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原创含笑物种日历

小时候的自然课上,老师讲过一个完整的生态系统中有三大角色:植物是生产者,它们进行光合作用,把水和二氧化碳转化成有机物;动物是消费者,通过取食让能量和物质进一步流动;细菌、真菌等是分解者,能够把动植物的残体分解成无机物,重新进入下一个循环。

一个简化的食物网,包含生产者、初级消费者、次级消费者和分解者。图片:Thompsma/wikimedia

然而,万事总有例外。有这么一些植物,它们不甘于待在食物链的底层,不愿兢兢业业地靠光合作用养活自己,转而盯上了别的植物,从他人身上攫取营养,最终踏上了消费者的阶级——这就是寄生植物。我们今天的主角菟丝子,就是这其中的一员。

菟丝子。图片:pixabay

菟菟猛于虎

菟丝子的名字乍一听还有点萌萌哒,好像一只可爱的小兔子,但对于被它寄生的植物来说,这只兔子的真面目是相当的残暴,简直就是《Re0》中三大魔兽之一的“大兔”的化身(请问您今天要来亿点兔子吗)。菟丝子所到之处,植物们轻则萎蔫发黄,生长减缓;重则枯枝败叶,全株死亡。其实“菟”字还有另一个意思,《左传》中记载,古人把老虎称作“於菟”,说不定这才是菟丝子命名的本意。

寄生在路边绿化带上的菟丝子。图片:含笑

菟丝子的外形不难辨认,它长得像一团杂乱的丝线,胡乱盖在其他植物身上,开花之前没点植物的样子。常见的菟丝子种类大致能分为两个类型:一类藤条黄色,比较柔弱,包括菟丝子本菟(Cuscutachinensis)、南方菟丝子(C.australis)等;另一类藤条红棕色,比较粗壮,常有深色斑点,包括金灯藤(C.japonica)、啤酒花菟丝子(C.lupuliformis)等。再往下细分的话就没那么容易了,不过也不必太在意,大体上都是差不多的。

金灯藤也称日本菟丝子,红棕色的藤条上有深色斑点。图片:含笑

和番薯是一家

植物学上的菟丝子隶属于旋花科,这个科有很多我们熟悉的成员,比如番薯、空心菜、牵牛花等等。你可能会奇怪,菟丝子是个无根无叶的寄生植物,何德何能跟这些面善的孩子搞一块去了呢?确实,植物学家们也怀疑过,过去的一些分类系统中确实曾单列出一个菟丝子科。但随着研究的深入,特别是基因证据的加入,这货还真就该放在旋花科。

空心菜也即是蕹菜Ipomoeaaquatica,粗略地看实在很难将它和菟丝子联系起来。图片:含笑

另一方面,形态上的菟丝子也并非完全格格不入,毕竟花果才是更重要的分类依据。如果你仔细对比菟丝子和牵牛花的果实、种子,会发现其实还是蛮像的,确实有旋花科内味。

菟丝子的花。图片:Cheng-TaoLin/inaturalist

其实就是个“手机”

菟丝子种子呱呱坠地后会休眠一段时间。在经历了菟生的第一次(也是最后一次)从土壤中吸水之后,它发芽了,没有子叶,没有真正的根,像一根晃来晃去的面条,必须尽快找到寄主来养活自己。那么,万一找不到寄主的话要怎么办呢?嗯……当场去世。菟丝子种子储存的养分非常有限,如果脸实在太黑,发芽一周还找不到寄生对象,就只能等着挂了。

菟丝子像面条的一样的藤。图片:含笑

运气好的小苗可以感知到它触碰到的植物,这时它会启动入侵模式:首先是把枝条延长弯曲,死皮赖脸地将自己缠在别人身上,与此同时接触点的细胞开始分化,形成进攻的武器——“吸器”。被寄生的植物虽然也有表皮防护,但在吸器的进攻下薄如蝉翼,它一边产生机械压力,一边还能用酶来降解,很快就能突破防守,深入到植株里面去。最后,菟丝子的细胞和寄主就连在了一起,强行打通了道路,让水和养分在其中自由流通。

菟丝子的吸器。图片:sclereid/flickr

这条通道并非一根简单的吸管,其中运输物质的种类和过程,比我们过去想象的要更为复杂。研究发现,在菟丝子和寄主之间凿开的通道中,物质的流动是双向的。就像尼采说的:“当你在凝视着深渊,深渊也在凝视着你”,从寄主获取物质的菟丝子,也会将一些物质输送回寄主体内。

菟丝子吸附并攫取寄主营养的示意图。图片:Maliyanbinette/wikimedia

于是,当一株菟丝子同时寄生着好几棵植物的时候,有趣的事情就发生了:菟丝子就像在这几个植株之间架起了一张网络,这些被寄生的植株可以借助菟丝子和它的小伙伴交流。比如,植物在被昆虫啃食时,会释放出一种抗虫信号来启动防御机制。如果这棵被吃的植物正好处于菟丝子的网络之下,这些抗虫信号可以通过菟丝子传达给那些还没被虫咬的植株,让它们提前做好防备。在这个环节,菟丝子被寄主们当

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