它可能是地球上最奇葩的植物!
活了一億年,不僅把自己徹底“整容”成了蘑菇,扔掉了90%的基因裝備,甚至還學(xué)會(huì)了“處女產(chǎn)子”自我克隆——這種名為蛇菰(Balanophora)的植物,用最離經(jīng)叛道的方式,不僅活了下來(lái),還活成了生物進(jìn)化史上的頂級(jí)“奇葩”。
這項(xiàng)關(guān)于生命演化極限的重磅研究,2025年12月20日剛剛由沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)(OIST)領(lǐng)銜,聯(lián)合神戶大學(xué)與臺(tái)北大學(xué)共同完成,發(fā)表在國(guó)際知名植物學(xué)期刊《新植物學(xué)家》上。該研究不僅揭示了全寄生植物如何通過(guò)基因?qū)用娴摹皵嗌犭x”適應(yīng)環(huán)境,更讓我們看到了一種類似于瘧疾寄生蟲的驚人生存策略。
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在日本沖繩、臺(tái)灣地區(qū)以及東亞亞熱帶深山的陰暗角落,如果你偶然看到一種從滿是苔蘚的樹(shù)根旁冒出來(lái)的紅褐色“蘑菇”,千萬(wàn)別急著采來(lái)下火鍋。
因?yàn)樗静皇钦婢且恢暾齼喊私?jīng)的開(kāi)花植物
這貨名叫蛇菰(Balanophora)。雖然它在植物學(xué)分類上確實(shí)屬于植物,但它卻是個(gè)徹頭徹尾的“叛徒”:它沒(méi)有葉子,沒(méi)有綠色的莖,甚至連植物賴以生存的根系都沒(méi)有。
在陰暗潮濕的林下,它就像一個(gè)沉默的幽靈。如果不是為了繁殖開(kāi)出奇怪的花序,它幾乎終生都躲在地下。這不禁讓人好奇:作為一株植物,不搞光合作用,它靠什么活?
答案很簡(jiǎn)單:吃軟飯,而且是硬吃。
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我們把時(shí)間倒回一億年前的白堊紀(jì)中期,那時(shí)恐龍還在地球上溜達(dá)。蛇菰的祖先做出了一個(gè)違背祖宗的大膽決定:徹底放棄光合作用。
這可不是簡(jiǎn)單的“不想努力了”。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn),蛇菰不僅是不產(chǎn)生葉綠素那么簡(jiǎn)單,它在細(xì)胞層面進(jìn)行了一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的“大清洗”。
在普通植物細(xì)胞中,負(fù)責(zé)光合作用的細(xì)胞器叫做“質(zhì)體”(如葉綠體)。維持一個(gè)正常的質(zhì)體,通常需要約200個(gè)基因來(lái)精密調(diào)控。但在蛇菰體內(nèi),這個(gè)數(shù)字被狂砍到了20個(gè)
這簡(jiǎn)直就是生物界的“極簡(jiǎn)主義”大師,能扔的全部扔光,只為了極致的寄生。
它將特化的吸器刺入周圍樹(shù)木的根部,直接竊取宿主的營(yíng)養(yǎng)和水分。既然有人喂飯,還要葉綠體干什么?
既然放棄了光合作用,為什么不干脆把質(zhì)體徹底丟掉?
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這是科學(xué)家們最困惑的地方。研究發(fā)現(xiàn),盡管基因組縮水了90%,但蛇菰并沒(méi)有拋棄質(zhì)體,反而保留了一種“迷你版”的質(zhì)體結(jié)構(gòu)。
更令人震驚的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了:雖然質(zhì)體自身的基因只剩20個(gè),但細(xì)胞核卻依然源源不斷地向這些殘留的質(zhì)體輸送了超過(guò)700種蛋白質(zhì)
這意味著什么?意味著這個(gè)“退化”的器官依然在瘋狂工作!
OIST的Filip Husnik教授一語(yǔ)道破天機(jī):這玩意兒的進(jìn)化路徑,像極了瘧原蟲(Plasmodium)——也就是導(dǎo)致瘧疾的罪魁禍?zhǔn)住/懺x的祖先也是搞光合作用的,后來(lái)變成了寄生蟲,但依然保留了一個(gè)退化的質(zhì)體來(lái)合成脂肪酸和氨基酸。
這哪里是植物,分明就是披著花草外衣的頂級(jí)寄生體。
如果說(shuō)放棄光合作用是“懶”,那蛇菰在繁殖上的策略簡(jiǎn)直就是“絕”。
在海島環(huán)境中,尋找伴侶是一件聽(tīng)天由命的事。為了不讓自己絕后,一些島嶼上的蛇菰物種進(jìn)化出了終極技能:無(wú)融合生殖(Agamospermy)。
通俗點(diǎn)說(shuō),就是克隆
雌性植株不需要雄性的花粉,不需要受精,直接就能產(chǎn)生種子。這意味著,只要一顆種子飄到一個(gè)新的島嶼,這株雌性蛇菰就能憑一己之力,克隆出一整個(gè)種群。
既然愛(ài)情靠不住,那我就自己生。這種高效的繁殖策略讓它們能迅速占領(lǐng)那些陰暗狹窄的生態(tài)位。
然而,命運(yùn)贈(zèng)送的禮物,早已暗中標(biāo)好了價(jià)格。
雖然克隆能快速擴(kuò)張,但代價(jià)是極低的基因多樣性。沒(méi)有了有性繁殖帶來(lái)的基因重組,蛇菰面對(duì)環(huán)境劇變時(shí)將變得異常脆弱。再加上它們對(duì)宿主樹(shù)木極其挑剔,一旦特定的樹(shù)木被砍伐,或者棲息地被破壞,這些存活了一億年的“老怪物”可能瞬間面臨滅頂之災(zāi)。
正如研究主要作者Dr. Petra Svetlikova所言:蛇菰雖然丟掉了幾乎所有像植物的特征,但它依然提醒著我們,進(jìn)化的方向從來(lái)不是只有更復(fù)雜,有時(shí)候,極致的簡(jiǎn)化和依賴也是一種生存的智慧。
下次在森林里看到這種像蘑菇的怪東西,記得多看兩眼。畢竟,這可是一為了活下去,把自己活成“寄生蟲”的億年狠角色。
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參考文獻(xiàn):
Svetlikova, P., Su, H.-J., Suetsugu, K., & Husnik, F. (2025). Phylogenomics clarifies Balanophora evolution, metabolic retention in reduced plastids, and the origins of obligate agamospermy. New Phytologist. DOI: 10.1111/nph.70761
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