互动科普

姜科山姜属植物的花柱可以上下运动，促成异花授粉。

一般来说，植物的柱头都是静静地等待花粉的降临。而山姜属植物的柱头却不甘寂寞，做起了上下运动，并且不同植株的柱头的运动方向还有所不同。早上6：00左右是“起床时间”——所有植株的花朵几乎都在同一时间绽放，这时，一些植株抬起柱头并且释放出花粉，这样即使有昆虫来花上打滚儿，这些植株的花粉也不会粘在自己的柱头上。下午当花粉散尽的时候，柱头就会垂下来，欣然接受传粉昆虫带来的其他植株的花粉。而另一些植株则是早上垂下柱头接受花粉，下午抬起柱头并散出花粉。在完成传输和接收花粉的使命之后，这些美丽的花朵会在晚上20:30～21:00间下班了，这时花药向下曲,花冠凋萎。这一机制依靠两种花型植株柱头的反向运动、花药开裂和花粉散发时间的不同,以及与授粉者拜访频率的巧妙结合,组成一个精巧的行为机制,避免自交,扩大了基因流，巧妙地避免了自花授粉产生孱弱的后代。这种异花授粉机制在植物界显得十分抢眼，比那些让雌雄蕊不同时间成熟、或者把雌雄花摆在不同位置以避免自交的植物还要高明。

“奸诈的餐馆老板”

山姜属成员云南草寇的花蜜分泌时间跟花粉的散播时间配合得无比精妙。每天上午，那些抬起柱头释放花粉的植株同时会生产大量的花蜜，传粉的昆虫需要花比较多的时间来享用，这样云南草寇就可以把更多的花粉抹在传粉昆虫身上了。与此同时，那些放下柱头、藏好花粉的植物只生产少量花蜜，因为只要携带花粉的传粉者触碰柱头几次，就可以让柱头得到足够使胚珠受精的花粉了，提供一顿便餐足矣。提供花蜜大餐的植株毕竟是有限的，无奈的传粉者要想多采花蜜，只能多跑几朵花了。在这个过程中，它们从“大餐馆”带出的花粉就可以涂在更多植株的柱头上了。同时，当传粉昆虫不得不长距离飞行拜访更多的花时，不但增加了植物的受粉率，同时促进了云南草寇的异花授粉的几率，真是一举多得。最终，从时间上来合理分配花蜜的分泌量，达到有效的传粉目的，“精明的”山姜又是这场博弈中的大赢家。

野外工作的艰辛

当我们感叹于山姜植物巧夺天工的“技能”时，您可曾想到当初李庆军研究员和他的团队在进行野外实验时的艰辛。山姜属是姜科植物中具有250多个种的大属。为了验证这种花柱卷曲性机制在山姜属中的普遍性，研究人员必须在不同地点观察不同种类的山姜属植物。这些植物的开花时间一般是从凌晨的6：00开始一直到晚上的21：00，而且山姜属植物的花呈花序着生，虽然单朵花花期只有一两天，但是整个群体的花期要持续约两个多月。这两个月时间里，研究人员都要“住在”闷热潮湿的“山姜家中”。为了不错过每朵花短暂的开放时间，无论白天还是黑夜，研究人员都要绷紧每一根神经。科学家们严谨的科研作风和孜孜不倦的努力换来了丰硕的成果。2001年科研成果被《自然》（Nature）杂志报道后，李庆军研究员没有停止前进的步伐。在随后的几年时间里，又有两项科研成果被国际著名的植物学杂志《美国植物学报》（American Journal of Botany）以封面文章形式发表。而且一批年轻的青年科技工作者迅速成长，副研究员张玲完成的“箭根薯科植物老虎须”的研究结果，对传统的传粉综合征理论提出挑战，入选了2005年度“中国基础研究十大新闻”候选新闻。

走进大自然的神秘家园，我们会发现植物并不是永远只有等待和接受，它们也会利用自身的种种资源，实现自我价值的最大化。随着科学技术手段的进步和基础理论研究不断取得新的进展，越来越多的谜团已经被揭开。李庆军和他的研究团队还在植物繁殖生态学和进化生态学领域不停进取突破。

（本文发表于《科学世界》2009年第4期）