“木末芙蓉花，山中发红萼。涧户寂无人，纷纷开且落。”这是唐代诗人王维借花抒发对美好自然事物的喜爱，以及对花开花落自然轮回的感慨。诗中所说的“芙蓉花”是指“辛夷花”，又叫“木笔花”，即“紫玉兰”，属于木兰科植物。木兰科植物的花简单漂亮，开花时芳香四溢，令人着迷，常用于作行道树和庭院植物。我们常见的二乔玉兰、荷花玉兰、厚朴、鹅掌楸、黄兰含笑等都是木兰科植物。
木兰科植物不仅为今天的自然界增添了一抹亮色，在亿万年的时光中它也和很多昆虫上演了相爱相生、互利共赢的故事。
今天，我们仍能见到这些古老而又脆弱的木兰科植物，不得不感谢它们在生物进化中的强大能力。据《中国植物志》记载，木兰科现存有18个属，约335个种，中国有14个属，大约165个种。该科被认为是较古老的一类植物，保留了很多原始的特征，如雄蕊等器官螺旋状排列、花萼和花瓣没有明显分化，雄蕊数量多等。作为最高级的植物——被子植物中的一个大家族，它们在遥远的恐龙时代就已经吐露芬芳，繁衍生息。分子生物学和化石证据表明，木兰科可能在约1亿年前就已经出现在地球上。它们见证了一次次沧海桑田和剧烈的气候变化，包括始新世末期的全球急速变冷事件。有一些木兰科植物灭绝了，仅存化石昭示它们曾经存在过，其他的虽然熬过了几次大型灭绝事件，可是它们的生存现状却不容乐观。2007年，世界自然保护联盟（IUCN）对全球木兰科植物的濒危状况进行了评估，在评估的木兰科植物中，74%的物种正面临着灭绝风险。
↑ 图片紫玉兰（Magnolialiliflora）
有人说雌雄分化是生物进化中不小心选择的“昏招”。因为雌雄分化，生物开始为“找对象”而疯狂“内卷”。动物靠自己接触异性谈恋爱，而被子植物靠花朵和花粉来相亲。一株植物或许一辈子也没“见过”自己的对象。它们依靠传粉者寄送“情书”。通过传粉者在雌雄蕊之间来回活动，一株植物或接受其他植物的花粉，或传递出自己的花粉。花粉落到柱头上，结出种子延续血脉。
↑ 毛叶天女花（上）和乐昌含笑（下）
“采得百花成蜜后，为谁辛苦为谁甜？”这是唐代诗人罗隐对蜜蜂这种传粉昆虫的赞美。如果没有这些忙忙碌碌的昆虫，大部分花朵只会白白地开放又凋谢，无法结出果实。然而传粉的“工具虫”可不止是蜜蜂。自然界有四大公认的传粉昆虫包括鞘翅目（统称为甲虫）、双翅目（如苍蝇、蚊子）、鳞翅目（如蝴蝶、蛾子）、膜翅目（如蜜蜂、熊蜂、蚂蚁）等。还有一些植物是靠风、水流等自然力进行传粉，也有特别“奇葩”的植物会自己传粉，它们将自己的雄蕊弯曲一下，主动把花粉撒到自己的柱头上。虽然植物“谈婚论嫁”的方式多样，但是“植物婚恋市场”的主要媒人还是动物，全世界87.5%的植物依靠动物传粉，这其中又以昆虫占主导。
自从植物同昆虫搭上线后，传粉行为变得越来越多样，植物的婚恋市场也越来越“内卷”。植物开始快速分化，主要靠虫子传粉的被子植物取代了主要靠风传粉的裸子植物，占据了绿色世界的主导地位。木兰科植物就是从那时开启了与昆虫持续亿万年相爱相生的佳话。
甲虫可能是现存最古老的传粉昆虫，在和被子植物“接上头”之前，甲虫就已经开始传粉生涯了。2018年，中国科学院南京地质古生物研究所的科学家发现了距今1亿年白垩纪中期的琥珀化石中有甲虫取食苏铁花粉的迹象。随后，他们又发现了携带花粉的原始甲虫以及肚子里装着花粉的二叠啮虫（Permopsocida，已灭绝）。至今，甲虫仍然在给苏铁传粉。
↑ 授粉的甲虫
甲虫主要的传粉对象包括早期分化的被子植物类群（如木兰科、睡莲科）、基部单子叶植物（如天南星科、大花草科）、少量真双子叶植物（如莲科等）。这些植物的花有大致相似的特征，如雌雄同花、单花、花比较大、花被多且形成一圈包围着中央的腔室。这些植物往往将宝押在传粉成功率上，想尽办法提高自己的“口碑”，让甲虫“宾至如归”，下次还来。这样虽然开不了太多花，至少能保证大部分花能成功授粉。木兰科、莲科、天南星科的每朵花里都有很多胚珠，成功受精之后，每朵花都能结出很多种子。
大部分木兰科植物的主要传粉昆虫是体型较小的甲虫，其中最常见的是露尾甲科和金龟子科。比如说西畴含笑的主要传粉昆虫是叶甲；华盖木的主要传粉昆虫是毛金龟科和象甲科；武当玉兰的主要传粉昆虫是一种露尾甲；毛果木莲的主要传粉昆虫是象鼻虫和丽金龟；卵叶木兰的主要传粉昆虫是一种金龟子。
为了吸引授粉“使者”，植物界也内卷
一些木兰科植物在长期的演化中还练就了一些特殊的本事，为了吸引授粉者，提高授粉率甚至“不择手段”。
↑ 紫花含笑
华盖木有二次开花的现象。第一次开放时，雌蕊成熟，雄蕊还未散粉，昆虫被甜甜的花香吸引过来。一个小时后，花开始闭合，把昆虫困在花里。第二天，华盖木的花再次开放，此时雄蕊散粉，而雌蕊柱头活力快速下降。被困花中一晚上的昆虫携带一身花粉被放出去，运气好的话，它们又会投入下一朵华盖木的花中，将身上的花粉蹭到另一朵花的柱头上完成授粉。第二次开花之后，花不再闭合。第三天或第四天花朵凋谢。当然二次开花不是华盖木的“专利”，大部分木兰科植物都有这一特征，只不过是开放和闭合的时间点和时长稍有差异。
↑ 云南拟单性木兰 摄影/孙卫邦
除了二次开花外，木兰科还有吸引甲虫的绝活。相比植物界传统做法，比如长得漂亮（符合传粉者的视觉喜好）、多给点报酬（比如多给点蜜，或者蜜里多掺点糖）、撒点“香水”（有时候是臭味，为了满足某些传粉者的特殊喜好），一些木兰科提供“暖气房聊天室”服务。木兰科植物开花的时候尚值早春，天气还较凉，这样一个比环境温度高出不少的“暖房”对甲虫而言是个不小的诱惑，而且温度高有利于花朵气味的扩散，还有利于花粉在柱头上萌发。
↑ 长蕊木兰（上）和壮丽含笑（下）
木兰科植物产热的时间也和二次开花的时间吻合。第一次开花（雌蕊柱头有活性）的时候是第一次产热高峰，而第二次开花（雄蕊散粉）的时候是第二次产热高峰，开花时花的温度可以比环境温度高出1℃~6℃。虽然花内比外部温度高，但是其温度还是随环境温度变化而变化，这被称为“假生热调控类型”。还有些开花产热的植物通过主动放热，使花部器官维持较恒定的高温，不随环境温度变化而变化，称为“生热调控类型”。
植物开花产热的机制，一般同抗氰呼吸过程大量释放热量有关，其调控过程同线粒体膜蛋白有一定关系，但是不同开花产热植物生热调控机制的细节不同。木兰科植物的产热过程可能也是受线粒体膜蛋白（如交替氧化酶AOX和解偶联蛋白UCP等）调控，目前虽然找到了一些可能的调控基因，但其调控机制尚未完全解决。
时光的车轮已走过了一亿多年，木兰科植物以自身繁衍生息为目的，和甲虫书写了一段特殊的跨物种的爱情故事。目前木兰科的很多种类处于濒危状态，大约有三分之一种类的甲虫也面临灭绝的危险。在这个急速变化的时代，木兰与昆虫相爱相生的故事还能继续吗？有一首歌曲叫《爱你一万年》，但是木兰和甲虫相爱的时间超过了一万个一万年，同时它们在维持自然生态平衡中发挥了重要作用。希望这样的“爱情”还能够拥有、能够继续，直到地老天荒。
来源：地球杂志
作者：陶丽丹
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷