从《本草纲目》错到游戏圈!科学家拆穿这个“植物界伪装大师”

B站影视 日本电影 2025-06-27 14:26 1

摘要:在热带或亚热带森林中,你偶尔会在某些植物的根部发现一种十分奇异罕见之物——大小、形状和蘑菇差不多,但是颜色却鲜红如血,它们成丛地生长在路边或者树下,十分显眼。很多人首次见到,都会把它当作蘑菇,其实它是一种全寄生的草本植物——蛇菰。

大千世界,万物有灵。

今天要讲的主人公,长得像蘑菇,可偏偏又是植物。它,就是蛇菰(gū),植物界一朵爱“躺平”的奇葩。

在热带或亚热带森林中,你偶尔会在某些植物的根部发现一种十分奇异罕见之物——大小、形状和蘑菇差不多,但是颜色却鲜红如血,它们成丛地生长在路边或者树下,十分显眼。很多人首次见到,都会把它当作蘑菇,其实它是一种全寄生的草本植物——蛇菰。

蛇菰并非特指一种植物,而是蛇菰科(Balanophoraceae)蛇菰属(Balanophora)植物的统称,均为一年生或多年生的肉质草本植物,全株淡红色至鲜红色。据《中国植物志》记载,蛇菰属植物在全球约80种,主要分布于亚洲和大洋洲热带和亚热带;在我国已记录分布的有20种,多分布在长江流域及南方各省海拔2000米以下的山谷、森林中。近年来,随着生态环境不断改善,在秦岭北坡也陆续发现了蛇菰的分布。

秦岭中的蛇菰

(图片来源:作者)

蛇菰又称葛蕈(xùn)、葛花菜,自古便是一味名贵药材,相传为东晋名医葛洪命名。现代医学研究发现,其体内富含三萜、甾体、黄酮、有机酸及鞣质等化学成分,具有一定的药用潜力。

蕈,即木头上长出的蘑菇。因为外形与蘑菇太过相似,这可“坑”苦了古代的医家大师们。你看,就连《本草纲目》都这样记载:“葛花菜......如芝菌涌生地上,其色赤脆,盖蕈类也。”。这种混淆甚至延续至今——在2024年大热的一款游戏中也有它的身影,只可惜游戏设计者配错了图,选了羊肚菌的图片。

就这样,大自然和我们人类开了一个小小的玩笑。

游戏中的道具葛蕈,配图为羊肚菌

不仅外形像蘑菇,蛇菰的生活方式也和蘑菇类似。

因为不含叶绿素,缺乏正常的根、茎和叶组织,蛇菰必须寄生在树木的侧根上才能存活。温暖、潮湿的阔叶林是它们生长的理想之地。因为阔叶林下含有丰富的落叶层和腐殖质,树木根系在表土层生长活跃,为蛇菰提供了生长繁殖的机会。

蛇菰与植物根系共生

(图片来源:董繁荣)

当蛇菰的种子萌发后,首先产生吸器,占据寄主植物的根尖,导致寄主植物的根停止生长。随后,伴随着宿主的根逐渐变粗,蛇菰的根状茎会逐渐长大,其后会长出不分枝的、类似小蘑菇的肉质茎。多个块状根茎往往会聚成一团,长出的茎宛如一堆染了红漆的毛笔插在地上,因此,蛇菰也有个雅号叫作“文王一支笔”。

蛇菰的块状根状茎

(图片来源:作者)

奇特的是,根状茎中的维管系统既包含了蛇菰自身的,也包含寄主的,二者形成复合的维管组织。这种奇特的寄生方式确保了蛇菰与宿主之间的紧密联系,有助于其更好地从宿主身上获取营养。

但是,蛇菰长得低矮,也不好吃,所以它的种子传播起来比较困难。缺少动物帮忙和风的助力,单靠雨水冲刷,蛇菰细小的种子传播范围十分有限。并且,种子在传播过程中很难准确地落在寄主植物的根部,导致仅有极少种子能够顺利萌芽成长。

作为专性寄生植物,蛇菰由于植株矮小、生境阴湿且必须依赖寄主生存,对于环境的要求也很高。如果森林遭到破坏或寄主植物灭绝,蛇菰便会失去生存基础,这也是其种群数量稀少的重要原因。

真可谓生得随机,活得坎坷。

自然界是残酷的,遵循“弱肉强食,适者生存”的法则。蛇菰从种子传播之初就充满偶然,生存之路更是艰难,为了适应环境,干脆选择了彻底“躺平”。

地球上的绝大多数植物都能够自立更生,从土壤中吸取养分,依靠自身光合作用获取生长能量,它们被统称为“自养型”生物。然而,在被子植物中,进化出了一些“另辟蹊径”的物种,它们寄生生在其它植物上,并从中获取营养。其中,一些还保留了“劳动能力”(光合作用),被称作半寄生植物;另外有一些完全丧失劳动能力的,则被称作全寄生植物。蛇菰就是全寄生植物之一。

西双版纳热带雨林中的寄生花(左)和蛇菰(右)都是寄生植物的典型代表

(图片来源:作者)

通过演化出与寄主植物的完美寄生关系,蛇菰过上了“不劳而获”“吃喝不愁”的轻松日子。但是,科学家们发现,这样的“躺平”也是需要付出代价的。

原来,在自然界中除了“弱肉强食”的铁律以外,还有一条潜规则——用进废退。与勤劳的自养植物相比,不同类群的寄生植物或多或少发生了基因的丢失。2023年9月,中国科学家在《自然》杂志上发表的研究结果显示,半寄生植物丢失了相对少量的基因,而全寄生的蛇菰和寄生花基因大量丢失,分别为28%和38%,且两个类群丢失的基因大部分是相同的。

伴随着光合作用功能的丧失,蛇菰丢失了几乎全部与此相关的基因;同时,与根部发育、氮的吸收、开花调节等重要功能相关的基因也大量丢失。此外,普通植物中往往会保留几个相似的基因用于特定功能,如信号传递、代谢或适应环境变化,为此它们会形成一些多基因的大家族来保障生理功能的稳定。但在蛇菰中,长期的不劳而获让蛇菰的这些功能显著退化,这些基因家族大多被缩减成一个基因。这也就成了它数量稀少、活得坎坷的主要原因。

所以,亲爱的读者们,不要因为蛇菰爱“躺平”就对它另眼相看。毕竟这个看似“奇葩”的小生灵,不仅是森林生态的重要成员,对我们人类也有重要的科研及应用价值。

当然,我们也要时刻提醒自己,千万别学它一样躺平,“寄生”绝不是明智的生存之道,因为人类社会的生存法则和大自然一样,躺平是需要付出代价的。

参考文献:

[1]中国植物志 网络版 http://www.iplant.cn/frps

[2]Xiaoli Chen et al. Balanophora genomes display massively convergent evolution with other extreme holoparasites and provide novel insights into parasite–host interactions. Nature Plants, 2023,vol.9:1627–1642

[3]陈吉炎等. 蛇菰属药用植物的种类与研究进展. 时珍国医国药, 2010年, Vol.21 ( 8):2032-2034

[4]丁学欣. 那些奇异的秦岭植物. 森林与人类,,2014,02:42-49

出品:科普中国

作者:李勃(陕西省生物农业研究所)

监制:中国科普博览

来源:中科院中国科普博览

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