7年前的一天，當(dāng)我的導(dǎo)師——中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所的陳高研究員——在植物園里散步時(shí)，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，自己被一種“果子”給騙了
原來，路邊的一株植物上結(jié)滿了黝黑發(fā)亮的“漿果”。陳老師順手摘下幾顆捏開，卻發(fā)現(xiàn)里面全是均勻的肉質(zhì)組織?！胺N子去哪了呢？”他喃喃道。

陳老師遇見的“小黑果”

一般來說，我們?nèi)粘Ｊ秤玫暮芏唷肮印?，比如說藍(lán)莓、葡萄、桑葚，都屬于植物的果實(shí)。大多數(shù)植物會(huì)以果實(shí)為“報(bào)酬”，吸引動(dòng)物取食，從而達(dá)到傳播種子、繁衍后代的目的。
不過也有一些植物選擇了一條與眾不同的路徑：它們演化出“擬態(tài)種子”，通過模擬漿果的外觀來誘騙動(dòng)物取食，同樣實(shí)現(xiàn)了種子的傳播。
而陳老師在植物園與黑色“果子”的偶遇，又帶來了新的發(fā)現(xiàn)：某些植物的珠芽（一種無性繁殖結(jié)構(gòu)）也能夠模擬漿果的特征，欺騙動(dòng)物取食，實(shí)現(xiàn)種群的延續(xù)。

意外發(fā)現(xiàn)：無果之果

經(jīng)過查證，陳老師遇見的植物名為黑珠芽薯蕷（Dioscorea melanophyma），黑色“果子”是它的無性繁殖結(jié)構(gòu)——珠芽

可能大家會(huì)對(duì)珠芽這個(gè)名字感到陌生，但有一種珠芽肯定很多人都知道——山藥蛋，它就是薯蕷（Dioscorea polystachya）的珠芽，而我們平時(shí)吃的山藥就是薯蕷的塊莖。只是山藥蛋都是土黃色的，類似洋芋，而黑珠芽薯蕷的珠芽是黑色的，在外形上相差甚遠(yuǎn)。
被“果實(shí)”欺騙后，陳老師開始對(duì)黑珠芽薯蕷進(jìn)行深入研究。他發(fā)現(xiàn)這種植物的很多標(biāo)本也存在錯(cuò)誤的記錄，誤將黑色的珠芽標(biāo)記為黑色的果實(shí)。雖然這種植物的名字已經(jīng)明確叫“黑珠芽”薯蕷，但人們還是會(huì)不自覺地將珠芽當(dāng)成果實(shí)，這種形態(tài)與色彩的關(guān)聯(lián)（“信號(hào)—獎(jiǎng)勵(lì)”關(guān)聯(lián)機(jī)制）是深刻地印在我們的認(rèn)知里的。
陳老師進(jìn)一步猜想，“它們能騙過我，想必也能騙過鳥類”，這種珠芽的特殊外觀很可能就是用來引導(dǎo)鳥類進(jìn)行取食，從而幫助物種實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播。

A：與漿果（Rubiasp.）纏繞在一起的黑珠芽薯蕷；
B：標(biāo)注錯(cuò)誤的標(biāo)本（標(biāo)本來自中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所標(biāo)本館KUN）；
C：薯蕷的珠芽，即山藥蛋，多用作糖葫蘆的原料

陳老師還發(fā)現(xiàn)，黑珠芽薯蕷的有性生殖已經(jīng)退化，雖然可以開花，但產(chǎn)生的種子都是敗育的，無法發(fā)芽。絕大部分植物通過開花結(jié)果、產(chǎn)生種子來繁衍后代，種子靠風(fēng)、水、動(dòng)物等傳播到遠(yuǎn)方，實(shí)現(xiàn)種群的擴(kuò)散，然而黑珠芽薯蕷卻失去了這一關(guān)鍵能力，只能靠珠芽繁殖。通常情況下，珠芽等無性繁殖體的傳播媒介為重力、水流或嚙齒動(dòng)物，傳播距離較短，因而面臨著生存空間和資源競(jìng)爭(zhēng)的壓力。

模擬漿果的理論驗(yàn)證

那么，黑珠芽薯蕷是否是通過將珠芽擬態(tài)成漿果，來吸引鳥類傳播，突破那種走不遠(yuǎn)的困境呢？

為了驗(yàn)證導(dǎo)師的猜想，我——一個(gè)當(dāng)年剛開啟研究生生涯的愣頭青——接手了相關(guān)工作，嘗試通過一系列實(shí)驗(yàn)來解開這一謎題。
首先，我們測(cè)量了黑色珠芽以及與其同域分布的漿果的尺寸、色彩等外形特征。結(jié)果表明，珠芽的大小變化范圍很廣，能覆蓋80%被測(cè)漿果的尺寸區(qū)間，能模仿多種漿果的尺寸，吸引不同體型的鳥類；在反射光譜的測(cè)量中，珠芽與黑色漿果的光譜曲線重合度較高；視覺模型的模擬計(jì)算也證明，鳥類幾乎無法通過視覺區(qū)分珠芽和真正的漿果。

A：珠芽與其他漿果的尺寸大小；
B：珠芽與其他漿果的光譜曲線；
C：珠芽與其他漿果在鳥類視覺模型中的差異

掃描電子顯微鏡和化學(xué)分析進(jìn)一步表明，珠芽表面的黑色來源于單層表皮細(xì)胞中的木樨黃定（luteolinidin）。相比于大部分漿果需要耗費(fèi)能量、生產(chǎn)果肉，珠芽卻非常“雞賊”：它只需要將表皮變黑，就可以起到模仿漿果的作用，內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)留著用于自身發(fā)育，而不是給傳播者作為回報(bào)。

A：珠芽剖面；
B-D：冷凍掃描電鏡下的珠芽剖面。

消化道中的命運(yùn)

完成了理論推演，我們需要驗(yàn)證一下珠芽和漿果在鳥類真實(shí)視角中的情況。我們的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是實(shí)驗(yàn)室中收留的一些黃臀鵯（Pycnonotus xanthorrhous），它們都是在繁殖季落巢后被植物園的游客撿回來的。

（再次呼吁：不要隨便撿落巢的幼鳥，非專業(yè)人士飼養(yǎng)死亡率非常高！?。?/strong>

收留的黃臀鵯與作者本人

我們?cè)谂囵B(yǎng)皿內(nèi)放入珠芽和漿果，設(shè)置了兩組對(duì)照組，觀察黃臀鵯的食物選擇：
補(bǔ)充組：提供10粒珠芽+10粒漿果，鳥取食后立即補(bǔ)充食物（例如，取食一粒珠芽后立刻補(bǔ)充一粒珠芽，保證食物總數(shù)保持不變）；
不補(bǔ)充組：提供10粒珠芽+10粒漿果，鳥取食后不再補(bǔ)充。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是考察鳥類在不同食物資源條件下對(duì)珠芽和漿果的選擇偏好。大家可以先肉眼識(shí)別一下，哪些是漿果、哪些是珠芽。

選擇實(shí)驗(yàn)所用的材料，可以辨別一下哪些是珠芽哪些是漿果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鳥類可以在一定程度上區(qū)分漿果與珠芽。在食物充足時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象取食漿果的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于珠芽，但食物受限時(shí)，選擇珠芽的比例會(huì)提高（下圖A）。同時(shí)，取食漿果的時(shí)間和成功率均高于珠芽（下圖B），這是因?yàn)橹檠枯^漿果堅(jiān)硬，取食后容易掉落，鳥類可能通過觸覺等視覺外的特征對(duì)兩者進(jìn)行辨別。

選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果

另外，我們還通過飼喂實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了珠芽被鳥類取食后的命運(yùn)。實(shí)驗(yàn)方法很直接：讓鳥吞下珠芽，然后收集它的排泄物。

取食中的黃臀鵯

聽起來很輕松對(duì)吧——不就是等鳥拉屎?jiǎn)幔?/strong>但實(shí)際過程遠(yuǎn)非如此。鳥類并不喜歡吃珠芽，經(jīng)常不配合取食；好不容易吃下去，有些珠芽在消化道內(nèi)的滯留時(shí)間又比較長(zhǎng)，最久甚至要等一個(gè)半小時(shí)才能拉出來。為了積累數(shù)據(jù)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)了數(shù)月，我們那段時(shí)間的狀態(tài)大抵就是：盼星星，盼月亮，盼鳥吃珠芽，盼鳥拉屎……
好在經(jīng)過與鳥屎的漫長(zhǎng)斗爭(zhēng)，我們總算收集了足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，珠芽在消化道中的平均滯留時(shí)間在24分鐘左右，且絕大部分能被完整排出。
我們后續(xù)還進(jìn)行了播種實(shí)驗(yàn)，將鳥排出的珠芽放入土中培育。結(jié)果進(jìn)一步證明，經(jīng)鳥類消化后的珠芽發(fā)芽率與未消化的并無顯著差異，表明其表皮提供了耐消化的防御力，萌發(fā)活力并不受鳥類消化道影響。

鳥糞中完整的珠芽

野外的訪客

完成了理論模型的驗(yàn)證和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，我們還要研究鳥類和珠芽在野外互動(dòng)的真實(shí)情況，這才能決定性地證明猜想。因此，我們?cè)谝巴饧茉O(shè)了多臺(tái)紅外相機(jī)，對(duì)昆明植物園等地的黑珠芽薯蕷植株進(jìn)行了連續(xù)3年的監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，在野外珠芽的訪問者確實(shí)都是鳥類，我們的珠芽共吸引到22種鳥類，最主要的訪問者為黃臀鵯（昆明最常見的鳥之一，所以也最容易被撿到）。鳥類訪問具有明顯的季節(jié)性，主要發(fā)生在10月至次年2月，也就是天然漿果稀缺的時(shí)節(jié)。珠芽通過“錯(cuò)峰營(yíng)銷”成功吸引鳥類關(guān)注，這與選擇實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也非常匹配。
然而，珠芽被取食并傳播的概率并不高，傳播率還不到5%。一來它的堅(jiān)硬程度使得鳥類在吞食時(shí)容易失誤；二來鳥類本身有一定的辨別能力，像珠芽這樣的欺騙者就容易不受待見，只能在食物短缺的時(shí)候有一定吸引力。

最后，我們通過數(shù)學(xué)模型估算了一下珠芽被鳥類傳播的距離（公式過于復(fù)雜，就不在這里展示了）。估算結(jié)果表明，鳥類擴(kuò)散珠芽的距離中位數(shù)約為230米，最遠(yuǎn)可實(shí)現(xiàn)750米以上的長(zhǎng)距離擴(kuò)散。這一距離遠(yuǎn)超一般珠芽的擴(kuò)散距離，也不亞于某些鳥類傳播的真正漿果植物，完全打破了無性繁殖“走不遠(yuǎn)”的困境。

數(shù)學(xué)模型估算的珠芽擴(kuò)散距離（Guillaume Chomicki制作）

研究意義

我們的研究首次證實(shí)，黑珠芽薯蕷的珠芽能夠“偽裝”成美味的漿果來吸引鳥類。珠芽能夠在被鳥類吞食后，經(jīng)消化道后隨糞便排泄出來，從而完成擴(kuò)散，即內(nèi)源性傳播（endozoochory）。研究揭示了無性植物突破擴(kuò)散瓶頸的全新演化路徑：當(dāng)有性繁殖喪失導(dǎo)致無法通過果實(shí)獎(jiǎng)勵(lì)吸引傳播者時(shí)，無性繁殖結(jié)構(gòu)可通過感官欺騙，利用植物—鳥類之間的“信號(hào)—獎(jiǎng)勵(lì)”關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離擴(kuò)散。

這一工作得到了眾多業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可，“這項(xiàng)研究將擬態(tài)概念擴(kuò)展到了植物的非生殖結(jié)構(gòu)上”，西班牙國(guó)家研究委員會(huì)生態(tài)學(xué)家Pedro Jordano表示。瑞士洛桑大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家John Pannell認(rèn)為，“鳥類之所以會(huì)被騙去傳播珠芽，是因?yàn)檫@些珠芽與它們常吃的果實(shí)長(zhǎng)得很像”，瑞士洛桑大學(xué)植物進(jìn)化生物學(xué)家John Pannell總結(jié)道，“對(duì)于任何理性的博物學(xué)家來說，這都是令人驚嘆的現(xiàn)象?！?/p>

所以，現(xiàn)在你能分出哪個(gè)是珠芽，哪個(gè)是真的漿果了嗎？

作者聲明：實(shí)驗(yàn)所用鳥類為救助于昆明植物園并收留飼養(yǎng)的黃臀鵯，鳥類飼喂相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案已獲得中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所科技倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)過程中未造成任何實(shí)驗(yàn)動(dòng)物受傷或死亡。文中圖片、視頻未特殊標(biāo)注均為作者拍攝、制作。

參考文獻(xiàn)：

[1]Chen Z, Chomicki G, Li Y, et al. Berry Batesian mimicry enables bird dispersal of asexual bulbils in a yam [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026, 123(3): e2528094123.
[2]https://www.sciencenews.org/article/new-plant-trickery-fake-berries-yam
[3]https://www.science.org/content/article/scienceadviser-even-physicists-need-avoid-taking-bait#berry-clever