寄生蘭花的小日子

植物通過光合作用合成糖類，這看似放之四海而皆準(zhǔn)的話也有例外。植物之間對水、光和營養(yǎng)資源的競爭非常激烈，這導(dǎo)致一些植物并非自主進行光合作用，而是選擇寄生其他生物。在寄生植物中，最特別的要數(shù)寄生真菌的植物，我們稱之為“菌異養(yǎng)植物”。

蘭花成長要靠真菌照顧

完全依靠真菌生活的蘭花

蘭花種子要靠真菌才能發(fā)芽。在蘭花生命的早期階段，真菌負責(zé)向蘭花種子提供礦物質(zhì)和碳水化合物。只有當(dāng)蘭花長到足夠大，可以長出葉子時，它們中的大多數(shù)才會將自身光合作用產(chǎn)生的碳水化合物回饋給當(dāng)初照顧過它們的真菌伙伴。

不過，一些蘭花在完全成長后，因為環(huán)境所迫，又轉(zhuǎn)而繼續(xù)求助于真菌。生活在茂密森林樹冠下的蘭花無法獲得足夠的光線，因此它們中的不少品種采用混合營養(yǎng)：一方面積極地進行光合作用，另一方面繼續(xù)依靠真菌獲得碳水化合物和礦物質(zhì)。混合營養(yǎng)可能是蘭花中最普遍的生存策略。更有甚者，約有超過1%的已知蘭花物種已經(jīng)完全喪失了進行光合作用的能力，如果沒有真菌，這些蘭花就無法生存。許多科學(xué)家相信，混合營養(yǎng)是蘭花走向完全菌異養(yǎng)的第一步，突變蘭花也是如此。

菌異養(yǎng)植物

完全菌異養(yǎng)植物不含葉綠素

通常情況下，菌異養(yǎng)植物會和菌根菌（一種幫助樹木根系獲取土壤養(yǎng)分的真菌）結(jié)合，從菌根菌那里獲得糖分等營養(yǎng)。而菌根菌的糖分又是從周圍的樹木那里獲取的。也就是說，菌異養(yǎng)植物其實是偷取了樹木贈與菌根菌的營養(yǎng)。

雖然這種由自養(yǎng)生物（樹木）、菌異養(yǎng)植物和菌根菌組成的三角關(guān)系看起來十分詭異，但在植物漫長的進化歷史中，這種關(guān)系至少獨立進化了46次，也就是說，不同時期、不同地區(qū)的許多不同物種都嘗試過菌異養(yǎng)這條生存路線。

一些蘭花雖然體內(nèi)有葉綠體，但依然要從真菌那里獲取營養(yǎng)，它們被稱為“部分菌異養(yǎng)植物”。

在樹木和真菌形成的共生關(guān)系中，樹木和真菌互相幫助，也互相索取

白化蘭花開啟寄生模式

科學(xué)家很早就注意到，一些自養(yǎng)型蘭花每隔幾代就會莫名其妙地白化——它們無法合成葉綠體。照理說，失去光合作用能力的突變體應(yīng)該很快就會死亡。然而，野外發(fā)現(xiàn)的白化蘭花卻照樣能生長開花。

科學(xué)家借助碳—氮同位素跟蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)，這些白化蘭花能夠存活，是因為真菌在向它們提供營養(yǎng)。白化蘭花和真菌的關(guān)系，已經(jīng)非常接近那些完全菌異養(yǎng)的蘭花品種和真菌之間的關(guān)系。

當(dāng)然，從真菌那里接受營養(yǎng)也要付出一定的代價?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，白化蘭花會消化部分真菌組織，以獲取所需的有機物和礦物質(zhì)，但這個消化過程會讓白化蘭花的細胞接觸氧化成分并受損。

另一方面，盡管白化蘭花采取了寄生的生存策略，但它們同時也會主動地將從別處獲得的營養(yǎng)物質(zhì)傳回給真菌。長期以來，人們一直認為菌異養(yǎng)是一種單方面有利的生存策略，只有真菌向植物輸送營養(yǎng)物質(zhì)。但現(xiàn)在看來，至少在某些蘭花物種中，營養(yǎng)轉(zhuǎn)移是雙向的。

白化的蘭花放棄了光合作用，轉(zhuǎn)而專門寄生其他生物

雖然一些蘭花走上了完全靠真菌養(yǎng)活的生存路線，但完全菌異養(yǎng)并非是蘭花最理想的進化路線。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，完全菌異養(yǎng)的蘭花沒有大多數(shù)蘭花的植株那么茁壯，并且產(chǎn)生的后代數(shù)量也較少。看來，要想好好生存和繁衍，還是得自力更生，寄生只是權(quán)宜之計。

什么是葉綠素？

葉綠素是植物進行光合作用的重要色素蛋白，它能捕獲太陽光中的能量并以糖分的形式儲存起來

菌異養(yǎng)植物

某些植物完全依靠真菌的營養(yǎng)生存，它們被稱為菌異養(yǎng)植物，例如某些白化（完全不含葉綠素）的蘭花

混合營養(yǎng)植物

森林中的蘭花一般生長在陰暗的林下區(qū)域，除了進行光合作用，它們也會竊取真菌的養(yǎng)分（不過長達后會回饋真菌）