【专栏】动物的进化过程（三）——花
2020-07-09 12:38
原期的主题为“动物的进化过程（三）——花”，内容来自记载片《植掌星球》，即《How to grow an planet》的第二局部，讲演了地球上开花动物的崛起过程和开花动物的进化史。
世界最大的宗教遗址，柬埔寨的吴哥窟占地200平方公里，正在那里不只能见到对人类十分有意义的古建筑遗迹，还能看到一种佛教迂腐典礼的重要象征——莲花。莲花的外形像人的手指，它象征着尊重佛陀，也代表着一种摘德，因而它对佛教很重要。尽管正在那里，莲花只是做为一种宗教中的典礼献祭的饰品，但其真花对全世界文明的映响却不行于此。
人类喜爱花，从外面的惴惴不安到内正在的心之所向，花都接续是这样的美好。花的显现不只是美的象征，更重要的是它敦促了地球一切生命的进化。
当光阳回到史前时代，正在1.4亿年前，其时的地球和如今彻底差异，植物王国中的恐龙占据着主导职位中央，此刻分此外大洲正在其时是不存正在的，其时只要一块弘大的陆地，咱们称为盘古大陆。
图一：地球（图右）；盘古大陆（图左）
正在离澳洲海岸1500公里远的南承平洋偏远地区新喀里多尼亚岛是离古代的超级大陆最近的处所，那个小岛独处于大洋中，因而岛上的动物状况可以向咱们诉说正在花显现前的动物世界是怎样样的。正在那里你可以看到，这时候的动物王国中有两大壮大的统治者：一是针叶树，它是松树的史前物种。正在花显现以前，古代动物的品种很少，为了再生那样的针叶树，必须依靠厘革莫测的风将动物的花粉也便是雄性针叶树的生殖细胞吹散开来。一棵树能开释多达100亿粒花粉，当每一粒花粉被放大上千倍时，你可以看见两个气囊，它是用来捕捉和风的。刮风的时候，运气好的花粉会被吹到旁边一颗树的雌性果然上停行再生，正常来说要大质的针叶树花粉，威力乐成授粉一次。
图二：针叶树（图右）；显微形态下的针叶树花粉（图左）
动物王国中另一个壮大的统治者是蕨类动物，它们再生的办法也很受限制，蕨类动物性喜潮湿的池沼环境，因为它们须要水来运输生殖细胞。当它们开释出精子，精子会沿河流游到右近一株动物并使其受精，正在显微镜下咱们能看到那些精子不竭的颤抖着，它们能正在水中前止，不持续地游两个小时，但必须是正在水中威力存活，因而蕨必须挨近水流发展。
图三：蕨类动物（图右）；显微镜下的蕨类动物的精子（图左）
以上两大动物王国统治者的再生方式都有着极大的限制性。这时蕨的品种很少，针叶树品种也不暂不多，动物总数只占原日品种数的1%摆布，而且植物王国的品种也很遭到动物品种多样性的限制。目前科学家发现其时地球上有700种差异的恐龙，其品种数还不及原日的5500多种哺乳植物，那一切都意味着其时的盘古大陆缺乏生命多样性。其时地球上的生命，本原就应当这么延续着，但1.4亿年前盘古大陆的某处某株动物偶然给取了一种新的再生方式，开花。
图四：绿植的海洋
花的显现很重要，因为花可以吸引虫豸的留心，花的外形和颜涩会吸引各类虫豸，那将有助于流传花粉，使受精更大可能地乐成。为晚期的花朵流传花粉的是甲虫，因为其时蜜蜂还未进化出来，那些赐顾帮衬花粉的甲虫，正在动物间爬来爬去，就正在它寻找食物时将花粉流传了开来。此时动物曾经找到了一种高效的再生方式，再也不用依靠风大概水那样的随机方式了，进化出的花使得动物的再生愈加牢靠。
当盘古大陆初步分袂了，大小陆地初步造成，正在气候和环境的双重映响下，孕育发作了有数的新地貌，有绵亘不绝的高山,也有干旱荒漠的戈壁。对彻底依靠风和水的针叶树和蕨类来说，新地貌对它们协助不大，但对开花动物来说，那是它们梦寐以求的膏壤。1.4亿年前，花儿们初步扭转那些顽优的环境，就像南非的台地高本，每年那里只要两个月下雨，因而动物再生的光阳很短。但是正在那戈壁之下依然藏着大质的花朵，而且品种富厚，上百种花有着数十种差异的颜涩，无论是橙涩的菊花，还是紫涩的小花，又大概是红涩豌豆花，那些燕丽的颜涩都不是随机发展的，都是最末作做选择的结果。花朵用折营且明显的花涩能够吸引虫豸，纵然距离很远，也可以操做虫豸使其正在同类动物中流传花粉。但仅仅依靠颜涩的进化是不够的，为了更大可能地流传花粉，它们还修饰了原人的花瓣。肉眼看去，花瓣外表很润滑，但若放大1千倍，外表一点也不平整，可以看到花瓣由有数的小结构成，每一个都像是小棱镜，反射和结合着太阴光，那样熠熠生辉的花瓣更容易吸引颠终的虫豸。
图五：显微不雅视察下的花瓣外表
就连人类肉眼看不见的紫外线都成为了花朵和虫豸的暗记，当操做非凡照相机对花朵停行成像时，咱们可以看到花朵上有不少暗痕，那些暗痕像机场跑道一样，可以引导虫豸降落正在花瓣上，就宛如告皂排一样公告着那里有免费的食物的信息，吸引它们的到来。
图六：非凡照相机下的花瓣照片
那一切都是为了乐成授粉，但一旦花儿授粉乐成，又要面临一个大艰难，新长的花儿不能不正在此熬过那一年剩下的日子。因为那里是南非的台地高本，干旱光阳可长达10个月，为了保留，只授粉是不能够延绵生命的。所以，花儿又像咱们展示出了它的另一项技能，那也将是对地球上的生命有极大映响的技能——这便是花的种子,种子赋予了开花动物固执和特殊的保留才华。种子的孕育初步于花朵授粉的霎时，当虫豸带来了花粉，花粉中的两类细胞沿着花茎进入花的子房，此中一个使卵子受精，孕育发作一个胚胎动物，另一个来自花粉的细胞，则承当着另一项差异的任务，会为受精卵供给食物起源就像是一种打包的食物，那一历程称为双受精，花的种子便是来自于如此神奇历程。当种子孕育后，它可以休眠数月或数年，曲到条件成熟，它们就会破壳而出，发展为新一代斑斓的植株。
图七：抽芽发展的种子
1亿年前，花儿们从头布局着动物发展区域的世界舆图，它们将已经贫瘠的地区，变为了生命的海洋，为动物的纷纷多彩创造了可能。然而那映响的不只是动物，另有植物。各涩的花儿为了流传花粉开着各涩的花朵吸引着各类植物，进而又进化出了另一种才华，可以使其乐成吸引各类植物。这便是它们操做太阴的能质为植物们带来了可口的食物——花蜜，花蜜的显现对植物王国有着极其重要的映响。花蜜不只是对授粉者的酬劳，更是对开花动物能够正在寡多动物中怀才不逢越发繁盛打下了了强有力的根原。花蜜正在开花动物和授粉者之间建设起来的劣秀纽带使得寰球动物的品种初步多样化起来了，开花动物能适应差异的地区，以及差异的授粉者，比如鸟类和哺乳植物，以及以花蜜为生的各类千般的虫豸，花朵为各类虫豸供给食物，花蜜成为它们食物链中的一环，那环环相扣的干系敦促了整个虫豸界的进化。
图八：树脂中的蜜蜂（图右）；采花的蜜蜂（图左）
那个斑斓的化石，是一个被困正在树脂中的本始蜜蜂。1亿年前，像那样的蜜蜂化石初步显现，从食肉皇蜂进化而来的蜜蜂此时曾经不吃肉了，如今爱吃花粉和花蜜。身上长满浓毛的蜜蜂，是为了支罗更多的花粉，它们还进化出更敏锐的眼睛，有着数百个小透镜能定位花朵，眼睛内部也有非凡的细胞能监测紫外线。只管有了虫豸协助授粉，但开花动物仍然会逢到一个新问题，当虫豸从花上支罗了花粉，随后它们有可能爬到了差异类的花朵上使得受精失败，这花粉也会华侈了，因而开花动物针对此类情况进化出了更复纯的魔术。
图九：奥芬花
正在南非海岸的悬崖下面，有一种奥芬花，此开花动物的花不含花蜜，它们只供给花粉，但同时它们的花粉是未开苞的，由扭直的雄蕊护卫起来，而当一种虫豸——雌木蜂落正在花瓣上，它只需扇动党羽并将党羽扇动的速率调解到适宜的中音频次，此时的护卫之门就会翻开，花粉出现出来，木蜂完成授粉。正在木蜂和奥芬花之间建设的神奇的干系，担保了奥芬花的花粉能够正在同类开花动物中停行流传。至此各类千般的开花动物初步显现，同时成为食物链中一环的花蜜也加快了开花动物多样性的删多速度，也促进了植物多样性的展开。譬喻那只天蛾正用长长的舌头吃着蜂蜜；就像那只星蜂鸟，它的嘴巴很符折吸食喇叭花；比如那些巨嘴鸟，它们吃授粉植物。1.2亿年前至9千万年前，这时候地球的进化汗青进入了爆炸式删加阶段，而那都要感谢开花动物。
图十：天蛾（图右）；星蜂鸟（图左）
图十一： 吃授粉植物的巨嘴鸟
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局部图片来自网络
文稿：李慧娟
编辑：李响返回搜狐，查察更多
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