植物拟态

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红衣主教花（英语：Lobelia cardinalis）能够在不产生花蜜的情况下引来蜂鸟[1]

植物拟态是一个进化生物学概念，指植物体在生理或形态上进化成类似其他生物，以增加其适应度的现象。因实验资料和学术研究稀少的缘故，对于植物拟态的研究远远落后于对动物拟态的研究。一般认为植物拟态可以降低植物被食草动物捕食的风险，或迷惑传粉的动物，在不付出奖励的情况下吸引其前来传粉。[2]

植物拟态可分为以下几种：

  • 贝克拟态（Bakerian mimicry）：雌性植物模拟同种雄性植物的拟态；
  • 多德森拟态（Dodson mimicry）：植物模仿其他植物以吸引传粉媒介的拟态；
  • 瓦维洛夫拟态（Vavilovian）：野草为了生存而模拟农作物的拟态；
  • 波漾氏拟态（Pouyannian）：花模拟雌性昆虫以吸引传粉的雄性昆虫；
  • 贝氏拟态（Batesian）：无害的植物模拟有害的植物以阻止捕食者；
  • 叶拟态（Leaf mimicry）：模拟附近的植物以避开捕食者的注意。

贝克拟态

贝克拟态以英国自然学家赫伯特·乔治·贝克（英语：Herbert George Baker）[3]的名字命名，是一种能发生植物体本身的自拟态，或是同种内不同个体间进行的种内拟态。例如有些植物的雌花会模拟同种的雄花来吸引传粉昆虫，但雌花没有花粉，所以昆虫造访之后不能得到好处，不过由于两性异形现象，雌花与雄花的表现型可能有所不同，这类生殖拟态有时并不明显。贝克拟态常见于番木瓜科植物、十字花目某些科的被子植物，在中南美洲和非洲的热带地区也能发现。[4][5]

多德森拟态

多德森拟态得名于美国植物学家、兰园艺家、分类学家卡拉韦·多德森（英语：Calaway H. Dodson），是一种花卉繁殖拟态。在这种拟态中，被模拟者和模拟者不是同一物种。[6]不同于贝克拟态的模拟外观，多德森拟态中模拟者分泌同被模拟者一样的感受信号，引诱昆虫前来，与贝克拟态相同的则是此过程同样不分泌花蜜，所以昆虫不能获得任何好处。

Epidendrum ibaguense（英语：Epidendrum ibaguense）是常见于特立尼达、法属圭亚那、委内瑞拉、哥伦比亚和巴西北部的附生兰花。这种兰花大多是由君主斑蝶以及少数几种蜂鸟传粉。其花与另外两种新热带界的原生物种马缨丹和马利筋相似。马缨丹与马利筋的花均有花蜜，Epidendrum ibaguense则没有。其借由模仿前两者而吸引昆虫前来传粉，本身不提供昆虫任何好处[7]。

瓦维洛夫拟态

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瓦维洛夫拟态又称为作物拟态（crop mimicry）或杂草拟态（weed mimicry）[注 1]，其名来源于提出起源中心论的俄国遗传学家尼古拉·瓦维洛夫。[8]自新石器时代以来直到近年的农业机械化时期，人类栽种作物时一直有人工选择的发生，即除去幼年或成年的杂草，或从作物种子里除去杂草种子的行为，杂草经历多代进化后，形态会与作物越来越相似，而更难以被人类移除。[9]

波漾氏拟态

蜂兰模拟雌蜂以吸引交配期的雄蜂

波漾氏拟态为一些植物拟态成昆虫或其他生物的形态以取得好处。这种拟态中，花拟态成雌性昆虫的形态，以吸引雄虫前来传粉，除了形态以外，还可能分泌一些化学物质与进化出类似雌虫的触感以增进拟态效果。[9][10]

火烧兰即为波漾氏拟态的典型例子，其主要的传粉者为德国黄胡蜂、普通黄胡蜂等群居的胡蜂，胡蜂的幼虫以毛虫为食，因此成虫会以视觉和嗅觉等感官侦测到毛虫存在后，将卵产于毛虫体内。火烧兰即利用此一特性，产生一种挥发物来吸引胡蜂成虫，这些挥发物与毛虫滋生的菜叶所分泌的物质类似，可为胡蜂的触角所侦测，而吸引其前来传粉。尽管火烧兰有大量花蜜供采集，除了胡蜂之外的传粉者却经常将其忽略。[11]

腐肉花花如其名，能散发出腐肉的气味、模拟腐肉的外观吸引吃腐食的动物，比如麻蝇、丽蝇甚至家蝇，和寻找动物尸体作为产卵处的鲣节虫、葬甲科等甲壳虫。此花的腐烂气味源于低硫化物和含有蛋氨酸、半胱氨酸等氨基酸的蛋白质。腐肉花提供的花蜜极少，和腐食动物的关系并非互利共生，昆虫把卵产在腐肉花上只能表明它们误把它当成了产卵地；而极少的花蜜也只是为了引诱昆虫靠近植物生殖器官的陷阱。[12]

贝氏拟态

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贝氏拟态的名称来自英国自然学家亨利·沃尔特·贝茨，指的是一种无害植物为避免受到捕食者的攻击，而模拟成有害植物的现象。

具体来说，科学家已经观察到植物的两种带刺拟态。[13]其一是一种百合科芦荟的机体内贝氏拟态，棕榈科的W. filifera，以及数十种龙舌兰。这些植物的叶片发育时常会互相挤压，边缘有齿状尖刺的叶片可以在没有尖刺的叶片边缘压出锯齿状的压纹，使本身没有尖刺的叶片边缘也有锯齿状的缺刻[14]。第二种更类似典型的贝氏拟态，这类植物体的花蕾、叶片和果实上含有附近植物体都没有的醒目警戒色。

另一些植物则展示出了蜘蛛网状的拟态。新发的枝叶上长出白色密集的毛状体，因为许多草食动物会躲避蜘蛛网以避免被攻击，这些形似蜘蛛网的毛状体可避免草食动物前来啃食。有时新长出的花蕾上也会有这种拟态，见于以色列的大翅蓟属、希腊的红花属、爱沙尼亚的毛头牛蒡和款冬以及日本的紫萁。[13]

伪装拟态

生态学中，伪装能保护生物不被捕食者发现。在植物界通常是用保护色等视觉形式实现伪装，例子有南美的木通科攀缘植物Boquila trifoliolata（英语：Boquila trifoliolata），它可以调整叶的颜色、大小和形状，拟态成被其所攀附的植物，通过这种拟态降低被草食动物发现的风险。[15]

参见

备注

  1. ^ 需注意此处的“杂草拟态”一词中，杂草是模拟者，该词与拟蚁现象在主被动意义上是相反的。

参考资料

  1. ^ Williamson, G. Bruce; Black, Edwin M. Mimicry in Hummingbird-Pollinated Plants?. Ecology. 1981-04, 62 (2): 494–496 [2018-09-09]. ISSN 0012-9658. doi:10.2307/1936724. （原始内容存档于2020-02-01） （英语）. 
  2. ^ Pannell, John R.; Farmer, Edward E. Mimicry in plants. Current Biology. 2016-09, 26 (17): R784–R785. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2016.04.005. 
  3. ^ Barrett, Spencer C. H. THE BAKER AND STEBBINS ERA COMES TO A CLOSE. Evolution. 2001, 55 (11): 2371. ISSN 0014-3820. doi:10.1554/0014-3820(2001)055[2371:tbasec]2.0.co;2 （美国英语）. 
  4. ^ Tropical trees: variation, breeding, and conservation. Symposium on Variation, Breeding, and Conservation of Tropical Forest Trees. London; New York: Published for the Linnean Society of London by Academic Press. 1976 [2018-09-09]. ISBN 012145150X. （原始内容存档于2016-08-10） （英语）. 
  5. ^ Bawa, K. S. Mimicry of Male by Female Flowers and Intrasexual Competition for Pollinators in Jacaratia dolichaula (D. Smith) Woodson (Caricaceae). Evolution. 1980, 34 (3): 467–474 [2018-09-09]. doi:10.2307/2408216. （原始内容存档于2020-05-18）. 
  6. ^ Dodson, Calaway H; Frymire, G. P. Natural pollination of orchids. St. Louis: Missouri Botanical Garden. 1961 [2018-09-09]. （原始内容存档于2016-08-05） （英语）. 
  7. ^ Boyden, Thomas C. Floral Mimicry by Epidendrum ibaguense (Orchidaceae) in Panama. Evolution. 1980, 34 (1): 135–136 [2018-09-09]. doi:10.2307/2408322. （原始内容存档于2020-05-20）. 
  8. ^ Vavilov, N. I. The origin, variation, immunity and breeding of cultivated plants. Waltham: Chronica Botanica. 1949 [2018-09-09]. （原始内容存档于2016-09-11） （英语）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Pasteur, G. A Classificatory Review of Mimicry Systems. Annual Review of Ecology and Systematics. 1982-11, 13 (1): 169–199. ISSN 0066-4162. doi:10.1146/annurev.es.13.110182.001125 （英语）. 
  10. ^ Pijl, Leendert van der; Dodson, Calaway H. Orchid flowers: their pollination and evolution. Coral Gables: Univ. of Miami Press. 1966 [2018-09-09]. ISBN 0870240692. （原始内容存档于2017-02-02） （英语）. 
  11. ^ Brodmann, Jennifer; Twele, Robert; Francke, Wittko; Hölzler, Gerald; Zhang, Qing-He; Ayasse, Manfred. Orchids Mimic Green-Leaf Volatiles to Attract Prey-Hunting Wasps for Pollination. Current Biology. 2008-05, 18 (10): 740–744. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2008.04.040. 
  12. ^ Johnson, Steven D. Carrion flowers. Current Biology. 2016-07, 26 (13): R556–R558. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2015.07.047. 
  13. ^ 13.0 13.1 Lev-Yadun, Simcha. Weapon (thorn) automimicry and mimicry of aposematic colorful thorns in plants. Journal of Theoretical Biology. 2003-09, 224 (2): 183–188. ISSN 0022-5193. doi:10.1016/s0022-5193(03)00156-5. 
  14. ^ Simcha Lev-Yadun. Weapon (thorn) automimicry and mimicry of aposematic colorful thorns in plants (PDF) 224. Journal of Theoretical Biology: 183-188. 2003 [2018-09-10]. （原始内容存档 (PDF)于2018-09-10）. 
  15. ^ Gianoli, Ernesto; Carrasco-Urra, Fernando. Leaf Mimicry in a Climbing Plant Protects against Herbivory. Current Biology. 2014-05, 24 (9): 984–987. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2014.03.010. 
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