植物闭花受精之谜-植物之谜

春华秋实、开花结籽，这是植物世界繁殖后代的一般规律。然而有的植物却偏偏不“循规蹈矩”，有花不开放，但照样能够繁殖后代。例如，堇菜科的一些植物，它们的花就永远不开放。在这些关闭着的花朵里，早在花芽时期就进行的受精。这时候，它们的花粉可以直接传递到同朵花内的雌蕊上，或者花粉在花粉囊内萌发，花粉管穿过花药壁而伸入房，从而完成受精过程。这种特殊的生理现象在植物学中被称为“闭花受精”。植物为什么会闭花受精呢？很久以来，科学家们一直试图解开其中的奥秘。

早在100多年前，英国著名生物学家达尔文，曾在研究植物受精的过程中指出，闭花受精是自花传粉植物的一种受精方式。而凡是属于自花传粉的植物往往对后代产生不利影响。因为雌雄两方的生殖细胞处于类同的生活条件中，它们的遗传性非常相似，受精卵内的遗传物质单纯，所以其后代必然会缺乏适应环境的能力。可是，既然有如此不利的因素，那么自然界里它们为什么还没有被淘汰呢？达尔文和以后的一些植物学家解释说，那是与保证繁殖后代有关系，例如闭花受精的植物能避免大量的花粉被昆虫吃掉，或者能防止花粉因受潮而失去繁殖能力。

然而以上的解释似乎显得有些牵强附会，植物学家们一直猜不透其中的原因。直到20世纪80年代，美国加利福尼亚大学的植物学家敏特和劳德两人，通过两个有趣的实验，提出了一个植物之所以会闭花受精的新奇论点。他们认为，植物有花不开，进行闭花受精，也许是植物所采取的巧妙的节能“策略”。

这两位学者的研究对象是生长在美洲的一种植物，名叫大花寇洛玛草。这种植物有一个十分有趣的特点，就是既产生能开的花朵，进行开花受精，同时也产生不开的花朵，而那些不开的花朵内则进行的是闭花受精，也就是说，两种受精现象兼而有之。敏特和劳德在研究中发现，当气候干燥，植物缺水时，这种植物会开的花朵数量就减少，不会开放的花朵数量则增加，结果植物便以闭花受精作为它的主要受精方式。可是当水分充足，植物不缺乏水时，会开放的花朵就增加了，而进行闭花受精的不会开放的花少了。这种奇怪的开花现象是由什么来控制的呢？后来他们在分析测量植物体内物质成分时注意到，当缺水时，植物体内的一种激素——脱落酸的水平明显增加。根据这一现象他们推测，会不会是脱落酸控制着植物的闭花受精呢？(www.xing528.com)

敏特和劳德为了证实以上的推测，于是用稀释的脱落酸激素喷洒在供水充足的植物上，结果这些并不缺水的植物也像缺水植物一样，产生大量闭花受精的花朵。显然，第一步的设想得到了证实，这使他们不禁联想到，脱落酸与植物体内的另一种激素——赤霉素，是互相对抗的激素，那么，赤霉素会不会控制植物的开花受精呢？他们又用赤霉素喷洒干旱环境中的大花寇洛玛草，结果，干旱缺水的植株开放出大量的花朵，闭花受精的花朵则明显减少。这一系列的实验表明，植物控制开花受精和闭花受精的机理已经找到了。那就是缺少水分时，植物体内脱落酸增加，使植物闭花受精。而水分充足时，植物体内赤霉素增加，使植物开花受精。

但激素的控制机理依然没有说明闭花受精将给植物带来什么样的好处？为什么植物在干旱时要大量依靠闭花受精呢？敏特和劳德通过进一步深入的研究后发现，植物开花受精消耗的能量要比闭花受精多，于是提出闭花受精是为了节约能量的新论点。他们认为，植物开花后，要使花朵维持到受精，这一过程需要消耗相当多的能量。在缺水情况下，植物体内往往会发生能源危机，无法供应开花所需的能量。这时如通过闭花受精，甚至在花芽时期就完成受精，便可以缩短花期，节约能量，保证了后代的繁殖。然而，这在目前仅仅是一种有意义的推论，解决有关植物为何会闭花受精的问题需要的更多证据，还得依靠以后进一步的深入研究。