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尸花的奇特、腐臭之美

科学家们正在努力了解这种世界上最大的、最臭的花的寄生行为,因为它正面临消失的危险。

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一朵大王花,这是世界上最大的、最臭的花之一,在东南亚婆罗洲绽放。Frans Lanting, Mint Images/Science Source

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在哈佛大学植物标本馆的一张桌子上,六片看起来黏糊糊的褐色花瓣,每片大约都有你的手掌大小,漂浮在一个酒精溶液的盆中。它们被切成了两半,平坦的一面朝上,露出奇怪的凹槽、凸起和触角状的突起图案。如果你猜测,你可能会说它们是生长在深海里的东西的片段。

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实际上,它们是腌制过的花蕾。尽管它们朴素的颜色和湿漉漉的外表暗示着其他,但如果留在它们的雨林家园里,它们会绽放出自然界中最大、最奇怪、最臭的花朵。这些植物由研究生 Lachezar Nikolov 在马来西亚和泰国的丛林中采集,属于大王花属 (Rafflesia)。它们鲜红和黄色的花朵直径可达 3 英尺,重达 15 磅以上。但与大多数植物不同,大王花没有叶子、根或茎。它们甚至不进行光合作用,这是几乎所有植物共有的基本能量生成方式。相反,它们从另一种植物体内生长出来,窃取葡萄藤科巨型藤蔓的养分。大王花是巨大的寄生虫。

再加上它们散发出腐肉的臭味,难怪大王花(又称尸花)在两百多年来一直让自然学家着迷。然而,这些稀有的生物才刚刚开始揭示它们的秘密。由于大王花极其不寻常,科学家们直到最近才弄清楚它们的起源——是什么祖先植物最终演变成了这些生物学奇迹。“有很多基本的问题,”Nikolov 说。

但在 Nikolov 的导师 Charles Davis 的实验室里,关于大王花演化的一些引人深思的发现正在堆积,它们可能在从气味生物学到寄生虫学等一系列领域都有用。

一张大王花科的花蕾在研究生 Lachezar Nikolov 的哈佛实验室被打开。Lachezar Nikolov

演化之谜

Davis 第一次看到大王花在马来西亚雨林中绽放时,他简直不敢相信它是真实的。那是 1995 年北婆罗洲一个闷热的日子,当时 Davis 还是一个本科生,正在京那巴鲁山脚下采集植物。他一直在研究植物多样性,而这朵花,奇怪地从一丛扭曲的藤蔓中冒出来,似乎违背了所有规则。Davis 着迷了。“它像癞蛤蟆一样布满疣痕,闻起来像死去的动物,摸起来湿漉漉的像海绵,”他回忆道。“对我来说,它太奇怪、太超凡脱俗了。”

Davis 绝不是第一个屈服于尸花诱惑的人(不要与泰坦魔芋混淆,泰坦魔芋有一个巨大的阳具状突起,而且碰巧闻起来像变质的肉,也因此被称为尸花)。1818 年,海军外科医生兼自然学家 Joseph Arnold,是第一批采集大王花的欧洲人之一,称其为“植物界的伟大奇迹”。

在接下来的几十年里,这个奇特花朵的谜团只会越来越深,因为一系列生物学家被它吸引,却无法将其,或他们在东南亚森林中发现的同属 Rafflesiaceae 科的其他十几个物种分类,这些物种都显得怪诞且散发着腐烂的气味。

Davis 回到了他的本科学习,但他从未忘记他看到的花。十年后,作为一名博士后研究员,他正在参与一项名为“生命之树”的多大学合作项目,旨在拼凑所有开花植物的系统发育——即演化历史的这棵分支树。

这个被称为“达尔文的讨厌之谜”的问题是,要弄清楚在极短的演化时间内,超过二十五万种开花植物是如何占据地球主导地位的。

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一只苍蝇,作为传粉者,被大王花的花瓣上斑驳的肉色和腐臭味所吸引。Lachezar Nikolov

Davis 的拼图部分是大约 20,000 种称为翅子目 (Malpighiales) 的植物,它们出现在一百多万年前,并迅速多样化,包括了地球上相当大比例的热带森林多样性。

2004 年,一组研究人员在比较了大王花科物种与已知翅子目植物的基因构成和线粒体 DNA(植物的三种 DNA 类型之一,但研究人员倾向于忽略它,因为它演化相对缓慢)后,做出了一项重要发现:事实证明,大王花科属于翅子目。在此之前,没有人知道这些奇特寄生植物来自哪里。突然间,这朵曾让 Davis 在婆罗洲闷热的一天里着迷的花,正式成为了他资助研究议程的一部分。他抓住了这个机会。

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从 DNA 中,Davis 进一步梳理了该植物起源的细节。他发现大王花是从世界上一些最小的花朵演化而来的,其花朵大小在 4600 万年间增大了近八十倍。作为参考,如果一朵常见的白色夏至菊(Shasta daisy)长到 80 倍大,它的花瓣将延伸到集装箱的长度。“这使得这些植物更加神秘,”Davis 说。“是什么驱动了这些巨大花朵的演化?”

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