编者按：从深海到高山、从沙漠到雨林，地球的每一处都有植物的印记。岁月流变、气候变迁、地质运动、生境更迭，植物历久弥新、在不断演化中保持着多样化的世界。中科院之声与中国科学院武汉植物园联合开设“花花万物”，在这里，我们关注植物的生存、竞争、繁衍、死亡，展示自然界的奇特多姿，解读生物的万千气象，探索神奇的生命秘境，致敬这无声无息又蓬勃多姿的世界。
有着“世界屋脊”之称的青藏高原，平均海拔在4000米以上，是地球上海拔最高的高原。就是在这样一块神奇的土地上，有着世界上最丰富的高山植物区系和大量的特有植物类群。青藏高原是植物多样性“进化的摇篮”，这里拥有超过12000种维管束植物，其中，特有种子植物约3800种。在这些特有种子植物中，70%以上均为草本植物。
青藏高原景观
高原上靓丽的龙胆家族
在青藏高原众多的草本植物中，龙胆科龙胆属（Gentiana）植物绝对算得上是高原上的最靓丽的物种之一。龙胆属是一个亚世界性温带属，是龙胆科最丰富的物种之一，全球大约有400种。在青藏高原上，龙胆属植物超过100种，中国约一半的龙胆属植物都能在这里被找到。
青藏高原景观
高原上靓丽的龙胆家族
在青藏高原众多的草本植物中，龙胆科龙胆属（Gentiana）植物绝对算得上是高原上的最靓丽的物种之一。龙胆属是一个亚世界性温带属，是龙胆科最丰富的物种之一，全球大约有400种。在青藏高原上，龙胆属植物超过100种，中国约一半的龙胆属植物都能在这里被找到。
龙胆属植物的全球分布（图片来源：www.gbif.org）
在《本草纲目》中，龙胆被描述为“叶似龙葵，味苦如胆，因以为名”。在青藏高原地区，龙胆属植物几乎随处可见，但它们的叶片却不似龙葵了，它们拥有了更为多样的形态。龙胆属植物的身影出现在高原的各种生境中，高山草甸、灌丛中、沼泽湿地、甚至高山流石滩上都能发现它们。尽管高原上的龙胆属植物大多较为矮小，但它们的花朵却形态优雅美妙，颜色清新怡人。或蓝或白的花儿绽放时，为青藏高原增添了一份神秘的烂漫，惊艳了时光。
矮龙胆 G. wardii（摄影：张亚洲）
大花龙胆 G. szechenyii （摄影：张亚洲）
露萼龙胆G. wardii var. Emergens （摄影：张亚洲）
乌奴龙胆 G. urnula（摄影：张亚洲）
叶萼龙胆 G. phyllocalyx（摄影：张亚洲）
舞蹈精灵——“含羞”龙胆
青藏高原的龙胆家族中有一群龙胆精灵，它们在高原上毫不起眼，然而，近些年来却逐渐走进了植物学家的视野，成为了科学家们的研究“新宠”。这群精灵由于花朵被触碰后，具有会“跳舞”的特性，有望在不久的将来华丽转身，成为青藏高原上的“网红打卡”植物。它们就是龙胆属中的舞蹈仙女——假水生龙胆（G. pseudoaquatica）。因其花朵如含羞草一般，被外界触碰后，会迅速收缩，因此，又被称为青藏高原上的“含羞花”。
假水生龙胆（白花型）花瓣的“舞蹈”
假水生龙胆是一年生草本，株高只有3-5厘米，广泛分布在西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古等地，多生长在河滩、水沟边、山坡草地、山谷潮湿地、沼泽草甸等环境中。假水生龙胆在高原草甸中非多见，但却名不见经传，直到2021年最后一天，才被人们重新认知。科学家们通过实验研究发现，假水生龙胆具有“跳舞”的天赋，并对科研成果进行了宣传报道。
由于植物常常以固着的静止姿态展现，所以植物的快速运动素来被科学家和自然爱好者所关注。正好假水生龙胆的花瓣具有这样的运动特性，它就像“仙女”的裙摆一样，可以快速打开和闭合。
研究人员发现假水生龙胆的花冠被机械性触碰后，会在7-210秒的时间范围内迅速收缩，形成紧实的花苞状态。并通过统计还发现触碰花瓣平均闭合时间约为29秒，最短闭合时间仅7秒，堪称为世界上闭合速度最快的花了。
假水生龙胆的花冠并不是永久闭合的，一段时间后还可以再次开放，如果再次触碰，花冠还会再次闭合。在青藏高原观测地，研究人员还发现了另外几种形态非常相似的龙胆（西域龙胆和新疆龙胆）也有花瓣触敏闭合的现象。
叶萼龙胆 G. phyllocalyx（摄影：张亚洲）
舞蹈精灵——“含羞”龙胆
青藏高原的龙胆家族中有一群龙胆精灵，它们在高原上毫不起眼，然而，近些年来却逐渐走进了植物学家的视野，成为了科学家们的研究“新宠”。这群精灵由于花朵被触碰后，具有会“跳舞”的特性，有望在不久的将来华丽转身，成为青藏高原上的“网红打卡”植物。它们就是龙胆属中的舞蹈仙女——假水生龙胆（G. pseudoaquatica）。因其花朵如含羞草一般，被外界触碰后，会迅速收缩，因此，又被称为青藏高原上的“含羞花”。
假水生龙胆（白花型）花瓣的“舞蹈”
假水生龙胆是一年生草本，株高只有3-5厘米，广泛分布在西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古等地，多生长在河滩、水沟边、山坡草地、山谷潮湿地、沼泽草甸等环境中。假水生龙胆在高原草甸中非多见，但却名不见经传，直到2021年最后一天，才被人们重新认知。科学家们通过实验研究发现，假水生龙胆具有“跳舞”的天赋，并对科研成果进行了宣传报道。
由于植物常常以固着的静止姿态展现，所以植物的快速运动素来被科学家和自然爱好者所关注。正好假水生龙胆的花瓣具有这样的运动特性，它就像“仙女”的裙摆一样，可以快速打开和闭合。
研究人员发现假水生龙胆的花冠被机械性触碰后，会在7-210秒的时间范围内迅速收缩，形成紧实的花苞状态。并通过统计还发现触碰花瓣平均闭合时间约为29秒，最短闭合时间仅7秒，堪称为世界上闭合速度最快的花了。
假水生龙胆的花冠并不是永久闭合的，一段时间后还可以再次开放，如果再次触碰，花冠还会再次闭合。在青藏高原观测地，研究人员还发现了另外几种形态非常相似的龙胆（西域龙胆和新疆龙胆）也有花瓣触敏闭合的现象。
假水生龙胆的花冠触敏特性
在自然状态下，有哪些外界因素可以触碰花瓣呢？为什么触碰能导致假水生龙胆花瓣的闭合呢？
研究人员通过定点观测，发现可能的外界因素主要有风、动物啃食以及昆虫访花这三种情况。然而，由于假水生龙胆个体很小，几乎是贴着地面生长，自然风不能干扰到花瓣，并以吹气、摇扇子、打气筒等形式进行人工模拟大风，发现也都不能触发花朵闭合。通过对牛羊吃草的观测也发现，牛羊啃食时的呼吸也并没有造成花朵闭合，而且由于假水生龙胆的贴地生长，牛羊吃草时也很少能够啃食到。
假水生龙胆生长环境
进一步对访花昆虫进行观测，发现有许多的昆虫都有访花的现象。在对西域龙胆（G. clarkei）的一次观测中，研究人员发现了一种熊蜂特殊的访花现象。这种熊蜂非常狡猾，由于体型较大，采蜜时不能像其他昆虫那样将头或者身体直接伸进花房，而是将头瞄准了花冠筒外侧的基部，在花上扎一个洞，盗取花蜜。
熊蜂从西域龙胆花冠冠筒外侧盗取花蜜
熊蜂这种“非法”的采蜜方式，会对花带来巨大的损伤，甚至破坏子房，影响龙胆的结实和繁殖。在观测区域统计发现，熊蜂采蜜后98.8%的龙胆属植物会关闭花瓣，而闭合后的花朵可以有效避免被熊蜂再次访问。
假水生龙胆通过闭合花冠避免被熊蜂再次访问
假水生龙胆花瓣的触敏闭合现象，在目前看来，躲避“不法分子”只是其中一个原因，但是其他昆虫的到访时也偶有闭合现象，花朵是如何感知这些触感？如何传递触感信号？又是如何“运动”的？还有更多的未知等待着科学家去发现和解释。
精灵“舞动”——生命的赞歌
假水生龙胆花瓣的触敏闭合现象，在植物学中被称为花瓣运动现象。花瓣运动是植物适应性进化的结果，我们现在看到的现象就是它在展示的生存智慧。植物花瓣的运动，一个最主要的原因就是自我保护，让自己有机会完成生存和繁殖的使命。如果要给假水生龙胆的这个“舞蹈”配一个背景音乐，那一定是一首关于生命的赞歌，而那些访花的昆虫们就可能是这乐章的演奏者。
熊蜂从西域龙胆花冠冠筒外侧盗取花蜜
熊蜂这种“非法”的采蜜方式，会对花带来巨大的损伤，甚至破坏子房，影响龙胆的结实和繁殖。在观测区域统计发现，熊蜂采蜜后98.8%的龙胆属植物会关闭花瓣，而闭合后的花朵可以有效避免被熊蜂再次访问。
假水生龙胆通过闭合花冠避免被熊蜂再次访问
假水生龙胆花瓣的触敏闭合现象，在目前看来，躲避“不法分子”只是其中一个原因，但是其他昆虫的到访时也偶有闭合现象，花朵是如何感知这些触感？如何传递触感信号？又是如何“运动”的？还有更多的未知等待着科学家去发现和解释。
精灵“舞动”——生命的赞歌
假水生龙胆花瓣的触敏闭合现象，在植物学中被称为花瓣运动现象。花瓣运动是植物适应性进化的结果，我们现在看到的现象就是它在展示的生存智慧。植物花瓣的运动，一个最主要的原因就是自我保护，让自己有机会完成生存和繁殖的使命。如果要给假水生龙胆的这个“舞蹈”配一个背景音乐，那一定是一首关于生命的赞歌，而那些访花的昆虫们就可能是这乐章的演奏者。
龙胆花朵赞歌的“演奏者”们
花瓣的运动多为植物适应环境的生存策略。一种策略是花瓣的暂时性闭合，当植物遇到外界环境的诱导，如温度、光照、水分、传粉者等，使得花瓣细胞中可逆的离子积累、花瓣细胞的失水或补水、花瓣两侧细胞的差异性生长等。如青藏高原上的龙胆属的麻花艽（G. straminea），在晴天和温度较高的阴天时，花瓣的内表面会迅速增长，而外表面则不会，此时，花开放，可以吸引昆虫进行传粉。但在温度较低的阴雨和夜间时，外表面生长得更快，此时花就会闭合，就可以保护雄蕊或柱头上的花粉粒，减少低温导致的损伤，提高繁殖效率。在自然界，除了龙胆属植物外，银莲花属、多榔菊属、金盏花属、铁筷子属等植物也都有这样的生存策略。
麻花艽G. straminea（摄影：张亚洲）
花瓣的运动的另一种方式是花瓣永久性闭合，这种闭合是由于花瓣特定区域的细胞死亡导致的，是不可逆的。自然界中很多植物在完成授粉后就呈现会花瓣永久性闭合，而花瓣的这种自我牺牲，也是为了节省植株能量，将更多的能量用于种子的生长。
每一次龙胆精灵裙摆的起舞，既是对环境的呐喊，更是对生命的歌颂。
龙胆花朵的“舞蹈”
近几年，随着龙胆属植物的药用和观赏价值不断被发现，市场需求量逐年增加，野生资源由于过度采挖而逐渐减少。在此，我们呼吁前往青藏高原游玩的朋友们，文明游玩，不要采挖高原龙胆属以及其他野生植物，植物本不需要人类，青藏高原才是这群精灵最好的舞台。
（文中除特别注明图片来源外，其他视频及照片均来自作者及作者参与的论文）
参考文献：
1. Dai C, Gong Y, Liu F, et al. Touch induces rapid floral closure in gentians[J]. Science Bulletin, 2021. online.
2. van Doorn W G, Van Meeteren U. Flower opening and closure: a review[J]. Journal of experimental botany, 2003, 54(389): 1801-1812.
3. He Y P, Duan Y W, Liu J Q, et al. Floral closure in response to temperature and pollination in Gentiana straminea Maxim.(Gentianaceae), an alpine perennial in the Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Plant Systematics and Evolution, 2005, 256(1): 17-33.
