生態(tài)環(huán)境劣變,花朵變異頻現(xiàn)
春暖花開時節(jié),廣東華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園里各種鮮花競相盛放,黃花風(fēng)鈴木過后又有宮粉羊蹄甲(紫荊花的一種)、紅千層(瓶刷子樹)、三角梅,一茬接一茬花開如海,吸引了一波接一波的賞花客。當(dāng)大家在花下嬉戲、留影、玩攝影時,或許沒有幾個人會留意到花木上、草叢中花開有異樣吧?
比如一朵體積是正常花的兩三倍的宮粉羊蹄甲,花瓣竟有10片,雌蕊也有2個(正常花為5花瓣、1雌蕊、5雄蕊);又或者是有著6-8片花瓣的宮粉羊蹄甲,或苞片變成了花瓣的韭蘭(紅菖蒲蓮),3枚肉穗花序并列合生的海芋花朵,并蒂而生的非洲菊,甚至是野生草叢中最不起眼的紅花酢漿草也出現(xiàn)了4瓣花(正常為5瓣)。
在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)主講植物生理學(xué)27年后,又潛心執(zhí)教植物學(xué)史、農(nóng)業(yè)科技史的周肇基教授,細心地發(fā)現(xiàn)了這些“異樣”。他向羊城晚報記者展示了多年來拍到的一些“與眾不同”的圖片。他認為,這并非什么奇花異草新品種,植株發(fā)生這種表現(xiàn)型變異,其實應(yīng)該是由于自然生態(tài)環(huán)境或花木生長局部環(huán)境變惡劣的結(jié)果,是植物遭受災(zāi)難發(fā)出的“呼救信號”!他呼吁:賞花之余,更請愛護自然、保護自然環(huán)境!
A
從偶然發(fā)現(xiàn)到跟蹤考察,“花朵變異太頻繁了”!
早在1987年11月8日,在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)歷史研究室工作的周教授,敏感地聞到陣陣馨香,發(fā)現(xiàn)窗外的睡蓮正在悄悄綻放,他站在走廊上眺望欣賞,突然發(fā)現(xiàn)其中的一朵與眾不同——一支花梗上竟然開出兩朵花。憑著自己的工作經(jīng)驗與知識積累,他感覺到這朵睡蓮十分罕見。以前人們所說的“并蒂蓮”,多指同為睡蓮科屬的荷花,并蒂的睡蓮還鮮有聞?wù)f。于是他找來同事幫忙,下到池塘里從不同角度仔細地拍下了幾幀圖片,又連續(xù)觀察了幾日,拍到花的自然閉合、再度綻放及凋萎的全過程,并發(fā)表在《植物雜志》期刊上。這朵“奇花”很快得到同行們的關(guān)注。國際科學(xué)史研究院通訊院士胡道靜教授還惠贈《穗城并蒂睡蓮奇象題記》致賀:“茁發(fā)于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)史樓庭院池塘內(nèi)的并蒂紅色睡蓮,尤亙古未聞之生物史上奇跡也。”
這是周教授從教29年來第一次引發(fā)眾人對植物花朵變異的關(guān)注。他由此開始將興趣和研究重點逐步轉(zhuǎn)為花卉文化史,追蹤花朵變異是其中一個重點。
今年81歲的周教授多年來已拍攝到各種變異花卉數(shù)百朵的照片。其中包括2001年5月、2003年6月、2005年6月分別在華南植物園、華南農(nóng)大園林中心發(fā)現(xiàn)的不少白鶴芋植株肉穗花序變異,有的生出兩三枚佛焰苞,有的三支肉穗花序并列合生為一,被10多枚超常量的佛焰苞所包圍;2000年4月在云臺花園拍到的只有4枚花瓣的粉紅扶桑(正常花為5瓣);2001年在廣東省花卉研究所找到的五星蔦蘿植群里的四星蔦蘿花;2001年2月、2002年11-12月、2005年3月在華南農(nóng)大園林中心學(xué)生水培實驗大棚里,多次發(fā)現(xiàn)數(shù)十株千奇百怪的紅掌、粉掌肉穗花序及葉片的變態(tài);2003年、2005年、2012年分別在羊城花市、省花卉研究所發(fā)現(xiàn)的紅、黃馬蹄蓮并蒂花的異常現(xiàn)象;2004年發(fā)現(xiàn)的4瓣雞蛋花及2017年發(fā)現(xiàn)的6瓣雞蛋花;2004年2月、3月、2010年3月分別在華南農(nóng)大成教學(xué)院門口發(fā)現(xiàn)碩大的變異宮粉羊蹄甲,花蕊數(shù)常常是正常花朵的兩倍,跟蹤考察發(fā)現(xiàn),其花朵壽命也比正常花長兩天,還出現(xiàn)不少6瓣、7瓣花(正常花為5瓣);2012年3月26日在華南農(nóng)大果樹中心大棚里發(fā)現(xiàn)的并蒂黃非洲菊花、并蒂粉非洲菊花、并蒂向日葵花……
周教授統(tǒng)計,以上花朵變異植物計有11個科28種花木。除了睡蓮科紅花睡蓮,還有百合科的葵百合、橙紅百合、香水百合、郁金香,天南星科的白鶴芋、綠巨人、海芋、紅掌、粉掌、紅/黃馬蹄蓮,錦葵科的粉花扶桑,旋花科的蔦蘿,石蒜科的朱頂紅、網(wǎng)球花、水仙、韭蘭、小韭蘭,夾竹桃科的雞蛋花,豆科的宮粉羊蹄甲、紅花羊蹄甲,酢漿草科的紫葉酢漿草、紅花酢漿草,蘭科的蝴蝶蘭。菊科的黃、粉非洲菊、向日葵。他認為由于個人考察地區(qū)和時間有限,自然界實際呈現(xiàn)出來的花朵變異,數(shù)目顯然還要龐大許多倍。
連年的觀察拍攝中,宮粉羊蹄甲一直是周教授關(guān)注的重點。今年春天的賞花季,周教授在華南農(nóng)大校園里不用費很多精力,也不是天天觀察,便又發(fā)現(xiàn)了100多朵變異出不正常花瓣的宮粉羊蹄甲。他說:“這種變異現(xiàn)象可以說是越來越頻繁與復(fù)雜了。雖然植物變異也是進化的一種表現(xiàn),但真正的植物進化本來需要經(jīng)歷漫長的歷史時期,現(xiàn)在這種情形也未免太迅速了。況且我特別留意過華南農(nóng)大的同一棵宮粉羊蹄甲(之前他曾在此首次發(fā)現(xiàn)10個花瓣的碩大花朵),并沒有出現(xiàn)同株持續(xù)開出變異花的普遍情況,這說明它們花朵變異并不是因為基因突變而導(dǎo)致的。”
B
花朵變異與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)
在發(fā)現(xiàn)不少變異花卉后,周教授以廣州花市、華南植物園、云臺花園、省花卉所、文化公園、華南農(nóng)大園林中心為重點觀察場所,持續(xù)記錄了植物變異現(xiàn)象。
在2000年4月至2005年6月期間,他發(fā)現(xiàn)這里的白鶴芋肉穗花序變異情況明顯,約15%的植株生出了兩三枚佛焰苞,還有多株綠巨人佛焰苞變形、變雙,肉穗花序變矮,佛焰苞脈變綠。在園林中心的學(xué)生水培實驗大棚里,他發(fā)現(xiàn)了數(shù)百盆的水培紅掌、粉掌等水培植物,有20%的植株肉穗花序出現(xiàn)畸形、怪狀,根、莖、葉均生長不良。
因為自己尤其鐘愛百合并長期種植,他也十分關(guān)注百合花的變異情況。他驚奇地發(fā)現(xiàn),百合的變異簡直多到數(shù)不清,不少百合都有少瓣、多瓣、多蕊的變異現(xiàn)象,甚至有些雄蕊與雌蕊數(shù)量同時出現(xiàn)變異。1999年他在羊城花市上,竟在近百盆百合中一下子就發(fā)現(xiàn)了十幾朵異常的花。
他不禁嚴肅地思考起來:百合是典型的鱗莖無性繁殖植物,其后代的遺傳性穩(wěn)定,變異性是極小的,為什么現(xiàn)今頻現(xiàn)異花?白鶴芋、綠巨人同樣是無性繁殖,為什么花序一反常態(tài)地奇花迭現(xiàn)?而一批批水培紅掌、粉掌的試驗中又為什么會出現(xiàn)高達20%的花序變異現(xiàn)象?
經(jīng)深入調(diào)查,他得知,在園林中心的水培試驗是分組進行的,那些培養(yǎng)液都是人工配制的,營養(yǎng)成分、比例也各有配方。按規(guī)定,實驗者應(yīng)當(dāng)定期觀測記錄并更新培養(yǎng)液,而現(xiàn)狀是,顯然有人沒有認真做到這一點。因為周教授發(fā)現(xiàn),認真執(zhí)行組的植株生育是正常的,疏于管理組由于植株長期的水分、營養(yǎng)消耗導(dǎo)致培養(yǎng)液成分、比例急劇變化,加之代謝廢物的積累,培養(yǎng)液早已失去了生理平衡,許多毒性物質(zhì)雜存,這些都極大地妨害了植株的正常生育。只需提起植株看一看根系就能發(fā)現(xiàn),那些疏于管理的植物根系都變得短淺、腐爛甚至有黑臭現(xiàn)象——正是這樣惡劣的培養(yǎng)環(huán)境,令植株瀕臨衰亡。出現(xiàn)畸形怪狀,應(yīng)該是植株在惡劣生長條件下,所表現(xiàn)出的“呼救”征兆。
周教授由此提出,花朵大量出現(xiàn)變異還是要從生態(tài)環(huán)境中找原因。科學(xué)技術(shù)是把“雙刃劍”。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在推動農(nóng)林園藝業(yè)生產(chǎn)力騰飛的同時,已顯露出許多嚴重的缺點和弊端。能源、化肥、農(nóng)藥(包括殺蟲劑、植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑)濫用,不僅導(dǎo)致成本急劇上升,也帶來土壤團粒結(jié)構(gòu)破壞、土壤板結(jié)的后果。重金屬污染、土壤有機質(zhì)含量降低等一系列問題,工業(yè)廢水、廢氣亂排,還導(dǎo)致水源變劣以及嚴重的空氣污染、灰霾不散。而現(xiàn)代園林花卉業(yè)為了快速繁育,追求高經(jīng)濟效益,應(yīng)節(jié)慶地催生非時令花卉甚至反季節(jié)花卉,便大規(guī)模應(yīng)用組培技術(shù),不惜濫用植物激素、植物生長調(diào)節(jié)劑,化肥、農(nóng)藥致使本是無性繁殖、遺傳性穩(wěn)定的植物受害,“逼”出變異之花。此外,根據(jù)他的一些現(xiàn)場環(huán)境考察,比如他發(fā)現(xiàn)的那朵4瓣、7瓣雞蛋花,植株就生長在馬路邊,長期受高壓電線的電磁污染、白熾路燈徹夜不熄的強光刺激,因此這些木本植物的花朵變異,應(yīng)該還與生長環(huán)境的人為破壞有關(guān)。他呼吁各相關(guān)單位能做出相應(yīng)調(diào)整,盡量減少人為的生態(tài)環(huán)境破壞。
[知識鏈接:]
遺傳性——生物體的一種屬性。指親代性狀通過遺傳物質(zhì)傳給后代的能力。也是生物體要求一定的生長發(fā)育條件,并對生活條件作一定反應(yīng)的特性。
變異性——生物體的一種屬性。是生物體因環(huán)境的改變而同化了新的生活條件之后,能改變自身遺傳性的一種特性。通過有性雜交、無性雜交或定向培育,可以動搖舊的遺傳性而形成新的遺傳性。也有人把變異性區(qū)別為表現(xiàn)型的變異和遺傳型的變異,認為環(huán)境引起的表現(xiàn)型變異是不遺傳的,環(huán)境引起的遺傳型變異是可以遺傳的。
C
發(fā)現(xiàn)花瓣可由葉片轉(zhuǎn)變而來
在觀察“奇花”之余,周教授還發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象——頂生葉呈現(xiàn)花瓣化的變態(tài)。
早在2001年時,英國《新科學(xué)家》雜志的一篇報道稱,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在植物體內(nèi)有三組基因?qū)π纬苫ǘ涞倪^程非常重要,如果使這三組基因不能發(fā)揮作用,花朵的花瓣、雄蕊、心皮等部分就都會變成葉子一樣的萼片。不過,如果激活葉子里的這三組基因,卻并不足以使葉子一定會變成花瓣。墨西哥國家自治大學(xué)和美國加州大學(xué)圣迭戈分校的科學(xué)家則發(fā)現(xiàn),除原來的三組基因外,植物體內(nèi)還另有三個基因與花朵有關(guān),如果關(guān)閉這三個基因,花朵也會變成葉子。他們還發(fā)現(xiàn),如果激活這三個基因中的兩個,同時激活早先發(fā)現(xiàn)的三組基因,就可以使葉子變成花瓣。他們已經(jīng)成功地在水芹上完成了這一試驗。日本京都大學(xué)的科學(xué)家也獲得過類似的成果。科學(xué)家對此進行研究,其實是希望同樣的方法在其他植物上也行之有效,以便能培育出全新的鮮花品種。
1997年春節(jié)時,周教授發(fā)現(xiàn)自己種的一棵郁金香,也出現(xiàn)了頂生葉呈現(xiàn)花瓣化的變態(tài)。2001年6月他又發(fā)現(xiàn)韭蘭(紅菖蒲蓮)苞片變?yōu)榛ò隊睢_@些出現(xiàn)苞片變花瓣、生于花萼旁的現(xiàn)象,其實都可以證明花瓣可以由葉片變化而來。
有科學(xué)家幽默地說過:“花朵是熱戀中的葉子。”周教授認為這很有道理。科學(xué)家們一直認為植物的各部分是同源的,花也都是由葉片轉(zhuǎn)化而成的,故統(tǒng)稱為花葉。而花萼和花冠是由營養(yǎng)葉轉(zhuǎn)化而成的,雄蕊和雌蕊是由孢子葉即生殖葉(雄蕊是小孢子葉,雌蕊是大孢子葉)轉(zhuǎn)化而成的。故雖為同源,它們也已分化久遠了。但如今我們還是能看到特殊情況下,一些葉片異化為花瓣,因此也有人認為這是一種“返祖”現(xiàn)象。
周教授賞花竟賞出了如此多“奇花”。這是我們很多人未能發(fā)現(xiàn)的“意外的美”。贊嘆之余,我們也應(yīng)該反思,自己是否做過破壞環(huán)境的事?保護環(huán)境,人人有責(zé)。

責(zé)任編輯:任我行
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