花的姿态

『时间:2014.05.23』『主讲:布瓜』『 整理:布瓜』

今天我主要以华北习见花木为例,趣说花的姿态,即花在枝条上的造型及其大致演变,会涉及到一些分类学术语,亦是植物认知的基础。

之前在华东群里讲过《花的故事》,介绍了花的起源和结构功能,这次主题算是延续,依然离不开演化论的视角。唯有演化之光,才能指引我们观察形形色色的生物学现象,才能照亮我们思考生命之谜的方向。

在我们眼里,花总是千娇百媚、千奇百怪、千姿百态。

现在自然界中,有较少部分植物的花是单生,即单独一朵花生于茎枝顶端或叶腋部位,如木兰属许多种。华北常见的有以下这些:

紫玉兰,又名辛夷、木兰
紫玉兰,又名辛夷、木兰
玉兰
玉兰
二乔玉兰
二乔玉兰
天目玉兰
天目玉兰

牡丹、芍药、睡莲科、莲科、毛茛属也是:

牡丹
牡丹
芍药
芍药
睡莲
睡莲
莲,又名荷花
莲,又名荷花
毛茛
毛茛

一般来讲,这些植物的单生花,形大、色艳、蕊多,容易招引虫媒。

例如,睡莲早晨开花,黄昏闭合,仿佛夜晚入睡,又名子午莲:

睡莲,摄于上午9:25
睡莲,摄于上午9:25
睡莲,摄于同天下午6:15
睡莲,摄于同天下午6:15

通常情况下,它的雌蕊群先成熟,雄蕊群后成熟。携带花粉的昆虫飞进一朵睡莲花中探蜜时,睡莲的花瓣会慢慢闭合上,囚禁虫子一夜,这过程中雄蕊会开始成熟吐出花粉,昆虫在花中活动会把上一朵花的花粉授于这朵花的柱头上,然后又沾染上刚成熟的雄蕊的花粉,次日清晨花瓣一开,虫子就赶忙逃出莫名其妙的“监狱”,飞往下一朵睡莲中,于是又跌入新的陷阱……

后来,有些单生花的植物开始领悟到“团结就是力量”这个永恒的真理,开始缩小个体体形,联合众多个体形成花序。花序,是指若干朵花按一定顺序和方式排列,着生在特殊的总花轴上。如今大部分植物都采取花序的“策略”,以便更高效地为自身传宗接代的使命服务。

例如,紫藤属、荷包牡丹属的总状花序,植物界十分常见。一根较长的花序轴上着生数朵有柄的花,各花的花柄大致等长,聚合一块十分引虫注目。

白花紫藤
白花紫藤
多花紫藤,示总状花序
多花紫藤,示总状花序
荷包牡丹,总状花序的小花偏向一侧生长
荷包牡丹,总状花序的小花偏向一侧生长

当总状花序的小花柄变得不等长,沿花序轴下部往上,小花柄渐次缩短,最后所有小花都排在一个平面上时,就成伞房花序了。例如某梨、某栒子:

某梨
某梨
某栒子
某栒子

十字花科花序特别能体现总状到伞房的变化:

播娘蒿
播娘蒿

花序刚长时由于花序轴和下部分花柄未伸长,花序看起来像伞房,花序顶部成一平面;后来花序轴和下部分花柄逐渐伸长,便形成总状。

五加科许多种拥有另一种典型的花序——伞形花序,这类植物的小花花柄几乎一样长,都着生在花序轴顶端,排列出来的形状像一把伞:

细柱五加
细柱五加

有些绣线菊的花也是这样:

麻叶绣线菊
麻叶绣线菊

把整个花序翻过来就能发现,这是区分绣线菊属下组间的一个重要性状。

花序当中,我们最常见的当属菊科的头状花序和禾本科的穗状花序。因为这两个科的植物所占地盘最广……

头状花序,相当于花序轴极度缩短后扩展膨大,无柄小花密集着生在花序轴上,并围以各式总苞,开花顺序由外向内,如天人菊:

天人菊
天人菊

根据小花的形状和植物体有无汁液,菊科可分成两大亚科:全由舌状花组成的舌状花亚科和大部分是管状花组成的管状花亚科。

由此可以看出,菊科具有两种基本花型:舌状花和管状花。例如布瓜特别喜爱的向日葵,边缘围以一圈舌状花,中间都是管状花,舌状花没有雌雄蕊,是不孕花,用以吸引昆虫,管状花才具有繁殖功能:

向日葵
向日葵

把中华小苦荬的花序拆开来,就会看到头状花序的“秘密”:

中华小苦荬的头状花序
中华小苦荬的头状花序
中华小苦荬
中华小苦荬
中华小苦荬的小花
中华小苦荬的小花

现在我们知道菊科植物都具有头状花序了,无论多小,可别误以为是一朵花啊!

禾本科小花集合成穗状花序(小穗),相当于总状花序的小花柄没有了,再由小穗组成各式花序。

早熟禾属的总状式花序
早熟禾属的总状式花序

禾本科分类常让人望而生畏、畏而却步。若想真正拿下这一科,只能靠解剖,细看小穗和小花:

早熟禾属,示小穗组成各式花序
早熟禾属,示小穗组成各式花序
早熟禾属的小穗
早熟禾属的小穗

其花序奇特,虽不花哨炫目,却内藏玄机。各地常见的平车前、车前也是穗状花序,这货花序比较简单,

平车前
平车前
车前
车前
平车前的穗状花序
平车前的穗状花序

仔细观察还会发现一个花序上,各花的雌雄蕊不是同时成熟的,通常是由下往上,雌蕊先于雄蕊成熟, 因此很好地避免自花授粉,又能接受异株花粉。

车前的穗状花序
车前的穗状花序

啰啰嗦嗦讲了这么多,是想先给大家一个花的“整体印象”。其实最好玩的是琢磨花被的形态。花被,是花萼和花冠的总称,主要是保护内部雌雄蕊、帮助雄蕊传粉和雌蕊受粉。花被,由若干枚花被片组成。

有些花的花被片长相基本一致,如广为人知、深受喜爱的百合家族:

小顶冰花
小顶冰花
小顶冰花
小顶冰花

大部分花的花被片会有所区别,分化成外侧的萼片和内侧的花瓣。若干枚萼片组成花萼,若干枚花瓣组成花冠。多数植物的花被,有着各式各样的造型,千奇百怪、千娇百媚。无非是为更好地传受花粉、传宗接代。

所以接下来,我们深入花的内部一探奥秘。

堇菜属,北京野生分布有十几种,春季大地最常见的莫过于早开堇菜:

早开堇菜
早开堇菜

身形矮小、相貌奇特,早开堇菜和同属的小伙伴们,却有着属于自己的传粉秘诀。早开堇菜五官俱全,花柄、花萼、花瓣、雌蕊群、雄蕊群,一样不缺:

早开堇菜
早开堇菜

剥下萼片和花瓣,立马露出藏在距里的两枚线状蜜腺体:

我把它取下来后发现是下方两枚雄蕊的向后延伸:

同时我们看到,花药环生于雌蕊周围,药室开口向内,药隔上有个橙色膜质附属物:

原先是紧贴花柱与子房之间的。这样做,是为了防止花粉散出,尽量减少损失。但是这样,花粉不就难以沾到虫子上了?堇菜们是不会这么笨的,它们的传粉技巧在雌蕊上,细看雌蕊花柱:

是不是与子房连接处明显屈膝,较细,往上增粗,使得整个雌蕊起来就像一个欧洲贵族的束腰少女?

那个“腰部”是个机关,当蜜蜂被带距的下方花瓣上的条形纹路指引进入探蜜,非常自然就会抵压柱头,把花柱向后推,进而揭开膜质附属物,花粉便从裂口处散出,落在蜜蜂身上,堇菜们的诡计就实施成功,接着等蜜蜂飞往下一株同种堇菜采蜜,把花粉授予合适的柱头。由此可以看出,堇菜们十分懂得勤俭节约,在珍惜自己宝贵花粉的同时也积极传送自己的“精华”。

再来聊聊鼠尾草属,该属最为植物学家津津乐道的莫过于它那聪明的“扑粉”设置:

丹参
丹参

鼠尾草属有着唇形科典型的二唇形花冠。上唇盔状,下唇平展,供蜜蜂落脚:

从这图上我们可以看到有两个横亘中间的东东,会是啥呢?我把下面“落脚台”移开,露出它的真面目,再把上面“帽子”掀开:

原来是两枚雄蕊:

原来,这部分是花药上连接两侧药室的药隔向下延伸而成,这是个巧妙的构造,我随地捡了个枯枝,模拟昆虫采蜜来演示这个构造的作用:

于是,又一朵奇葩成功的把花粉扑在了蜜蜂身上,准确又节约。

总之,花是一种繁殖器官。它的怪异独特,都是与繁殖功能相适应,亦是为自己传宗接代的使命服务。

好了,今天的课就到这里,感谢大家听讲。更多内容,请移步我的豆瓣日志查看,欢迎批评指正!有问题请提出。

最后打个小“广告”:如果你在观察花果时,有任何疑问,欢迎留言或豆邮和我说,布瓜是个奇葩控,热衷于探索奇葩们的奥秘~~~你的疑问,也许是我了解新的传粉故事的又一灵感O(∩_∩)O~ 请尽可能附上实拍照片,我绝不会私自挪用,非常感谢!

讨论

【老余】花序的演化有顺序吗?

【布瓜】有的,生物一般是由简单到复杂,再到特化演变。具体体现在某一性状或器官上,如总状花序-伞房花序、伞形花序伞形花序-隐头花序(榕属)、肉穗花序(天南星科)。这是个大致的演变趋势,在大类群科目纲上体现得明显。

【老余】有没有动因?

【布瓜】动因太多了,主要是跟传粉繁殖有关。因为花是一种繁殖器官。

【庐主长城郭峰】我曾经见到一棵玉兰树从春天开始,一直开花到秋后,带着叶子还开着花,这是啥原因?

【布瓜】那是二乔玉兰。有杂种优势,生命力强,到秋后还能开花。

【乌日嘎】前面的课没听到,有讲苞片了吗,讲讲苞片吧。

【布瓜】苞片本质上是叶的变态。所以讲花时就不特地提了。

【年高】我也有个问题,如果我想知道某种植物这些传粉的事情我要看哪些资料呢?

【布瓜】我一般是google 拉丁名+pollinate(传粉)。国外科普做得很好,会提供很多物种的传粉发现。我一般是先观察,留意到那种植物比较奇葩,就去google,所以没有收集太多固定的网站。但我会陆续把相关的网站收集起来发布在豆瓣上。

【乐叶】问一下布瓜,马兜铃的花,好玩不?

【布瓜】好玩!只是我没拍到马兜铃的解剖图,不好说。今年拍到木通马兜铃,但到现在还没琢磨透它的传粉奥秘,和马兜铃不一样。

【乐叶】还有呢,连翘的长短花……长柱头的花和短柱头的花都会结果?连翘也是两型花。

【布瓜】呃,怎么觉得你说的是报春花属。连翘是有长短花,但原因还没琢磨。

【乐叶】堇菜的闭锁花,闭锁花就自己传给自己了?

【布瓜】自花授粉。

【云海】自花……近亲繁殖?

【布瓜】是的,即自交,这是一个繁殖保障策略。异花传粉条件不足时,自交可以保障自己的族群继续繁衍。

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