花粉的小故事

2024-04-18 22:07刘海明
天天爱科学 2024年5期
关键词:花柱花粉管柱头

刘海明

植物开花的目的,是要将花粉传递到雌蕊的柱头上。在这个过程中,会发生一些特别有趣的故事。

蜜蜂主动采集的是花蜜还是花粉?

“一只小蜜蜂啊,飞在花丛中啊。”这首儿歌估计很多人都听过,但有些人可能不知道的是,蜜蜂体内有一个叫蜜囊的结构。闻到花朵中花蜜的香甜味后,蜜蜂会被这种味道吸引,飞过来,用它吸管状的口器吸食花蜜,然后将花蜜储存在体内腹部的蜜囊中。蜜蜂飞回蜂巢后,会通过腹部的收缩,压缩蜜囊,将蜜囊中的花蜜吐出来,放进蜂巢中,或者直接喂食给其他工蜂。工蜂会在花蜜中添加一些它们分泌的转化酶。经过多次加工,7—15 天后,它们就可以将原本含水量为70% 左右的花蜜逐渐浓缩为含水量低于20% 的蜂蜜。当然了,蜜蜂也会吃掉一小部分花蜜。

蜜蜂身體表面覆盖着300多万根绒毛,脸上和复眼的表面也有绒毛,活像长着小翅膀的、胖胖的泰迪熊。通常来说,在蜜蜂吸食过某朵花的花蜜,飞往另一朵花的过程中,蜜蜂的身体会触碰到花药,它身上(如腹部、复眼、口器、触角、足等部位)的绒毛会沾上花药释放出来的花粉。有些专家还认为,蜜蜂在空中飞行时,会在身体表面形成静电,蜜蜂落在花朵上时,身体表面的静电会将花粉吸引过来,沾到蜜蜂身上。

眼睛沾上花粉,看东西时就很不清楚,因此蜜蜂会在花朵上用前足“洗脸”:它是想用前足上的硬毛“刷”去沾在复眼表面的花粉。

蜜蜂最后的那对足的关节部分非常显眼,外侧有一条凹槽,凹槽周围长着又长又密的绒毛。这些绒毛形成一个“花粉篮”或者“花粉筐”。在大多数情况下,蜜蜂“刷”绒毛上的花粉时,是将花粉从前足往后足方向刷,然后将它们收集进后足上的“花粉篮”或者“花粉筐”里。蜜蜂会用一小滴花蜜做核,将松散的花粉把那个核包裹起来,做成小小的球状物体。大家在很多店铺中看到的花粉都是小球状的原因即在于此。

研究发现,每个花粉团中包含的花粉在15 万粒左右,蜜蜂可以拎着两个超过自身重量三分之一的“花粉篮”飞行,并将它们带回蜂巢。

因此,科学家们认为,蜜蜂不仅在主动采集花蜜,也在主动收集花粉。

蜜蜂会不会吃花粉?

蜜蜂是一种有着明确社会分工的昆虫,蜂群由蜂王、工蜂和雄蜂组成。蜂王是一个蜂群中体形最大的蜜蜂,它的工作是通过产卵保证蜂群的延续,在繁殖季节的高峰时节,蜂王每天可以产下2 000 多枚卵。雄蜂的工作是与蜂王交配。工蜂的任务最重,除了蜂王与雄蜂承担的任务外,整个蜂巢内的其他工作都由工蜂承担。工蜂不仅负责干活,还有其他作用。工蜂的头部有一个叫蜂王腺的结构。它可以分泌一种物质,并通过导管到达工蜂口腔底部。同时,工蜂的上颚腺也可以分泌一种物质,这种物质与蜂王腺分泌的物质混合在一起,就形成另外一种知名物质—— 蜂王浆。

科学家们发现,对蜂群来说,不同级别的蜂,食物是不同的。蜂王的食物是蜂王浆;雄蜂和幼蜂的食物以蜂蜜为主;工蜂的食物以花粉为主。

所以,对蜂群来说,花粉也是一种食物。

花粉与花柱柱头之间的识别

说回花粉。在一些植物中,经过蜜蜂的帮助,花粉落到了雌蕊的柱头上。接下来会有三个环节:黏附— 水合— 萌发形成花粉管。黏附即花柱的柱头分泌一些黏液,将花粉黏住,并对花粉进行刺激;水合即落在柱头上的花粉吸收水分,并开始萌发。水合过程顺利的话,花粉萌发形成的花粉管会顺利地伸长并进入花柱中;不顺利的话,花粉管可能会在柱头上出现各种扭曲,不能进入花柱。

这中间有一个很有趣的环节——花粉与柱头的识别。从微观角度看,它属于花粉的外被蛋白与柱头表面蛋白相互发生作用。它们“沟通”得好,花粉萌发形成的花粉管就可以进入花柱,并最终进入子房;一旦不能良好地“沟通”,花粉管的生长就会受到阻碍。科学家们曾做了一个很有趣的实验:他们将甘蓝型油菜与诸葛菜进行杂交,结果发现,诸葛菜的花粉落到油菜的花柱上后,花粉萌发形成的花粉管只能在柱头上扭曲、膨大、产生分枝等,就是无法穿过柱头进入花柱。油菜花粉落到诸葛菜的柱头上后,大多数花粉不能萌发,只有少数萌发的花粉管可以顺利进入花柱。

科学家们将这种花粉外被蛋白与柱头表面溢出物之间相互识别的过程,与不同人之间或者不同动物之间血液内红细胞表面的抗原类型之间的识别相比拟,认为植物也有“血型”,只不过植物的“血型”与人和动物的“血型”存在不同。

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