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最短僅7秒！閉合速度最快的花“高原含羞花”

發(fā)布日期： 2022-01-12 20:41:11 來源：湖北日報

花瓣不僅可以運動，而且速度快得讓人難以想象!1月10日，記者從湖北大學獲悉，該校和中科院武漢植物園、武漢大學、西藏大學等單位的研究人員，在第二次青藏高原綜合科考中首次發(fā)現(xiàn)快速運動的“高原含羞花”——龍膽屬多個物種的花冠，被觸碰后迅速閉合，最短僅7秒!這也是目前已知的閉合速度最快的花。

元旦前夕，該研究成果以《觸碰誘發(fā)龍膽屬植物花冠的迅速閉合》為題，在線發(fā)表于學術(shù)期刊《Science Bulletin》(科學通報)。湖北大學資源環(huán)境學院教授戴璨與武漢大學生命科學學院副教授龔燕兵為該文的共同第一作者。

植物的快速運動一直受到科學家和自然愛好者的關(guān)注，改變了“植物不像動物那樣運動”的傳統(tǒng)觀念。典型例子有茅膏菜、捕蠅草、貍藻等食蟲植物，和因葉片的觸敏性而聞名的含羞草。而現(xiàn)在，研究人員在西藏高海拔地區(qū)(4000米以上)發(fā)現(xiàn)了花冠具有觸敏性的“含羞花”。

此次研究發(fā)現(xiàn)，龍膽科龍膽屬的四個物種——假水生龍膽(白花型、藍花型)、新疆龍膽、西域龍膽以及一個待鑒定的龍膽屬植物，其花冠被機械觸碰后，會在7秒到210秒的時間范圍內(nèi)迅速收縮，直至緊實的花苞狀態(tài)。花冠閉合后能再次開放，在天氣晴好狀態(tài)下大概需要20分鐘。如果再次觸碰，花冠還會再次閉合，然后開放。

相比已發(fā)現(xiàn)的茅膏菜屬植物，這項研究中取樣最廣的假水生龍膽，其兩種花色八個居群的平均閉合時間僅29秒，最短閉合時間僅7秒，堪稱世界上閉合速度最快的花。研究人員目睹之下，為之驚嘆。

那么，花冠觸敏的誘發(fā)因子是什么?會不會是對風、雨、冰雹等非生物因素，或是對食草動物、訪花昆蟲的反應?研究人員針對西域龍膽的一個自然居群(花冠平均閉合時間27秒)，開展了一系列實驗。

結(jié)果表明，風不太可能是龍膽屬植物花部觸敏性的選擇壓力，大型動物的啃食作用對其花冠的行為影響甚微。然而在對傳粉昆蟲的觀察中，研究人員發(fā)現(xiàn)，多種熊蜂對花朵存在非常規(guī)訪問——它們將龐大的身軀趴在花冠上，頭伸向花冠筒外側(cè)的基部，扎裂開口后盜取花蜜。熊蜂離開后，98.8%的花冠有收縮行為直至完全閉合。西域龍膽的花部觸敏性，可能是為了避免頻繁的熊蜂盜蜜對花組織特別是子房造成的傷害，演化出了這一自我保護的行為特征。

熊蜂除了盜蜜行為，對西域龍膽的常規(guī)訪問行為同樣會造成花冠的響應性閉合。這種正常訪問后的閉合，會不會對柱頭上的花粉落置和花粉萌發(fā)起到促進作用?在更多的物種和居群中，熊蜂與龍膽屬植物究竟是哪種種間關(guān)系占上風?在龍膽屬花部觸敏性的進化中，什么因素起到?jīng)Q定性作用?這些問題有待進一步研究解答。