植物虽然不会动，但它们也有选择配偶的能力。本文来自微信公众号：一夕（ID：），主讲人：马伟良（植物学家），策划：小北，编辑：付浩，设计：49，原标题：“人们看到这棵树会冒烟，感觉不可思议，有人去抱树，有人去磕头”，头像来自音箱

大家好，我叫马伟良。 我是华东师范大学生命科学学院退休教师，今年86岁。 我从20世纪60年代开始工作，到1989年退休，到现在已经30多年了。

我做植物分类学，我通常在课堂上学习植物分类学。 我们做植物分类的人应该算是做植物研究的人中对植物了解最多的人了。 做生态调查，我们必须邀请我们的分类学老师一起，因为当我们遇到奇怪的植物时，没有人认识它们。 因为经常出差，去了很多地方。

下面这张照片是我刚从热带雨林考察回来时在海南岛拍摄的。 热带雨林里的雨很大。 我没带雨衣，就摘了一片芭蕉叶当雨衣，把拍摄器材放在前面，用手遮住，就回林场了。

这是在四川的一座高山上。 从这里的平地爬上去，首先是常绿阔叶林，然后是常绿落叶混交林，然后是矮林。 到了最高处人们看到这个树会冒烟星座运势网，觉得很不可思议，有人去磕头，后面没有树木，山上也没有任何植物。 这个地方叫六石滩。

流石滩是植物分布最高的区域。 这里岩石缝隙中的水结冰并体积增大，使岩石破裂。 裂缝过后，岩石沿着斜坡掉落下来。

流石滩下面不远的地方，看到了一种叫跳蚤的植物，就拍了一张照片。 这种植物就像一个垫子，呈半球形，十分奇特。 它长成这样，风吹起来就不容易倒下，背风面在低温环境下也不容易降温，所以更适合这里寒冷的气候。 植物的垫状现象在高山地区很常见。

这就是天山雪莲，只有天山才有。 它的下部叶子是绿色的，上部是淡黄色半透明的苞片，像温室的屋顶，保护着花朵的正常发育。 当花朵成熟并且里面的花朵准备开放时，温室就会像下面的照片一样打开，让昆虫进来授粉。

实地考察是艰苦的工作，但也充满乐趣。 当我带着学生去田间练习的时候,啊,大家看到奇妙的植物都很兴奋,这和死气沉沉的课堂气氛真是不一样。

为什么会这样呢？ 因为当时植物分类学课本上的知识是冷的。 说到植物，比如树，只有一些彩色插图和一些概念，根本无法展现植物的生命力，也没有详细的解剖图，我无法把它在它的结构上——雌蕊和雄蕊，子房和胚珠这些东西都解释得很清楚，所以学生收到的东西比较空洞，上课不感兴趣。

然后我想，我们能不能把学生对领域的兴趣引导到课堂上呢？

因为我初中的时候就跟父亲学过摄影，有摄影基础，所以从20世纪60年代开始我就有一个想法，可以用任何镜头清晰地拍摄植物花果的内部结构吗？ 我去了南京东路的关龙照相馆。 这是当时上海最大的照相馆，也卖摄影器材。 我问了很多次，他们都说没有这样的镜头。 直到80年代初期的一天，我突然听朋友说有一支微距镜头，我就赶紧去买，花了3000多元买回来。

买了设备后，我尝试对两种植物进行精细解剖，拍下照片放在教室里。 我发现学生们都很高兴，也很喜欢。

后来，我打电话询问中国一些较老的学校是否有可以在课堂上使用的精细解剖植物的照片，但他们说没有。 没有现成的材料，但是学生的课堂反馈这么好，那我们该怎么办呢？ 我只能自己做，而我此时就下定决心，一定要把这件事继续做下去。

就这样，三十多年来，包括退休后，我一直在家专门从事植物的精细解剖。

这是我的工作台，关键是微距镜头，其次是解剖镜。 先在解剖显微镜下解剖，然后拿微距镜头拍摄。 有了微距镜头，拍出来的东西就非常清晰了。

这是马利筋。 当马利筋的果实长出来时，它的种子会粘在一起并漂浮起来。 有时你会看到像棉絮一样的东西漂浮在空中，下面挂着一颗种子，那就是马利筋。

这是茅膏菜，它吃昆虫，我们称之为肉食植物。 它的叶子上覆盖着粘毛。 如果有昆虫经过，它就会粘在昆虫的翅膀上，然后慢慢卷曲起来消化昆虫。

这是中提琴和它的胶囊，我在图片中间做了一个纵向切割。 紫堇的种子成熟后，它的两片果瓣会向后卷起，就像左边的那样，种子会向四面八方喷射出几十厘米。 我为照片修复了它，所以图片中间的果花瓣还没有来得及把种子弹出来。

这些是我自己解剖时使用的工具，都是非常简单的设备。 任意夹是我自己的，拍照时可以固定植物。 用于夹东西的镊子应该非常锋利。 刀片有单面刀片和双面刀片，双面刀片的边角需要去掉，成为尖角，非常方便解剖。

这些是解剖的香椿树的花，排列起来非常漂亮。

这是棉花。 棉花开花的时候，做一个纵切面，这样给学生讲解的时候才能讲得透彻。

这是鹅掌楸的花，雄蕊环绕在它的周围。 这样做的原因是它的雄蕊呈螺旋状排列。

这就是上海的市花白玉兰，又名白玉兰。 这朵花的解剖看起来还不错，但其实这些花的精细解剖并不是为了好看，而是为了教学。 只有看得足够近、足够清晰，你才能了解一朵花的内部结构。

接下来我会用我拍摄到的素材给大家讲讲植物开花的“智慧”。

为什么要谈开花呢？ 因为花对于植物的繁衍最为关键，在植物的不断进化过程中，花是最体现植物“智慧”的器官。 让我们从腊梅花开始吧。

腊梅

这是上海植物园的梅花园，周围都是开放的梅花。

这是树上盛开的两朵腊梅。

我们来观察这两朵花的花心。 右边的花蕊向外翻，左边的花蕊都靠在一起。 它看起来像两朵不同的花。 以前只能讲到这里，因为最精致的不能解​​剖拍照，所以这就是学生们看到腊梅时的印象。

如果我们拍一张更详细的照片会发生什么？ 这是右上腊梅花的花心解剖图。 我把它切片了，把正面和背面都切掉后，可以清楚地看到雌蕊和雄蕊。 雌蕊由花柱、柱头和子房三部分组成，雄蕊包括花药和花丝。 这时，腊梅的花蕊都靠在一边，与柱头分开了。

这是左边花的一片。 我们可以清楚地看到腊梅的花丝是环绕的，花心与上面的花有明显的不同。

这里发生了什么？

事实上，这是腊梅为了避免自花授粉而进化出的一种非常巧妙的授粉机制。

腊梅的雌蕊和雄蕊不同时成熟。 开花初期，雌蕊先成熟，柱头接受蜜蜂从其他花带来的花粉，完成受精。 虽然它本身的花蕊很饱满，但花药还没有分裂，只是静静地守候在身边。

一两天后，雄蕊的花丝发生了非常令人惊讶的变化。 丝状体由向外弯曲变成直立，形成屏障，挡住了柱头的外部，阻断了柱头与外界的沟通。 不再接受外界的花粉。

然后，雄蕊成熟，花药裂开，释放出花粉，等待蜜蜂将花药带到其他腊梅上。 此时，花已经完成了绽放的任务。

它正是依靠雌雄雄蕊同时成熟的不同，以及直立花丝的阻挡作用，避免了同一朵腊梅花的雌雄雄蕊接触，多么巧妙。

我们再看一下这张照片，考考大家，这两朵花哪一朵先开？

这种花是两性的，有雄蕊和雌蕊梦见植物开花，而且它们靠得很近。 自己的雄蕊的花粉到雌蕊的柱头上不是很方便吗？ 不。 为什么？ 大家都知道，我们人类和动物一样，近亲繁殖会导致后代衰落，植物也是如此。

植物在地球上的出现比人类早得多。 在不断进化的过程中，自花授粉植物的后代在竞争中逐渐被淘汰。 然后，在进化的实践中，植物逐渐“知道”要避免自花授粉。 利用进化中的这一“知识”原理，它们进化出了各种授粉策略。

小腊梅花通过雄蕊不同时成熟的授粉策略，有意识地遵循避免近交的规律，而我们人类近200年才通过现代遗传学才解开其中的原因。

与动物不同的是，比如老虎即将交配时，两只雄性老虎会拼命打斗，最后谁获胜就获得交配权。 植物虽然不会移动，但它们也有选择伙伴的能力。 这是植物的一个聪明的地方。

日本伏牛花拍虫子

一般来说，虫媒花的花朵盛开后，只是静静地等待传粉昆虫的光临。 授粉对于植物来说是被动的，但也有例外。 为了授粉，植物有时会采取一些积极的行动。

这是公园里常见的伏牛花。 我选了三根枝子，左边的一棵正在开花，中间的一棵正在翻身，右边的一棵已经结果了。

小檗有六片花瓣，也是雌雄同体的花，一朵花同时具有雄蕊和雌蕊。 每片花瓣的下部有两个充满蜜露的深黄色蜜腺。

当蜜蜂来采蜜时，它必须用口器接触蜜腺。 一旦接触到蜜腺，花瓣和上面的雄蕊就会轻轻地扑向蜜蜂。

通过用“啪”的一声拍打蜜蜂，小檗将花粉撒在蜜蜂身上。

小檗花有 6 个花瓣。 如果一只蜜蜂在每个花瓣的底部采集一次蜂蜜，它可能会被“殴打”6次，最后去另一朵花上用全身的花粉授粉。

小檗科植物大多具有殴打昆虫的行为。 它们在全国各地分布广泛，花期不同，是很好的观察材料。 下次您在公园时，尝试使用伏牛树枝上的刺来模拟蜜蜂的造访。

结构树：会“冒烟”的树

桑树也很有趣。 有一次，安徽钢铁厂的一名工人送来标本，说他们车间门口有一棵树，会冒烟。 这真是奇怪了，树怎么会冒烟呢？ 事实上，桑树正在散粉。

构树在我们上海很常见。 有时房子里会自然生长出一棵树，这就是构树。 它具有很强的生命力。

桑树是雌雄异体的，要么一棵树上全是雌株，要么全是雄株。 下面左边的一株是雌株，右边的一株是雄株。

在微距镜头下看，雄株的花序上生长着许多雄花，每朵雄花有四个花药。 右边是它的雌株，上面覆盖着长柱头。

四个花药挤在一起，每个花药都想向上生长，但是四个花药相互接触却无法打开。 等了一会儿，一颗花药终于弹出来，伸出来，其他花药也跟着伸出来。 出去。 因此，当它开花时，它会非常用力地“爆开”，以致所有花粉都散落到空气中。

就像吸烟者吸一口香烟，用嘴轻轻呼出一股白烟，三十、四十米外都能看到。

当时，人们看到这棵树冒出的烟雾，都觉得不可思议，认为这棵树可以避灾。 有人抱树，有人磕头。 事实上，这是一个非常普遍的现象。

桑树的授粉取决于风力。 一棵树的花粉释放到空气中后，另一棵树的雌蕊如何与花粉接触？

框架树自然有自己的路。 它的雌花覆盖着长柱头，柱头是子房长的25倍。 而且柱头上还有粘毛，所以空气中飞舞的花粉就被这些又长又粘的柱头切断，就完成了授粉。

马兜铃：巧妙为小苍蝇设置“密室”

我们来看看马兜铃是如何授粉的。 马兜铃在我国分布广泛，大部分地区均有发现。

下面左一是它的花，右一是它的果。 当它的果实成熟时，它会裂开，里面有很多种子。 风摇时，就像行军时马脖子上挂着的铃铛。 发出“叮咚叮咚”的声音。 风一吹，种子就会飘出去，撒得到处都是。 。

马兜铃的花就像一个军乐队的大喇叭，上面有一个开口，下面有一个喇叭管通向花中心。 解剖喇叭管，我们可以看到喇叭管上布满了毛发，而且都是倒立的毛发。

马兜铃花开的季节，经常可以看到小苍蝇在喇叭口周围飞舞。 苍蝇喜欢气味，马兜铃也有气味。 这种气味对我们来说很微弱，但对苍蝇来说却很浓。

小苍蝇跑到钟口处，闻到了里面传来的香味，然后就进去了，可是我们刚刚看到钟口上的毛都是朝里的，所以当它走到一半的时候，它的下面翅膀粘在毛皮上，防止它回去。 它无法回去，所以它一定已经进去了。

让我们看看花里面是什么样子。 下图中，一只小苍蝇在经过喇叭管后突然张开，遇到一个大空腔，又没有鬃毛限制它，它就高兴地在里面寻找食物。 这时，它把另一朵花的花粉摇到花中央的六角形突起上，这就是马兜铃的柱头，柱头下面有六个雄蕊。 这样，小苍蝇就完成了为马兜铃授粉的任务。

当花被解剖时，一只小苍蝇正在花的中心进食。

当它吃饱了想要出去的时候，却发现出不去。 因为刚才进来的时候是顺着头发的，现在不可能反方向爬出来。 它只好继续在里面徘徊，寻找出路。

柱头接受花粉后，花中心发生了两个变化：一是柱头接受了小蝇带来的花粉后，很快就收缩了；二是柱头接受了小蝇带来的花粉后，柱头短暂收缩； 此外，附着在柱头上的花药成熟、破裂并释放花粉。 小苍蝇在里面打转的时候，就沾上了这朵花的花粉。

正当花药成熟，被苍蝇沾染时，喇叭管内的毛慢慢收缩，给苍蝇让路飞出去。 被囚禁了几个小时甚至一夜的苍蝇终于重获自由。

马兜铃花解剖图。 左边是花的纵向切口。 中间和右边两列是花朵的横切。 左排雄蕊尚未开裂，喇叭筒内尚有毛刺； 右排柱头萎缩，花药开裂，喇叭筒内毛萎缩。

当小苍蝇重新获得自由飞出去的时候，它看到又一朵马兜铃花开了，它又把自己扔进了陷阱，接受了马兜铃的“幽闭恐惧症”，然后沾了刚才那朵花。 上层花的花粉被带到下一层花授粉。

而刚刚完成受精、散粉任务的花朵，已经不再需要小苍蝇进来了，就用花被盖住了嘴。

马兜铃和幼虫是地球历史上一对共同进化的伙伴。 除了小苍蝇之外，没有其他昆虫给它授粉。 也就是说，没有了小苍蝇，马兜铃就会灭绝，但没有了马兜铃梦见植物开花，小苍蝇仍然可以吃其他腐烂的有机物。

小蝇的授粉对于马铃薯的生命至关重要，所以在进化过程中才与小蝇产生了如此巧妙的时空配合。 令人惊奇的是，大自然几千年的选择是人类无法复制的。 。 至于马兜铃精巧的形状和结构，以及开花过程中的时空基因调控，现在不是任何科学家能够回答的问题。

苦草：移动的花茎

我们讲了昆虫授粉花和风授粉花的授粉，那么水中植物是如何授粉的呢？ 有一次我走在松江县的田埂上，在旁边的一条水沟里，突然看到苦草上飘着很多白色的粉末，但并没有被水浸湿。 这些粉末不断从苦草下面升起，我想一定是苦草散落的东西。

已经是十一月了，水很冷，但我还是第一次看到粉不沉下去。 出于好奇，我卷起裤脚，潜入水中。 我想挖几株植物带回去观察和拍照。

当我把苦草放入浴缸时，我发现它竟然是雌雄异株的。 左边是雄株，右边是雌株。

雄株基部一一可见佛焰苞，里面长着数百朵球形雄花。 右边是纵向切口，里面的每个小点都是未开的雄花。

成熟后，佛焰苞顶部会裂开，里面的雄花会一朵一朵地浮到水面上，在静电的作用下将它们连接在一起。 先前在水面上看到的白色粉末是它的雄花。

但为什么雄花浮到水面后不会被淋湿呢？ 在显微镜下发现，雄花浮出水面后，雄蕊周围的三个花被张开，像三只小浮船竖立在花的侧面，利用浮力将花托托起，高于水面1-1.5毫米。 防止其受潮。 因为花粉一旦受潮，就会沉入水底，影响其授粉。

再看雌花，雌花的叶子是长条形的，两边有一个螺旋状的东西，像弹簧一样，这就是雌花的花梗。 当雌花即将开放时，其螺旋花梗将雌花托提升至水面开花。

雌花到达水面后，其柱头的位置正好与雄花的花粉在同一水平面上，与水面上连在一起的雄花相遇，受精完成。 我从茶杯的一角拍下了这张照片。

看看这株植物开花得有多好。 你的雄花离水面1毫米，我的雌花也离水面1毫米。

受精后，雌花的螺旋状花梗将雌花拉入水中再次结果，使种子的发育得到母体的充分滋养。 种子成熟后，就将其放开，让它飘到很远的地方。

生长在水下的苦草，如此巧妙地利用水的浮力完成授粉，真是令人叹为观止。

蓝宝石和榕树属。

20世纪60年代，我从文献中读到，无花果中有一种原产于欧洲的蜜蜂为无花果授粉。 我们都知道无花果看似没有花，但其实花是在花序里的，但是花序里的花是由什么昆虫授粉的呢？ 没有人能说清楚。

我国种植无花果的地方还蛮多的人们看到这个树会冒烟，觉得很不可思议，有人去磕头，所以每当我到一个地方，看到无花果结果的地方，我都会把它们摘回来。 但当我拿回来打开时，却发现里面开满了花，却找不到授粉的无花果黄蜂。 十年寻找未果。

1983年，我带学生去天目山进行野外实习。 一位同学在荔枝上看到了一个像馒头一样的果子——当地人称之为“鬼馒头”。 他很好奇，就从树上摘了一棵。 当他打开时，发现那朵枯黄的花上结满了果实。 那是一条虫子，有几千条虫子，他吓了一跳，连忙把它扔掉了。

我捡的时候没有看到，但是他丢的时候我看到了。 我突然想起十几年来寻找无花果蜂时从未遇到过的困惑。 无花果和无花果都属于桑科植物，都具有隐头目。 无花果中发现的这些昆虫能解决我十几年来所经历的问题吗？ 使困惑？ 于是我赶紧拿起水果，装进袋子里，带回车站观察。

回到车站，我重新打开水果，发现里面有两种颜色的虫子。 我拿出几朵枯萎的黄花放在解剖显微镜下拍照。 我发现花上蹲着一条黄色的虫子。 我估计它还没有完全爬出来，所以我就让同学监视虫子的动向。 一旦它爬出来，我就可以给它拍一张完整的照片。

大约二十分钟后，同学突然高兴地喊道：“马老师，出来吧！” 我跟他开玩笑说：马老师一直都在啊！ 黑色的！”

一只蜜蜂和它所居住的花朵。黑色有翅的为雌蜂，黄色无翅的为雄蜂。

事实上，这个发现值得呼吁，为什么呢？ 因为一朵花里装不下两只虫子，为什么黄虫子就不能躺在上面，把尾巴留在花里呢？ 它显然正在与黑虫交配。 如果不是亲眼目睹它们交配，你很难相信这两种体型不同的昆虫是同一个物种。 我们称之为昆虫的“二态性”。

为了查明这种虫子的学名，我陆续采访了六位昆虫学家。 由于昆虫种类繁多，这种小蜜蜂不属于他们研究的任何目、科或属，因此被拒绝了。 最后，浙江农业大学徐教授在中山大学的帮助下，确定了它的学名：Ficus 。

那么，小蜜蜂和多肉到底是什么关系呢？ 蜜蜂为什么要在多汁的百合花中交配？

当我们把水杨百合的隐头花序切开时，我们可以看到，靠近开口处有1000多朵雄花，下面那些枯黄的都是雌花。 但非常奇怪的是，这种雌花并不是用来饲养蓝宝石的后代的，而是用来饲养无花果蜂的。

雌花的花柱，即柱头与子房连接的部分，与无花果蜂的产卵器一样长，无花果蜂将产卵器插入正好到达子房。 因此，蜜蜂在雌花中发育，交配后，蜜蜂外出寻找幼小的花序产卵。 当它飞出去的时候梦见植物开花，它会拾取花序上部雄花的花粉，顺便把它的花粉带到下一个花序上。

问题是，雪莉的后代谁来抚养？

其实，蓝宝石还有另一种花序。 这种花序中只有雌花，但其花柱比养蜂的雌花长，称为长花柱花。 黄蜂进入细长花柱花后，其产卵器的长度无法到达子房，也就找不到产卵的地方。 在花柱花的柱头上，起着授粉的作用。

长花柱花授粉后，会结出蓝宝石的果实。 误入长花柱花的蜜蜂耗尽能量，怀上卵，死在花序中。

那么，多肉蜜蜂为何养育黄蜂的孩子，黄蜂为何“自杀”进入多肉花序，对它们有什么好处呢？

事实上，在漫长的进化过程中，蓝宝石蜂和榕蜂蜂相互适应、共同进化，最终形成了特定的共生关系，这是自然界动植物相互关系的最高形式。 肉质黄蜂，如果其中一只离开了另一只，就会灭绝。

榕树幼虫的短花柱花序像喂养自己的胚胎一样为榕树黄蜂的幼虫提供营养，它全年的光合产物几乎全部都花在了培育数千只黄蜂上。 看来酵母菌做出了巨大的牺牲，但是饲养的无花果蜂的后代却可以给多肉植物授粉，让多肉植物的后代变得更加强大。

无花果小蜂“自杀”飞入苜蓿的长柱花序，为苜蓿授粉，看似是一种无偿牺牲，实则不然。 由于其授粉，雌花序中产生大量种子。 当这些种子几年后长成一棵大树时，无花果蜂的后代就找不到更多的地方栖息和繁殖了。

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