你知道吗?植物的花和果实为什么会五颜六色?这些颜色是怎么进化来的?为什么大多数的果实都接近圆形,它们为什么不长成方形、三角形等其他形状?
我国著名的科普作家贾祖璋先生曾经在其作品《花儿为什么这样红》中从各个角度阐述了花的颜色问题。下面我们节选与植物进化相关的部分来赏析一下。
花儿为什么这样红?从进化的观点来考察,它有一个发展的过程。裸子植物的花是原始的形态,都带绿色,而花药和花粉则呈黄色。在光谱里面,与绿色邻接的,长波一端是黄、橙和红,短波一端是青、蓝和紫。我们可以说,花色以绿色为起点,向长波一端发展,由黄而橙,最后出现红色;向短波一端发展,是蓝色和紫色。红色应是最晚出现的花色,在进化过程中居于顶峰,最鲜艳,最耀眼。
花儿为什么这样红?从达尔文的自然选择学说来看,昆虫起了到重要的作用。亿万年前,裸子植物在地球上出现的时候,昆虫还不多。裸子植物花色素淡,传粉受精依靠风力,全部是风媒花。后来出现了被子植物,昆虫也繁盛起来。被子植物的花有了花被,更分化为萼和花冠(花被和花冠通称花瓣)。花瓣不再是绿色,而是比较显眼的黄色、白色或其他颜色。形状也大了,有的生有蜜腺,分泌蜜汁,有的散发芳香,这就成为虫媒花。“蜂争粉蕊蝶分香”,昆虫帮助花完成传粉受精的任务。昆虫采蜜传粉,有一种特殊的习性,就是经常只采访同一种植物的花朵。这个习性有利于保证同一种植物间的异花传粉,繁殖后代。这样可以固定种的特征,包括花的颜色。我们可以设想,假如当初有一种植物,花色微红,其中红色比较显著的花朵,容易受到昆虫的注意,获得传粉的机会较多。经过无数代的选择,在悠长的岁月中,昆虫就给这种植物创造出纯一、显著、鲜艳的红色花朵。昆虫参与自然选择,造就出各种不同的植物,也造就出各种不同的花色。
花儿为什么这样红?最后要归功于人工选择。自然选择进程缓慢,需要很长时间才能显示它的作用。人工选择大大加快了它的进程,能够在较短时间内取得显著成果。例如牡丹,由自然选择费了亿万年才出现野生原种,花是单瓣的,花色也只有粉红的一种。经过人工栽培,仅就北宋中叶(11世纪)那个时候来说吧,几十年工夫就由单瓣创造出多叶、千叶(重瓣)、楼子(花心突起)、并蒂等各种不同的姿态;由粉红创造出深红、肉红、紫色、墨紫、黄色、白色等各种美丽色彩。再如大丽花(图8-1),原产墨西哥,只有八个红色花瓣。人工栽培的历史仅二三百年,却已有千种形状、颜色不同的品种。又如虞美人(图8-2),经过培养,已有红、黄、橙、白等颜色,却没有出现过蓝色。美国的著名园艺育种家浦班克,发现一株花瓣上好似有一层迷雾的虞美人,经特意培养,育成了各种深浅不同的蓝色虞美人,为花卉园艺添加了新的色彩。
图8-1 大丽花(刘铁志供图)
图8-2 虞美人(刘铁志供图)
通过以上分析,我们不难看出,花的颜色进化也遵循着物竞天择的规律。经过亿万年的演变,花儿们终于形成了姹紫嫣红、色彩缤纷的局面。
那么,为什么大部分水果是圆形的呢?我们也试着用进化的观点来分析。
一般认为,外表形状是圆球形的水果所承受的风吹和雨打的力量比较小;另外,圆球形水果表面积小,水果表面蒸发量也就小,水分散失少,有利于水果果实的生长发育;再者,表面积小使得害虫立足之处也少,水果得病机会就少了。
相反,如果水果长成正方形,或其他不规则形状,水果表面积大了,就会受到较大的风雨作用力,就会散失较多的水分,就会受到较多害虫的侵袭。这样,它的成活率就低。圆球形水果长大长熟的多,其他形状水果死去的多。长期这样,其他形状的水果被淘汰了,保留下来的水果大多都是圆球形的。这是自然界长期选择的结果,正符合“适者生存,不适者淘汰”的规律。