蚂蚁竟然是“种子传播员”
图为正在搬运鲜黄连种子的蚁群(图片由作者提供)
大多数植物的种子都需要借助外力来进行传播,在风、水、动物等几种传播媒介中,动物的传播成功率是最高的。而动物中最主要的“传播员”为鸟类,因为它们能飞,可将种子传播得较远,所以,很多植物都倾向与它们建立合作。但鸟类的饭量不小,且进食频率又较高,对于大多数木本植物来说,只能每年“宴请”一次。于是,它们将眼光投向了蚂蚁。
【资料图】
蚂蚁个体虽然小,但它们的力量从来不是以单个个体来衡量的,它们是社会性生活群体,一个蚂蚁家族凝聚起来的力量,可使比其大数十倍的动物都闻风丧胆。另外,一只蚂蚁可能跑不了多远,但地球上的蚂蚁分布非常广泛,在陆地上几乎随处可见。那么,植物究竟是如何将蚂蚁“发展”为心甘情愿的“种子传播员”呢?
投其所好,油脂体变成“美味”营养包
许多植物针对蚂蚁专门产生出了极富特色的种子,它们通常数量较多,个体较小,且会在脐部附近形成一至两坨(或片)肉质的油脂体,其富含营养,甚至含有蚁类生长发育所必需的多种氨基酸,是蚂蚁喜欢吃的食物,靠它吸引蚂蚁来传播种子。
植物常常用鲜艳的色彩,大多为红色的果实或种子,来让鸟类发现它们的存在,但是大部分蚂蚁的视力却较差,植物该如何告诉蚂蚁们“上门取货”?
蚂蚁的嗅觉非常灵敏,植物就把重点转向了化学信号,且专门针对蚂蚁“投其所好”。
大多数蚂蚁有两个喜好,一是糖类,二是蛋白和脂类,前者可用于补充成年工蚁日常活动消耗的能量,后者是蚁后生产和幼虫发育所需的营养,且在自然界中主要来源为昆虫,故蚂蚁对于昆虫血淋巴(体液)的气味异常敏感。基于此,植物让油脂体变成了一个富含小分子蛋白和脂类的营养包,非常适于蚂蚁幼虫吸收和利用,且散发着诱人的昆虫血淋巴气味,让蚂蚁难以抗拒,一闻到就急不可待地蜂拥而来。
油脂体为蚁播种子所独有,它的作用不只是蚂蚁的劳动报酬,还可用作蚂蚁搬运种子的重要结构。为了保护种子不受损伤,蚁播种子的种皮通常较为光滑,蚁颚不易咬住,而油脂体则可轻易被蚂蚁咬住,从而顺利实现搬运。
种皮较厚,防止咬伤
不同种类蚁播种子的油脂体各不相同,大体上可分为两类。
一类是延伸出种子外、更加细长的把手型,方便蚂蚁抓握,如鸢尾属部分种类延伸出来的假种皮,百蕊草属则是利用宿存的花被片作为把手。
另一类是油脂体表面凹凸不平型,蚂蚁的上颚放大看是有锯齿的,刚好能很好地卡住这些凹凸的表面,顺利实现搬运。这种类别占了蚁播种子的大部分,如蚁播大族的紫堇属以及淫羊藿属种子等。
蚂蚁啃咬油脂体时会咬伤种子吗?答案是不会,因为油脂体与种子的结合并非牢不可破,只要蚂蚁啃咬到一定位置,油脂体就会从种子上脱落下来,且蚁播种子的种皮通常较厚,目的就是为了防止被蚂蚁咬伤。
一只虫子被蚂蚁吃掉体液后,剩下的坚硬外骨骼是没法再利用的,于是就被蚂蚁当作垃圾丢出了蚁巢。由于视力的原因,一粒种子也自始至终被蚂蚁当成了一只“虫子”,油脂体就是它们的“体液”,而种子本身就是那个啃不动的“外骨骼”,于是被啃完油脂体后的种子自然也被蚂蚁当作垃圾丢出了巢穴。幸好如此,不然种子发芽形成的小苗将会破坏蚁巢结构,并耗费其中的氧气,威胁蚁群的生存。
种子形态各异,方便搬运
既然油脂体已被啃光,那蚂蚁又怎样将种子搬出蚁巢,丢到垃圾堆呢?对此,植物也有考虑,它们在种子上形成了一些精巧的构造。紫堇属的种类非常丰富,它们的种子大小形态各异,小型种子大多比较光滑,如石生黄堇;而稍大的种子,比如紫堇的种子上就有凹点;异果黄堇或阜平黄堇的种子上,有凸起的尖齿或凹点,它们都能增加摩擦,方便搬运。
细辛属和马蹄香属的种子腹面中央,则具有一条长而宽的沟槽,油脂体就长在里面,待蚂蚁把油脂体吃掉后,叼着凹槽边缘的裙边就能轻松将其丢出蚁巢了。
在蚂蚁的垃圾堆中,除了种子,还有其他的垃圾,如蚂蚁的排泄物、动物尸体,以及建筑废料——挖掘出来的土粒。种子待在这样一个肥力充足的地下安全室内,一旦等到适合萌发的季节到来,便会冲破种皮,顶开土壤,在阳光雨露的滋养下茁壮生长。
全世界蚁播植物约有2800多种,大部分为多年生草本,少数为小灌木,多出现于贫瘠的区域,通过与蚂蚁互作,它们就顺利实现了物种的繁衍。
(来源:中科院之声;作者单位:中国科学院昆明植物研究所)
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