照镜子的花蕊

看看这张照片，你能发现什么奇特的现象吗？（淡褐毛苣苔自交不亲和）（文献图）

植物虽然不会动，但你若是细细观察的话，植物的故事也是非常神奇滴。细细看上面这幅图，你能发现什么有趣的现象吗？没错，图中四朵花的花蕊以中线呈对称排列，非常有意思。

该植物名为淡褐蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)，生长在西双版纳石灰山喀斯特岩石之上，是喀斯特山地上较为常见的植物之一。它的生命极为顽强，不仅能够忍耐热带岩石上的极端高温，而且能够忍耐岩石上极为贫瘠的营养条件，更为有趣的是它的繁殖生物学特征和策略奇异。

首先淡褐蛛毛苣苔的花药具有两种，一种是黄色花药，没有花粉只用来吸引传粉昆虫；另外一种是白色的花药，散开后的花粉具有活性，能够给雌蕊受精。其次淡褐蛛毛苣苔的花柱形状像“照镜子”。它一般一次盛开两朵，或四朵，左边和右边的花柱好似照镜子一般镜像对称，植物学家将其称为左右花柱英文术语为Enantiostyly或者Mirror-image flower。

左右花柱对其有何好处呢？检测发现，淡褐蛛毛苣苔自交后会遗传衰退，因此为了避免同一只传粉昆虫拜访时候，挨个采蜜造成花粉污染，淡褐蛛毛苣苔便进化出左右对称交叉传粉的花柱类型，以避免自交。（aob 2005）

茄科植物黄花刺茄是首个被发现照镜子的植物（黄花刺茄自交亲和，熊蜂振翅传粉）（文献图）

花蕊照镜子这种现象最早是美国科学家Todd在1882年发现的。Todd在描述茄科植物黄花刺茄（Solanum rostratum）和豆科决明属的一种植物时（Chamaecrista fasciculata），发现了植物花蕊左右对称的现象。之后，镜像花柱现象在豆科、雨久花科、紫茉莉科、田葱科、苦苣苔科等十多个科中相距发现，成了传粉生物学的热点之一。花蕊是如何照镜子，以及照镜子又如何遗传进化而来，照镜子的发育又有何好处等等成了大家解读的重点。

首先，随着越来越多对称花柱植物的发现，植物学家发现植物“花蕊照镜子”的方式还非常多样。有不同植株花序照镜子对称的情况，也有同一植株上不同花序照镜子的情况，还有同一花序上不同花朵照镜子的情况，格局各不相同。甚至在姜科植物中，还发现，花柱运动，呈现出一定的“照镜子”功能。较为令人不解的是，诸如黄花刺茄、决明等其它很多镜像花柱植物，与褐蛛毛苣苔极低的自交衰退不同，它们大多种类具有很复杂的繁殖方式，自交后甚至具有更高的结实率。

传粉生物学大牛Spencer Barrett对黄花刺茄的研究发现，花蕊左右对称与豌豆花色遗传一样，具有稳定的遗传性。黄花刺茄雌蕊左右对称受一对显隐性基因控制，显性为R向右，r向左，代距间符合孟德尔遗传定理。黄花刺茄花柱对称，有助于熊蜂在不同花间传粉，有助于提高异交概率。（nature 2002） （延伸阅读：进化生态学家Spencer Barrett和学生们在一起）

华南植物园2013年发现风筝果花柱沿着中线对称。是金虎尾科第一个被发现有镜像对称的植物。

版纳植物园2001年发现，热带山姜属植物则通过新颖的机制移动花柱来避免自交。（Flexistyly，文献图）

研究还发现，镜像花柱的花大多还具有复杂的雄蕊结构，其花朵多与异形雄蕊相关。异形雄蕊顾名思义是指一朵花的雄蕊具有两种以上的形态。不同的雄蕊功能不一样，鲜艳的雄蕊较为鲜艳，不具备花粉，可保护功能花粉不被虫子吃掉。对称花柱还有助于引导昆虫拜访艳丽的非功能雄蕊，同时以柱头接触昆虫身体的一侧，避免昆虫振动翅膀，损伤雌蕊。

总的说来，镜像花柱是一种增加异交率的适应机制。这一类花朵不仅在拜访昆虫不足的时候，以自交方式保证能够繁殖后代，而且进化出了非常巧妙的对称花柱，以增加异交，提高后代抗性以抵抗突然的环境变迁。