每日快播：植物没有眼睛，为什么可以伪装成周围环境和别的生物模样？

2023-03-05 09:04:36 来源：科普中国

出品：科普中国

(资料图片仅供参考)

作者：谢兴驰（中国科学院西双版纳热带植物园）

监制：中国科普博览

人们很早就发现了动物中的伪装现象，并对这些现象进行了深入研究以及广泛的科普。动物进行伪装主要有三个方面的作用，一是为了减少被捕食者检测和发现风险；二是模仿其他生物的形态来误导捕食者；第三则是以十分显眼并带有警示意味的体色来警告捕食者，自己不可食用。

将自己伪装成树干的地衣叶尾守宫(Uroplatus sikorae)

（图片来源：Veer图库）

拟态成蛇的拟蛇头天蛾(Hemeroplanes triptolemus)

（图片来源：YouTube/Andreas Kay）

具有警戒色的钴蓝箭毒蛙(Dendrobates tinctorius)

(图片来源：Veer图库)

但除了动物，许多植物也一样能够模拟周围环境进行伪装。植物们伪装的方法其实和动物使用的差别不大，它们也都是通过改变自身色彩和形态，使自己融入背景，让天敌难以发现；或者是通过特殊花纹营造伪边缘效果，让真实轮廓不易暴露。

比如生石花(Lithops pseudotruncatella subsp.)，它们在最近这些年因为自己犹如圆润鹅卵石一般的外表而广受欢迎，很多人都会养上几盆。其实这就是一种典型的植物伪装者，鹅卵石的外形就是为了避免昆虫发现并取食它们。

生石花演化出不同种类

(图片来源:Veer图库)

不过，相比于对动物伪装的研究，植物伪装的研究非常有限，还有许多需要深入研究的地方。其中最重要的一点就是我们需要了解伪装能力在植物生态和进化中的重要性。比如，植物如何通过伪装适应不同栖息地的？因为同一物种的不同种群在不同环境下，其产生的伪装也不同，其中一个例子就是在砾石滩的紫堇有着灰褐色的外表，而长在红砂岩区域的紫堇则会变成和岩石一样的砖红色。

伪装在砂岩中半荷包紫堇（Corydalis hemidicentra ）

(图片来源：参考文献2)

半荷包紫堇与前文提到的生石花的不同之处在于，生石花是通过演化成不同亚种或变种来产生不同花纹伪装的，然而半荷包紫堇却可以通过改变自己叶片的颜色来实现这拟态，而不是靠演化——也就是说，即使是同一物种，不同地区的半荷包紫堇也会产生不同颜色。那么问题就来了，植物没有眼睛，它们却是怎么识别并模拟周围的环境的？

没被食草动物发现并成功开出花朵的半荷包紫堇

（图片来源：中国植物志）

有一种猜测是，这些植物会因为长时间在此环境生长而逐渐适应周围环境，那些不符合环境颜色的植物会被昆虫发现，而只留着那些符合周围颜色的植株存活，它们不像生石花那般演化出多个种类，而是靠随机的色系来进行伪装，这似乎是一种无意识的变化，因为植物根本不知道周围的环境为什么样式。

科学家取样了一些半荷包紫堇的种子种植，并为其提供不同的环境，在这些不同的环境中紫堇会产生多个色系，包括了灰色，绿色，与红褐色与土黄色，但这四种颜色都可能会出现在同一个环境中，所以有可能只有那些符合伪装色的植物才会留在此地，继续生长，那些没有伪装的就容易被动物发现并吃掉。

模拟环境下半荷包紫堇的颜色变化

(图片来源：参考文献2)

同样，在我国西南高山流石滩之上分布的梭砂贝母(Fritillaria delavayi)由于其独特的药用价值而逐渐受到人类的采挖，因此选择了一种更为罕见的演化路线。但是相比与其他的伪装植物，科研人员们经过长期多地观察，并没有观察到动物取食梭砂贝母的明显痕迹，由于体内富含生物碱，贝母属植物具有很强的化学防御，在一定程度上抵御了动物取食。那么面对最大的天敌——人类对其采伐量的不断扩大，梭砂贝母受到的威胁也越来越大，于是它们选择了隐身作为演化方向。

最初时，梭砂贝母自从长成之后，每年都会开出一朵淡黄色的花朵，这颜色在灰褐色的流石滩上格外扎眼。但随着人类采挖活动的加剧，研究人员发现，在人们采伐量更大的区域，梭砂贝母更倾向于开出灰色或棕色的花朵，以最大限度降低自己被发现的可能性。它们伪装的效果也表明，这种策略卓有成效——科研人员做了一个实验，要求人们在14张自然环境的图片中找到梭砂贝母，结果证实伪装程度越高、绿色程度越低的个体越难被找到。

不同群体梭砂贝母的体色变化

(图片来源：牛洋《商业采挖影响高山植物的伪装色彩进化》)

不仅是半荷包紫堇和梭砂贝母，科学家在中国西南部就发现了至少十几种有着伪装色叶片的植物，这些植物生长的环境多为贫瘠的高原环境，在这里养分匮乏，动物迫切为寻找食物而不放过任何眼前的植物，在这里生长的一些植物就被迫演化发育出多个色系来提供伪装防止被动物发现。

伪装在流石中的槲叶雪兔子（Saussurea quercifolia）

(图片来源：谢兴驰)

在自然界中的很多生物，像半荷包紫堇、梭砂贝母等都受到了天敌或者人类的行为的影响，从而进行了一系列的进化来伪装自己，而这样的方式都是在外界环境变得不利于生存之后，生物种群为了生存而做出的调控，正是这样它们才得以在艰苦的条件下继续繁衍生息。

参考文献：

[1]Endler JA.A predator’s view of animal color patterns[J].Evolutionary Biology，1978,11: 319-364．

[2]Niu Yang et al. Divergence in cryptic leaf colour provides local camouflage in an alpine plant.[J]. Proceedings. Biological sciences, 2017, 284(1864) : 20171654-20171654.

[3]Niu Yang and Stevens Martin and Sun Hang. Commercial Harvesting Has Driven the Evolution of Camouflage in an Alpine Plant[J]. Current Biology, 2020.

[4]Jacobson Connor et al. Effect of Manual Restraint and Visual Security on Heart Rate in Dyeing Poison Dart Frogs (Dendrobates tinctorius azureus) and Leopard Frogs (Lithobates pipiens)[J]. Journal of Herpetological Medicine and Surgery, 2021, 31(1) : 59-63.

[5]Aaron Bauer and Anthony Russell. A systematic review of the genus Uroplatus (Reptilia: Gekkonidae), with comments on its biology[J]. Journal of Natural History, 1989, 23(1) : 169-203.

（注：文中拉丁文部分应为斜体。）

关键词：梭砂贝母半荷包紫堇周围环境