“吸血”的寄生植物—— 菟丝子

文/马炜梁 寿海洋

寄生植物将自己的“吸器”插入寄主植物的维管束,抽取寄主植物的养料,就像蚊子从人的血管中“吸血”一样。

会“吸血”的寄生植物
凡是绿色植物皆能进行光合作用,在阳光下将无机物转化成为有机物,因而植物界成为地球上绝大多数有机物的来源和最重要的生产者。然而你是否知道,还有一种专靠夺取其他植物的养料,来供给自身生长所需的寄生植物,被抽取养料的植物(被称为寄主植物)自然就生长不良了。
寄生植物是靠什么来抽取寄主植物养料的呢?它们所共同具有的一个利器就是“吸器”。它们能利用吸器穿透寄主植物的表皮、皮层,从而与寄主植物的维管束相通,使营养物质向自己体内单向流动。寄生植物就好像蚊子一样,在对方的“血管”上直接扎一根针,使其和自己的“血管”连通,吸取“血液”。
寄生植物属于被子植物门,共有4 200多种,约占被子植物种数的1%。寄生植物分布在18科274属,其中最集中的玄参科共有700多种。
寄生植物分为两类:一类被称为全寄生植物,它们的营养完全来自寄主植物,占寄生植物的20%,如蛇菰科、大花草科、列当科等。另一类被称为半寄生植物,它们有叶绿素,能进行光合作用,但转化水平很低,不能满足自身生长、发育之需,它们可在无寄主植物的情况下生活一段时间,但不能开花结实完成生活史,只有寄生在寄主植物上抽取必需的养分才能完成其生活史。半寄生植物约占寄生植物的80%,如桑寄生科、檀香科、菟丝子科等,樟科植物无根藤也是半寄生植物。
大多数寄生植物具有广寄生性,如菟丝子属能够寄生在数百种植物上;有少数专性寄生植物,只能寄生在一种寄主植物上。

菟丝子
菟丝子属植物是缠绕草本,在我国分布很广泛,几乎遍布全国。它们的花很小,叶片已经退化,但茎有叶绿素,所以它们是半寄生植物。菟丝子的种子在土中萌发,幼苗为丝状,遇寄主植物即缠绕而上,茎上生出吸器,穿刺寄主植物的茎,以夺取寄主植物的养分和水分。当菟丝子的吸器与寄主植物联合之后,它原来在土壤里的根就不起作用了,植株就会和地面脱离,成为一丛架空的、无根的植物。
常见的菟丝子属植物有菟丝子(Cuscuta chinensis)、南方菟丝子(Cuscuta australis)和金灯藤(Cuscuta japonica)等。金灯藤又名日本菟丝子,它的茎上有褐色斑点。当它寄生在葡萄上时,葡萄就会被偷走养料,不能再结实。在葡萄的茎切面上,还可以看到金灯藤的吸器。

神奇的种子萌发方式
寄生植物都以种子繁殖。像许多寄生植物一样,菟丝子的种子很小,也就是说,种子内储藏的养分不多,一旦萌发就需要寄主植物给予营养。因此,寄生植物在萌发前需要寄主植物给出一个萌发信号,此信号可以激活休眠种子内部酶的活性,从而打破休眠,促进萌发。这种信号是寄主植物产生的化感抑制物质,大多由倍半萜类物质和氢醌类物质构成。
寄生植物的这一特性使得它的种子在土壤中能保持休眠,等待寄主植物萌发信号的出现,而不像我们平时理解的那样:种子在一定的温度和湿度下便会萌发。要是这样,种子死亡率必然很高。寄生植物的种子通过这种等待,提高了自己的生存概率。从这里我们可以看出寄生植物的“智慧”。
(本文作者马炜梁教授曾任中国植物学会理事、上海市植物学会副理事长,现为中国摄影家协会会员、《辞海》及《大辞海》分科主编、《生物学教学》杂志名誉主编。寿海洋为上海辰山植物园高级工程师,上海市科普作家协会会员。)

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