蚁播:“植物雇主”与“蚂蚁快递员”的故事

国家林业和草原局政府网 http://www.forestry.gov.cn2022-12-01来源:中国绿色时报
【字体: 打印本页

我们都知道很多植物的种子是靠动物来传播的,尽管植物无法移动,但他们却可以灵活地利用动物。比如一些种子会粘在动物的皮毛上被带走,再比如一些木本植物喜欢利用鸟类来帮助它们传播种子,它们美味的果实正可以“犒赏”那些帮助传播种子的鸟类。鸟类飞行能力强,且消化不彻底,对植物来说简直是最合适的种子传播员。总而言之,利用鸟类传播种子的植物中,木本植物偏多数,其次是藤本植物。这些植物长得高,也有足量的“资本”给鸟类提供食物。

草本植物可没有这样的资本,它们选择利用小小的动物——蚂蚁来传播,利用蚂蚁传播种子的植物有一个专有名词——蚁播植物。

蚁播植物与蚂蚁之间有个奇妙的关系:植物给蚂蚁提供食物,而蚂蚁将种子搬运回巢穴中,看似相互合作,其实也是相互利用,这两者就像两个契合的拼图拼接在一起。

我通过整理统计,发现我国的蚁播植物有上千种,分布在全国的各个角落,其中不乏我们很熟悉的植物,它们就生在路边杂草之中。读到这里,大家可能有所疑惑,既然蚁播植物这么多,为何感觉没怎么见过?答案或许就在下文中。

蚁播——植物与蚂蚁的合作

蚂蚁是绝对不会浪费食物的,毕竟家里“蚁口众多”,食物对蚂蚁来说多多益善。也正因如此,蚁播植物只要来点“小恩小惠”就能让蚂蚁前赴后继地做好它们的“种子快递员”。

植物在利用鸟类传播种子时,通常会让果实充满鲜艳亮丽的色彩以达到吸引鸟儿的目的。但这项技能在对待蚂蚁时却并不适用,因为大部分的蚂蚁都没有成像视力。虽然看不见,但它们的“鼻子”——触角可灵得很,俩触角在空中一挥舞,便能“嗅到”远方食物的气息。由此,蚁播植物则改变策略、投其所好,主动散发气味来欺骗蚂蚁,大多时是模拟一种昆虫血淋巴(体液)的气味,这对蚂蚁来说简直是欲罢不能的吸引。

不过种子不能只是欺骗,这样无法达成长久合作,植物也得拿出真材实料:糖分、各种氨基酸和脂肪酸以表诚意。这些营养都通通打包存放在种子的附属物——油质体上,成年的蚂蚁几乎只要摄入糖分就能存活,而它们的幼虫发育则需要各种营养物质。

蚂蚁对于不同规模的食物采取不同的处理策略,如果食物不太大,就搬回巢穴慢慢处理,以免在外面放久了节外生枝,爆发一场“蚂蚁部落火拼战”;如果食物较大,要么先拆解成小块再搬运,比如面包片。要么就地解决,比如液体食物或者水果等能处理成液体方便吸收的食物。

为了迎合蚂蚁的这一搬运习性,蚁播植物在给蚂蚁“报酬”时就不会给太多。当蚂蚁把带有“模仿昆虫的体液”的营养吃掉后,对蚂蚁来说没有什么营养的种子就会被当作废物扔出巢穴。

如果巢穴中垃圾太多会引来寄生的蚁螨或引发各种健康问题,比如食物发霉后会将巢穴中稀少的氧气抽干,所以大多数蚂蚁都非常爱干净,它们会及时地把垃圾、排泄物、尸体等搬运到巢穴外,很多种类的蚂蚁都有专门的“垃圾站”,因此当种子被当作废物一起扔到外面时,“垃圾站”反而成为种子成长的沃土,这对植物来说是极其有利的。

蚁播植物的传播手段

蚁播植物雇佣蚂蚁的策略多种多样,也造就了形态丰富多样的蚁播植物果实和种子。我简单将它们分成了三类:

种子外专门长出一块油质体,植物志上称作“种阜”;

种子外包裹了一层油质体(不是种皮也不是果皮),这个被称作假种皮;

整个果实的形式让蚂蚁搬运,果皮作为蚂蚁的“报酬”。

简单分类后读者可以有一个大概的了解,但实际各个种类的蚁播植物具体情况都不相同,我在后面会详细介绍。

不管油质体种类多么丰富多样,外形多么天差地别,都有两个必要条件:既要充当诱惑蚂蚁的食物,又要作为蚂蚁搬运种子的抓手。有的油质体在与种子的连接处延伸出一个小把手,使蚂蚁能轻松咬住;有些油质体的结构复杂,层层叠叠,很适合蚂蚁下嘴搬运。

说到这里,您是否发现了一个有些矛盾的地方?蚂蚁叼着油质体回巢,但它们把油质体吃掉以后,没有了把手的光滑的种子,蚂蚁又是如何搬运出巢穴的呢?

其实不同大小的油质体对应着不同体型的蚂蚁种类,大蚂蚁叼大种子,小蚂蚁叼小种子。蚂蚁的上颚有像锯子一样的锯齿,能比较轻松地咬住光滑的物体——只要“嘴”够大。当然,也有一些小蚂蚁拖了大种子的,光滑的种皮让它们无从下口,便只能留在巢穴中。或许还有一些大种子根本进不到小蚂蚁的洞穴中,种子在巢穴门口被直接吃掉。

有些种类的植物为了避免上述情况的出现,很贴心地给蚂蚁在种子上设计了各种构造,比如在紫堇属中,小型种子大多外表光滑,但体型较大的种子表面则非常粗糙,可以搬运,比如异果黄堇、阜平黄堇等。

淫羊藿的种子非常大,油质体非常“诱蚁”,种皮也比较光滑,但非大型蚂蚁很难招架。不过据我观察,在它们的种子一侧有明显的缩细,可能是为专门为蚂蚁准备的。

马蹄香的种子就更奇特,整个种子就像为油质体做陪衬的槽,这种形态非常方便蚂蚁下嘴。

仙茅属的种子专门长出一个弯钩,真是为蚂蚁考虑周到了。

爆炸是一门艺术,某些蚁播植物不介意在蚂蚁传播的基础上再加点绚烂戏码。若在同一个地方掉落,难免被同一群蚂蚁发现,被送去同样的巢穴,扔到同样的垃圾站中。于是有些蚁播植物选择弹射+蚁播的双重保障模式,确保种子能扩散得更广。

紫堇属植物果实大体上有两类,一种是长果荚的,会在成熟时从果柄处裂开,把种子丢到脚下让蚂蚁来捡;另一种则比较短,但是个暴脾气,同样是从果柄裂开,但果皮会瞬间翻脸,把种子发射出去。

除了爆炸以外,利用风力,腾空起飞的传播策略也有蚁播合作。像蓟的种子(其实是果实)头上有撮类似蒲公英那样的毛(称作“冠毛”),有了这身滑翔伞,便能实现“自由飞翔”。按理说有此番操作,传播已经不是问题了,但它们在着陆后,把冠毛一脱,还是会露出里面小小的油质体,让蚂蚁再捎上一程,到达种子满意的目的地。矢车菊在绿化带中很常见,它们的种子也是这样传播,只不过它们的冠毛较小,飞行能力一般,相应的它们的油质体就更加明显。

同时有多项传播策略不是浪费吗?其实对于“投资者”来讲,它们可精明得很。就拿前面说到的紫堇属举例,“躺平”等着蚂蚁来搬的那一类紫堇属,它们的油质体就格外大,更容易吸引蚂蚁;而有了弹射技能的紫堇属在油质体的投入上就格外抠门,同样是弹射传播的堇菜属和大戟属就更不用说了,油质体小得难以用肉眼看清。

被“蚁播”的植物们

除了前面介绍的主动向蚂蚁投桃送李的植物外,还有一批是被动成为“蚁播植物”的。我们身边有一类常见的蚂蚁——收获蚁,一听这名字就很有特点。它们几乎可以只以种子为食,就像农夫般辛勤地收获着种子。它们的块头并不大,所以收获的种子也多是像狗尾草种子这样的大小。

收获蚁家族中大多数种类都有体型上的分化:小型工蚁搬运处理种子、大型工蚁拥有一对“大牙”能轻松将坚硬的外壳咬开,将种子咬碎,再交给小型工蚁进行精细化处理。我曾经饲养过一窝收获蚁属,能明显看出工蚁的体型差距。

搬回来的种子并不都能被马上处理掉,有些会储存在靠近地面的巢室中——相对干燥的环境能避免种子发芽。但难免会因一场雨导致种子萌发,而萌发的种子会大口大口地吸收氧气。为了防止萌发的种子争夺氧气对蚂蚁产生危害,工蚁会把发芽的种子搬出去,于是这个过程就帮助植物传播了种子,种子发芽成长,又结出种子来,无意间收获蚁便成了农夫。

大多数收获蚁属生活在干旱甚至沙漠地区,离人类最接近的只有一个种类——针毛收获蚁,这种收获蚁采集的种子包括狗尾草、藜、酸模以及伞形科植物等身边常见的植物种类。它们原本都有各自的传播策略,或飞行,或水漂,但这些“A计划”在遇见收获蚁时则全部报废,被收获蚁强行改成“B计划”。

植物与蚂蚁的合作还是一个研究不够透彻的领域,还有更多秘密等我们探索发现。这些奇妙的创造怎么都探索不到尽头,却给我带来无限乐趣。(叶峥嵘)

【纠错】