蘭花的多樣性早已不是讓人驚訝的事實,在這個超過五萬種的科中,每每有讓人驚訝的花朵造型,而且有許多種類都神似動物的面貌,常見的蝴蝶蘭 (Phalaenopsis) 在這個擬真大賽裡已經是長得比較不像的那類,其他更有像鴿子蘭 (Peristeria elata)、猴面蘭 (Dracula) 等讓人出乎意料的種類存在。在這類植物當中,日本鷺草 (Hebenaria radiata) 也以那形似白鷺鷥的唇瓣而聞名,只是更特別的是,這隻鷺鷥還是展翅飛翔的樣貌,比起其他種類還說還多了一分動感。
日本鷺草顧名思義,是日本的原生種植物,同時這個種類也分布於朝鮮半島。在日本,它廣泛的分布於本州、四國和九州,主要的生育地是低海拔的濕地。不過由於生育地破壞與大量採集的影響,使得本種目前族群數量相當少,屬於受到保護的植物。
過去的諸多研究對於蘭科唇瓣形態功能性上的解釋,多在於提供視覺的吸引力或者是作為授粉者降落的平台。日本鷺草的唇瓣分為三個裂片,兩個側邊的裂片往外延伸並高度分裂為流蘇狀,位於中間的裂片卻沒有此種裝飾物,此外唇瓣的基部下方延伸出一個充滿花蜜的管狀構造,名為花距 (spur)。於是這就引起研究人員的好奇,究竟這個鬚鬚唇瓣的功能是什麼?
日籍植物學者末次健司 (Suetsugu Kenji) 的團隊對這件事進行了野外的觀察和試驗,根據過去的研究,日本鷺草主要是由幾種天蛾 (Theretra japonica和T. nessus) 和弄蝶 (Parnara guttata、Polytremis pellucida和Pelopidas mathias) 授粉。兩者的目的都在於花距裡的花蜜,在利用口器伸入花距吸取花蜜的同時,這些昆蟲的複眼上也會黏到花粉塊,接著在拜訪下一朵花的時候,又可以把花粉塊送到另一朵花上,就這樣順利的完成授粉。根據過去的研究,這兩類昆蟲在訪花的行為也有明顯的差異,天蛾並不會降落在花上,而是在空中伸出口器;反之弄蝶就會降落到唇瓣上,然後再伸出口器探索花距。
因此研究人員提出一個假說:這個華麗的唇瓣對於天蛾來說,只是吸引視覺的標的,而對於弄蝶,則兼顧視覺與降落平台的用途。
末次氏的團隊為了驗證這個假說,在野外把一些花朵的唇瓣上的流蘇剪掉,另外一些則維持不變,然後調查這些植株的結果的比率和種子成熟度等,試圖了解這些流蘇的功能是什麼。結果讓人相當意外的是,這兩種處理的結果率沒有顯著的差異,然而在種子成熟率 (特別是發育良好的種子數量) 上,保留流蘇的花則顯著的較高。這樣的差異讓人感到不解,究竟為何這些流蘇如何影響種子的成熟呢?研究人員在室內觀察這兩種授粉者在訪花行為的差異後,得到了解答。首先是弄蝶,弄蝶的訪花行為不論是有無流蘇,都可以很安穩的降落在唇瓣上,然而由於口器較短,使得弄蝶很難有效的從花距中取得花蜜,也因此在花朵上停留的時間較短,而在拜訪數朵花都失敗後,弄蝶就會離去。因此弄蝶雖然是授粉者,但是訪花的頻率和時間太短,使得授粉效率較低。而在天蛾的案例中,天蛾並不如過去的研究顯示不停留在唇瓣上,而是會停留在唇瓣上,並且由於口器較長,天蛾可以順利的從花距中取得花蜜,使得天蛾不論是在訪花的頻率或是停留的時間都長於弄蝶,同一隻天蛾上通常會有較多的花粉塊,授粉的效率較高,種子的成熟率也比較高。然而當唇瓣的流蘇被移除時,天蛾在訪花時容易因為腳滑的關係,造成在停留的過程中跌倒,使其無法順利的取得花蜜,在重複這樣的過程幾次之後,天蛾就會離去,造成授粉失敗或是效率降低。
所以唇瓣上的這個流蘇狀邊緣,不僅有視覺效果,更是讓天蛾可以好好的站在上面,盡情的把口器深入花距當中吸取花蜜,不會因為抓不穩跌倒而憤而離去。這個設計真的可說是兼顧美觀及實用。不過有趣的是,玉鳳蘭屬的唇瓣的變異程度非常大,其他種類是不是有類似的現象,則有待未來研究發現。
Suetsugu et al. 2022. Specialized petal with conspicuously fringed margin influences reproductive success in Habenaria radiata (Orchidaceae). https://doi.org/10.1002/ecy.3781