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植物擬態

植物擬態是一個演化生物學概念，指植物體在生理或形態上演化成類似其他生物，以增加其適應度的現象。因實驗資料和學術研究稀少的緣故，對於植物擬態的研究遠遠落後於對動物擬態的研究。一般認為植物擬態可以降低植物被食草動物捕食的風險，或迷惑傳粉的動物，在不付出獎勵的情況下吸引其前來傳粉。[2]

紅衣主教花（英語：Lobelia cardinalis）能夠在不產生花蜜的情況下引來蜂鳥[1]

植物擬態可分為以下幾種：

  • 貝克擬態（Bakerian mimicry）：雌性植物模擬同種雄性植物的擬態；
  • 多德森擬態（Dodson mimicry）：植物模仿其他植物以吸引傳粉媒介的擬態；
  • 瓦維洛夫擬態（Vavilovian）：野草為了生存而模擬農作物的擬態；
  • 波漾氏擬態（Pouyannian）：花模擬雌性昆蟲以吸引傳粉的雄性昆蟲；
  • 貝氏擬態（Batesian）：無害的植物模擬有害的植物以阻止捕食者；
  • 葉擬態（Leaf mimicry）：模擬附近的植物以避開捕食者的注意。

貝克擬態

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貝克擬態以英國自然學家赫伯特·喬治·貝克（英語：Herbert George Baker）[3]的名字命名，是一種能發生植物體本身的自擬態，或是同種內不同個體間進行的種內擬態。例如有些植物的雌花會模擬同種的雄花來吸引傳粉昆蟲，但雌花沒有花粉，所以昆蟲造訪之後不能得到好處，不過由於兩性異形現象，雌花與雄花的表現型可能有所不同，這類生殖擬態有時並不明顯。貝克擬態常見於番木瓜科植物、十字花目某些科的被子植物，在中南美洲和非洲的熱帶地區也能發現。[4][5]

多德森擬態

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多德森擬態得名於美國植物學家、蘭園藝家、分類學家卡拉韋·多德森（英語：Calaway H. Dodson），是一種花卉繁殖擬態。在這種擬態中，被模擬者和模擬者不是同一物種。[6]不同於貝克擬態的模擬外觀，多德森擬態中模擬者分泌同被模擬者一樣的感受信號，引誘昆蟲前來，與貝克擬態相同的則是此過程同樣不分泌花蜜，所以昆蟲不能獲得任何好處。

Epidendrum ibaguense（英語：Epidendrum ibaguense）是常見於特立尼達、法屬圭亞那、委內瑞拉、哥倫比亞和巴西北部的附生蘭花。這種蘭花大多是由君主斑蝶以及少數幾種蜂鳥傳粉。其花與另外兩種新熱帶界的原生物種馬纓丹和馬利筋相似。馬纓丹與馬利筋的花均有花蜜，Epidendrum ibaguense則沒有。其藉由模仿前兩者而吸引昆蟲前來傳粉，本身不提供昆蟲任何好處[7]。

瓦維洛夫擬態

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主條目：瓦維洛夫擬態

瓦維洛夫擬態又稱為作物擬態（crop mimicry）或雜草擬態（weed mimicry）[註 1]，其名來源於提出起源中心論的俄國遺傳學家尼古拉·瓦維洛夫。[8]自新石器時代以來直到近年的農業機械化時期，人類栽種作物時一直有人工選擇的發生，即除去幼年或成年的雜草，或從作物種子裡除去雜草種子的行為，雜草經歷多代演化後，形態會與作物越來越相似，而更難以被人類移除。[9]

波漾氏擬態

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蜂蘭模擬雌蜂以吸引交配期的雄蜂

波漾氏擬態為一些植物擬態成昆蟲或其他生物的形態以取得好處。這種擬態中，花擬態成雌性昆蟲的形態，以吸引雄蟲前來傳粉，除了形態以外，還可能分泌一些化學物質與演化出類似雌蟲的觸感以增進擬態效果。[9][10]

火燒蘭即為波漾氏擬態的典型例子，其主要的傳粉者為德國黃胡蜂、普通黃胡蜂等群居的胡蜂，胡蜂的幼蟲以毛蟲為食，因此成蟲會以視覺和嗅覺等感官偵測到毛蟲存在後，將卵產於毛蟲體內。火燒蘭即利用此一特性，產生一種揮發物來吸引胡蜂成蟲，這些揮發物與毛蟲滋生的菜葉所分泌的物質類似，可為胡蜂的觸角所偵測，而吸引其前來傳粉。儘管火燒蘭有大量花蜜供採集，除了胡蜂之外的傳粉者卻經常將其忽略。[11]

腐肉花花如其名，能散發出腐肉的氣味、模擬腐肉的外觀吸引吃腐食的動物，比如麻蠅、麗蠅甚至家蠅，和尋找動物屍體作為產卵處的鰹節蟲、葬甲科等甲殼蟲。此花的腐爛氣味源於低硫化物和含有蛋氨酸、半胱氨酸等氨基酸的蛋白質。腐肉花提供的花蜜極少，和腐食動物的關係並非互利共生，昆蟲把卵產在腐肉花上只能表明它們誤把它當成了產卵地；而極少的花蜜也只是為了引誘昆蟲靠近植物生殖器官的陷阱。[12]

貝氏擬態

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主條目：貝氏擬態

貝氏擬態的名稱來自英國自然學家亨利·沃爾特·貝茨，指的是一種無害植物為避免受到捕食者的攻擊，而模擬成有害植物的現象。

具體來說，科學家已經觀察到植物的兩種帶刺擬態。[13]其一是一種百合科蘆薈的機體內貝氏擬態，棕櫚科的W. filifera，以及數十種龍舌蘭。這些植物的葉片發育時常會互相擠壓，邊緣有齒狀尖刺的葉片可以在沒有尖刺的葉片邊緣壓出鋸齒狀的壓紋，使本身沒有尖刺的葉片邊緣也有鋸齒狀的缺刻[14]。第二種更類似典型的貝氏擬態，這類植物體的花蕾、葉片和果實上含有附近植物體都沒有的醒目警戒色。

另一些植物則展示出了蜘蛛網狀的擬態。新發的枝葉上長出白色密集的毛狀體，因為許多草食動物會躲避蜘蛛網以避免被攻擊，這些形似蜘蛛網的毛狀體可避免草食動物前來啃食。有時新長出的花蕾上也會有這種擬態，見於以色列的大翅薊屬、希臘的紅花屬、愛沙尼亞的毛頭牛蒡和款冬以及日本的紫萁。[13]

偽裝擬態

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生態學中，偽裝能保護生物不被捕食者發現。在植物界通常是用保護色等視覺形式實現偽裝，例子有南美的木通科攀緣植物Boquila trifoliolata（英語：Boquila trifoliolata），它可以調整葉的顏色、大小和形狀，擬態成被其所攀附的植物，通過這種擬態降低被草食動物發現的風險。[15]

參見

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備註

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  1. ^ 需注意此處的「雜草擬態」一詞中，雜草是模擬者，該詞與擬蟻現象在主被動意義上是相反的。

參考資料

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  1. ^ Williamson, G. Bruce; Black, Edwin M. Mimicry in Hummingbird-Pollinated Plants?. Ecology. 1981-04, 62 (2): 494–496 [2018-09-09]. ISSN 0012-9658. doi:10.2307/1936724. （原始內容存檔於2020-02-01） （英語）. 
  2. ^ Pannell, John R.; Farmer, Edward E. Mimicry in plants. Current Biology. 2016-09, 26 (17): R784–R785. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2016.04.005. 
  3. ^ Barrett, Spencer C. H. THE BAKER AND STEBBINS ERA COMES TO A CLOSE. Evolution. 2001, 55 (11): 2371. ISSN 0014-3820. doi:10.1554/0014-3820(2001)055[2371:tbasec]2.0.co;2 （美國英語）. 
  4. ^ Tropical trees: variation, breeding, and conservation. Symposium on Variation, Breeding, and Conservation of Tropical Forest Trees. London; New York: Published for the Linnean Society of London by Academic Press. 1976 [2018-09-09]. ISBN 012145150X. （原始內容存檔於2016-08-10） （英語）. 
  5. ^ Bawa, K. S. Mimicry of Male by Female Flowers and Intrasexual Competition for Pollinators in Jacaratia dolichaula (D. Smith) Woodson (Caricaceae). Evolution. 1980, 34 (3): 467–474 [2018-09-09]. doi:10.2307/2408216. （原始內容存檔於2020-05-18）. 
  6. ^ Dodson, Calaway H; Frymire, G. P. Natural pollination of orchids. St. Louis: Missouri Botanical Garden. 1961 [2018-09-09]. （原始內容存檔於2016-08-05） （英語）. 
  7. ^ Boyden, Thomas C. Floral Mimicry by Epidendrum ibaguense (Orchidaceae) in Panama. Evolution. 1980, 34 (1): 135–136 [2018-09-09]. doi:10.2307/2408322. （原始內容存檔於2020-05-20）. 
  8. ^ Vavilov, N. I. The origin, variation, immunity and breeding of cultivated plants. Waltham: Chronica Botanica. 1949 [2018-09-09]. （原始內容存檔於2016-09-11） （英語）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Pasteur, G. A Classificatory Review of Mimicry Systems. Annual Review of Ecology and Systematics. 1982-11, 13 (1): 169–199. ISSN 0066-4162. doi:10.1146/annurev.es.13.110182.001125 （英語）. 
  10. ^ Pijl, Leendert van der; Dodson, Calaway H. Orchid flowers: their pollination and evolution. Coral Gables: Univ. of Miami Press. 1966 [2018-09-09]. ISBN 0870240692. （原始內容存檔於2017-02-02） （英語）. 
  11. ^ Brodmann, Jennifer; Twele, Robert; Francke, Wittko; Hölzler, Gerald; Zhang, Qing-He; Ayasse, Manfred. Orchids Mimic Green-Leaf Volatiles to Attract Prey-Hunting Wasps for Pollination. Current Biology. 2008-05, 18 (10): 740–744. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2008.04.040. 
  12. ^ Johnson, Steven D. Carrion flowers. Current Biology. 2016-07, 26 (13): R556–R558. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2015.07.047. 
  13. ^ 13.0 13.1 Lev-Yadun, Simcha. Weapon (thorn) automimicry and mimicry of aposematic colorful thorns in plants. Journal of Theoretical Biology. 2003-09, 224 (2): 183–188. ISSN 0022-5193. doi:10.1016/s0022-5193(03)00156-5. 
  14. ^ Simcha Lev-Yadun. Weapon (thorn) automimicry and mimicry of aposematic colorful thorns in plants (PDF) 224. Journal of Theoretical Biology: 183-188. 2003 [2018-09-10]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-09-10）. 
  15. ^ Gianoli, Ernesto; Carrasco-Urra, Fernando. Leaf Mimicry in a Climbing Plant Protects against Herbivory. Current Biology. 2014-05, 24 (9): 984–987. ISSN 0960-9822. doi:10.1016/j.cub.2014.03.010. 
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