大自然的模仿遊戲:植物與真菌的擬態


Dracula chestertonii 是哥倫比亞特有的蘭花,其屬名「Dracula」源自拉丁文「Draco」,意指小龍,用以形容該屬多數萼片(sepal)末端特有的長尾尖構造。此外,由於萼片的顏色和質地近似「虎皮蛙」的皮膚,英文俗名稱其為「frog's skin」。(圖/取材自 Wikimedia Commons)

擬態 (mimicry) 是生物透過模仿其他生物或其特徵,以愚弄或吸引他者,從而獲益的一種現象。自然界中的動物有許多經典例子:一些蝴蝶和蛾類模仿有毒的同類來嚇退掠食者;蘭花螳螂模仿花朵伏擊獵物;某些章魚和烏賊則能改變體色與輪廓,模仿其他生物來避開天敵。然而,擬態並非動物的專利,植物和真菌中也有許多令人驚嘆的擬態現象。本文將介紹幾個植物與真菌的擬態案例,看看它們如何在自然界中展現高超的適應能力。

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蘭花的擬態:是花還是菇?

在南美洲哥倫比亞的安第斯山脈雲霧森林中,有一種特有的蘭花 Dracula chestertonii ,透過模仿菇類的特徵來吸引訪花昆蟲。這種蘭花附生在覆滿苔蘚的樹幹或腐木上,其花朵散發出與菇類相似的氣味,中央的唇瓣 (labellum) 甚至像倒置的菇類子實體 (fruiting body),具有如同菌褶 (gill) 的脊狀構造。這種擬態現象使得森林中的雌性蕈蠅誤以為找到了合適的產卵菇,便飛來訪花。當蕈蠅停留在唇瓣上時,無意間沾上花粉,並將其帶到其他 D. chestertonii 花朵上,幫助蘭花完成授粉。研究發現,這種蘭花所釋放的氣味包含 1-辛烯-3-醇 (oct-1-en-3-ol)、1-辛烯-3-酮 (oct-1-en-3-one) 等成分,這些揮發性化合物正是菇類香氣的主要來源。

左圖為Dracula chestertonii的花朵,右圖為吸引蕈蠅拜訪的菇類子實體。(圖/左圖取材自Wikimedia Commons;右圖為陳哲志提供)
左圖為 Dracula chestertonii 的花朵,右圖為吸引蕈蠅拜訪的菇類子實體。(圖/左圖取材自 Wikimedia Commons;右圖為陳哲志提供)
Dracula chestertonii是哥倫比亞特有的蘭花,其屬名「Dracula」源自拉丁文「Draco」,意指小龍,用以形容該屬多數萼片(sepal)末端特有的長尾尖構造。此外,由於萼片的顏色和質地近似「虎皮蛙」的皮膚,英文俗名稱其為「frog's skin」。(圖/取材自Wikimedia Commons)
Dracula chestertonii 是哥倫比亞特有的蘭花,其屬名 Dracula 源自拉丁文 Draco ,意指小龍,用以形容該屬多數萼片 (sepal) 末端特有的長尾尖構造。此外,由於萼片的顏色和質地近似「虎皮蛙」的皮膚,英文俗名稱其為 frog’s skin。(圖/取材自 Wikimedia Commons

真假難辨:是花還是假花?

在南美洲蓋亞那草原上,真菌 Fusarium xyrophilum 巧妙地操控了寄主黃眼草屬植物(Xyris setigeraX. surinamensis)。每逢夏季,這種真菌會侵染黃眼草屬植物,阻止其正常開花,並在植物頂端形成完全由真菌組織構成的「假花」。這些假花帶有橘黃色調,與黃眼草屬植物的真花極為相似,甚至能反射紫外光,對昆蟲有極大的吸引力。此外,假花還會釋放多種芳香化合物 (aromatic compound),模仿真花的氣味,成功吸引訪「花」昆蟲。研究顯示,包括螞蟻、黃蜂和蝗蟲等昆蟲在拜訪假花時無意間沾上真菌的孢子或菌絲,進而幫助真菌在不同寄主植株間傳播繁殖。

真假難辨。左側為真花,右側兩朵則是真菌形成的「假花」。(圖/取材自 Kenne Wurdacks, Smithsonian Institution)
真假難辨。左側為真花,右側兩朵則是真菌形成的「假花」。(圖/取材自 Kenne Wurdacks, Smithsonian Institution)

銹菌的奇招:為何變出「假花」?

北美草原上的銹菌 (rust fungi) Puccinia monoica 展現了更為精巧的擬態策略。當它侵染十字花科寄主植物(如 Boechera spp.)後,會抑制植物正常開花,並誘導其頂端生成亮黃色的「假花」,這些假花的形態與寄主的真花截然不同。假花並非真正的花,而是經過改造、形似花瓣的葉子,表面覆蓋著銹菌的精子器 (spermagonia),也就是其亮黃色的來源。假花不但色彩鮮豔,還能反射紫外光,並釋放甜甜的氣味。此外,假花還分泌類似花蜜的黏甜物質,吸引昆蟲前來取食。這黏甜物質是由精子器產生,內含銹菌的精子 (spermatia)。當昆蟲在假花上取食時,精子會附著在昆蟲身上,並隨後被傳播到另一株感染植株的精子器上,與相容的受精絲 (receptive hyphae) 配對。隨後,在同一植株的葉背,銹菌會生成碗狀的春子器 (aecia),並釋放出新的春孢子 (aeciospores),以完成生活史循環的一部分。

十字花科植物 Boechera stricta。上圖為健康 B. stricta 開花的狀態;下圖則為被銹菌 Puccinia monoica 感染後所誘導產生的「假花」。(圖/修改自 Cano et al., PLoS One, 2013)
十字花科植物 Boechera stricta。上圖為健康 B. stricta 開花的狀態;下圖則為被銹菌 Puccinia monoica 感染後所誘導產生的「假花」。(圖/修改自 Cano et al., PLoS One, 2013)
昆蟲前來「假花」取食。(圖/取材自Kristie Nelson, iNaturalist)
昆蟲前來「假花」取食。(圖/取材自 Kristie Nelson, iNaturalist

真菌變身動物卵?

除了模仿植物,有些真菌甚至模仿動物的構造。嗜白蟻阿太菌 (Athelia termitophila) 就是一個例子。當這種真菌的菌絲侵入散白蟻 (Reticulitermes spp.) 及臺灣家白蟻 (Coptotermes formosanus) 的巢穴後,會聚集成褐色的球狀菌核 (sclerotium),俗稱白蟻球 (termite ball)。這些白蟻球雖然與透明、橢圓形的白蟻卵在外觀上有所不同,但光滑的表面和化學氣味卻與白蟻卵非常相似,足以欺騙依賴觸覺和嗅覺的白蟻工蟻。工蟻會將白蟻球當成真正的卵來照料,包括清潔、保濕和搬運,讓真菌得以在穩定、無競爭者的巢穴中成長。這種策略就像布穀鳥將卵下在其他鳥類的巢中,由寄主鳥來孵化與照顧雛鳥。最終,部分白蟻球會在適當時機萌發成菌絲,分泌酵素來分解真正的白蟻卵,進而獲取養分。A. termitophila 的模仿能力如此精湛,連細心的工蟻也無法辨別真偽,使它得以提升生存優勢。

日本的黃肢散白蟻(Reticulitermes flavipes)卵堆中發現的「白蟻球」。白蟻卵呈透明橢圓形,而白蟻球則為褐色球形。(圖/取材自Maekawa et al., Mycoscience, 2020)
日本的黃肢散白蟻 (Reticulitermes flavipes) 卵堆中發現的「白蟻球」。白蟻卵呈透明橢圓形,而白蟻球則為褐色球形。(圖/取材自 Maekawa et al., Mycoscience, 2020)

結語

從模仿菇類的蘭花,到製造假花,甚至假扮白蟻卵的真菌,自然界中植物和真菌的擬態策略不僅巧妙且充滿創意。下次在野外見到一朵「菇」、一朵「花」或一團「卵」,不妨仔細觀察,那是真的還是假的?或許這只是自然界中的模仿遊戲。

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