無論外界環境如何,植物花朵的溫度總是保持恆定,如葛芋花的溫度約38度,而外界氣溫達20度時,其溫度還維持在40度左右,這種能力是為了把自身的花朵當成一個微型小環境,從而吸引昆蟲,提高授粉幾率。生物學家們把這些能產生熱力的植物稱為溫血植物。據統計,這類植物大約有幾百種,分別屬於十多個科。
基本介紹
- 中文學名:溫血植物
- 界:植物界
- 門:被子植物門Magnoliophyta
- 綱: 雙子葉植物綱Magnoliopsida
簡介,研究,成果,研究結果,
簡介
溫血植物
澳大利亞科學家發現了一些“溫血植物”,無論外界環境如何,植物花朵的溫度總是保持恆定狀態,他們把這類植物命名為“溫血植物”。例如葛芋花的溫度約38℃,而外界氣溫達20℃時,其溫度還維持在40℃左右。溫血植物的這種溫度調節能力,是為了把自身的花朵當成一個微型小環境,從而吸引昆蟲,提高授粉幾率。
研究
為了準確知道這類溫血植物的恆溫能力有多高,生物學家西摩作了一些測定。他發現,有一種名叫羽裂蔓綠絨的植物,它的花朵溫度保持在30℃~36℃之間。西摩在實驗室里,將環境溫度降為4℃時,這種植物的花朵溫度仍然能保持在這個溫度範圍內。而另一種植物臭菘也很奇特,它能夠在大雪紛飛的日子給自己構建一個小暖房。實驗表明,當環境溫度降為9℃時,臭菘花朵內的溫度要比外界高15℃,而環境溫度降為零下15℃時,它花朵內的溫度甚至可以比外界高30℃!這種能力甚至超過了許多哺乳動物。還有一種分布非常廣泛的紅千葉蓮花,西摩測定,即使環境溫度低至10℃,它的花朵溫度還能保持在30℃~36℃。
西摩的研究小組還測定了葛芋花的溫控規律,他們發現一個奇怪的現象,就是葛芋花的溫度變化與時間的關係,要比和環境溫度的關係更緊密。而對紅千葉蓮花來說,當研究人員用半透明的護套蒙住它,並將它置於正常晝夜溫度交替情況下時,它的花朵溫度並不很穩定,會有一些變化。 也許真正能調節溫度的植物要數杈葉槭,它分布於北美洲,具有規則的溫度變化。
成果
對此,科學家已經作了許多相關的研究。早在1932年,生物學家就已經證明,細胞中存在有一條二級呼吸線路,這使得它們能夠大量產熱。20世紀70年代,生物學家還在這條呼吸線路里發現了一種交替氧化酶(AOX),它們在細胞的“動力工廠”——線粒體中發揮作用,這種酶在植物抵抗低溫時同樣起著重要作用。
後來的研究還發現了另一種起作用的蛋白質。生物學家已經知道,哺乳動物作為恆溫動物,它們能夠產生大量的熱是依賴於一類解偶聯蛋白質——UCPs,這種蛋白質存在於脂肪組織中,能使動物在寒冷的天氣里保持所需的生存溫度。然而,德國的幾位科學家發現,溫血植物細胞內竟然也有UCPs蛋白質!寒冷能夠促進產UCPs蛋白質的基因活性大幅提高,從而導致這些植物能夠像恆溫動物一樣抵抗嚴寒。
日本科學家認為,這兩種蛋白質的功能是異曲同工的,在溫血植物細胞內執行相似的功能。這些科學家表示,他們的發現對於研究新型的非生物控制裝置,尤其是空調具有重大的作用。
以葛芋花為例,它的花朵由多毛的佛焰苞和帶有附屬物的肉穗花序組成,它的氣味和色澤與哺乳動物的腐屍極為相似,對麗蠅等喜愛屍體的昆蟲而言,十分具有吸引力,一見到它,這些昆蟲就很想鑽進去瞧個究竟。
有些準備要進去的昆蟲,身上已經帶了花粉,它們原本是希望在花朵底部發現充滿水分的腐肉以方便自己產卵的。當它們在花朵里搜尋腐肉的同時,它們身上攜帶的花粉也就落在雌蕊上。花朵中間的幅狀物阻擋它們出去,天色暗了,它們也就陷在裡面了。等到天亮,雄蕊成熟開始吐出花粉,而幅狀物也開始萎縮,此時昆蟲才可以離開,同時也替葛芋花完成了傳粉。
研究結果
顯示,暴露在外的肉穗花序的附屬物其產熱與臭味發散時間吻合。據此,有的生物學家推斷,溫血植物產熱是為了散發自己的氣味以便吸引昆蟲傳粉。還有些生物學家說,產熱是為了更好地模仿死亡動物,因為死屍的腐爛過程也會產熱,當然戲演得越逼真就越能吸引傻乎乎的昆蟲上鉤。
對此西摩又提出了新的看法,他說,這個暖和的花房只是為了給深夜的昆蟲提供一個“夜總會”似的好去處,他將研究結論發表在《自然》雜誌上。西摩認為,深夜裡的昆蟲為了躲避寒冷,可以睡在溫血植物的花房之中,一覺下來,它的能量消耗僅僅是頂風禦寒的一半呢!這么好的地方當然吸引昆蟲了,甚至還有一小口花蜜作為“快餐”,當然昆蟲就樂於在休息之餘擔負起傳粉的職責。
看來,溫血植物的產熱能力都是為了在殘酷的自然競爭中存活下來,生存很殘酷,方式卻很精彩。