出品：科普中國

制作：廖鑫鳳

監(jiān)制：中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心

中通外直，不蔓不枝，荷花常視為高潔品質的象征。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。

荷花超級疏水的葉片 （圖片來源Innerpath）

但其實荷花開花的時候異常溫暖，一點都不高冷。它不僅能加熱，還能保持恒溫。

當它開花的時候，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。當然，它也不是把整朵花都加熱到這個溫度，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。雌蕊群著生在一個膨大成圓錐形的花托上，花托內(nèi)填滿海綿組織，雌蕊全著生在上面，只把柱頭露出在表面。這個膨大的結構里面貯存著淀粉，在開花時通過抗氰呼吸產(chǎn)熱，同時它又保護著雌蕊中供種子發(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。（圖片來源：參考文獻1）

荷花：我自閉了，我想開了

荷花為何要加熱自己，保持恒溫呢？這其實暗藏著它的“小心機”。

荷花單朵花的花期只有3-4天，分為三個階段，但會閉合兩次。

第一次是剛開時，花只打開一點點，此時是花的第一階段：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。

第一天打開的荷花，僅打開一點點，但已經(jīng)可以讓小型甲蟲進去。（圖片來源：wiki）

第一天開花的荷花就充滿了“心機”，盡管只開了一點點，但強烈的香味會吸引小甲蟲過來。為保證它們能給柱頭充足授粉，荷花在夜晚時又會緊緊閉合起來，把小甲蟲們鎖在里面，這樣在花里活動的甲蟲會去采集柱頭上的分泌物，充分觸碰到柱頭。

第一天打開，在里面活動的小甲蟲吃柱頭的分泌物。（圖片來源：參考文獻2）

這樣一夜過后，荷花又會重新打開，不過這次打開的幅度更大，進入開花的第二個階段：雄花期。此時無數(shù)的雄蕊也幾乎開始同時散粉，不再緊緊靠著花托了。

第一天A與第二天荷花B中雌雄蕊的相對位置，s為柱頭，an為花藥，ap為雄蕊附屬物。（圖片來源：參考文獻3）

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

小甲蟲在荷花內(nèi)收集花粉（圖片來源：參考文獻2）

在這之后，荷花終于不自閉了。進入了開花的第三個階段，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，為小甲蟲打造愛巢

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

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

荷花開花的溫度與耗氧量，Ta為環(huán)境溫度，Tr為花內(nèi)溫度，豎軸為耗氧量曲線。（圖片來源：參考文獻4）

科學家們推測高溫度的恒溫其實就是為小甲蟲們準備的報酬。通過加熱，荷花為它們打造晚上的暖房。荷花兩次在晚上的閉合會將訪花的昆蟲鎖在花里面，熱量會讓昆蟲覺得自己仿佛進入了一間暖房。

對于不能恒溫的昆蟲來說，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，無異于住進了免費的豪華酒店。

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”了甲蟲傳粉綜合癥（cantharophilous）。

與荷花一樣，這類“患”了甲蟲傳粉綜合癥的花都發(fā)展出大型的花瓣，產(chǎn)熱也多次在“甲蟲花”（“甲蟲花”為主要吸引甲蟲作為傳粉昆蟲的花，與蜂類、蝶類、鳥類傳粉植物的花結構上有差別）當中演化出來，夜晚閉合也同樣是它們的共同特征，以此來給甲蟲當婚房，甚至當群體婚房。

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

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

同樣“患”甲蟲傳粉綜合癥的木蘭類花的花瓣就在傳粉中犧牲了。（圖片來源：參考文獻5）

筆者在念大學的時候，植物學相關教材上因荷花“患”有甲蟲傳粉綜合癥，便將其認定是原始的花類型。實際上這只是與甲蟲傳粉相匹配的特征，稱不上原始。

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

蜂類在荷花內(nèi)采集花粉 （圖片來源：參考文獻2）

這一方面是因為荷花的自然分布已經(jīng)被打亂了，因為人類的種植，荷花的分布被擴大，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了。而且蜂類是一類泛化的傳粉者，又異常勤勞，荷花盡管沒有花蜜，但產(chǎn)生大量花粉，對它們也存在吸引力，因此現(xiàn)在蜂類成為了荷花的傳粉搭檔。

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

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

參考文獻：

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