三枚萼片、三枚花瓣、一個合蕊柱，這樣獨特的外貌讓我們可以很容易辨認出蘭科植物。蘭科植物種類豐富，當前確認的約有815屬22000-27000餘種。它們的花瓣千姿百態，有袋狀的兜蘭（Paphiopedilum spp.）、瓣狀的文心蘭（Oncidium flexuosum）、分葉狀的鶴頂蘭（Phaius tancarvilleae）、絲狀的章魚蘭（Prosthechea cochleata）等超過數十種類型，顏色也極爲豐富，幾乎涵蓋了可見光譜中的所有顏色，如紅色系火焰蘭（Renanthera coccinea）、紫色系紫紋兜蘭（Paphiopedilum purpuratum）、白色系夜夫人白拉索蘭（Brassavola nodosa）等等；身材魁梧如身高最高可達7米的皇后蘭（Grammatophyllum speciosum），嬌小柔弱如花序僅有1-2cm的小沼蘭（Oberonioides microtatantha）。蘭科植物的每個形態、每種特點都不是隨便長長，而是爲了生存、繁衍、適應環境，千錘萬鑿雕刻出來的自然藝術品。

圖片說明：1.文心蘭2.鶴頂蘭3.章魚蘭4.火焰蘭

5.紫紋兜蘭6.夜夫人白拉索蘭7.皇后蘭8.小沼蘭

（圖片來源：李光敏、劉冰、吳棣飛、華國軍、

金寧、葉喜陽；NParks Flora & Fauna Web；製圖：李彤）

一、努力+運氣=增加被自然選擇的概率

約6500萬年前，一顆直徑10公里的小行星以每秒20公里的速度撞擊地球，引發了海嘯、全球性火山爆發、食物鏈斷裂和持續數年的“核冬天”，稱霸地球1.6億年的恐龍就此滅絕，在這場“末日篩選”中，僅有約25%的物種幸運地被自然選擇存活下來，成爲“新生代地球”的新主人，其中就有蘭科植物的祖先。

成功很大程度上取決於是否被環境選擇，身上的技能越多，被選擇的概率就越大。碰巧在白堊紀末大滅絕前經歷了一次全基因組複製（WGD）事件的蘭科植物祖先，將自己的遺傳密碼完整複製了一份，並在較短的時間內分化出即可陸生，又可附生，還可腐生的五個亞科—擬蘭亞科(2屬17種)、香莢蘭亞科(15屬種)、杓蘭亞科(5屬種)、樹蘭亞科(500多屬24000種)和蘭亞科(208屬3630種)（數據截至2019年），這些植物能夠在不同的氣溫、溫度與光照條件下存活，如此強大的環境適應性不僅讓蘭科植物從滅絕邊緣倖存，還讓它們迅速佔據了因大滅絕造成的空缺生態位，逆襲成爲可以在地球上大部分棲息地定居的居民，發展成當今被子植物中種類最豐富且形態高度特化的類羣之一。

蘭科植物的現代分佈區域

（圖片來源：Pérez-Escobar et al.2024）

圖片說明：1.熱帶雨林多花蘭2.溫帶森林廣佈小紅門蘭3.溫帶草原溼潤地帶的紫花地丁

4.溼地生境中竹葉蘭5.荒漠邊緣地區的百歲蘭6.人工栽培的蝴蝶蘭

（圖片來源：朱鑫鑫、朱仁斌、金寧、魏澤、李光敏；製圖：李彤）

二、摒棄短板，躺平但不擺爛

生活在陰溼環境的腐生蘭天麻（Gastrodia elata）是反內卷的榜樣。在鬱閉且光照微弱的的森林中，努力爭奪生存資源以獲取更多營養物質是生存的關鍵（如紅杉拼命長高爭奪陽光），因此許多植物選擇在光照競爭中拼命內卷“光合技術”。生活在卷王圈子的天麻卻生的身材矮小，沒有根也沒有葉，全身上下最寶貴的就是它的塊狀根，這樣的天麻如果要靠“光合技術”提高競爭力似乎很難存活，於是天麻沒有拘泥於傳統思路，它們分析了環境和自身條件，不跟風捲“光合技術”，而是選擇“躺平”，逐步“卸載”掉光合相關基因，將製造養分的任務外包給真菌。這種截然不同的生存路徑，節省了大量維護葉綠體的能量成本，節省來的能量成本可以幫助天麻專注於發展分解真菌細胞壁，比如3倍擴張分解真菌細胞壁的幾丁質酶基因、通過海藻糖水解酶高效分解真菌菌絲中的養分來榨取營養，使其能在黑暗的森林底層穩穩地“躺贏”，過着衣來伸手飯來張口的神仙生活。

1.天麻全株2.天麻花序3.天麻塊狀根

（圖片來源：安紅旗、魏澤、趙宏；製作：李彤）

三、降本增效，薄利多銷

蘭科植物不僅是“反內卷王”，還深諳“降本增效”之道。胚乳是種子中儲存營養物質的重要營養包，但也同時會一定程度上增加種子的體積和重量。爲了擴大種子的擴散範圍，蘭科植物再一次選擇“斷舍離”，卸載掉產生胚乳的typeI Mβ MADS-box基因，成功把自己的種子進化成輕量級選手。沒有胚乳的蘭科植物單個蒴果內通常有上萬粒種子，這些種子僅0.3-14微克，形似灰塵，可藉助風力傳播數百公里，甚至附着在鳥類羽毛上遠行。這種“輕量化設計”大幅提升了種羣的擴散能力，讓它們能夠到達樹皮縫隙、岩石表面等特殊的生態位。

（圖片來源：ZHANG·G·Q et al.,2017；製圖：李彤）

四、主動適應環境，化被動爲主動

植物的生長髮育需要充足的營養物質，在遇到營養條件不足的情況時，蘭科植物沒有抱怨環境，而是主動改變，適應環境。

附生性蘭科植物在根部進化出了特殊的適應性構造，比如海綿表皮和根膜，這些組織可以幫助它們更好附生於其他植物（通常是樹木）、岩石和固體物上，並從雨水和空氣中收集水分和養分。比如野生蝴蝶蘭（Phalaenopsis aphrodite）大多生長在樹枝上，它們的部分根系會緊貼在一些灌木或纏繞在樹幹上，但不會吸取樹木的養分，只是依靠樹木吸取空氣中的養分水分，並不會對樹木造成任何傷害。這種附生特性幫助它們佔領了許多其他植物企及不到生境領地,而且這些生境之間存在很大差異，容易隔斷蘭科植物物種的基因交流(即生境隔離)，有助於促進蘭科植物內部新物種的產生。

蝴蝶蘭

（圖片來源：李光敏）

五、創新進取新領域，填補“傳統技術”空白

近親繁殖會影響人口質量，植物也是。植物們爲了防止後代同質化，在胚乳中進化出了雜交屏障的功能，可阻止新形成的多倍體與其非多倍體祖細胞進行雜交，進而促進被子植物的進化。

缺少胚乳的蘭科植物也有自己的辦法，它們大膽創新，將花粉粒粘合成塊，形成花粉塊，花粉塊不會像花粉那樣漫無目的、廣撒網式的散播，而是可以附着在授粉昆蟲身上在花朵間進行一對一的傳粉。花粉塊的形成，是蘭科進化史上的一項關鍵創新，不僅促成了生殖隔離，有助於新物種的形成，還在該種羣的輻射分佈方面發揮重要作用。

（圖片來源：引自Mark Whitten）

六、聚焦優勢，靈活迭代新策略

獨特的花粉團結構雖很好解決了後代同質化的問題，但也侷限了蘭科植物授粉的渠道，使得蘭科植物只能依靠蟲媒或者自花授粉，難以利用風媒傳粉。爲了使後代更優秀，蘭科植物只有很少一部分會選擇自花授粉，如大根槽舌蘭（Holcoglossum amesianum），所以蘭科植物對於昆蟲的需求隨之增加。如何吸引昆蟲？獨特的脣瓣結構發揮了優勢。

圖片：大根槽舌蘭自花授粉過程

a. 花粉從花葯運輸到柱頭過程中花部結構的排列及其運動（虛線）（在 c-g 中描述）；b. 授粉開始前開放的花朵；c. 花葯帽打開並從蕊柱上脫落；d. 花絲頂端攜帶兩個花粉塊上升；e. 向下彎曲穿過蕊喙；f. 花絲接着向上朝柱頭彎曲；g.將花粉塊插⼊柱頭腔

（圖片來源：蓬斛閬苑、Liu et al.，2006）

脣瓣（修飾的花瓣）是蘭科植物其最顯著的特徵之一，可以吸引昆蟲併爲其提供採蜜時的“着陸平臺”。發現自己脣瓣優勢的蘭科植物，不斷放大自己的優勢，在脣瓣的形態、顏色、氣味等方向發力創新。部分蘭科植物（約有1/3）通過模擬、僞裝等手段，誘騙傳粉者爲它們傳粉，比如足莖毛蘭（Eria coronaria）利用脣瓣上的黃色斑塊模擬成美味的食物，吸引饞嘴的中華蜜蜂的光臨。

（圖片來源：昆明植物研究所官網）

南非的無報酬蘭花Disa pulchra與鳶尾科植物Watsonia lepida分佈區域重疊，於是它們模仿這種鳶尾科植物的顏色和花型，吸引它們的“客戶蟲蟲”前來覓食，昆蟲在兩者之間難以分辨，最終爲蘭花完成傳粉。

南非的無報酬蘭花Disa pulchra和鳶尾科植物Watsonia lepida對比

(圖片來源：Schlüter PM et al.,2008）

土蜂蘭（Ophrys speculum）脣瓣呈現金屬光澤的藍色斑塊，模擬雌性胡蜂腹部，同時還釋放出與雌性昆蟲相似的性激素信號，就像“藍牙信號一樣”，等待發情的雄性胡蜂前來配對傳粉。

土蜂蘭

（圖片來源：李佳儂）

“受騙的”胡蜂

（圖片來源：http://www.pharmanatur.com）

長瓣兜蘭利用花瓣上的黑色突出物模擬黑帶食蚜蠅的幼蟲食物，讓黑帶食蚜蠅母親誤以爲這是食物豐富的哺育場所，興高采烈地前來產卵，在產卵過程中爲長瓣兜蘭完成授粉。

1.長瓣兜蘭上的黑色突出物

2.產卵的黑帶食蚜蠅3.黑帶食蚜蠅的卵

（圖片來源：昆明植物研究所官網；史軍等，2007）

當植物學家一層層剝開蘭科植物的進化奧祕時，也同時向我們展現並傳遞了蘭科植物堅強的生存智慧，讓我們在欣賞它們美麗外表的同時，也感嘆生命的奇蹟。當下，我們正面臨着文化、科技進步帶來的多重衝擊，如何才能更好度過這個充滿不確定性的時代？或許可以用謙遜的態度，學習參考自然的智慧，通過“分析環境與自身條件—規避短板不盲目內卷—聚焦優勢大膽創新—長期穩定發展”這樣的生存SOP去思考新的生存路徑，探索出適合自己的核心競爭力和立足之本。

作者：中國科學院植物研究所李彤

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