我命由我不由天——黄花大苞姜丨花颜鸟语_风闻

编者按：在地球浩瀚的历史长河中，生命世界谱写了一曲曲悲壮赞歌，塑造了地球环境，孕育了人类文明史诗，促进了经济社会发展。在科学传播的星辰里，中科院之声与华南植物园联合开设“花颜鸟语”专栏，既是生命世界之窗，又荟萃自然体验的点滴故事。惟愿她为自然世界代言，宣传生物多样性保护。惟愿她解读科学前沿，讲述科学故事，封存自然足迹。

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俗语云：“天命难违。”意谓“天”具有不可抵挡的力量，突出无能为力的绝望感。在人类文明里，“天”的别称很多，唯物主义者称呼其为“自然规律”，唯心主义者称其为“上帝”“造物者”等，但无论何种称谓，“天”都是掌握着万物生杀予夺权力的主宰。每一次的海水翻腾、岩浆迸发、山泥倾泻、烈日炙烤……都可能是造成生灵涂炭的劫难，相对于“天”而言，万物都是渺小而脆弱的。但生命同样是顽强的，在遵循天道的过程中，面对“天命”赋予的困难和绝境，很多生命拼尽全力，与“天”一搏，最终凭借自己的能力征服困境而得以存活。今天我们要介绍的黄花大苞姜（Caulokaempferiacoenobialis），是一种非常励志的植物，终其一生都在演绎着与“天”抗争的故事。

石壁上的家族

翻开黄花大苞姜的族谱，其隶属于姜科大苞姜属，是国产大苞姜属里的“独子”—仅此一种，也是我国特有的多年生宿根草本植物。所谓宿根，即指个体寿命超过两年，可持续生长，多次开花、结果，且地下根系或地下茎形态正常，不发生变态的一类多年生草本植物。作为“家中独苗”已是“亲情缘薄”，奈何其自身族群也较为稀落，偌大的中国仅主要分布于广东、广西两地，“族人”寥寥。与一般植物扎根大地的习性不同，黄花大苞姜喜欢在土壤稀薄、高度潮湿的林内石壁或者山沟瀑布边的石壁上成片生长。另辟蹊径的勇气固然可嘉，可一旦选择了石壁，便再难回归平地的怀抱——这也将预示着，其从出生伊始便选择了一条较为艰难的生存之路。

“姜”家有花初长成

黄花大苞姜长于石壁之上，植株细弱。其茎虽可高达30厘米，但枝条细小，径仅约3毫米，与“弱柳扶风”的情形略为相似；但其叶片则较为宽阔，长5-14厘米，宽1-2厘米，形似放大版的竹叶，每株长有叶子5-9片。受地心引力的召唤，其茎叶一般向下垂着，虽茎小叶阔，但弱而不颓，整株看起来简洁大气，而又藏着铮铮傲骨。每年5-8月是其花果期，每个花序有花1-2朵，花一般自花序中伸出长约3厘米的管状花萼，花萼擎起兰花状的花冠，整朵花为明艳而带鎏金的黄色。黄花大苞姜开花较为克制，通常每天每花序只开一朵，因此成片的石壁上一般不会出现花团簇拥的盛况，时常只见几朵黄花零落地绽放，在阴暗潮湿之地显得极为清冷孤傲。花朵在自然状态下开放后，一般第二日下午开始凋谢。

靠人还是靠己，这是一个问题

对于大多数生物而言，繁衍后代始终是生命中的头等大事，黄花大苞姜也不例外。植物通常采取两种方式繁衍，一种是自花传粉，即花粉落到同一朵花的柱头上；另一种是异花传粉，即一朵花的花粉落在另一朵花的柱头上。而要用以上两种方式进行传粉，一般需要风或动物等通力合作。但遗憾的是，黄花大苞姜生长的石壁，风极少光顾，而高度潮湿的环境也让各种昆虫望而却步，很显然，依靠外力完成授粉的方式是行不通的。虽然知音难觅、孤立无援，但黄花大苞姜并没有接受命运的安排而坐以待毙，而是默默努力，逐渐发展出一种全新的自花授粉机制——花粉滑动授粉。

早上6时许，黄花大苞姜的花开放，其花药的花粉囊同时开裂，刚开裂时，油质液浆状的花粉分别从两个花粉囊溢出，合并在一起形成球状，然后很快铺满于花药面，慢慢流向柱头。花粉一般在下午3时到翌日清晨7点半左右陆续流到柱头的喇叭口，实现自花传粉。

而为了适应花粉流动的自花授粉机制，黄花大苞姜在花的形态和开花特征上都做出了相应的变化。如花粉是油质粘液浆状，由粘丝连接成链珠状；花粉粒表面光滑并延长成长椭圆球形；柱头呈扁喇叭形，其中与花药紧贴面凹陷，较其他地方位置低，有助于花粉浆团流入其中；柱头上和花药面均长有毛，朝向柱头方向，有助于引导花粉浆团流向柱头。

长在深山无人识，一朝成名天下知

在民间，黄花大苞姜被称为土山萘，多用为蛇药，由于一般生长在深山石壁，较少人认识。直到2004年9月2日，一篇名为《一种全新的自花授粉机制——花粉滑动授粉》的论文发表在国际期刊《自然》上，一时间黄花大苞姜名动国际、声蜚海外，其独特的传粉方式引无数专家学者震惊赞叹。黄花大苞姜的成名之路，绕不开三个人的名字，他们分别是当时的中科院华南植物园博士生王英强及其导师张奠湘、陈忠毅研究员。

2002年的一天，王英强在鼎湖山观察黄花大苞姜时，突然发现花粉粒正在向柱头滑动，他从未见过花粉粒有这样的运动方式。其后，在对黄花大苞姜多次的自然观测中，他向导师作出了一个“流动传粉”的大胆推测。胡适说：“大胆的假设，小心的求证。”一种全新的发现势必会引来全世界的质疑，而要如何说服全世界，需要大量的数据资料作论证。为此，王英强多次奔走于黄花大苞姜的聚居地鼎湖山和南昆山中，经历摔倒受伤，常从早上6时到下午6时都待在潮湿阴冷的石崖边等待花开，并用显微镜每两小时定拍一次。在显微镜下，花粉的流动趋向清晰地呈现出来，大量的数据和详实的图片资料有力地证明了他的推测。2003年初，王英强、张奠湘、陈忠毅开始写作论文来诠释这一奇妙的自然现象，定稿前，他们专门邀请德国慕尼黑大学的专家，一个词一个词地斟酌。论文发表时只有700个英文单词，但研究就耗了3年心血，光是写作、修改的时间就不止700个小时。这篇论文的发表对研究有花植物繁育系统的演化及其对环境的适应过程具有重要的科学意义，同时这也是华南植物园建园以来的第一篇《自然》杂志论文。

革命尚未成功，同志仍需努力

黄花大苞姜的花朵凋谢后，约20天蒴果即成熟开裂。其结实率和结籽率按照花开的顺序依次递减，即在同一个花序中，最先开放的花朵的结实率和结籽率要高于第二朵开放的花，以此类推。作为第一位被发现的滑动自花授粉者，黄花大苞姜也是近亲繁殖的代表，但与人类近亲繁殖带来的高遗传病发病率不同，研究表明其并不存在明显的近交衰退现象。黄花大苞姜的种子主要通过雨水抨击散布，或随水流而下，种子散落后，当年并不萌发，等来年才萌发。研究还发现，黄花大苞姜在物种水平历史上没有经历过快速的种群扩张，而高山等地域形态也会阻碍其种子的传播与扩散。也就是说，虽然解决了“生子”的问题，但由于黄花大苞姜的“子嗣”基本只流连于附近区域小范围内生长，较难“出走”远方去扩大种群数量，其种群繁衍任务依旧艰巨繁重。

结语：

2002年，在黄花大苞姜尚未登上国际舞台之前，素来对姜科植物有研究心得的陈忠毅研究员就曾对黄花大苞姜进行引种尝试，但均告失败。这也就意味着，在引种尝试未取得成功之前，黄花大苞姜无法依靠科学的力量获得新生。加上其部分居群与当地的旅游路线重合，存在暴露及人为毁坏的风险，黄花大苞姜的每个居群生境均亟需保护。在与“天”的较量中，黄花大苞姜凭借自己的力量突破了授粉的极限，完成了自我救赎，愿在它能延续这种抗争精神，在种群扩张中作出新的尝试，继续完成种群扩大的历史使命。

参考文献：

1. 马三梅, 王永飞.一种新的植物传粉方式[J]. 自然杂志, 2004, 26(6):1.

2. 庞李蓉,廖琼.《做学问做出“自然”新发现》. 广东科技报 2004.11.30

3. 路国辉, 李新亮, 武文华,等. 黄花大苞姜的繁殖生态学研究[C]// 广东省植物学会第十七期学术研讨会.

4. 邓洁, 路国辉, 王英强. 黄花大苞姜的遗传多样性及遗传分化[C]// 广东省植物学会学术研讨会. 2010.

5. 丁奕然. 两种神奇的自花授粉植物[J]. 生物学教学, 2013, 38(10):1.

6. 《自然》：新发现的自花授粉机制——花粉滑动授粉 . 中国科学院官方网站

https://www.cas.cn/xw/zjsd/200906/t20090608_645533.shtml

7. 中国植物志 http://www.iplant.cn/

摄影：何锦燕

来源：中国科学院华南植物园