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为啥它们越像屎越受欢迎

为啥它们越像屎越受欢迎

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自然界的拟态大家都很熟悉了,总之就是生物对其他生物或其副产品进行模仿,使第三方对其身份产生错误认知。不仅动物会拟态,“没头脑”的植物其实也会拟态!


有一类拟态,植物所模拟的非草非木,非鱼非虫,而是出腹之佳肴,肥田之良品,蝇虫之窟巢——通俗一点,就是粪便。


黑臭一颗球,蜣螂载我游 



模拟粪便对植物有什么好处呢?虽然粪便这种臭烘烘的东西人们避之犹恐不及,但有的动物将其视若珍宝,这就给了一些植物可乘之机。


南非有一种植物叫银白木果灯草,它的坚果是一个黑黢黢的圆球,有粗糙的表皮,还散发着类似食草动物粪便的刺鼻气味。这种植物的果实比它的同科亲戚都大,而且形态上与该科典型的光滑黑色种皮有明显差异,这暗示它的种子可能有异乎寻常的传播方式。


银白木果灯草(Ceratocaryum argenteum)
图源:www.gbif.org


研究发现,这种植物的果实并不像它的亲戚们一样靠老鼠一类的小哺乳动物传播,而是靠推粪球的蜣螂(qiāng láng),也就是俗称的屎壳郎。原来,这颗坚果模拟的是羚羊的粪便!


边走边拉
视频来源:YouTube


当地一种蜣螂在气味和形态的误导下,将坚果当作羊粪,收集并将其埋藏在地下。由此,银白木果灯草的种子得以传播,接下来只需要在土壤中等待发芽了。


屎壳郎为了假屎甚至放弃了真屎
视频来源:YouTube


对于辛苦的搬运工,坚果并未打算给予回报。坚果的表皮很坚硬,没有任何可以食用的部分,蜣螂也无法咬破它。往往等蜣螂试图吃掉种子或在其中产卵时,才发现自己上当受骗。


银白木果灯草的种子不耐火烧,在火灾频发的当地,蜣螂的搬运不仅帮助种子在水平距离传播,而且深埋于地下的行为还能保护种子免受野火焚烧。


上:银白木果灯草的坚果
左下:种子传播者,蜣螂
右下:南非羚羊的粪便
图源:参考文献 [1]


模拟粪便传播种子的案例在自然界中极其少见。目前为止,这样的例子除银白木果灯草之外,仅有与之同属的C. pulchrum。这两种植物的分布范围完全重叠,坚果的形态很相似,但花果期相差半年。可能正是这一物候差异导致了两个物种的分化。


虽无蜂蝶访,别有客相投



对粪便的模仿更多地出现在气味方面。有香味的花通常意味着花蜜的存在,可以吸引蜜蜂蝴蝶之类的访客,植物为它们提供传粉的报酬。而一些植物并未给传粉者准备酬劳,它们另辟蹊径,用散发类似腐肉或粪便的臭味诱骗苍蝇、甲虫等昆虫为其传粉。


虽然都是恶臭,腐肉和粪便的气味在化学成分上也存在一些差异:腐肉的气味往往以低聚硫化物为主,而粪便的气味通常以芳香族化合物(苯酚和对甲酚)和含氮化合物(粪臭素和吲哚)为主。有不少植物家族都存在花朵散发着粪臭味的成员,如天南星科、兰科、夹竹桃科、马兜铃科等。


斑点疆南星(Arum maculatum)
图源:www.gbif.org


欧洲的斑点疆南星是由蛾蚋(ruì)科昆虫授粉的。蛾蚋就是厕所里常见的那种又像苍蝇又像蛾子的小飞虫,根据出没场所我们很容易看出它是粪便爱好者。


蛾蚋科昆虫(Clogmia albipunctatus)
图源:wikipedia


斑点疆南星花序气味含有吲哚、2-庚酮和对甲酚等化合物,这也是食草动物粪便气味的重要成分。蛾蚋受到这些气味的吸引,便兴冲冲前来为其传粉。此外,天南星科还有许多类群,例如魔芋属、海芋属、斑龙芋属都有借助蜣螂传粉的物种,它们的花散发出粪便气味也就不难理解了。


并非只有其貌不扬的花会散发粪臭味,有时一些形象更加“小清新”的花也采用这种方式提高传粉效率。南非的一种秋水仙科植物不仅散发着粪味的“花香”,其白色花被片上还有简单的深色斑纹图案。


秋水仙科植物Wurmbea elatior的花和访花的苍蝇
图源:参考文献 [4]


尽管这种视觉组合在人眼看来和粪便没有任何关系,但对苍蝇来说并非这样。一种观点认为,它的形态所模仿的并不是粪便本身,白色背景上的深色斑点会被苍蝇误认为是其他苍蝇在聚集,在臭味的加持下,苍蝇们更倾向于认为这白色的花瓣就是粪便。


在印尼的婆罗洲,还有一种兰花蕉科植物妖姬兰花蕉,它依靠蜣螂传粉。这种兰花蕉的花位于植株基部,几乎贴着地面,呈深紫色,有恶臭。


妖姬兰花蕉(Orchidantha inouei)和为其传粉的蜣螂
图源:参考文献 [5]


当蜣螂爬到唇瓣上以及隐藏着柱头和花药的侧花瓣下方时,花粉就会转移到蜣螂身上。这个授粉系统是欺骗性的,蜣螂不会获得任何奖励。当蜣螂近距离查看这坨紫色的“粪便”时,它已经上当了。



佯披虫粪甲,退敌有奇谋



植物模拟粪便也并不总是为了吸引动物,有时是为了让厌恶粪便的取食者退避三舍。日本的一项研究发现,当地的一种枸杞新枝叶腋处常有紫黑色斑点。一种叶甲枸杞负泥虫会取食枸杞枝叶,这种昆虫幼虫背上经常沾满粪便,呈紫黑色颗粒状,以保护自己免受天敌取食。


幼虫粪便中可能含有防御性的次生代谢物,大型食草动物一般也避免取食沾有虫粪的植株。因此这些枸杞利用黑斑假装自己已经被叶甲的粪便污染,从而逃脱食草动物的血盆大口。无独有偶,在以色列的调查中也发现当地有许多通过黑斑模拟虫粪的植物。


左:叶腋处有黑色斑点的枸杞(Lycium chinense)
右:被枸杞负泥虫取食的枸杞
箭头所示为全身沾满粪便的幼虫
图源:参考文献 [6]

虽无十分意,亦动闻者心



以上介绍的对粪便的模仿都是植物“有意为之”的,且对增强其对环境的适应居功至伟。但还有一些植物,本身可能并不是为了专门模仿粪便,只是在某些角度与粪便有些相似,不慎荣膺“美名”。


比如南方常见的野草鸡屎藤,它的植株总是散发着一股奇特的气味,叶子揉碎后臭味尤其明显,因此得名。但研究发现鸡屎藤叶片的挥发性物质与鸡粪有显著差异,粪臭味很可能只是巧合。实际上,鸡屎藤本身也并未完全因臭味遭人嫌弃,它是一味传统中药,在两广、海南等地还被用来制作特色小吃。


鸡屎藤的mini小花
摄影:魏周睿


猫儿屎是一种木通科的灌木,和“八月瓜”是亲戚,广布在我国中部到西南的山区。


猫儿屎(Decaisnea insignis)植株
摄影:魏周睿


它的果实成熟后呈紫黑色,和粪便还真有一丝神似,又被称为“猫屎瓜”。但若剥开这其貌不扬的果实外皮,香甜可口的果肉就显露出来。虽然名字不好听,猫屎瓜也算深山里的一味佳肴了。

猫儿屎的成熟果实
图源:图虫图库


还有一种清新淡雅的小花,天葵,阴差阳错地也得了个难登大雅之堂的俗名,叫做“千年老鼠屎”。天葵属于毛茛科,在我国分布很广,也很常见,早春时节经常点缀着各处的幽径。


天葵:我怎么就千年老鼠屎了?!
摄影:魏周睿


这典雅的形象似乎与粪便毫不相干,实际上这个名称描述的也确实不是地上可见的部分。《本草纲目拾遗》中描述它“二月发苗,叶如三角酸,向阴者紫背为佳,其根如鼠屎,外黑内白,三月开花细白,结角亦细,四月枯”,其实说的是块根像屎。天葵的块根是一味中药,又叫“天葵子”,干燥以后黑黢黢地缩成一团,倒也还算形象。


天葵的块根
图源:gbif.org


植物的世界千变万化,姹紫嫣红,光彩照人者有之,殊类诡状,不可胜名者亦有之。植物不仅会模拟屎,蚜虫、蘑菇、甚至发酵的水果有时都能成为拟态的对象。为了在大自然中谋得一席之地,斯可谓智计殊绝矣。


参考文献:

[1] Midgley, J., White, J., Johnson, S. D. et al. Faecal mimicry by seeds ensures dispersal by dung beetles. Nature Plants, 15141 (2015). https://doi.org/10.1038/nplants.2015.141

[2] Midgley, J., White J.D.M., Scholtz C.H., Johnson S.D. Seed dispersal by dung beetles in Ceratocaryum pulchrum (Restionaceae): Another example of faecal mimicry in plants, South African Journal of Botany, 137(2021). https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.11.004.

[3] Johnson S.D., Schiestl F. P. Floral Mimicry (2016). Oxford university press. DOI: 10.1093/acprof:oso/9780198732693.001.0001.

[4] Johnson S.D., Sivechurran J., Doarsamy S., Shuttleworth A.. Dung mimicry: the function of volatile emissions and corolla patterning in fly-pollinated Wurmbea flowers. New Phytol, 228: 1662-1673 (2020). https://doi.org/10.1111/nph.16791

[5] Sakai, S. and Inoue, T., A new pollination system: dung-beetle pollination discovered in Orchidantha inouei (Lowiaceae, Zingiberales) in Sarawak, Malaysia . Am. J. Bot., 86: 56-61 (1999). https://doi.org/10.2307/2656954

[6] Yamazaki K. & Lev-Yadun S. Dark axils and nodes in various plant species may serve as defensive mimicry of beetle and beetle faeces, Journal of Natural History, 48:11-12, 691-698 (2014). DOI: 10.1080/00222933.2013.836762

[7] 葛佳,薛瑞娟,陈高,孙卫邦. 鸡矢藤及鸡粪的挥发性臭味分析及其科普价值解析[J].植物科学学报,2016,34(6) : 934-940.

撰文 | 魏周睿

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