盛开的泰坦魔芋 Amorphophallus titanum
苏门答腊岛,泰坦魔芋的故乡
1878年苏门答腊岛标本
奥多阿尔多·贝卡里(1843–1920)
邱园皇家植物园
据IUCN估计,在过去150年里,种群数量减少了50%以上,下降的主要原因是伐木和将植物的原生森林栖息地转变为油棕种植园。
泰坦魔芋的生长周期
爱丁堡皇家植物园用十年多的时间记录了泰坦魔芋的生长周期。
2008年将球茎移植到1000L的盆中。
2010年球茎重达创纪录的153.9公斤
2003年,球茎从莱顿植物园运抵爱丁堡皇家植物园时只有一个小橙子大小。七年后,它长成了世界上创记录的魔芋球茎:重达153.95公斤。
此前记录的最大栽培球茎重量仅为117公斤,在德国波恩大学植物园。
球茎重117公斤,2006年5月在波恩植物园产生了三个花序
新芽发芽,长成叶子
新芽的第一片叶子
2011年的夏天,泰坦魔芋在爱丁堡皇家植物园长出了巨大的叶子,每天以10厘米的惊人速度生长,109天后到达了温室的屋顶,超过4米的高度。
18个月后,这片巨大的叶子枯萎了,球茎再次进入休眠期。
从2013年8月到2015年4月,它再次重复了这一周期。
邱园皇家植物园的泰坦魔芋的叶子
泰坦魔芋不开花的年份,它会长出一片像树一样的叶子——这是世界上最大的叶子。
泰坦魔芋幼苗,刚刚在大学植物园中展开单叶,Bonn,2009年7月
叶子通过光合作用产生的能量储存在巨大的地下球茎中,为下一次的巨大花序做准备。
大约12-18个月后,叶子死亡,植物休眠三到六个月,同时球茎继续长大。
在植物再次开花之前,会重复几次叶子和休眠周期。
经过五年的时间,两个叶子周期后,2015年5月新花蕾破土而出,成为苏格兰第一朵泰坦魔芋花。
最开始,即使是专家也不知道长出的是叶子还是花蕾,必须经过几天的时间,一些微妙的迹象——更多的酒窝形状、褶边的暗示,才会指向是否开花。
爱丁堡皇家植物园的园艺团队每天进行测量。
2015年6月鳞片叶掉落
花卉特写 Jacqui Pestel ©
开放前的花蕾 Clare Morter ©
佛焰苞开始凸出,带刺的花序从有褶皱的佛焰苞中升起。这表明它已经准备好了。
大约两周后,佛焰苞开始展开至完全开放。
2015年6月26日下午3点左右,苏格兰第一朵魔芋花绽放了!开花只持续到6月30日,7月1日开始凋谢。
印第安纳大学伯明顿分校的泰坦魔芋
雄花和雌花都生长在同一花序中。雌花先开放,一两天后,雄花开放。
在花序基部的佛焰苞内,淡黄色的雌花排列在雄花上面。
泰坦魔芋基部的花序,雄花(黄色)和雌花(棕紫色),加尔大学,Bonn,1987年3月
雌花首先成熟,使得植物几乎不可能自花授粉。
当植物无法有效地自我授粉时,它会使用另一种方法,例如风、昆虫或鸟类来帮助其繁殖,植物通过花的形状、花的颜色、花色图案和散发的气味来吸引昆虫和鸟类。
泰坦魔芋的开花周期很快,通常在一天的下午三点左右开始,并在24至36小时后结束。
印第安纳大学伯明顿分校的泰坦魔芋
随着佛焰苞逐渐张开,空心花序尖端的某些部分会升温10°C,接近人体温度。
花序底部的雌花通过释放气味分子来发出准备受精的信号,内部热量使分子挥发(将它们变成蒸汽),由此产生的恶臭提醒传粉者。
使用FLIR SC620相机拍摄的泰坦魔芋热图像显示了阳光引起的温度梯度 SRIC©2015
这种自热方式与雌花、雄花的开放同时发生,可以帮助挥发植物的气味,吸引传粉者、以死动物为食或在腐肉中产卵的昆虫。
这种花序的加热过程被称为产热过程,是海芋科(天南星科)植物的一个特征。
使用具有统计学意义的分子绘制花序在开花前和开花阶段的气味特征图谱的热图
来源:Kang et al. 2023
对花穗花序释放的化学物质的分析表明,恶臭包括二甲基二硫醚(大蒜样气味)、二甲基三硫醚(恶臭,如林堡奶酪;林堡奶酪是气味极为浓烈奶酪中的一款品种,散发非常强烈的臭味)、硫代乙酸甲酯(硫磺气味)和异戊酸(干酪味、汗袜子)。
据维基百科介绍,释放恶臭的化学物质还有三甲胺(腐烂的鱼)、苯甲醇(甜花香)、苯酚(如氯防腐剂)和吲哚(如粪便)。
大蒜味、浓烈的奶酪、腐烂的鱼、汗袜子、腐烂的鱼、粪便这些味道混一起,臭得太可怕了!不过参观的人还是不少。
随着时间的流逝,佛焰苞完全显露出其内部的深红色——甲虫和苍蝇喜欢的肉质色调,爬进去,飞进去,聚集在“花瓶”的底部。
开放的佛焰苞深红色的肉质颜色和皱纹纹理被认为有助于造成尸体错觉,从形状上吸引昆虫授粉者。
食腐甲虫
肉蝇
从深夜到半夜,当腐肉甲虫和肉蝇作为传粉者活跃时,气味的强度逐渐增强,然后在早晨逐渐减弱。
这些昆虫在雌花中忙碌,寻找它们想要产卵的腐肉(孵化的幼虫以动物残骸为食),整个晚上昆虫将花粉沉积在它们的背上和身体上,从而完成授粉行为。
没授粉,球茎也能存活。
2017年新叶展开,又是新一轮的周期。
18个月后,叶子自行死亡。
枯叶下露出新芽。
正在测量球茎,自2010年以来球茎的尺寸增加了一倍。
第二次开花的果实和叶子。
泰坦魔芋 Amorphophallus titanum 的果实
泰坦海芋的花授粉后会长出鲜红色和橙色的球形果实,这些果实通常由犀鸟传播。
跟随爱丁堡皇家植物园这十年多的记录,了解了泰坦魔芋整个的生命周期,一轮又一轮,无止境,让人不禁感叹大自然的神奇!
泰坦魔芋不经常开花,无论是在野外还是在植物园,这让它更为珍贵!
参考文献:
Barthlott, W., Szarzynski, J., Vlek, P., Lobin, W., & N. Korotkova (2009): A torch in the rainforest: thermogenesis of the Titan arum (Amorphophallus titanum). Plant Biol. 11 (4): 499-505 [doi:10.1111/j.1438-8677.2008.00147.x]
Barthlott, W., Szarzynski, J., Vlek, P., Lobin, W., & N. Korotkova (2009): A torch in the rainforest: thermogenesis of the Titan arum (Amorphophallus titanum). Plant Biol. 11 (4): 499-505 [doi:10.1111/j.1438-8677.2008.00147.x]
Cornell University. What made ‘Wee Stinky’ stink. 2012. Retrieved 2013-08-11
Kang, L., Kaur, J., Winkeler, K., Kubiak, D. and Hill, J.E. (2023) “How the volatile organic compounds emitted by corpse plant change through flowering,” Scientific Reports, 13(1), p. 372.
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