从慢动作镜头中，这一帧捕捉到了大叶海蓬花的弹射器状机制与花粉爆炸的瞬间。来源：布鲁斯·安德森 （Bruce Anderson） 和维尼修斯·布里托 （Vinicius Brito）
（神秘的地球）据《大众科学》（劳拉·贝萨斯）：授粉在植物王国中可能是一个非常残酷的过程。来自南非和巴西的一组科学家发现，竞争对手的植物可能会在传粉媒介上相互竞争空间。然后，这种匹配会影响谁的花粉会到达下一朵花，谁的花粉不会。最近发表在《美国博物学家》上的一项研究详细介绍了这些发现。
随着时间的推移，一些动物和昆虫的阴茎上已经进化出复杂的结构，据信这些结构会在雌性的生殖道中排出竞争对手的精子，然后再沉积自己的精子。
与动物交配不同，植物繁殖不涉及花朵之间的直接接触。为了与其他雄性植物群竞争，花粉的操纵——携带植物精子——必须在花粉到达另一朵花之前发生，同时骑在到达的传粉者（如飞蛾、蜜蜂或蝴蝶）的身上。此外，大约94%的植物具有雄性和雌性生殖器官。为了避免自花授粉，单个花朵通常会先经历雄性阶段，然后是雌性阶段。
这项研究背后的团队认为，植物可以操纵花粉在传粉昆虫身上的位置和数量。植物也可能已经开发出更类似于动物精子操纵的策略来做到这一点。
为了了解更多信息，研究人员研究了巴西特有的一种红色多年生花卉——斑点海蓬。在实验室里，他们建立了一个实验模拟，并使用慢动作视频记录了工厂的战略过程。这种花使用类似弹射器的机制从蜂鸟头骨的喙上移除竞争对手花朵的花粉，并将自己的花粉安全地放置在同一位置。
这种被称为爆炸性花粉放置的机制在植物界并非完全未知。白桑在植物和动物界都有最快的运动。花粉弹射机制可以超过每小时380英里（每秒170米）。
野生的一种海百合花。致谢：布鲁斯·安德森
然而，这项研究提供了一些经验证据，证明爆炸花粉放置的有效性。为了收集这些数据，研究小组用量子点标记了爆炸去除的花粉，并分析了它们的慢动作视频。灰叶菊的花粉在释放后以每秒2.62米的速度传播。相比之下，奥运选手尤塞恩·博尔特以每秒10.44米的速度跑得大约快四倍。
根据该团队的说法，他们的发现为植物中竞争性花粉去除的想法提供了证据。雄性植物之间的竞争也可能促成了这一性状的进化。
南非斯坦陵布什大学的研究合著者兼进化生物学家布鲁斯·安德森在一份声明中说：“蜂鸟造访的花朵会将花粉沉积在蜂鸟的喙上，但花粉沉积的地方很少。”。“花朵已经进化出一种弹射机制，花粉被射向蜂鸟的喙。弹道颗粒的力量将以前沉积的颗粒从竞争对手的植物上移开，使花朵能够将自己的颗粒放在更干净的喙上，从而增加了繁殖成功的机会。”
蜂鸟喙（头骨）上标记有量子点的花粉粒。这是在紫外线光源下观察的。我们把谷粒放在钞票上并数了数（只有两个铅笔标记之间的谷粒）。然后将这张钞票插入一朵花中——在花爆炸后，我们重新计算了标记的谷粒，看看爆炸去除了多少。致谢：/Daniela Cristina de Cario Cala&ça、César Augusto Arvelos和Carlos Andres Matallana Puerto
这些植物可能以一些以前未知的方式相互竞争。当交配发生时，像斑点海蓬这样的两朵花通常不会相互作用，这使得花很难像其他植物和动物那样操纵。然而，配子操纵实际上可能发生在到达花朵的传粉者身上，而不是其他花朵的叶子或花瓣上。
如果像蜂鸟这样的传粉者到达一朵花，上面覆盖着以前访问过的植物的竞争对手花粉，那么这朵花可能很难将自己的花粉放在蜂鸟身上，因为它被竞争对手植物的谷粒覆盖着。即使它能在蜂鸟身上获得一些花粉，它繁殖成功的机会也可能很低，因为它必须与这些竞争对手的花粉粒竞争，才能获得蜂鸟下一朵花的胚珠。
安德森说：“那么，一朵花能做什么呢？就像有阴茎装饰的动物一样，它可以进化出在放置自己的谷粒之前，先清除传粉者的竞争对手谷粒的策略。”。
此前，科学家们认为，开花主要是为了帮助传粉者获得花粉粒。这也被理论化为一种吓到它们飞走并飞到新植物上并将花粉传播到更远距离的方法。
“然而，我们的数据表明，这种机制实际上可能会取代以前花朵的花粉，通过增加传粉者身体上的空间竞争来提高雄性繁殖的成功率，”该研究的合著者、巴西乌伯兰迪亚联邦大学植物学家Vinícius Brito在一份声明中说。
本网页内容旨在传播知识，若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。