寄生蘭花的小日子

植物通過(guò)光合作用合成糖類(lèi)，這看似放之四海而皆準(zhǔn)的話(huà)也有例外。植物之間對(duì)水、光和營(yíng)養(yǎng)資源的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，這導(dǎo)致一些植物并非自主進(jìn)行光合作用，而是選擇寄生其他生物。在寄生植物中，最特別的要數(shù)寄生真菌的植物，我們稱(chēng)之為“菌異養(yǎng)植物”。

蘭花成長(zhǎng)要靠真菌照顧

完全依靠真菌生活的蘭花

蘭花種子要靠真菌才能發(fā)芽。在蘭花生命的早期階段，真菌負(fù)責(zé)向蘭花種子提供礦物質(zhì)和碳水化合物。只有當(dāng)蘭花長(zhǎng)到足夠大，可以長(zhǎng)出葉子時(shí)，它們中的大多數(shù)才會(huì)將自身光合作用產(chǎn)生的碳水化合物回饋給當(dāng)初照顧過(guò)它們的真菌伙伴。

不過(guò)，一些蘭花在完全成長(zhǎng)后，因?yàn)榄h(huán)境所迫，又轉(zhuǎn)而繼續(xù)求助于真菌。生活在茂密森林樹(shù)冠下的蘭花無(wú)法獲得足夠的光線(xiàn)，因此它們中的不少品種采用混合營(yíng)養(yǎng)：一方面積極地進(jìn)行光合作用，另一方面繼續(xù)依靠真菌獲得碳水化合物和礦物質(zhì)。混合營(yíng)養(yǎng)可能是蘭花中最普遍的生存策略。更有甚者，約有超過(guò)1%的已知蘭花物種已經(jīng)完全喪失了進(jìn)行光合作用的能力，如果沒(méi)有真菌，這些蘭花就無(wú)法生存。許多科學(xué)家相信，混合營(yíng)養(yǎng)是蘭花走向完全菌異養(yǎng)的第一步，突變蘭花也是如此。

菌異養(yǎng)植物

完全菌異養(yǎng)植物不含葉綠素

通常情況下，菌異養(yǎng)植物會(huì)和菌根菌（一種幫助樹(shù)木根系獲取土壤養(yǎng)分的真菌）結(jié)合，從菌根菌那里獲得糖分等營(yíng)養(yǎng)。而菌根菌的糖分又是從周?chē)臉?shù)木那里獲取的。也就是說(shuō)，菌異養(yǎng)植物其實(shí)是偷取了樹(shù)木贈(zèng)與菌根菌的營(yíng)養(yǎng)。

雖然這種由自養(yǎng)生物（樹(shù)木）、菌異養(yǎng)植物和菌根菌組成的三角關(guān)系看起來(lái)十分詭異，但在植物漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷史中，這種關(guān)系至少獨(dú)立進(jìn)化了46次，也就是說(shuō)，不同時(shí)期、不同地區(qū)的許多不同物種都嘗試過(guò)菌異養(yǎng)這條生存路線(xiàn)。

一些蘭花雖然體內(nèi)有葉綠體，但依然要從真菌那里獲取營(yíng)養(yǎng)，它們被稱(chēng)為“部分菌異養(yǎng)植物”。

在樹(shù)木和真菌形成的共生關(guān)系中，樹(shù)木和真菌互相幫助，也互相索取

白化蘭花開(kāi)啟寄生模式

科學(xué)家很早就注意到，一些自養(yǎng)型蘭花每隔幾代就會(huì)莫名其妙地白化——它們無(wú)法合成葉綠體。照理說(shuō)，失去光合作用能力的突變體應(yīng)該很快就會(huì)死亡。然而，野外發(fā)現(xiàn)的白化蘭花卻照樣能生長(zhǎng)開(kāi)花。

科學(xué)家借助碳—氮同位素跟蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)，這些白化蘭花能夠存活，是因?yàn)檎婢谙蛩鼈兲峁I(yíng)養(yǎng)。白化蘭花和真菌的關(guān)系，已經(jīng)非常接近那些完全菌異養(yǎng)的蘭花品種和真菌之間的關(guān)系。

當(dāng)然，從真菌那里接受營(yíng)養(yǎng)也要付出一定的代價(jià)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，白化蘭花會(huì)消化部分真菌組織，以獲取所需的有機(jī)物和礦物質(zhì)，但這個(gè)消化過(guò)程會(huì)讓白化蘭花的細(xì)胞接觸氧化成分并受損。

另一方面，盡管白化蘭花采取了寄生的生存策略，但它們同時(shí)也會(huì)主動(dòng)地將從別處獲得的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)傳回給真菌。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為菌異養(yǎng)是一種單方面有利的生存策略，只有真菌向植物輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。但現(xiàn)在看來(lái)，至少在某些蘭花物種中，營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)移是雙向的。

白化的蘭花放棄了光合作用，轉(zhuǎn)而專(zhuān)門(mén)寄生其他生物

雖然一些蘭花走上了完全靠真菌養(yǎng)活的生存路線(xiàn)，但完全菌異養(yǎng)并非是蘭花最理想的進(jìn)化路線(xiàn)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，完全菌異養(yǎng)的蘭花沒(méi)有大多數(shù)蘭花的植株那么茁壯，并且產(chǎn)生的后代數(shù)量也較少。看來(lái)，要想好好生存和繁衍，還是得自力更生，寄生只是權(quán)宜之計(jì)。

什么是葉綠素？

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要色素蛋白，它能捕獲太陽(yáng)光中的能量并以糖分的形式儲(chǔ)存起來(lái)

菌異養(yǎng)植物

某些植物完全依靠真菌的營(yíng)養(yǎng)生存，它們被稱(chēng)為菌異養(yǎng)植物，例如某些白化（完全不含葉綠素）的蘭花

混合營(yíng)養(yǎng)植物

森林中的蘭花一般生長(zhǎng)在陰暗的林下區(qū)域，除了進(jìn)行光合作用，它們也會(huì)竊取真菌的養(yǎng)分（不過(guò)長(zhǎng)達(dá)后會(huì)回饋真菌）