编译杨斧如果你问一个依然迷人的中老年女性保持青春美丽的秘诀，你得到的可能是蒙娜丽莎式的微笑和巧妙的提问。到目前为止，植物学家在探索植物界迷人的“女王”兰花——的奥秘时，也遇到了类似的困惑。兰花科——兰科的物种比地球上任何植物科都多：天然存在的大约有30,000种种，以及数以万计的人工栽培杂交品种。大多数兰花是附生植物，它们不在土壤中扎根，而是将其根无损地附着在热带森林中上层树木的树干或树枝上。少数兰花是腐生物种，缺乏叶绿素，依靠真菌提供生命养分；在澳大利亚，有些兰花属一生都生活在地下。兰花有除黑色以外的所有颜色。兰花并不都是香气宜人的，它们散发出的气味千差万别，从诱人的巧克力香气到腐肉的臭味，各种稀奇古怪的气味。是什么造成了兰花惊人的多样性？这是他们极其复杂和不寻常的生活方式。兰花在很多方面与其他开花植物有很大不同。兰花可能看起来是孤独的，但实际上它们与许多其他生物群体（动物、真菌等）密切相关。达尔文曾经写过一本关于兰花的书——《兰花的授粉》，其中描述了英国和国外兰花借助昆虫的各种技术。这本书继承了他的进化论，也是自然选择理论的有力证明。然而，这已经是100多年前的事了，而今天，借助“基因测序”等强大的分子生物学技术，植物生物学家已经能够改写这一有着迷人花朵的植物家族的历史。独特的生存方式兰科植物属于被子植物中的百合科。同科的著名科——禾本科、百合科等，每朵花中，雄蕊的数量是3的倍数，但兰科的花很特别，通常只有一个可育雄蕊，而这个雄蕊是组合在一起的与雌蕊形成雌雄同体结构，称为柱。花粉是在雄蕊顶部的花药中产生的。不同的是，兰花的花粉粒粘在一起形成2-8个花粉簇，这些花粉簇在一个称为粘盘的粘垫上连接在一起。这种复杂的结构称为花粉团。花粉块上部有一罩状药帽，可防止自花授粉。但花粉团很容易被授粉昆虫的尸体或蜂鸟的喙带走。当来访的传粉者接触花粉团下部的粘盘时，整个花粉团与粘盘一起被“捕获”。通常兰花的雌蕊位于雄蕊柱的中下部，接受花粉的柱头呈穴状，位于粘盘下方。当携带花粉团的传粉者在两朵花之间移动时，暴露在空气中的花粉团迅速收缩和变形，使其位置和方向正好适合下一朵花的柱头袋接收。对于每一株兰花来说，通常只有一个花粉团，而柱头孔也只能容纳一个花粉团，所以这唯一一次接受授粉媒介的机会是非常珍贵的。为了确保这次授粉成功，负责吸引传粉者的花瓣也发生了重大变化——，三个花瓣之一进化成了嘴唇。它通常是兰花最大、最艳丽、最精致的部分，位于雄蕊的前部和下部。它不仅为传粉媒介提供了登陆平台，还常常承担着吸引和容纳传粉媒介的重要任务。在唇上或逃离它形成的陷阱（监狱）时，身体的上部恰好靠近雄蕊的上部，这保证了获取和发送花粉团的成功。在被子植物中，许多由昆虫或其他小动物授粉的花朵都为传粉者准备了奖励——花蜜、花粉甚至临时的新房，以吸引传粉者为它们服务。但兰花常常另辟蹊径，依靠气味、颜色、形状等方面的模仿来欺骗授粉者进行义务劳动。
所有这些专业化、调整和融合，再加上无偿的诱饵和一次性机会，似乎是一种冒险的繁殖策略，但兰花显然是成功的。可见，兰科是被子植物中最杰出的科。一旦授粉和受精，兰花的子房就会发育成一个充满数万颗微小种子的胶囊。兰花的种子小如灰尘，仅由胚和种皮组成，没有储存养分的胚乳，也没有子叶。显然，微小的种子更有利于在空气中长距离传播，扩大了种群的生存空间。但如果没有营养储备，一旦发芽，就会因“缺粮”而失去动力，无法继续生长，新生命就会过早死亡。如何做到“两全其美”？聪明的兰花通过与真菌的结合，两全其美。正常情况下，兰花的种皮可以保护胚不受损伤，保持种子内的水分，防止微生物的侵入。但当它遇到一种“友好”的真菌菌丝时，种皮就会失去防御能力，不得不让它通过。一旦菌丝和胚胎细胞相遇，它们就开始联盟。菌丝不断地为胚和萌发后形成的幼苗提供生长发育所必需的营养物质，同时从其他细胞中获取一些生命所需。的复合物.这种联盟通常在兰苗展开绿叶并能进行光合作用并独立生活时结束；但在某些兰花中，这种联盟将终生维持，因此它们永远不会产生叶绿素并失去进展。光合作用的能力始终取决于真菌的摄食。这种生活方式被称为“微生物异养”。兰科植物起源古老，是一个特殊的植物科。如何对其进行分类并找出其与其他科的关系是学术界争论的焦点之一。有人以兰花的种子为分类依据，将兰科与其他以异养微生物为生的类群归为一类。有人根据花，认为兰科与百合科的亲缘关系较近。其他人则将蓝科归入单一类别——，这样看起来就没有什么争议了。然而，DNA测序提供了一种基于——的新分类法，可以准确确定生物染色体上构成遗传基因的核酸序列，这可以帮助生物学家了解一个物种在生物进化史上的位置，揭示其来龙去脉。 DNA测定研究表明：兰科属天门冬科成员，天门冬科还包括龙舌兰科、天门冬科、风信子科、鸢尾科和葱科。兰科是该目“系统发育树”底部的一个分支。目前，科学家推测兰花在一亿年前就已分化形成。这比传统的认识要早得多。过去，植物学家认为兰科起源较晚，主要是基于分布在南美洲和非洲的兰科类群大部分要么分布在新大陆，要么分布在旧大陆，相同的很少。物种。植物植物同时出现在两个大陆上。这说明这些类群基本上是在一亿年前南部大陆板块分裂成两个新板块（南美洲和非洲）之后演化而来的。此外，还有人认为：兰科植物中的大多数物种都是附生植物，应该是在开花植物组成的森林大量出现后进化而来的；而且，大多数兰科植物的特定传粉者成为开花植物的传粉者的时间较晚，因此兰花的历史不被认为很长。然而DNA 数据显示兰花有着古老的起源。以兰科香草亚科为例。香草亚科包括15 个属。这个亚科的进化史过去一直让植物学家感到困惑：它们都具有相对进化的特征，例如有些是攀缘藤本植物，有些具有带翅种子，并且大多数具有非常复杂的异花授粉技能。然而，它们具有一些通常在更原始的兰花中发现的特征，例如陆地生活方式、花粉粒不会聚集在一起形成花粉团，以及雄蕊和雌蕊的融合程度比大多数兰花都低。来自DNA
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