聪明反被聪明误的兰花

兰科Orchidaceae植物家族“人丁兴旺”，全科约有700属20000种，产全球热带地区和亚热带地区，为有花植物的第二大科，可以说是植物界极其成功的族群。世界上所有的兰科植物都是受保护的物种，收录在《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录中，占该公约植物多样性的80%以上，被认为生物多样性保护中的“旗舰”类群。如果要问“什么动物最聪明？”答案应该是人类，因为人类懂得物为我用。那么最聪明的植物是什么呢? 如果从物为我用的角度来看，兰花无疑是植物界里最聪明的种类。

​

兰科植物俗称兰花，也就是童谣里歌唱的“我从山中来，带着兰花草”的兰花。兰花有极高的观赏价值、广泛的药用价值以及科研价值，同时在系统演化上，兰科植物也是植物界最为进化、最高级的类群。与木本植物或粗壮的草本植物相比，兰科植物是较为纤细柔弱的，为什么纤弱的兰科植物能成为植物界最为进化、最高级的类群？与别的植物相比，兰科植物有什么聪明之处？

其它植物类群相比，兰花具有其高度特化的形态结构形态特征。首先是兰科植物花部结构高度特化。兰科植物的花具有两侧对称的花形，花瓣特化为唇瓣。特化的唇瓣是花被的重要组成部分，是兰科植物进化和特异出来的一种重要器官。通过奇特的形状和鲜艳的色斑吸引昆虫，又可作为昆虫进入花中进行传粉的踏足板。毫不夸张的说，没有唇瓣的参与，兰科植物很难实现有性生殖。其次是花粉聚集成块花粉块。具有欺骗性传粉机制的兰科植物的生活史无疑是在进行一场巨大的赌博，要拼劲全身解术吸引传粉者，实现繁殖成功。通过花粉成块状，精明的兰花只要在与传粉者的博弈中取得一次胜利，便会让昆虫通过一次访问就带走整个花粉块，实现最大的雄性功能；多数植物雄蕊和雌蕊是相互独立的结构，而兰科植物的雄蕊和雌蕊结合成了合蕊柱，这样的结构减少了自花授粉的可能性，提高了异花授粉的成功率，利于基因交流和物种进化。且雄蕊和花柱合二为一的合蕊柱可以吸引传粉者为其双向服务，在散布花粉的同时接受花粉，最大限度地同时行使其作为父本和母本的功能。

聪明的兰科植物进化出了能适应多种生境的根系。一些附生兰科植物如蝴蝶兰属Phalaenopsis、万代兰属Vanda植物具有气生根，能从空气中吸收水分和养分，同时还能进行光合作用，它们能够在生存在树干树枝或岩石表面，而不仅是局限于土壤中，从而占据了更为广泛的生态位；而地生兰种类如兰属Cymbidium、天麻属Gastrodia植物的根系则与真菌形成菌根，这种共生关系有助于兰科植物吸收土壤中的养分和水分。

然后是其巧妙的繁殖策略，兰科植物拥有高度特化的传粉机制。兰科植物与传粉者之间形成了高度专一的协同进化关系。大部分兰科植物的花朵以花蜜、脂类和香味物质等作为报酬提供给传粉昆虫。然而，约三分之一的兰科植物不为传粉昆虫提供任何物质作为报酬，它们是通过各种欺骗性手段欺骗或诱惑传粉昆虫访花得以实现有性生殖。许多兰科植物通过模拟传粉者的食物、栖息地或异性等，吸引特定昆虫为其传粉，如大彗星兰Angraecum sesquipedale的花距极长，与为其传粉的天蛾的口器长度相匹配，形成了一对一的传粉关系，保证了花粉传递的准确性和高效性；蜜蜂兰Cymbidium floribundum的花朵外形和气味酷似雌蜂，能吸引雄蜂前来交配从而完成传粉等。同时兰科植物能产生大量微小的种子，庞大的数量增加了后代存活的机会。

此外， 兰科植物有广泛生态适应性。为适应于广泛的地理环境，聪明的兰科植物进化出了不同的生活型，有地生、附生、腐生等多种生活型，能适应从热带雨林到高山草甸等多种生态环境。其中附生兰利用其他植物作为生长基质，开辟了新的生存空间，可获取更多的光照和空间资源。大多数附生兰种类还具有很强的生理适应性，其代谢途径为景天酸代谢（CAM）途径，能在干旱环境中减少水分散失，提高对干旱环境的适应能力。