这些“幽灵花”不用光合作用也能生长,一位科学家正在探索其中奥秘

作者: aeks | 发布时间: 2025-10-10 11:21 | 更新时间: 2025-10-10 11:21

学科分类: 分子生物学 植物学 生态学 生物学

这些“幽灵花”不用光合作用也能生长,一位科学家正在探索其中奥秘
这些“幽灵花”不用光合作用也能生长,一位科学家正在探索其中奥秘

日本神户大学植物学家末次健司自幼在奈良的原始森林中邂逅了一种神秘的‘幽灵植物’——小沙晶兰(Monotropastrum humile),这种通体洁白、宛如玻璃制成的花朵不进行光合作用,而是从土壤真菌中获取碳和养分。这次童年经历激发了他对菌异养植物的终身研究热情。如今37岁的他已成为全球该领域的权威专家之一。

菌异养植物是一类特殊的植物,它们不依赖阳光,而是通过根系与土壤中的真菌菌丝相连,窃取真菌从树木那里获得的有机碳。全球已有约600种完全放弃光合作用的植物被发现,其中近一半是兰花。这类植物多生长在密林底层,生命周期短暂,每年仅开花数天,极难观察。

末次健司结合传统分类学、分子生物学和长期野外追踪,自2008年以来发表了近250篇论文,帮助确认了30个新物种,其中包括仅分布于日本西部的粉红色小沙晶兰(M. kirishimense)。他曾耗费20年时间,通过花期差异、形态特征和基因分析,证明该植物并非普通小沙晶兰的变种,而是一个独立物种。目前该物种在日本仅有10个种群,每群不足20株,已被列为极危物种。

他的研究颠覆了人们对菌异养植物繁殖方式的认知。过去认为这些植物靠风力传播微尘般的种子,但末次通过夜间相机拍摄发现,驼螽(一种蟋蟀)会吃下果实并完整排出数百粒 viable 种子,成为关键传播者;而蜈蚣则会嚼碎种子使其失活。他还首次发现某些兰花可由同一昆虫(如驼螽或蚂蚁)同时完成授粉和种子传播,甚至发现仅1厘米长的鼠妇也能传播种子,成为目前已知最小的种子传播者。

此外,他发现某些兰花具备“延迟自花授粉”机制:花朵初开时等待外来授粉者,若数日后未被授粉,则雌蕊萎垂使雄蕊接触,实现自我授粉,既保证繁殖成功率,又保留异交机会以避免近亲退化。

末次的成功也得益于他广泛团结业余植物爱好者。例如退休教师石桥正行通过高倍摄影协助发现新的螺旋兰物种;咨询生态学家中村康则偶然发现一种罕见“仙灯”植物,最终被鉴定为自1930年以来日本首个新属维管植物——残遗仙灯(Relictithismia kimotsukiensis)。为让非专业人士也能阅读研究成果,末次坚持将论文发表在开放获取期刊上。

未来,他希望深入追踪碳元素如何在植物与真菌地下网络间流动,揭示植物为何及如何演化出对真菌的依赖并丧失光合作用。尽管这些问题仍需多年探索,但他始终保持着童年时那份对自然奇迹的好奇与敬畏。

DOI: 10.1126/science.zu9apee

标签: 兰花 幽灵植物 末次健司 种子传播 菌异养植物