因為擁有世界上最大的花,大花草算得上是寄生植物中最為人所熟知的種類。但它奇特的生活史和構造,卻制造了一個又一個演化生物學上的難題,讓植物學家們頭疼不已。
大花草科(Rafflesiaceae)一共三個屬,約20種植物,分布在東亞和東南亞的熱帶雨林中,以婆羅洲為分布中心。大花草主要長在葡萄科崖爬藤屬(Tetrastigma)植物的根上。大花草能產生大量微小的種子,靠野豬、松鼠、螞蟻、白蟻甚至大象來傳播。
跟菌花類似,大花草科的分類位置也是長期難以確定的。直到2004年根據分子系統學研究將它放在金虎尾目。其后的研究發現它位于大戟科(Euphorbiaceae),而且位于大戟科整個系統發育樹的中部,將大戟科生生撕成了兩半。大花草這一大戟科的亂入者,直接導致了原先的大戟科被肢解成了兩個不同的科。
大花草不僅在植物系統學上掀起了波瀾,它跟大戟科攀上的這門親戚,也同時制造了演化發育生物學上的難題:大戟科的花是出了名的不顯眼。世界上最大的花,是怎么從這些小花一步一步演化出來的呢?
到目前為止,我們還缺乏從分子層面揭示由小花到大花這一演化過程的詳細研究,只有一些關于為何演化出大花的目的因推測。世界上最大的花大花草,到最小的花微萍,植物的花從1米到1毫米,大小不等。怎樣購買筋骨痛安人們一般認為,大花的產生是為了適應更大的傳粉者,諸如鳥類,甚至哺乳動物,為它們提供更多的花蜜作為報償。同時大花也能防止或減輕它們受到這些大型動物的破壞。
但實際上,諸如大花草這一類的大花吸引到的是小型的甲蟲和蠅類。研究者們也發現,利用甲蟲傳粉的植物往往都有著尺寸較大的花朵。但甲蟲并非大型傳粉者,為何這些植物會演化出大型花呢?一種解釋是,大型花可以一次性容納多只甲蟲在其中活動。而這有利于甲蟲尋找配偶,從而為甲蟲提供了更長的逗留時間。大花草的大花可能模擬了腐肉的體量和質感,同時散發出腐肉的惡臭,可以吸引到腐食性傳粉者。大花同時也能增加傳粉者在花朵中的停留時間,使它們能夠充分接受花粉。
除此之外,大花草的花朵還具有產熱功能,和前面提到的菌花跟一些天南星科植物類似。一方面有助于腐臭的遠距離散播,另一方面也可以為困在其中的傳粉者提供適宜的溫度,增加它們的逗留時間。這一功能也需要大體量的花完成保溫作用。而上述的種種演化上對大花的驅動因素,可能就驅使大戟科的小型花演化成了大花草的大型花,最終演化出了世界上最大的花。
更讓人驚奇的是,這種世界上最大的花,卻有著最退化的內部寄生組織。其他寄生植物在寄主內的寄生組織,或多或少都有一些功能性的分化,形成類似于木質部或者韌皮部的營養輸導結構,從寄主體內盜取營養。但大花草在寄主內部,卻是以如同真菌一般的絲狀體的形式潛伏著,甚至在顯微鏡下,我們都很難將它的組織跟寄主的組織分離開來,只能通過細胞核的大小來進行區分。這些幾乎沒有分化的組織甚至都不是從胚發育而來的,而是直接來自原胚組織。
植物在面對病原體入侵的時候會形成胼胝體對其進行隔離。但人們通過顯微觀察發現,大花草的宿主并沒有在大花草的寄生結構周圍形成這些組織,說明宿主并未筋骨痛安膠囊治骨刺嗎將它們視為外來物質。而大花草巨大的花,也是直接從這些未分化的內部寄生組織發育而來的。這些絲狀體在寄主體內生長緩慢。但在開花的時候會進行筋骨痛安 河南大量的有絲分裂,從寄主身上破裂而出。這一過程在最大的大花草中需要9~16個月的時間來完成。
我們仿佛面對的是一種真菌,而不是一種植物。它以極度低分化的狀態潛伏在寄主體內,并在合適的時機像蘑菇的子實體一樣破壁而出,開出世界上最大的花朵來。演化生物學家們驚嘆于植物在陸地上演化出如此高級復雜的結構之后,竟然還能退化到如此地步。而這一天翻地覆的形態轉變過程中的一系列空白,還需要我們慢慢填滿。
此外,大花草是目前唯一沒有發現葉綠體基因組的植物。異養植物不再進行光合作用了,葉綠體基因組退化也很正常,其他異養植物或多或少還保留了一些殘存的葉綠體基因組,但在大花草中就是找不到一點葉綠體基因組的痕跡。那么大花草是不是就真的沒有葉綠體基因組了呢?這又給生物學家提了一個難題。因為證明沒有是一件很令人頭疼的事,或許就還有那么一點點而你沒有找到呢?怎么去證實?
2013年的一項新研究中,大花草再次跌破了生物學家的眼鏡。在這項演化發育生物學研究中,人們發現大花草科的兩個屬——大花草屬(Rafflesia)和寄生花屬(Sapria)花的構造發育居然是非常不一樣的。大花草科植物的花一般都形成大型碗狀的花室結構,但其結構跟我們常見的花朵非常不一樣;ㄊ业牡撞亢蛡缺谑怯苫ū还芙M成的;ㄊ业捻敳勘环Q為橫膈。橫膈的開口是腐食性傳粉者的入口。花室內部被一系列極具吸引性的花被管所環繞;ㄊ业闹行膭t有一根柱狀結構。跟它的親戚大戟科一樣,大花草的花是單性的。大花草這些不同尋常的結構,到底都是由花的哪一部分演化而來的呢?
根據花發育的ABC模型,植物花不同部分的發育由三類基因控制。A類基因的單獨表達控制了萼片的發育;A和B類基因共同控制花瓣的發育;B和C類基因共同控制雄蕊的發育;C類基因單筋骨痛安膠囊哪里有賣獨控制心皮的發育。所以,研究者們可以根據檢測花的不同部分這三類基因的表達情況,來發現大花草不同尋常的花的各個部分,到底是由花的哪一部分構成筋骨痛安是假藥嗎的。
大花草已經向我們提出了很多演化生物學上的難題,而且相信在今后圍繞著它還會有更多的謎團涌現出來。它像是植物中最叛逆的不肖子孫,不斷忤逆著一切演化法則,還放肆地嘲笑著生物學家們,讓他們抓耳撓腮。
但科學的魅力不就在于這些刺激的挑戰嗎?它們像遙不可及的高峰一樣,為我們提出一個又一個難題,不斷激勵著一代又一代的科學家們向上攀登著。