它們給別的物種造了一批“假老婆”，只為了自己更好地繁殖

撰文 | 二七

審校 | Clefable

這就是南非雛菊 Gorteria diffusa 與為它授粉的“蒼蠅”Megapalpus capensis 之間發(fā)生的故事：這種雛菊的花瓣上長出了深色的斑點，當(dāng)雄蠅以為這些斑點是雌蠅并飛來交配時，雛菊就實現(xiàn)了自己的目標(biāo)：傳粉。

植物的慣用伎倆

對于生長在南非納馬夸蘭（Namaqualand）的許多植物來說，繁殖都是個爭分奪秒的過程。這里屬于半沙漠環(huán)境，雨季非常短暫。在短暫的幾場大雨之間，雛菊需要完成開花、授粉和結(jié)出種子這一系列工作。作為授粉的主力，這群“蒼蠅”便成了雨季的“搶手資源”。

準(zhǔn)確來說，故事的主人公之一 M. capensis 并不是蒼蠅，它屬于雙翅目蜂虻科，有時會被稱為“蜂虻蠅”（bombyliid fly）。起初，這些雛菊和許多蟲媒花朵一樣，提供花蜜和香味來吸引昆蟲。然而，一些雛菊采取了另一種策略 —— 為雄蠅模擬出一位“假老婆”，騙它們前來交配，從而達(dá)到自己授粉的目的。

這樣模擬成雌性、欺騙雄性授粉的行為并不少見，不過大多集中在蘭科植物中。例如，澳大利亞的錘蘭（Drakaea glyptodon）就是個中翹楚。為錘蘭授粉的鋸蠅有一種特殊的交配習(xí)慣：交配前，雌性鋸蠅會先爬到草尖上，雄性鋸蠅會過來抱住雌蠅，一起飛到空中交配。

錘蘭恰好利用了鋸蠅的這種習(xí)慣。在雄蠅看來，錘蘭長得就像一只趴在草尖等待交配的雌蠅 —— 這只“雌蠅”甚至也會釋放類似的信息素。但當(dāng)雄性鋸蠅抱住了這位潛在配偶后，它當(dāng)然不會跟著雄蠅一起飛到空中，雄蠅就會不斷嘗試起飛。在這個過程中，雄蠅的背部會撞到錘蘭的花粉，讓花粉牢牢黏在它的后背上。等到可憐的雄蠅終于放棄，轉(zhuǎn)身奔向下一朵錘蘭模擬出的雌蠅時，錘蘭就完成了自己的繁殖大業(yè)。

而這種雛菊是目前發(fā)現(xiàn)的少數(shù)蘭科之外的“騙子”，盡管目前還沒有證明它能利用類信息素引誘授粉昆蟲，但對于雄性蜂虻蠅來說，僅僅是外表的模擬就足夠有欺騙性了。

被騙的雄蠅

并非所有南非雛菊長得都一樣，目前在這種雛菊中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少 15 種形態(tài)型。它們之間的主要區(qū)別在花瓣的斑點上。其中一些，在花瓣中央長有一整圈深色的斑點。而另外一些的斑點在花瓣上更加分散，沒有形成完整的圓圈。

還有少數(shù)兩三種，斑點的形態(tài)格外精巧：花瓣上零散分散分布著深色的斑點，斑點拱起圓潤的弧度，上面還長有絨毛一樣的凸起，甚至連身體和翅的光澤都模擬了出來。而這些設(shè)計精巧的花朵形態(tài)，正是欺騙授粉者的主力。即使對于（戴眼鏡的）人類來說可能還有些差別，但在雄蠅看來，這完全是一位無法拒絕的交配對象。

2010 年，兩位南非的研究者深入觀察了這些雛菊是如何欺騙雄蠅的。他們發(fā)現(xiàn)，雄蠅在不同形態(tài)型的雛菊上會呈現(xiàn)不同的行為。對于那些模擬得不夠像的雛菊，雄蠅只會活躍地取食花蜜和花粉，或是短暫地落在花瓣斑點上，檢查這是什么。

只有那些真正模擬出假雌蠅的雛菊，可以騙雄蠅前來交配：雄蠅會抖動腹部、在斑點上來回旋轉(zhuǎn)，還會在一朵花上的幾個斑點之間來回徘徊。統(tǒng)計顯示，在造訪這些花朵的雄蠅中，高達(dá) 75% 的雄蠅都會嘗試與斑點交配。而這幾種形態(tài)型也的確吸引了更多雄蠅，獲得了更多的傳粉機(jī)會。

好在對于其它形態(tài)型的雛菊來說，即使無法憑借模擬吸引到雌蠅，它們還是可以依靠花蜜吸引傳粉者到訪，用食物換得自己繁殖的機(jī)會。

三組基因

南非雛菊這樣精妙的設(shè)計不僅令人贊嘆，還令人很是困惑：這樣的模擬堪稱完美，如果想要實現(xiàn)如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，一定會涉及大量的基因突變，因此需要很長時間才能演化出來。

而最近發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）的一項研究發(fā)現(xiàn)，這些雛菊只用了不到 200 萬年，就演化出了這樣的形態(tài)。如此快的速度是因為它們采用了一種高效技巧：它們沒有等待新的突變出現(xiàn)，而是完美結(jié)合了已有的三組基因，讓它們以新的方式匯集在花瓣中，就構(gòu)建出了這樣的“假蒼蠅”。

“它們做了一些更聰明的事情：將現(xiàn)有的基因匯集在一起”，英國劍橋大學(xué)生物化學(xué)系的 Beverley Glover 這樣說道。這種現(xiàn)象被稱為共擇（co-option）, 指的是基因及其產(chǎn)物在演化過程中產(chǎn)生新的功能，進(jìn)而替代原有功能的過程。

研究者發(fā)現(xiàn)，在這種雛菊設(shè)計出“雌蠅”的時候，一共用到了三組已有的基因。第一種能控制鐵離子遷移，可以調(diào)節(jié)花瓣的顏色，使斑點呈現(xiàn)出類似雌蠅的綠色到黑色漸變；第二種基因與根毛有關(guān)，可以使斑點表面長出毛茸茸的凸起，讓雄蠅“摸起來”更有質(zhì)感；第三組基因可以控制開花時間，它能夠使斑點出現(xiàn)在明顯隨機(jī)的位置，而不是圍成一圈整齊的環(huán)形。

根據(jù)不同形態(tài)型的基因組，研究者得以構(gòu)建譜系，計算這些性狀的演化順序。研究者推測，這些雛菊首先演化出了斑點的深綠色，然后是隨機(jī)定位，最后才是斑點表面的凸起。雛菊可能先通過顏色和排列吸引了雄蠅的注意力 —— 相比雌性，雄性的傳粉效率更高，最后，酷似雌蠅的觸感誘導(dǎo)了雄蠅假交配的動作，從而直接利用交配過程授粉。

試想一下，當(dāng)一只雄蠅發(fā)現(xiàn)一朵這樣的花，美麗的外貌與毛茸茸觸感更確定了它的欲望。隨著動作，花粉落到了雄蠅身上，而它眼中的“雌蠅”卻始終沒有回應(yīng)。直到雄蠅沮喪地放棄，繼續(xù)尋找下一位老婆 —— 它很可能再次找到一朵假老婆 —— 此時，它自己的繁殖進(jìn)展可能為零，但雛菊把握住了這個寶貴的雨季。

想起了一位沉迷紙片人的朋友……

參考鏈接：

• https://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/656487

• https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00270-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982223002701%3Fshowall%3Dtrue#

• https://www.eurekalert.org/news-releases/983125

• https://www.science.org/doi/10.1126/science.329.5999.1581-d

本文來自微信公眾號：環(huán)球科學(xué) （ID：huanqiukexue）

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