科学家|演化植物学家的噩梦:美丽与邪恶共存的大花草( 二 )


此外 , 大花草是目前唯一没有发现叶绿体基因组的植物 。 异养植物不再进行光合作用了 , 叶绿体基因组退化也很正常 , 其他异养植物或多或少还保留了一些残存的叶绿体基因组 , 但在大花草中就是找不到一点叶绿体基因组的痕迹 。 那么大花草是不是就真的没有叶绿体基因组了呢?这又给生物学家提了一个难题 。 因为证明没有是一件很令人头疼的事 , 或许就还有那么一点点而你没有找到呢?怎么去证实?
2013年的一项新研究中 , 大花草再次跌破了生物学家的眼镜 。 在这项演化发育生物学研究中 , 人们发现大花草科的两个属——大花草属(Rafflesia)和寄生花属(Sapria)花的构造发育居然是非常不一样的 。 大花草科植物的花一般都形成大型碗状的花室结构 , 但其结构跟我们常见的花朵非常不一样 。 花室的底部和侧壁是由花被管组成的 。 花室的顶部被称为横膈 。 横膈的开口是腐食性传粉者的入口 。 花室内部被一系列极具吸引性的花被管所环绕 。 花室的中心则有一根柱状结构 。 跟它的亲戚大戟科一样 , 大花草的花是单性的 。 大花草这些不同寻常的结构 , 到底都是由花的哪一部分演化而来的呢?
根据花发育的ABC模型 , 植物花不同部分的发育由三类基因控制 。 A类基因的单独表达控制了萼片的发育;A和B类基因共同控制花瓣的发育;B和C类基因共同控制雄蕊的发育;C类基因单独控制心皮的发育 。 所以 , 研究者们可以根据检测花的不同部分这三类基因的表达情况 , 来发现大花草不同寻常的花的各个部分 , 到底是由花的哪一部分构成的 。
研究结果表明 , 在大花草属中 , 花上部的横膈是由花瓣轮发育而来的 。 但在寄生花属种 , 该结构却是由位于花被轮和花药轮之间的特殊环状结构发育而来的 。 也就是说 , 即便是在大花草科中 , 大花的发育来源也是不同的 。 这一结果又生出了更多的疑问 。 为何大花草这样奇特的结构的花 , 还会经历不同的发育过程呢?一种可能的解释是 , 在大花草科中 , 大花草属的花比其他两属还要更大 , 为了使大花结构进一步趋于稳定 , 大花草属在发育的层面进行了进一步的演化 , 发展出了更多的支持性结构来对大花进行加固 。
寄生花(Sapria himalayana)的花 , 其花的结构看上去跟大花草相似 , 但各部分发育的来源却迥然不同 。
大花草已经向我们提出了很多演化生物学上的难题 , 而且相信在今后围绕着它还会有更多的谜团涌现出来 。 它像是植物中最叛逆的不肖子孙 , 不断忤逆着一切演化法则 , 还放肆地嘲笑着生物学家们 , 让他们抓耳挠腮 。
【科学家|演化植物学家的噩梦:美丽与邪恶共存的大花草】但科学的魅力不就在于这些刺激的挑战吗?它们像遥不可及的高峰一样 , 为我们提出一个又一个难题 , 不断激励着一代又一代的科学家们向上攀登着 。