生态环境劣变，花朵变异频现

来源：金羊网　作者：易芝娜　发表时间：2018-04-23 11:23

　　白掌花序出现畸形

金羊网记者易芝娜

图片由周肇基教授提供（署名除外）

春暖花开时节，广东华南农业大学校园里各种鲜花竞相盛放，黄花风铃木过后又有宫粉羊蹄甲（紫荆花的一种）、红千层（瓶刷子树）、三角梅，一茬接一茬花开如海，吸引了一波接一波的赏花客。当大家在花下嬉戏、留影、玩摄影时，或许没有几个人会留意到花木上、草丛中花开有异样吧？

　　仅4花瓣的扶桑

比如一朵体积是正常花的两三倍的宫粉羊蹄甲，花瓣竟有10片，雌蕊也有2个（正常花为5花瓣、1雌蕊、5雄蕊）；又或者是有着6-8片花瓣的宫粉羊蹄甲，或苞片变成了花瓣的韭兰（红菖蒲莲），3枚肉穗花序并列合生的海芋花朵，并蒂而生的非洲菊，甚至是野生草丛中最不起眼的红花酢浆草也出现了4瓣花（正常为5瓣）。

　　有6花瓣的百合

在华南农业大学主讲植物生理学27年后，又潜心执教植物学史、农业科技史的周肇基教授，细心地发现了这些“异样”。他向记者展示了多年来拍到的一些“与众不同”的图片。他认为，这并非什么奇花异草新品种，植株发生这种表现型变异，其实应该是由于自然生态环境或花木生长局部环境变恶劣的结果，是植物遭受灾难发出的“呼救信号”！他呼吁：赏花之余，更请爱护自然、保护自然环境！

今年已81岁高龄的周肇基教授在自己的书桌前整理多年来拍摄的奇花照片摄影/易芝娜

从偶然发现到跟踪考察，“花朵变异太频繁了”！

早在1987年11月8日，在华南农业大学农业历史研究室工作的周教授，敏感地闻到阵阵馨香，发现窗外的睡莲正在悄悄绽放，他站在走廊上眺望欣赏，突然发现其中的一朵与众不同——一支花梗上竟然开出两朵花。凭着自己的工作经验与知识积累，他感觉到这朵睡莲十分罕见。以前人们所说的“并蒂莲”，多指同为睡莲科属的荷花，并蒂的睡莲还鲜有闻说。于是他找来同事帮忙，下到池塘里从不同角度仔细地拍下了几帧图片，又连续观察了几日，拍到花的自然闭合、再度绽放及凋萎的全过程，并发表在《植物杂志》期刊上。这朵“奇花”很快得到同行们的关注。国际科学史研究院通讯院士胡道静教授还惠赠《穗城并蒂睡莲奇象题记》致贺：“茁发于华南农业大学农史楼庭院池塘内的并蒂红色睡莲，尤亘古未闻之生物史上奇迹也。”

这是周教授从教29年来第一次引发众人对植物花朵变异的关注。他由此开始将兴趣和研究重点逐步转为花卉文化史，追踪花朵变异是其中一个重点。

　　有一朵水仙花仅5花瓣，正常花应为6花瓣

今年81岁的周教授多年来已拍摄到各种变异花卉数百朵的照片。其中包括2001年5月、2003年6月、2005年6月分别在华南植物园、华南农大园林中心发现的不少白鹤芋植株肉穗花序变异，有的生出两三枚佛焰苞，有的三支肉穗花序并列合生为一，被10多枚超常量的佛焰苞所包围；2000年4月在云台花园拍到的只有4枚花瓣的粉红扶桑（正常花为5瓣）；2001年在广东省花卉研究所找到的五星茑萝植群里的四星茑萝花；2001年2月、2002年11-12月、2005年3月在华南农大园林中心学生水培实验大棚里，多次发现数十株千奇百怪的红掌、粉掌肉穗花序及叶片的变态；2003年、2005年、2012年分别在羊城花市、省花卉研究所发现的红、黄马蹄莲并蒂花的异常现象；2004年发现的4瓣鸡蛋花及2017年发现的6瓣鸡蛋花；2004年2月、3月、2010年3月分别在华南农大成教学院门口发现硕大的变异宫粉羊蹄甲，花蕊数常常是正常花朵的两倍，跟踪考察发现，其花朵寿命也比正常花长两天，还出现不少6瓣、7瓣花（正常花为5瓣）；2012年3月26日在华南农大果树中心大棚里发现的并蒂黄非洲菊花、并蒂粉非洲菊花、并蒂向日葵花……

周教授统计，以上花朵变异植物计有11个科28种花木。除了睡莲科红花睡莲，还有百合科的葵百合、橙红百合、香水百合、郁金香，天南星科的白鹤芋、绿巨人、海芋、红掌、粉掌、红/黄马蹄莲，锦葵科的粉花扶桑，旋花科的茑萝，石蒜科的朱顶红、网球花、水仙、韭兰、小韭兰，夹竹桃科的鸡蛋花，豆科的宫粉羊蹄甲、红花羊蹄甲，酢浆草科的紫叶酢浆草、红花酢浆草，兰科的蝴蝶兰。菊科的黄、粉非洲菊、向日葵。他认为由于个人考察地区和时间有限，自然界实际呈现出来的花朵变异，数目显然还要庞大许多倍。

　　五星茑萝植群里出现了四星茑萝花，找找看是哪一朵有不同？

连年的观察拍摄中，宫粉羊蹄甲一直是周教授关注的重点。今年春天的赏花季，周教授在华南农大校园里不用费很多精力，也不是天天观察，便又发现了100多朵变异出不正常花瓣的宫粉羊蹄甲。他说：“这种变异现象可以说是越来越频繁与复杂了。虽然植物变异也是进化的一种表现，但真正的植物进化本来需要经历漫长的历史时期，现在这种情形也未免太迅速了。况且我特别留意过华南农大的同一棵宫粉羊蹄甲（之前他曾在此首次发现10个花瓣的硕大花朵），并没有出现同株持续开出变异花的普遍情况，这说明它们花朵变异并不是因为基因突变而导致的。”

花朵变异与生态环境密切相关

在发现不少变异花卉后，周教授以广州花市、华南植物园、云台花园、省花卉所、文化公园、华南农大园林中心为重点观察场所，持续记录了植物变异现象。

在2000年4月至2005年6月期间，他发现这里的白鹤芋肉穗花序变异情况明显，约15%的植株生出了两三枚佛焰苞，还有多株绿巨人佛焰苞变形、变双，肉穗花序变矮，佛焰苞脉变绿。在园林中心的学生水培实验大棚里，他发现了数百盆的水培红掌、粉掌等水培植物，有20%的植株肉穗花序出现畸形、怪状，根、茎、叶均生长不良。

　　冬天开花的红花羊蹄甲原本只有5花瓣，这朵却与众不同

　　春天开花的宫粉羊蹄甲开出了10花瓣的巨型花

因为自己尤其钟爱百合并长期种植，他也十分关注百合花的变异情况。他惊奇地发现，百合的变异简直多到数不清，不少百合都有少瓣、多瓣、多蕊的变异现象，甚至有些雄蕊与雌蕊数量同时出现变异。1999年他在羊城花市上，竟在近百盆百合中一下子就发现了十几朵异常的花。

　　仅4花瓣的百合

他不禁严肃地思考起来：百合是典型的鳞茎无性繁殖植物，其后代的遗传性稳定，变异性是极小的，为什么现今频现异花？白鹤芋、绿巨人同样是无性繁殖，为什么花序一反常态地奇花迭现？而一批批水培红掌、粉掌的试验中又为什么会出现高达20%的花序变异现象？

经深入调查，他得知，在园林中心的水培试验是分组进行的，那些培养液都是人工配制的，营养成分、比例也各有配方。按规定，实验者应当定期观测记录并更新培养液，而现状是，显然有人没有认真做到这一点。因为周教授发现，认真执行组的植株生育是正常的，疏于管理组由于植株长期的水分、营养消耗导致培养液成分、比例急剧变化，加之代谢废物的积累，培养液早已失去了生理平衡，许多毒性物质杂存，这些都极大地妨害了植株的正常生育。只需提起植株看一看根系就能发现，那些疏于管理的植物根系都变得短浅、腐烂甚至有黑臭现象——正是这样恶劣的培养环境，令植株濒临衰亡。出现畸形怪状，应该是植株在恶劣生长条件下，所表现出的“呼救”征兆。

　　变异的马蹄莲

周教授由此提出，花朵大量出现变异还是要从生态环境中找原因。科学技术是把“双刃剑”。现代科学技术在推动农林园艺业生产力腾飞的同时，已显露出许多严重的缺点和弊端。能源、化肥、农药（包括杀虫剂、植物激素和植物生长调节剂）滥用，不仅导致成本急剧上升，也带来土壤团粒结构破坏、土壤板结的后果。重金属污染、土壤有机质含量降低等一系列问题，工业废水、废气乱排，还导致水源变劣以及严重的空气污染、灰霾不散。而现代园林花卉业为了快速繁育，追求高经济效益，应节庆地催生非时令花卉甚至反季节花卉，便大规模应用组培技术，不惜滥用植物激素、植物生长调节剂，化肥、农药致使本是无性繁殖、遗传性稳定的植物受害，“逼”出变异之花。此外，根据他的一些现场环境考察，比如他发现的那朵4瓣、7瓣鸡蛋花，植株就生长在马路边，长期受高压电线的电磁污染、白炽路灯彻夜不熄的强光刺激，因此这些木本植物的花朵变异，应该还与生长环境的人为破坏有关。他呼吁各相关单位能做出相应调整，尽量减少人为的生态环境破坏。

发现花瓣可由叶片转变而来

在观察“奇花”之余，周教授还发现一个有趣的现象——顶生叶呈现花瓣化的变态。

早在2001年时，英国《新科学家》杂志的一篇报道称，有科学家发现，在植物体内有三组基因对形成花朵的过程非常重要，如果使这三组基因不能发挥作用，花朵的花瓣、雄蕊、心皮等部分就都会变成叶子一样的萼片。不过，如果激活叶子里的这三组基因，却并不足以使叶子一定会变成花瓣。墨西哥国家自治大学和美国加州大学圣迭戈分校的科学家则发现，除原来的三组基因外，植物体内还另有三个基因与花朵有关，如果关闭这三个基因，花朵也会变成叶子。他们还发现，如果激活这三个基因中的两个，同时激活早先发现的三组基因，就可以使叶子变成花瓣。他们已经成功地在水芹上完成了这一试验。日本京都大学的科学家也获得过类似的成果。科学家对此进行研究，其实是希望同样的方法在其他植物上也行之有效，以便能培育出全新的鲜花品种。

　　周教授在1997年拍到自己种的郁金香有一朵的花萼变异为花瓣

1997年春节时，周教授发现自己种的一棵郁金香，也出现了顶生叶呈现花瓣化的变态。2001年6月他又发现韭兰（红菖蒲莲）苞片变为花瓣状。这些出现苞片变花瓣、生于花萼旁的现象，其实都可以证明花瓣可以由叶片变化而来。

有科学家幽默地说过：“花朵是热恋中的叶子。”周教授认为这很有道理。科学家们一直认为植物的各部分是同源的，花也都是由叶片转化而成的，故统称为花叶。而花萼和花冠是由营养叶转化而成的，雄蕊和雌蕊是由孢子叶即生殖叶（雄蕊是小孢子叶，雌蕊是大孢子叶）转化而成的。故虽为同源，它们也已分化久远了。但如今我们还是能看到特殊情况下，一些叶片异化为花瓣，因此也有人认为这是一种“返祖”现象。