全站搜尋 電子雜誌搜尋

AD

ad970250

不錯過任何知識訊息,立即加入國家地理官方Telegram

Mar. 24 2014

花兒的召喚

1
  • 花兒的召喚

花兒的召喚

某些熱帶花卉會利用聲音的反射,讓吸蜜蝙蝠更容易找到它們。

撰文:蘇珊・麥格斯 Susan McGrath

AD

ads-parallax

攝影:梅林・塔特 Merlin D. Tuttle

大自然創意無限。在中美洲的熱帶低地森林裡,命運交纏的吸蜜蝙蝠與夜間開花藤蔓,便是其中一例。

科式長舌蝠(Glossophaga commissarisi)是一種很小的有翼哺乳動物,身體不比你的拇指大,牠會穿梭在血藤(Mucuna holtonii)的花朵之間舔食花蜜,跟蜂鳥及熊蜂沒什麼兩樣,並為植物傳播花粉作為交換。若是在白天,花兒可以用猩紅色或桃紅色等鮮豔色彩來招蜂引蝶,但到了夜裡,連最鮮豔的顏色也會褪成月光下的一抹銀白,這時血藤花便用聲音來吸引吸蜜蝙蝠。

在哥斯大黎加北部的拉塞瓦生物研究站,一株茂盛的老血藤在一片林中空地上方織就出一塊枝繁葉茂的頂篷,幾十朵開在綠色長莖上的花兒從中垂下,高高低低地掛在林間空地上方,宛如幽暗舞廳中的枝形吊燈。每個手掌般大的花序都有一輪豆莢形狀的淡黃色花芽,長在弧形的梗上。

每到黃昏,血藤的花芽就準備好迎接蝙蝠。首先,花芽最頂上那片淡綠色的花瓣(旗瓣)會緩緩垂直打開,像座光滑的燈塔般挺立在花朵頂端。旗瓣下方,兩片小小的側瓣會像雙翼般展開,露出豆莢狀花芽頂端的一道縫隙。

蝙蝠以高頻音作為工具。牠們透過鼻孔或嘴巴,用聲帶發出陣陣短促的聲響,形成空中電波,然後再解讀那些反射回到牠們敏銳耳朵裡的模式變化。蝙蝠能快速且持續地處理接收到的資訊,因此不論是在追逐蚊子還是在開花的樹叢間穿梭,牠們都可以在疾飛於空中時調整路線。

大部分蝙蝠都以昆蟲為食,牠們經常使用強勁有力的遠程叫聲,每次上揚翅膀時就發聲一次。吸蜜蝙蝠則會發出輕柔但非常複雜的叫聲,科學家稱之為調頻聲。這些聲音不會傳得很遠,卻能提供詳細資訊。這種叫聲在4公尺的距離內最為有效,可以反射出能傳遞精確訊息的影像,包括目標物的大小、形狀、位置、質地、角度、深度,以及其他只有吸蜜蝙蝠才能解讀的特徵。

在拉塞瓦研究站,旗瓣凹陷的形狀具有鏡子的功能,可以接收蝙蝠的叫聲,然後將資訊明確地反射給蝙蝠。蝙蝠的眼睛、耳朵和鼻葉都對準了旗瓣,高速撲向花兒並附著其上。

兩者是天作之合。蝙蝠將頭塞進杯狀的開口,用大姆指勾住旗瓣底部,收起尾巴,迅速抬高後腿。牠穩穩攀在豆莢狀的花芽上方,將口鼻插進散發著大蒜味的開口。蝙蝠長長的舌頭觸動一個隱藏的機關,豆莢的龍骨瓣頓時爆開。當蝙蝠埋頭於蜜腺中吸取花蜜時,花藥就從龍骨瓣中彈出來,在蝙蝠小小的屁股上灑了一層金色的花粉。

長舌葉鼻蝠亞科(Glossophaginae)大約有40種蝙蝠,是吸蜜蝙蝠中的飛行菁英。牠們屬於美洲葉鼻蝠科,原生於西半球的熱帶及亞熱帶地區。

吸蜜蝙蝠與特定開花植物共同演化,發展出成果豐碩的關係,生物學家稱之為蝙蝠媒(chiropterophily)。這個字由兩個部分組成,Chiroptera指的是哺乳動物中的翼手目,phily則來自希臘文的philia,意思是「愛」。但這可不是什麼愛情故事。促使蝙蝠與花發展出伙伴關係的並非羅曼史,而是生命的基本要務:生存與繁衍。

用花蜜換取授粉是一項很微妙的交易,讓植物左右為難。夜間開花的植物必須節省自己的花蜜,因為蝙蝠如果吃得飽飽的,就不會造訪那麼多花。但植物如果太吝嗇,蝙蝠又會轉而為其他植物提供服務。數千年下來,靠蝙蝠授粉的植物發展出一種絕妙的解決之道:它們設法讓蝙蝠的覓食效率達到最大,從而迴避了花蜜的量(與質)的問題。

因此,夜間開花的植物將自己展示在蝙蝠容易飛過的明顯位置,讓蝙蝠可以輕易發現它們並吸取花蜜,同時亦遠離樹棲捕食動物(例如樹蛇與負鼠)的藏身處。它們會在花香中摻入硫的化合物,這是吸蜜蝙蝠無法抗拒的遠距離信號。血藤與其他某些植物則更勝一籌。它們的花型可以讓蝙蝠聽到它們。

在1999年之前,沒有人知道植物會靠花的形狀來反射聲音、提高蝙蝠的覓食效率。那一年,德國埃蘭根大學的生物學家達格瑪與奧圖.馮.艾維森在拉塞瓦研究蝙蝠的聲學。達格瑪發現,血藤的旗瓣很像一種聲音信標――它很明顯是一種聽覺信號,相當於燈塔的光束。用改造過的血藤旗瓣進行的田野實驗支持了這項理論。

繼這項觀察之後,馮.艾維森夫婦針對花朵的回聲進行了更廣泛的研究,使用的是一群圈養在埃蘭根大學實驗室的蝙蝠。在他們的指導下,大學部的研究助理雷夫.西蒙訓練蝙蝠從隨意放置的花蜜餵食器中吸食花蜜,餵食器上插著不同形狀的旗子。結果顯示碟形的最容易讓蝙蝠找到。

接著西蒙在自然界中找到一些這種形狀的花,其中一種有著碟形的旗瓣,他最早是在一本自然雜誌中看到的。好奇的他前往古巴,也就是那朵花被拍下的地點。這位科學家夜裡獨自蹲伏在森林中,興高采烈地看著蝙蝠喝花蜜,同時花兒則在蝙蝠身上撒滿金色的花粉,證實了他的假設。

碟形的葉子真的可以讓蝙蝠更容易找到花的位置嗎?回到實驗室後,西蒙發現若在餵食器上方放置碟形的假葉子,能為蝙蝠節省一半的覓食時間。而未經改造的平坦葉子對蝙蝠的覓食時間幾乎沒有影響,跟沒做記號時差不多。

「正常的平坦葉片只會輕輕反射聲波一次,」西蒙解釋,「但碟形葉片在蝙蝠接近時會多次強烈地反射回音,而且角度頗廣。它就像個真正的信標,因為它的回聲有獨一無二的特色,彷彿萬綠叢中的一點紅。」

西蒙後來成為研究生,他的下一步是製作一個可移動的機器蝙蝠頭。他在上面安裝了一個小小的超音波擴音器和兩個接收器,形成一個三角形,宛如蝙蝠的鼻子和耳朵。他透過機器蝙蝠的鼻子,對著綁在旋轉架上的花朵發出複雜的調頻音(模仿吸蜜蝙蝠),然後用電子蝙蝠耳錄下那些回音。他用這種方法蒐集到65種靠蝙蝠傳粉的開花植物的回聲「簽名」。西蒙測試的每朵花都擁有獨一無二且明顯的聲紋。

整體而言,西蒙發現靠蝙蝠傳粉的花朵有幾種共同的聲音適應方式。它們的表面都光滑如蠟,非常利於反射聲音,而且每個樣本的大小與形狀都非常一致。此時西蒙已經是博士,他先找出36朵花的回聲特徵(分別屬於12種靠蝙蝠授粉的開花植物),然後以此為比較基礎寫出一份程式,只根據聲音就辨認出130朵新的花是哪個種。這個程式證實了蝙蝠早就知道的事:有些花會說牠們的語言。

為什麼植物要這麼努力吸引並獎勵蝙蝠呢?「因為蝙蝠是極為有效的傳粉者,」西蒙說。「牠們值得花兒這麼做。」

密蘇里大學聖路易分校的演化生態學家納森.穆恰拉在2010年做了一份研究,比較厄瓜多的蜂鳥與吸蜜蝙蝠,結果發現蝙蝠的授粉量平均是鳥類的十倍。而且蝙蝠也可以長距離授粉。蜂鳥的授粉範圍半徑據信是200公尺。吸蜜蝙蝠中授粉距離最長的是南方長鼻蝠(Leptonycteris curasoae),最遠可到距離棲息處50公里的地方覓食。熱帶森林植物通常分布得很廣,但不密集,因此蝙蝠廣大的活動範圍是一大好處。且由於林地因為森林除伐而變得愈來愈破碎,這種長程的授粉行為更形重要。

1790年代,義大利生物學家史帕朗札尼提出蝙蝠在黑暗中以耳為目的理論,為此飽受譏嘲。一個半世紀之後的1930年代末,科學家發現了回聲定位的機制。而75年後的今天,我們知道為了配合蝙蝠用聲音「看」的能力,植物把自己的花朵塑造成可以被聽見的形狀,聽在蝙蝠耳裡,就像白天開花的植物在其他傳粉者眼中一樣鮮明亮麗。大自然就在這類細緻複雜的互動關係中,展現了它最深奧的魔法。

欣賞更多照片

NOV. 2020

病毒重整世界

一場肺炎大流行,改變了什麼?

病毒重整世界

AD

熱門精選

AD

ad300600

AD

Subscribe
立即訂閱
keyboard_arrow_up

AD

ad970250