植物沒有眼睛，為什么可以偽裝成周圍環(huán)境和別的生物模樣？

出品：科普中國

作者：謝興馳（中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園）

監(jiān)制：中國科普博覽

人們很早就發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物中的偽裝現(xiàn)象，并對這些現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究以及廣泛的科普。動(dòng)物進(jìn)行偽裝主要有三個(gè)方面的作用，一是為了減少被捕食者檢測和發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)；二是模仿其他生物的形態(tài)來誤導(dǎo)捕食者；第三則是以十分顯眼并帶有警示意味的體色來警告捕食者，自己不可食用。

將自己偽裝成樹干的地衣葉尾守宮(Uroplatus sikorae)

（圖片來源：Veer圖庫）

擬態(tài)成蛇的擬蛇頭天蛾(Hemeroplanes triptolemus)

（圖片來源：YouTube/Andreas Kay）

具有警戒色的鈷藍(lán)箭毒蛙(Dendrobates tinctorius)

(圖片來源：Veer圖庫)

但除了動(dòng)物，許多植物也一樣能夠模擬周圍環(huán)境進(jìn)行偽裝。植物們偽裝的方法其實(shí)和動(dòng)物使用的差別不大，它們也都是通過改變自身色彩和形態(tài)，使自己融入背景，讓天敵難以發(fā)現(xiàn)；或者是通過特殊花紋營造偽邊緣效果，讓真實(shí)輪廓不易暴露。

比如生石花(Lithops pseudotruncatella subsp.)，它們在最近這些年因?yàn)樽约邯q如圓潤鵝卵石一般的外表而廣受歡迎，很多人都會(huì)養(yǎng)上幾盆。其實(shí)這就是一種典型的植物偽裝者，鵝卵石的外形就是為了避免昆蟲發(fā)現(xiàn)并取食它們。

生石花演化出不同種類

(圖片來源:Veer圖庫)

不過，相比于對動(dòng)物偽裝的研究，植物偽裝的研究非常有限，還有許多需要深入研究的地方。其中最重要的一點(diǎn)就是我們需要了解偽裝能力在植物生態(tài)和進(jìn)化中的重要性。比如，植物如何通過偽裝適應(yīng)不同棲息地的？因?yàn)橥晃锓N的不同種群在不同環(huán)境下，其產(chǎn)生的偽裝也不同，其中一個(gè)例子就是在礫石灘的紫堇有著灰褐色的外表，而長在紅砂巖區(qū)域的紫堇則會(huì)變成和巖石一樣的磚紅色。

偽裝在砂巖中半荷包紫堇（Corydalis hemidicentra ）

(圖片來源：參考文獻(xiàn)2)

半荷包紫堇與前文提到的生石花的不同之處在于，生石花是通過演化成不同亞種或變種來產(chǎn)生不同花紋偽裝的，然而半荷包紫堇卻可以通過改變自己葉片的顏色來實(shí)現(xiàn)這擬態(tài)，而不是靠演化——也就是說，即使是同一物種，不同地區(qū)的半荷包紫堇也會(huì)產(chǎn)生不同顏色。那么問題就來了，植物沒有眼睛，它們卻是怎么識(shí)別并模擬周圍的環(huán)境的？

沒被食草動(dòng)物發(fā)現(xiàn)并成功開出花朵的半荷包紫堇

（圖片來源：中國植物志）

有一種猜測是，這些植物會(huì)因?yàn)殚L時(shí)間在此環(huán)境生長而逐漸適應(yīng)周圍環(huán)境，那些不符合環(huán)境顏色的植物會(huì)被昆蟲發(fā)現(xiàn)，而只留著那些符合周圍顏色的植株存活，它們不像生石花那般演化出多個(gè)種類，而是靠隨機(jī)的色系來進(jìn)行偽裝，這似乎是一種無意識(shí)的變化，因?yàn)橹参锔静恢乐車沫h(huán)境為什么樣式。

科學(xué)家取樣了一些半荷包紫堇的種子種植，并為其提供不同的環(huán)境，在這些不同的環(huán)境中紫堇會(huì)產(chǎn)生多個(gè)色系，包括了灰色，綠色，與紅褐色與土黃色，但這四種顏色都可能會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)環(huán)境中，所以有可能只有那些符合偽裝色的植物才會(huì)留在此地，繼續(xù)生長，那些沒有偽裝的就容易被動(dòng)物發(fā)現(xiàn)并吃掉。

模擬環(huán)境下半荷包紫堇的顏色變化

(圖片來源：參考文獻(xiàn)2)

同樣，在我國西南高山流石灘之上分布的梭砂貝母(Fritillaria delavayi)由于其獨(dú)特的藥用價(jià)值而逐漸受到人類的采挖，因此選擇了一種更為罕見的演化路線。但是相比與其他的偽裝植物，科研人員們經(jīng)過長期多地觀察，并沒有觀察到動(dòng)物取食梭砂貝母的明顯痕跡，由于體內(nèi)富含生物堿，貝母屬植物具有很強(qiáng)的化學(xué)防御，在一定程度上抵御了動(dòng)物取食。那么面對最大的天敵——人類對其采伐量的不斷擴(kuò)大，梭砂貝母受到的威脅也越來越大，于是它們選擇了隱身作為演化方向。

最初時(shí)，梭砂貝母自從長成之后，每年都會(huì)開出一朵淡黃色的花朵，這顏色在灰褐色的流石灘上格外扎眼。但隨著人類采挖活動(dòng)的加劇，研究人員發(fā)現(xiàn)，在人們采伐量更大的區(qū)域，梭砂貝母更傾向于開出灰色或棕色的花朵，以最大限度降低自己被發(fā)現(xiàn)的可能性。它們偽裝的效果也表明，這種策略卓有成效——科研人員做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求人們在14張自然環(huán)境的圖片中找到梭砂貝母，結(jié)果證實(shí)偽裝程度越高、綠色程度越低的個(gè)體越難被找到。

不同群體梭砂貝母的體色變化

(圖片來源：牛洋《商業(yè)采挖影響高山植物的偽裝色彩進(jìn)化》)

不僅是半荷包紫堇和梭砂貝母，科學(xué)家在中國西南部就發(fā)現(xiàn)了至少十幾種有著偽裝色葉片的植物，這些植物生長的環(huán)境多為貧瘠的高原環(huán)境，在這里養(yǎng)分匱乏，動(dòng)物迫切為尋找食物而不放過任何眼前的植物，在這里生長的一些植物就被迫演化發(fā)育出多個(gè)色系來提供偽裝防止被動(dòng)物發(fā)現(xiàn)。

偽裝在流石中的槲葉雪兔子（Saussurea quercifolia）

(圖片來源：謝興馳)

在自然界中的很多生物，像半荷包紫堇、梭砂貝母等都受到了天敵或者人類的行為的影響，從而進(jìn)行了一系列的進(jìn)化來偽裝自己，而這樣的方式都是在外界環(huán)境變得不利于生存之后，生物種群為了生存而做出的調(diào)控，正是這樣它們才得以在艱苦的條件下繼續(xù)繁衍生息。

參考文獻(xiàn)：

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（注：文中拉丁文部分應(yīng)為斜體。）