個新的生命。

山龍眼

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山龍眼科植物主要分佈於南半球,是一個較大的科,有80個屬,但所有種類加起來不超過2000種。

山龍眼科植物的大多種類是樹木或灌木植物,個別屬於草本植物。山龍眼科植物一年四季常綠,葉子在形狀、大小和葉邊上存在很大差異。山龍眼科植物最突出的—個特點是生有又大又豔麗的花序,花序由許多小花朵組成,小花朵密密麻麻地排列在一個堅實的花頭中。當然也有的山龍眼科植物是單花結構的。

山龍眼科植物的花器部分由以下結構組成:四個花被片融合成一個長長的小直管,頂部有一個封閉萼,四個雄蕊的花絲結合成被片,花粉囊被封在萼內。

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在即將開花之前,花粉囊釋放花粉,並將其置放在花柱頭上,那裡有一片較開闊的肉質區,專用來放置花粉。食蜜動物一般接觸不到花粉囊,但不可避免地會碰到花柱頭,因此花柱頭的作用就是充當獻粉平臺,以確保食蜜動物能帶走花粉。

許多山龍眼科植物生有特化類蛋白根,由側根和形成輻射吸收面的茸毛團組成,在生長季節產生於落葉層裡,在生長季節即將結束時枯萎。類蛋白根是這種植物為應對土壤缺磷而發生的一種適應性進化:通過增大根莖的吸收面積大大提高了這種植物在水資源和營養不足的情況下的吸收能力。正是由於這種特化類蛋白根的存在,山龍眼科植物才成為有花植物中少數幾種沒有與真菌形成共生關係的植物之一。

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山龍眼科中的拔克西木屬植物共有170種,既有樹木,也有灌木。長得最高的樹木是海岸拔克西木和河岸拔克西木,高達15米,個別的甚至能長到30米。灌木拔克西木屬植物大都呈直立狀,但也有幾個種類呈倒伏狀,枝條貼著地表或在土壤下生長。 拔克西木屬植物的葉子差別較大,有的只有1釐米長,有的長達45釐米,大部分種類的葉邊緣呈鋸齒狀。拔克西木屬植物最突出的特點表現在穗狀花序上:花序修長,一個穗狀花序往往包含數百甚至數千朵小花,最多的約有6000朵。花朵大多呈淡黃色。但也有橘黃、紅和粉紅色,甚至還有紫羅蘭色花。

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拔克西木屬植物能產生大量花蜜,成為食蜜動物重要的食物來源。食蜜動物包括蜜雀等鳥類和齧齒動物,以及寬足袋胸、長吻袋貂、侏儒袋貂和蝙蝠等哺乳動物。這些動物對拔克西木屬植物的傳精授粉起到了重要作用。某些拔克西木屬植物在夜間發出一種強烈氣味,其作用可能就是為了吸引哺乳動物前來傳粉。其他傳粉動物還包括蛾子幼蟲和象鼻蟲,它們能鑽進花錐去吃裡面的種子,並在瞢莫中化蛹。美冠鸚鵡常常叨破花錐,吃裡面的種子和昆蟲幼蟲。

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拔克西木屬植物經過長期進化適應了定期出現的森林大火。近半數的拔克西木屬植物會被森林大火燒死,但很快又會再生,因為大火能燒裂含有種子的蓇蓉,種子落到地上後便會發芽。能在森林大火中倖存的拔克西木屬植物,要麼是其厚厚的樹皮保護了樹幹,要麼是生有木塊莖,能在大火過後再次抽芽。

間隔時間較長的森林大火對拔克西木屬植物沒有什麼威脅,對其種群的繁衍發展還有好處。但如果大火過於頻繁,就有可能大大減少甚至滅絕某些拔克西木屬植物種群,大火會燒死尚未達到育果年齡的小樹。

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