海底世界的授粉者

撰文｜葉綠舒

進行有性生殖的植物需要授粉者（pollinator），在不同門的植物中，以參與被子植物（angiosperm）授粉的成員最多采多姿了；有以風為媒介的、以動物為媒介的、也有以水為媒介的，而吸引動物為媒介的更是多采多姿，有些提供獎賞（花粉、花蜜），有些乾脆用騙的！

不過，上面提到的這些，都是陸生植物；水生植物呢？過去我們對水生植物如何完成終身大事，總是停留在它們都要依賴水將花粉帶到雌蕊那裡去的印象──也就是說，水生植物（藻類）都是「水媒花」。

這個印象大致上也是正確的。過去的觀察發現，對於沈在水底的藻類來說，從花的構造也可以看到以水為授粉媒介所產生的變化。例如雌蕊的柱頭形成觸手狀的結構，雄蕊產生大量的花粉，花粉可能是絲狀或圓形帶有黏液等等，這些都是為了在水裡能夠更容易完成終身大事所做的演化。

生長於加勒比海與亞熱帶大西洋西部的烏龜藻（Thalassia testudinum），為泰來藻屬，是雌雄異株的水生植物。烏龜藻長得矮小不起眼，大概只有1-2公分高，雄花晚上開花，只開1-2小時；開花時，每朵雄花會產生十六萬顆帶有黏液的花粉。雌花則是白天開花，在72小時內都可以授粉。

若從帶有黏液的花粉看來，烏龜藻似乎也是水媒花囉？原本科學家們也是這麼想的，但是在2012年的一項研究中，研究團隊觀察到有蠻多甲殼類與多毛綱（polychaetes）的小生物，會在晚上雄花盛放的時候來接觸烏龜藻的雄花。雖然這些小傢伙們會游泳，但牠們也會隨著海流漂來漂去。有沒有可能牠們會幫烏龜藻授粉呢？

要證明這些甲殼類與多毛綱的小生物們是烏龜藻的授粉者，研究團隊要能夠證明：（1）牠們會接觸雄花與雌花；（2）牠們真的會攜帶花粉；（3）牠們會把花粉從雄花帶到雌花；（4）有受精事件發生。

研究團隊觀察發現，這些小生物們真的會去接觸雄花與雌花--而且牠們還會採食雄花（可能是採食富含碳水化合物的黏液）。接觸雄花後的甲殼類與多毛綱生物，在牠們的觸角、口器、腹部以及體節等部位都可以找到花粉黏在身上。

要怎麼證明這些小生物們真的會把花粉帶到雌花上呢？這有一點難度，不過研究團隊在海水缸裡面觀察，有這些小生物存在與沒有的烏龜藻，雌蕊上的花粉數目在15分鐘內是否有變化。結果發現，沒有這些小生物的海水缸裡的烏龜藻，雌花上面黏著的花粉數目沒有變化；但有這些小傢伙存在的海水缸裡，有些雌花上黏著的花粉顆粒變多了，有些則變少了。由於海水缸裡面沒有水流，所以花粉數目的變化（尤其是變少）一定是牠們搞的鬼。

是否有成功的受精呢？研究團隊觀察發現，有小生物的組別，它們的雌花上都可以觀察到花粉有花粉管的形成；而沒有小生物的組別，只有少量的雌花上的花粉有花粉管。雖然沒有直接看到果實的形成，但花粉管的形成較多，也意味著受精的成功率應該會比較高。

雖然這個研究無法摒除水在烏龜藻上擔任授粉者的功能，不過甲殼類與多毛綱生物在如烏龜藻這類的水生植物的終身大事上，很可能也有著不可抹滅的重要角色。而烏龜藻的花粉所產生的黏液，除了方便黏附在雌蕊的柱頭上以外，是否也是海底小生物的重要食物來源呢？許多陸生植物都會產生花粉與花蜜來吸引授粉者採食，而授粉者在採食花粉、花蜜之餘，也協助植物完成終身大事。或許烏龜藻與這些海中小生物之間，也存在著這樣的關係呢！

參考文獻：Brigitta I. van Tussenbroek et. al. Experimental evidence of pollination in marine flowers by invertebrate fauna. Nature Communications 7, Article number: 12980 (2016) doi:10.1038/ncomms12980

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作者：葉綠舒　慈濟大學生命科學系助理教授，科教中心特約寫手，從事科普文章寫作。