互动科普

被子植物的花根据对称面的多少可以分为3种基本类型：辐射对称花、两侧对称花和非对称花。牡丹和玫瑰这样的花朵就是辐射对称花，它们一朵花中有两个或两个以上对称面；两侧对称花的同一朵花里只有一个对称面，例如蝴蝶兰和洋槐花；非对称花的同一朵花里没有对称面，例如美人蕉的花。那么，这些对称或者不对称的花对植物有什么意义，是如何发生发育的？人类是否可以任意改变花的对称类型？

卡尔·林奈（Carl Linnaeus）是最早关注花对称性的科学家，他在250多年前记载了一个奇怪的现象—一种叫柳穿鱼（Linaria vulgaris）的植物，绝大多数都是开两侧对称花，但是有少数个体会开出辐射对称花。这些辐射对称花让林奈感到不可思议，因此称之为peloria，拉丁文意思为“没有指针的罗盘或怪物”。

达尔文也曾记录过利用金鱼草近辐射对称突变体所做的杂交实验，并且在《动植物在家养条件下的变异》一书中做了细致的描述。从那个时候起，科学家们就没有停止过花对称性的存在意义和形成机制的探索。

图1.蜀葵（左上）有多个对称面（图中的红线），槽舌兰（左）的花只有一个对称面，美人蕉（最左侧）的花则没有一个对称面。它们分别是辐射对称花、两侧对称花和非对称花的代表。

两侧对称的花朵

一朵完全的花由4个部分组成，从外向内依次为萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊，它们在花托上排成不同的圈圈。对于辐射对称花来说，位于同一圈的花器官的形态是一致的，但在两侧对称花中，同一圈花器官的形态却出现了分化。同时具有两侧对称花和辐射对称花的金鱼草就成了研究花对称性的一种模式植物。

图2. 绝大多数柳穿鱼的花朵是典型的两侧对称花，少数个体会因为突变开出辐射对称的花（小图）。很难想象这两种样子的花朵能归于一种植物名下。

我们来看看金鱼草两侧对称花的结构。根据所处位置的不同，每朵花上的5枚花瓣可以分为3组：背部花瓣2枚，侧部花瓣2枚，腹部花瓣1枚。背部花瓣和侧部花瓣的形状呈自身不对称性，但是相互之间是对称的。而腹部花瓣自身就是两侧对称。因此，金鱼草的花成了一朵朵明显的两侧对称花。

金鱼草花的这种结构非常有利于传粉昆虫进入，腹部两枚花瓣为传粉者提供了一个降落的平台。当昆虫降落之后，它们自身的重力会把花瓣压下去，使得传粉昆虫可以轻松钻进围成筒状的花瓣（花冠筒）间采集花粉和花蜜，同时为植物完成了重要的授粉工作。而在平时，花冠筒都是微微闭合的，这样可以避免一些不能传粉的昆虫来骚扰盗取花粉和花蜜。比起辐射对称的花朵，像金鱼草这样的花对传粉昆虫有着更严格的挑选，也就能获得更高的传粉繁殖效率。作为植物体一个重要的组成部分，花具有辅助繁衍后代的功能。研究表明，两侧对称花与传粉昆虫存在着协同进化关系，背腹部花器官的差异正是在与传粉者互作过程中进化而来，适者生存这条定律体现在生物进化的每个细节中。

（本文发表于《科学世界》2011年第8期）