兰花是个“大骗子”！

兰花是一个美丽的大家族，花型奇特，其中有不少观赏性的花卉，深受大家的喜爱。不过，兰花美丽的花朵中可能写满了欺骗的话语。

兰花是一个大家族，拥有极高的多样性

（图片来源：National Geographic）

花朵一般会遵循与传粉昆虫之间的“协议”：植物花朵产生报酬（比如花蜜），传粉昆虫则在获得报酬的时候为植物传粉。

达尔文也相信这是自然界的真理，但他深入地研究了一些兰花，却没观察到花蜜，因此他只能相信兰花提供了“隐秘的报酬”。

真相是，兰花用美丽的花来引诱传粉昆虫，但有多达三分之一的兰花没有给传粉昆虫提供任何的报酬。站在人类的审美视角下，兰花的花色丰富、花型多样，极为美丽；但如果站在传粉昆虫视角的话，你肯定会开始哀嚎：兰花是个“大骗子”。

兰花的“骗局”多种多样，简直让传粉昆虫防不胜防。科学家们每年都能发现兰花的新“骗局”，实际上，科学家们在如何将兰花传粉中的“骗局”归类上都有分歧，因为实在太多样了。

比如我们常见的文心兰，它们的花看起来高雅而美丽，如同在跳舞一般，但花并不产生花蜜。传粉昆虫飞进文心兰中，既得不到花粉，又得不到花蜜，那文心兰如何吸引传粉昆虫呢？

研究者发现，文心兰是靠混在有花蜜的花中以次充好得逞的。文心兰属的花在自然界中与同域同期开花的金虎尾科植物的花，在颜色、外形上都很相似，靠着模拟它们的外貌，文心兰得以吸引到传粉昆虫来访花，这种策略叫作贝式拟态。

左右两边为文心兰属植物，中间为它们的拟态对象——金虎尾科植物

（图片来源：参考文献[1]）

杓兰“骗子”行为大赏

文心兰的“骗局”跟兰科中的杓兰属(Cypripedium）植物相比，只能说是小巫见大巫了。杓兰属植物在奇特的兰科植物中也算别具一格，它们全属约50多种，都拥有十分夸张的唇瓣，唇瓣膨大成囊状，也被称为“仙女的拖鞋”。

从上到下依次为：西藏杓兰、毛瓣杓兰与离萼杓兰，它们都拥有夸张的囊状唇瓣

（图片来源：作者提供）

杓兰属已经成为科学家研究兰科欺骗性传粉的典型抓手，每种杓兰可能都有一种独特的“欺骗手段”。

已经被研究过的杓兰属植物中，没有一种植物的花朵能为传粉昆虫提供报酬，每一朵花都是一个“陷阱”。传粉昆虫被吸引进来后，滑进花朵唇瓣的囊内，要想出来的话，只能摸索着在唇瓣里兜一圈，最后向上爬，从花预留的出口处钻出来。而狭窄的出口处，正是杓兰属“陷阱”的关键——雌雄蕊的所在地，传粉昆虫会依次碰到雌蕊和雄蕊，为杓兰的传粉大计贡献出自己的力量。

杓兰属的陷阱花，昆虫钻出来后携带花粉

图片来源：参考文献[2]

尽管杓兰属植物花的基本“陷阱”结构都是一致的，但它们把昆虫骗进来的手段就千差万别了，几乎达到了一种植物一种“骗局”的层次，而且科学家们还在不断发现它们的新“骗局”，总结起来简直就是一本《兰科骗局大全》。

比如已经被研究过的西藏杓兰，它们的花是在模拟老鼠洞之类的洞穴。西藏杓兰囊状的唇瓣拖着整个花向下斜着，离地面很近，囊状的开口处有一圈白色，标出洞口的位置，里面是黑洞洞的暗红色。这个结构很像斜坡上的洞口，高山上的熊蜂蜂后从蛰伏中出来时会寻找这种洞口作为巢穴，而蜂后的体形恰好跟西藏杓兰相匹配。

西藏杓兰拟态蜂后的巢穴

图片来源：参考文献[3]

与西藏杓兰同属的毛瓣杓兰的故事要“暗黑”得多，它们简化得只剩两片叶子和一朵近乎进入地面的花，一看就有些病怏怏的，实际上这正是它们的传粉策略。

它们的叶子与花上都密布着黑红色的斑点，看起来就像被病菌感染了，因此可以从远处吸引菌食性的昆虫。细看之下，这些斑点上还有毛被，这些毛被串珠一样，像极了孢枝菌的分生孢子。因此，不管是远处还是近处，毛瓣杓兰看起来都很像被真菌感染了的样子，花连闻上去也散发出被真菌感染的气味。

毛瓣杓兰装病骗食菌的黑蚜蝇来传粉

（图片来源：参考文献4）

一种食菌的黑蚜蝇因此就被吸引过来了，掉进了毛瓣杓兰的“传粉圈套”中，成了它们近乎唯一且有效的传粉昆虫。或许你可以称这个为“病态的吸引”，但毛瓣杓兰其实一点病也没有，都是装的。

如果你以为毛瓣杓兰的“骗局”已经接近杓兰属“骗局”的天花板之作了，那你就错了，暖地杓兰在“欺骗”这条路上又重新开了一局。

新骗局诞生：一撮毛就能行骗！

暖地杓兰的分布也与其他杓兰不同，它们分布于亚热带森林中。有意思的是，自从科学家们1986年从标本中描述了它之后，一直到23年之后的2009年，才重新在野外发现了它们。其实这种现象在杓兰中已经越来越普遍了。因为有特殊又美丽的花，杓兰承受了许多盗挖的行为，在野外的种群不断收缩。

暖地杓兰与其他杓兰最大的不同点在于，它们的花整体是一种暗棕色的色调，但唇瓣在卷曲的内缘处有一大片白毛，十分反常且高调。

科学家们在野外重新发现暖地杓兰后，发现了一件很有意思的事情：一些食蚜蝇专门过来，降落在暖地杓兰唇瓣的白毛上，不停地去吃这些毛，这些毛又恰好在暖地杓兰“陷阱”的边缘，并且边缘在向“陷阱”内翻卷，简直可以称得上是剃刀的边缘。毫无疑问，食蚜蝇就这样掉进了“陷阱”中。

不同的食蚜蝇访问毛瓣杓兰

（图片来源：参考文献[5]）

可以想见的是，这些进过“陷阱”的食蚜蝇还会再去访问另一朵暖地杓兰。实际上，科学家们在研究的过程中发现，暖地杓兰被好几种不同的食蚜蝇访问过，它们都是冲着这一撮撮白毛过来的。我国科学家将暖地杓兰的白毛移除后，暖地杓兰对食蚜蝇就没有了吸引力，毫无疑问，就是这些白毛起了关键作用。

移除暖地杓兰毛被实验

（图片来源：参考文献[5]，汉化祝欢）

为了这一撮毛，至于吗？要知道，食蚜蝇幼虫一般吃蚜虫、介壳虫之类的食物，成年后的食蚜蝇取食花粉、花蜜与蚜虫释放出的蜜露。暖地杓兰并没有任何花粉、花蜜可供食蚜蝇取食，科学家们不由地推测，这一撮撮毛会不会正是在模拟一群蚜虫密密麻麻地聚在一起分泌蜜露呢？

食蚜蝇取食蚜虫产生的蜜露

（图片来源wur.nl）

两方面的证据都证明了这些毛确实在模拟蚜虫。

科学家们先用电子显微镜观察了这些毛被，发现它们是多细胞堆起来的。通过对营养物质的观测，发现它们含糖分与氨基酸等营养物质（以糖分为主），与蚜虫分泌的蜜露相当，蚜虫的蜜露主要也是为了排出从植物体内获取的过量的糖分。

暖地杓兰上的白色毛被

（图片来源：参考文献[5]）

来自气味的证据也直接指向了暖地杓兰的蚜虫拟态，科学家们收集了暖地杓兰散发出的气味，发现它们主要由大量的(E)-β-法尼烯与少量的β-蒎烯组成。这两种物质都是蚜虫的警戒素，野外实验也证明，暖地杓兰凭气味也能吸引来食蚜蝇。

至此，暖地杓兰的“骗局”已经十分清晰了，它们散发出蚜虫的警戒素气味，食蚜蝇从远处闻到，定位到气味的位置，以为有一堆蚜虫在等着它们。飞近一看，暖地杓兰的一丛丛白毛也确实像一群蚜虫堆叠在一起，食蚜蝇便克制不住地走进了暖地杓兰的“陷阱”中。

有意思的是，暖地杓兰通过精确的拟态，让食蚜蝇在嗅觉和视觉上都受到了欺骗。但细想想，食蚜蝇确实也从白毛处获取到了报酬，让人一时间难以断定这到底还算不算欺骗。可能食蚜蝇至今也不知道自己是被暖地杓兰的拟态骗了，只是它每次取食的时候大概都要抱怨怎么又摔了一跤，然后掉进暖地杓兰的“陷阱”中，帮它传粉后才能出来。这样的场景肯定会一次次上演。

全世界的杓兰中，我们国家的占了一半以上，它们美丽而有趣，可能还藏着更多有意思的事等待被发现。我们还应该知道，在野外碰到暖地杓兰时千万不要采挖，将它们的有趣留在自然中，这些生存与欺骗的故事才能一次次不断地上演。

参考文献

[1]Papadopulos, Alexander ST, et al. "Convergent evolution of floral signals underlies the success of Neotropical orchids." Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 280.1765 (2013): 20130960.

[2]Baenziger, Hans, Haiqin Sun, and Yi-Bo Luo. "Pollination of wild lady slipper orchids Cypripedium yunnanense and C. flavum (Orchidaceae) in south-west China: why are there no hybrids?." Botanical Journal of the Linnean Society 156.1 (2008): 51-64.

[3]Pemberton, Robert W. "Pollination of slipper orchids (Cypripedioideae): a review." Lankesteriana International Journal on Orchidology 13.1-2 (2013): 65-74.

[4]Ren, Zong-Xin, et al. "Flowers of Cypripedium fargesii (Orchidaceae) fool flat-footed flies (Platypezidae) by faking fungus-infected foliage." Proceedings of the National Academy of Sciences 108.18 (2011): 7478-7480.

[5]Jiang, Hong, et al. "Cypripedium subtropicum (Orchidaceae) employs aphid colony mimicry to attract hoverfly (Syrphidae) pollinators." New phytologist 227.4 (2020): 1213-122.

（注：文中拉丁文部分应为斜体）

出品：科普中国

作者：廖鑫凤（中国科学院昆明植物研究所）

监制：中国科普博览

来源: 中国科普博览

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