重瓣慈姑花的故事

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雌雄分层机制避免近亲授粉重瓣慈姑花绣球型牡丹型 |
(这篇博客数易其稿,原本只是准备晒一晒重瓣慈姑花,结果在写作过程中一而再,再而三地发现一些有趣的现象,劳心苦思,长了知识,博文只得随之不断地修改,但乐在其中也。)
近期上海植物园举办花展,主题是美槿佳荷,虽然没有看到吊灯扶桑和金塔朱槿,但植物大楼前的盆荷花展中有几种作为点缀陪衬的水生花卉值得一看,例如重瓣慈姑(图1)。
慈姑是一种叶子有点象马蹄莲的水生植物,野生的成为杂草,人工种植的成为农作物。小时候对水田里的野慈姑很感兴趣,因为野慈姑长在土里的慈姑(就是根茎前端膨大形成的淡紫色球茎)炒起来很好吃。来上海后,农贸市场有人工种植的慈姑卖,颜色呈白色,个头是野慈姑的好几倍,可以作蔬菜,也可以作粮食,但吃口类似芋艿,没有野慈姑的风味了(笔者对淀粉多的红薯、芋艿、薯蓣、马铃薯等植物块茎有一种小时候养成的抗拒心理)。虽然对慈姑不陌生,但没有想到慈姑竟然可以作为观花植物。
见过野生慈姑,也吃过野生慈姑和人工种植的慈姑,但没见过慈姑的花长啥样,这次托“美槿佳荷”花展之福,见识了泰国人称为水茉莉的重瓣慈姑花。第一印象是重瓣慈姑花刚开时洁白如莹,象小小的、略带扁形的白绒球,花瓣多得层层叠叠,其它花器官,例如雌、雄蕊都看不见,属于不孕花了。花快凋谢前,花瓣前端好象抹了些许浅浅的紫红色,白绒球变成彩色绒球了(图2-6)。总体印象是:重瓣慈姑花名好听,但个头太小,也没有香味。



见过重瓣慈姑花后就特别想看看不是重瓣的慈姑花长啥样,于是就去上植景观湖边的水生植物群落中寻找。结果还真有!反复仔细观察后,发现慈姑花的重要秘密。慈姑花属于单子叶植物,开花时先抽出一根花葶,花葶顶端形成圆锥形花序。圆锥形花序由多轮雌性花组成,每轮三朵花。雌性花属于单瓣花,三片白色的花瓣,绿色的雌蕊,绿配白,洁清秀美(图7);随着花序发育,花序拉长,上部出现多轮雄性花,也是每轮三朵。雄性花也是单瓣花,三片白色的花瓣,鹅黄色的雄蕊(图8)。原来慈姑花属于雌雄同株的单性花,但由于雌花比雄花先开花,雌花只能接受群体中其它植株的花粉,即异株异花授粉。这就是雌雄同株的慈姑花通过雌花先开的机制避免了近亲授粉(图9-11)。笔者先前发现王莲和薏苡通过雌蕊先熟机制避免了近亲授粉。王莲和薏苡都是两性花,即同一朵花有雌蕊和雄蕊,而慈姑是单性花。



慈姑花是单性花,那么变成重瓣花后,雌花变的和雄花变的会有差异吗?雌花和雄花的结构不同,笔者觉得应该有差异。于是回过头来再去观察重瓣慈姑花。果然,重瓣慈姑花有两种花型,一种是绣球型(图12),另一种是牡丹花型(图13)。从花序来看,底部的重瓣花是带淡紫红色的绣球花,而花序上部是花瓣顶端略带些许紫红色的牡丹花(图14-15)。



慎重起见,笔者多次实地观察。结果发现,底部的花蕾形状和上部的花蕾形状确有差别。底部的花蕾开放后就是绣球型花朵,而上部的花蕾开出来的花是牡丹型的(图16-17)。而且,牡丹型的花凋谢时仍然是牡丹型。所以,笔者认为慈姑雌、雄花变成的重瓣花不一样:雌花变成绣球型(图18),雄花变成牡丹型(图19)。

最后总结一下:1,单瓣慈姑花属于雌雄同株的单性花,可育。但通过雌花比雄花早开的机制,避免了近亲授粉;2,重瓣慈姑花由单瓣慈姑花突变而来,雌性花变成绣球型花,雄花变成牡丹型花;3,慈姑除了种子繁殖,也可以采用球茎无性繁殖,所以重瓣慈姑的花变成了不孕花关系不大;4,以往看见的重瓣花,例如牡丹芍药月季菊花等等,都是双子叶植物,单子叶植物的花很少突变成重瓣花。单瓣慈姑花不但可以变成重瓣慈姑花,而且还有雌雄花之分。总之,小小的重瓣慈姑花,作为科普花卉,故事绝对精彩(图20)。