出品：科普中國(guó)
制作：廖鑫鳳
監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

中通外直，不蔓不枝，荷花常視為高潔品質(zhì)的象征。而其本身晶瑩剔透的花瓣、光潔的藕，都讓觀賞的人從它身上感受到一絲涼意。

荷花超級(jí)疏水的葉片

（圖片來(lái)源Innerpath）

但其實(shí)荷花開(kāi)花的時(shí)候異常溫暖，一點(diǎn)都不高冷。它不僅能加熱，還能保持恒溫。

當(dāng)它開(kāi)花的時(shí)候，外部環(huán)境溫度哪怕低到10攝氏度，它的花內(nèi)恒溫也能保持在30-35攝氏度左右，幾乎跟人體體溫差不多。當(dāng)然，它也不是把整朵花都加熱到這個(gè)溫度，畢竟荷花太大了。

荷花圖解，最內(nèi)為它的圓錐形花托。

（圖片來(lái)源Spiritual Botany）

維持恒溫的只有花最里面的部分，即雌蕊群。雌蕊群著生在一個(gè)膨大成圓錐形的花托上，花托內(nèi)填滿(mǎn)海綿組織，雌蕊全著生在上面，只把柱頭露出在表面。這個(gè)膨大的結(jié)構(gòu)里面貯存著淀粉，在開(kāi)花時(shí)通過(guò)抗氰呼吸產(chǎn)熱，同時(shí)它又保護(hù)著雌蕊中供種子發(fā)育的子房，等待著后期發(fā)育成蓮蓬幫助散播種子。

熱成像儀下的清晨恒溫的荷花花托，跟人體手指的溫度幾乎一樣了。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1）

荷花：我自閉了，我想開(kāi)了

荷花為何要加熱自己，保持恒溫呢？這其實(shí)暗藏著它的“小心機(jī)”。

荷花單朵花的花期只有3-4天，分為三個(gè)階段，但只會(huì)閉合兩次。

第一次是剛開(kāi)時(shí)，花只打開(kāi)一點(diǎn)點(diǎn)，此時(shí)是花的第一階段：雌花期。雌蕊已經(jīng)成熟，花托表面的柱頭分泌出黏液，但雄蕊并不散粉，而是緊緊圍住花托，完成自我隔離，防止自交。

第一天打開(kāi)的荷花，僅打開(kāi)一點(diǎn)點(diǎn)，但已經(jīng)可以讓小型甲蟲(chóng)進(jìn)去。

（圖片來(lái)源：wiki）

第一天開(kāi)花的荷花就充滿(mǎn)了“心機(jī)”，盡管只開(kāi)了一點(diǎn)點(diǎn)，但強(qiáng)烈的香味會(huì)吸引小甲蟲(chóng)過(guò)來(lái)。為保證它們能給柱頭充足授粉，荷花在夜晚時(shí)又會(huì)緊緊閉合起來(lái)，把小甲蟲(chóng)們鎖在里面，這樣在花里活動(dòng)的甲蟲(chóng)會(huì)去采集柱頭上的分泌物，充分觸碰到柱頭。

第一天打開(kāi)，在里面活動(dòng)的小甲蟲(chóng)吃柱頭的分泌物。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2）

這樣一夜過(guò)后，荷花又會(huì)重新打開(kāi)，不過(guò)這次打開(kāi)的幅度更大，進(jìn)入開(kāi)花的第二個(gè)階段：雄花期。此時(shí)無(wú)數(shù)的雄蕊也幾乎開(kāi)始同時(shí)散粉，不再緊緊靠著花托了。

第一天A與第二天荷花B中雌雄蕊的相對(duì)位置，

s為柱頭，an為花藥，ap為雄蕊附屬物。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)3）

這時(shí)荷花散發(fā)的氣味更加濃烈，再次吸引小甲蟲(chóng)們過(guò)來(lái)，但為了讓它們瘋狂吸粉，到了晚上時(shí)花又會(huì)重新閉合起來(lái)，將它們鎖在其中，只是未完全閉合，留有縫隙，這樣晚上小甲蟲(chóng)依然可以爬進(jìn)來(lái)，但爬出去并不容易，陷入其中的甲蟲(chóng)充分活動(dòng)，無(wú)意中在全身攜滿(mǎn)花粉。

小甲蟲(chóng)在荷花內(nèi)收集花粉。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2）

在這之后，荷花終于不自閉了。進(jìn)入了開(kāi)花的第三個(gè)階段，但也差不多走向了一朵花的末期，花瓣與雄蕊退去，只留下花托，隨后發(fā)育成我們熟悉的蓮蓬，到秋天再與我們相聚。

荷花化身賓館，為小甲蟲(chóng)打造愛(ài)巢

荷花開(kāi)花異常耗費(fèi)能量，它一個(gè)枝上僅舉著一枝花，開(kāi)花的時(shí)候直徑超過(guò)25厘米，是植物界最大型的單花之一；而且它還有無(wú)數(shù)株雄蕊與花瓣一起圍在花托上，還要產(chǎn)熱，可謂繁殖代價(jià)昂貴。

研究人員也發(fā)現(xiàn)，開(kāi)花期間，荷花的耗氧量增大至原來(lái)的4、5倍，這也意味著為了滿(mǎn)足巨大的能量消耗，儲(chǔ)存在花托中的淀粉瘋狂輸出，消耗自己來(lái)呼吸產(chǎn)熱。

荷花開(kāi)花的溫度與耗氧量，Ta為環(huán)境溫度，Tr為花內(nèi)溫度，豎軸Oxygen Consumptiong為耗氧量曲線。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)4）

科學(xué)家們推測(cè)高溫度的恒溫其實(shí)就是為小甲蟲(chóng)們準(zhǔn)備的報(bào)酬。通過(guò)加熱，荷花為它們打造晚上的暖房。荷花兩次在晚上的閉合會(huì)將訪花的昆蟲(chóng)鎖在花里面，熱量會(huì)讓昆蟲(chóng)覺(jué)得自己仿佛進(jìn)入了一間暖房。

對(duì)于不能恒溫的昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，它們可以在里面汲取熱量，心甘情愿被鎖在花里，在里面吃雌蕊分泌物、雄蕊、花瓣，甚至在其中交配，無(wú)異于住進(jìn)了免費(fèi)的豪華酒店。

荷花這樣做，肯定也是有好處。第一天的閉合讓昆蟲(chóng)能充分接觸雌蕊的柱頭，第二天則能讓它們充分接觸花粉。

小小的甲蟲(chóng)選育了大大的荷花

花瓣巨大、在晚上閉合、香氣濃郁、外表冷淡內(nèi)心狂熱等種種特征都表明，荷花是“患”了甲蟲(chóng)傳粉綜合癥（cantharophilous）。

與荷花一樣，這類(lèi)“患”了甲蟲(chóng)傳粉綜合癥的花都發(fā)展出大型的花瓣，產(chǎn)熱也多次在“甲蟲(chóng)花”（“甲蟲(chóng)花”為主要吸引甲蟲(chóng)作為傳粉昆蟲(chóng)的花，與蜂類(lèi)、蝶類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)傳粉植物的花結(jié)構(gòu)上有差別）當(dāng)中演化出來(lái)，夜晚閉合也同樣是它們的共同特征，以此來(lái)給甲蟲(chóng)當(dāng)婚房，甚至當(dāng)群體婚房。

無(wú)數(shù)的雄蕊跟花粉，甚至也是為甲蟲(chóng)傳粉定制的。不同于蜜蜂，甲蟲(chóng)雖然是十分古老的傳粉者，但它的傳粉效率并不如后來(lái)崛起的蜜蜂，攜帶的花粉數(shù)量與運(yùn)動(dòng)能力都不如蜜蜂，因此靠甲蟲(chóng)傳粉的植物必須產(chǎn)生足夠多的花粉才能保證傳粉成功。

不僅如此，一些依賴(lài)甲蟲(chóng)傳粉的植物還需要給甲蟲(chóng)準(zhǔn)備足夠的食物，避免甲蟲(chóng)吃掉自己的雄蕊和雌蕊。我們所欣賞到的巨大的花瓣，也是荷花給甲蟲(chóng)準(zhǔn)備的食物，哪怕花瓣被甲蟲(chóng)啃食，也要保全自己的性器官（雄蕊與雌蕊）。

同樣“患”甲蟲(chóng)傳粉綜合癥的木蘭類(lèi)花的花瓣就在傳粉中犧牲了。

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)5）

筆者在念大學(xué)的時(shí)候，植物學(xué)相關(guān)教材上因荷花“患”有甲蟲(chóng)傳粉綜合癥，便將其認(rèn)定是原始的花類(lèi)型。實(shí)際上這只是與甲蟲(chóng)傳粉相匹配的特征，稱(chēng)不上原始。

盡管在各方面，荷花都與甲蟲(chóng)傳粉的種種特征相匹配，甚至可以說(shuō)，荷花這么大的花就是小小的甲蟲(chóng)幫我們選育的，但現(xiàn)在的荷花似乎更依賴(lài)蜂類(lèi)傳粉。

蜂類(lèi)在荷花內(nèi)采集花粉

（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2）

這一方面是因?yàn)楹苫ǖ淖匀环植家呀?jīng)被打亂了，因?yàn)槿祟?lèi)的種植，荷花的分布被擴(kuò)大，能與其相匹配的，具有同樣分布范圍的傳粉者似乎只有蜂類(lèi)了。而且蜂類(lèi)是一類(lèi)泛化的傳粉者，又異常勤勞，荷花盡管沒(méi)有花蜜，但產(chǎn)生大量花粉，對(duì)它們也存在吸引力，因此現(xiàn)在蜂類(lèi)成為了荷花的傳粉搭檔。

另一方面則是荷花演化歷史很長(zhǎng)，作為活化石之一，它起初的傳粉搭檔可能在無(wú)數(shù)次的環(huán)境變化中消亡了。而荷花卻活力滿(mǎn)滿(mǎn)地存活至今，甚至在人類(lèi)這個(gè)新物種崛起之后，搭上了人類(lèi)遷徙的順風(fēng)車(chē)，把最初的傳粉者甩于身后。

不過(guò)，在我們觀賞荷花時(shí)，看到它碩大亮潔的花瓣，將開(kāi)未開(kāi)、數(shù)度閉合的含羞形態(tài)以及散發(fā)出濃郁花香時(shí)，還是得感謝小甲蟲(chóng)們幫我們提前“選育”了荷花。

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