枯萎的花卉并不一定意味着植物不健康;相反,它们可能反映了植物在数百万年中发展出的一种复杂资源管理策略。
最近在《植物生物学》杂志上发表的一篇文章,由麦考瑞大学的研究人员与国际合作伙伴共同撰写,首次揭示了植物可以将枯萎花朵中的资源重新利用,以帮助未来的繁殖。
来自麦考瑞大学的荣誉教授格雷厄姆·派克(Graham Pyke)是该研究的主要作者,他解释说,这些发现揭示了植物中一种常见但常常被误解的过程。该研究提供了有关植物如何有效利用其资源的见解。植物可以从枯萎的花朵中回收资源并再次使用它们以增强未来繁殖的初步明确证据来自派克教授。这些资源包括花瓣中的能量和化学成分,如碳水化合物,以及像氮和磷等必需营养素。
进行研究
这项为期三年的研究围绕班德福迪亚大花(Blandfordia grandiflora)展开,也称为圣诞钟花,这种植物主要在十二月开花。这种多年生植物具有鲜艳的红色和黄色花朵,原产于澳大利亚东部。在澳大利亚及国际花卉市场上经常可以购买到。
商业种植的圣诞钟花每株可以生产两三朵到十多朵花。
“我们的研究是在一个跨越数公顷原生湿地的种植园内进行的,这里圣诞钟花开得非常丰富,还有一个商业遮阳棚,”派克教授解释道。
研究团队采用各种方法来管理授粉和花朵枯萎,然后观察其对种子生产和植物再次开花能力的影响。
出乎意料的是,研究人员发现这些植物并没有将枯萎花朵中的资源分配用于增强短期的繁殖成功。
“这些植物充分利用了从一个开花期到下一个开花期的繁殖资源,”派克教授解释道。
例如,班德福迪亚大花从其褪色的花朵中收集营养物质,并将这种“化学能”储存于其地下块茎和根部。这种储存的能量支持下一季新花茎的生长,通常是在一年后。
植物经济学
派克教授指出,植物王国展示了有趣的资源管理策略和经济原则。
“植物的经济学围绕着选择进行,”他解释道。“植物必须决定如何分配它们有限的资源;如果它们专注于某一领域,就意味着对其他领域的投资减少。”
这种资源管理的想法促使派克教授探讨为什么花朵会枯萎。多年来,科学家们一直在想,这种行为是否有助于植物将珍贵资源转移到其他功能上。
“我们感到意外,”派克教授说。“看来这些植物在更长的时间内进行了策略规划,保留了它们回收的资源以备未来使用,而不是立即使用。”
在开花期间,植物对处理它们的花朵展示了各种策略,在它们完成繁殖的主要角色后,枯萎只是其中一种选择。
然而,并不是所有植物都遵循枯萎花朵的模式;某些物种在授粉不再可能和蜜汁生产停止后,仍会继续开花。
“花朵即使仅仅是整体美学的一部分,也增加了植物对授粉者的吸引力,”他解释道。
一些物种会提前脱落花朵,而不是等到枯萎。例如,开得完美的蓝花楹花通常在枯萎之前就会掉落。
在鸡蛋花树开花时,它们的花朵通常会掉落到地面上而不会枯萎。在某些情况下,这些树可能会完整地掉落花朵,而不是让花朵枯萎。
探索理论
该研究通过各种实验调查了资源的再利用。
一个特定的测试考察了允许花朵枯萎的植物与去掉花瓣以停止枯萎的植物之间的种子生产差异。另一个测试停止了所有植物的种子生产,但允许一组植物枯萎。
“通过切断雌蕊来停止种子生产非常简单,”派克教授解释道。
研究结果显示,枯萎花朵的植物在下一季重新开花的可能性高于其他植物。
研究还检查了可能影响种子产量的其他因素,包括花茎的高度、每根花茎上的花朵数量以及花朵在植物上的位置。
例如,较高的花茎和更多的花朵通常会产生更多的种子,并且种子较重。相反,位于植物较低部位的花朵通常会产生较少的种子,且这些种子的重量往往较轻。
“我们的结果为调查其他植物物种及其从枯萎花中恢复和利用资源的能力打开了新的思路,”派克教授表示。
未来的研究可能会探讨这些回收的资源如何有助于植物整体健康和繁殖。