厉害了,肥皂草:不仅会变色,还会变性别

2022-10-21 07:48王一行
天天爱科学 2022年10期
关键词:雄蕊雄花雌花

图·文 / 王一行

我带着弟弟去奥林匹克公园玩时,弟弟指着公园里的花说:“哥哥,你看那种植物的花,同一株上有白色和粉红色两种,好有趣啊!”

弟弟说的是肥皂草。这种植物的有趣之处在于,它不仅可以在同一株植物上开出两种颜色的花,它还会转变性别。

肥皂草:不仅会变色,还会转变性别

2017年10月1日,我在奥林匹克公园第一次看到一大片肥皂草。

肥皂草(Saponaria officinalis L.)是石竹科肥皂草属多年生草本植物。高30—70厘米。具有肥厚的主根。茎直立,有的不分枝,有的上部分枝。叶片多为椭圆形,也有椭圆披针形的,叶的基部半抱茎,顶端急尖,边缘粗糙。花序为聚伞圆锥花序。一般来说,小聚伞花序上会有3—7朵花。花萼为筒状,花萼多为绿色的,也有暗紫色的。肥皂草有五枚花瓣,花瓣顶端具有浅裂刻痕,这些刻痕在花开初期是白色的,后期会转变为粉色的。蒴果呈长圆状卵形。

花朵变色这个现象,据我所知,主要有以下三个原因:第一,光照时间不同,花朵内含的花青素的浓度也不同;第二,有的植物是雌雄同株异花,即雌花和雄花开在同一株上,雌花和雄花的形态不同,花朵的颜色也有些许不同,如玉米和变叶木等;第三,有的植物花朵在授粉后会变色,如点地梅。

那么,肥皂草属于哪种情况呢?

为了找到答案,我在一些初开的花朵上做了标记,并定期观察。结果,我发现了一个有趣的现象:肥皂草的花初开时,都是雄花,在3—5天的雄花期后,肥皂草就转变为雌花期,也就是说,这时的花朵变成了雌花,颜色和形状也发生了改变。

看来肥皂草不仅会变色,还会转变性别。

雌花期的肥皂草

植物变性,其实很正常

每年夏天,小区里的柿子树一开花,我便开始了新一轮的观察和寻找工作。

柿子树是单性花,且雌雄异株。多年来,我一直在小区里观察柿子花,但观察到的全部是雌树雌花。我不甘心,一直盼望着能找到雄树和雄花。

2020年夏,我终于在小区里看到了柿子树的雄花。不过,我有点儿不理解:这棵柿子树曾经是一棵雌树,每年秋天都会硕果累累,我甚至吃过这棵树结的柿子。怎么忽然间就从“她”变成了“他”呢?

雄花期的肥皂草

知识卡片

植物会变性?这有点儿不可思议。

针对植物变性现象,紫竹院公园高级工程师翟敬宇老师做出了解答:“植物变性其实很正常,很多植物其实并没有性染色体。雌雄异花现象在被子植物中比较常见,这是促进异交、避免自交衰退、保持遗传多样性的一个重要途径,我们身边的雌雄异花植物有很多。在某个生态系统中,在只有单一性别的植株时,植物为了种的繁衍,一部分植株会转变性别。有的植物则根据自身的能量存储情况转换性别,比如天南星科植物。”

肥皂草变色和变性的目的是什么

经过观察和测量,我发现:肥皂草的花朵从雄花阶段过渡到雌花阶段后,花朵会变大,颜色也会变成粉红色。与雄花相比,雌花期的花瓣更宽更长。虽然雌花阶段的花瓣变大了,但花冠的直径会变小。另外,当花从雄花转变为雌花时,花瓣会向下反折,花柱突出,花的形状随之发生改变。值得一提的是,肥皂草的雌花期分两个阶段:初期的花朵是淡粉色的,后期是粉红色的。

肥皂草的雄花和雌花 绘/王奕

通行的解释是,植物变性是为了种的繁衍,即为了结出果实。

肥皂草也应该如此吧?

国外的一篇文献说:“2012年,为了比较肥皂草白色雄花期和粉红色雌花期的花朵阵列,研究者对85种授粉者,如蜜蜂、汗蜂、黄蜂、大黄蜂、蝴蝶等,进行了为时680分钟的跟踪观察。在所有对比组中,授粉者更喜欢雄花期的花,而不是雌花期的粉红色花朵。相反,研究者将白色雄花期的阵列与浅色雌花期的阵列进行对比时,发现传粉者在两种阵列上的活动是相似的。”

这个实验告诉我们:香味、颜色和图案都可以吸引昆虫前来授粉,但肥皂草的传粉者是通过颜色,而不是性别、大小或形状来区分花朵的。换言之,肥皂草被授粉后,花瓣的颜色会逐渐变为粉色。变色的花朵其实给传粉者发出了信号:“请你不要在我这里瞎耽误工夫了,本花朵已经‘有孕’在身。”

有一种理论认为:当环境变得不利于植物生长时,植物就会产生全方位的变异。其实,植物是没有朝某个方向变异的意图和能力的,它们的变异无非是大自然随机、无目的的选择而已。

叫肥皂草,是不是就一定有肥皂呢?

肥皂草名字的由来是什么?原来,该植物的体内含有皂苷(gān),可代替肥皂,用来洗涤东西。

因为肥皂草的植株内含有皂苷,所以用不含石灰的水煮肥皂草的叶子,便可以产生纯天然的肥皂液。这种肥皂液不仅成本低廉,而且安全环保。

肥皂草在欧洲已经有长达2 000多年的使用历史,目前是国内外博物馆用来清洗珍贵文物的重要洗剂之一。

肥皂草,这种很普通的植物,居然承担着清洗国家宝藏的重任。你一定想不到吧?

此外,肥皂草的根部可以入药,具有利尿、祛痰等功效。虽然肥皂草的根部没有毒,但肠胃功能不好的人要谨慎使用。

肥皂草又名石碱花,原产于地中海沿岸,我国栽培的肥皂草主要用于观赏。

鸳鸯茉莉:具有时间轴的植物

说到变色,我认为最有意思的植物当属鸳鸯茉莉,因为它自带清晰的时间线:刚开花时,花朵为紫色;然后,变成淡青色;最后,变成白色。

鸳鸯茉莉供图/梁妍妍

鸳鸯茉莉(Brunfelsia brasiliensis)是茄科鸳鸯茉莉属小灌木植物,又叫双色茉莉、二色茉莉、番茉莉。株高50—200厘米。花多为单生,有时会有少数呈聚伞花序,花为高脚碟状。叶子单叶互生,呈矩圆形或椭圆状矩形,叶先端渐尖。果实为浆果。

虽然这种植物的名字中有“茉莉”两个字,但它和木犀科的茉莉没有任何关系。

我第一次看到鸳鸯茉莉是在邻居家门口。它的花瓣很不平整,皱皱巴巴的。我恨不能把它们压平。

鸳鸯茉莉的花形和迎春花相似,下半部是一个细长的筒,上半部的花冠则像一只碟子。植物学上把这种花形称为高脚碟形。其实,生活中没有高脚碟,只有高脚杯。

鸳鸯茉莉的花开放后,花色先是从紫色变到淡青色,最后变成白色,这些颜色同株共存,像极了昨天、今天和明天。

这种变色现象是由花瓣细胞液里所含花青素的变化造成的,花青素的浓度直接影响着花瓣的颜色和浓淡。

茄科植物的标配是什么?那就是5枚花瓣对应5枚雄蕊,常见的辣椒、茄子、番茄、龙葵等茄科植物花都有5枚雄蕊,且这些雄蕊全都同等长短。

不过,解剖鸳鸯茉莉的花,我们会有一个惊人的发现:鸳鸯茉莉好像打破了茄科植物的惯例—它只有4枚雄蕊,且这4枚雄蕊还是两长两短。

《中国植物志》记载说:“(茄科)雄蕊与花冠裂片同数而互生,伸出或不伸出于花冠,同形或异形(即花丝不等长或花药大小或形状相异),有时其中1枚较短而不育或退化。”

上述记载告诉我们,鸳鸯茉莉其实也有5枚雄蕊,只是其中1枚退化了而已。

鸳鸯茉莉又叫番茉莉。它名字中的“番”字告诉我们,它是引入物种。它的原产地为巴西。

马铃薯的花绘/王奕

鸳鸯茉莉的雄蕊绘/王奕

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