如果你向一位仍然富有魅力的中老年妇女打听她坚持青春和美丽的诀窍，那么你所得到的可能是蒙娜丽莎式的嫣然一笑和巧妙的所问非所答。迄今，当植物学家探索植物王国中魅力无穷的“女王”——兰花的奥秘时，也遇到了宛如的令人费解的难题。
兰花家族——兰科植物，具有比地球上任何植物家族都更充溢的物种：自然发生的种类大约有3万种，人工培育的杂交品系更达数万个。多数兰科植物是附生植物，它们并不扎根于土壤中，而是将根不发生损害地紧紧附着在热带森林上层乔木的树干或枝杈上。少数兰科植物是腐生种类，它们缺少叶绿素，依靠真菌供给生活所需的营养物质物质；在澳大利亚，有些属的兰花终生在地下生活。除了黑色外，兰花有各种颜色。兰花并不均是芳香宜人，它们所散发出的气味变化很强，从巧克力般的诱人香味到腐肉般的臭味，各种稀奇的怪味都有。
是什么 因素酿成了兰花植物如此惊人的多样性?是它们极其复杂和异乎寻常的生活方式。兰科植物与其他有花植物相比，在很多方面区别都很强。看上去兰花似乎是自命不凡，其实它们与很多其他类群的生物(动物、真菌等)有着密切联系。达尔文曾经写过一部关于兰花的书——《兰花的传粉》，书中讲述了英国本土和国外的兰花借助于昆虫传粉的种种手法。这本书继承了他的进化论头脑，也是对自然选择学说的有力证明。然而这已是100多年前的事，而今天借助于诸如“基因程序测定”此类强有力的分子生物学技术，植物生物学家已经可以重写这一具有迷人花朵的植物家族的历史。
奇特的生存方式
兰科属于被子植物中的百合纲，同纲的出名家族——禾本科、百合科等的每一朵花中，雄蕊的数量均是3的倍数，但兰科植物的花却十分特殊，通常只有一枚能育的雄蕊，而且这枚雄蕊与雌蕊结合在一起，产生一个被称为蕊柱的雌雄同体的结构。花粉发生在蕊柱顶部的花药中。与众差别的是，兰花的花粉粒相互之间粘合在一起，发生2—8个花粉团，这些花粉团又共同连在一个被称为粘盘的具黏性的垫状物上，此类复杂的结构被称为花粉块。在花粉块的上部有一形如兜帽的药帽，起到阻止自花传粉的作用。但花粉块却很容易被传粉昆虫的身体或蜂鸟的喙带走。当来访的传粉者接触到花粉块下部的粘盘时，整个花粉块就会随粘盘一起被“俘获”。通常兰花的雌蕊位于蕊柱的中下部，接收花粉的柱头呈穴状，位于粘盘的下面。当携带着花粉块的传粉者在两朵花之间活动时，暴露在空气中的花粉块就会很快收缩变形，使其部位和偏向正好适合下一朵花的柱头穴接收。
对于每一朵兰花来说，花粉块通常仅有一个，而柱头穴也仅容得下一个花粉块，因此这接待传粉者的惟一一次机会就显得弥足珍贵。为了 保证这一次传粉的成功，负责吸引传粉者的花瓣也产生了很强的变化——三枚花瓣中的一枚演变为了唇瓣。它通常是兰花中最大、最艳丽和最精致的一些，位于蕊柱的前下方，既为传粉昆虫供给了一个降落的平台，又常常担负着引诱和容留传粉者的重任，当传粉者落在唇瓣上或从由其发生的陷阱(缧绁)中逃出时，身体上部正巧紧贴着蕊柱的上部，保证了花粉块的取、送成功。在被子植物中，很多依靠昆虫或其他小型动物传粉的花朵，都为传粉者预备了报酬一花蜜、花粉甚至临时的新房，以争取传粉者为其效劳。但兰花却常常另辟蹊径，依靠气味、颜色、形状等方面的拟态诱骗传粉者为其义务劳动。全部这些特化、调解、融合与无报酬的诱骗和只有一次的机会相联系，似乎是一种风险更大的生殖策略，但显然兰花是成功的。由此可见，兰科堪称最卓越的被子植物家族。
一旦传粉受精成功，一朵兰花的子房便发育为一个充满数万个微弱种子的蒴果。兰花的种子如尘埃一样细小，仅由胚和种皮组成，没有储存营养物质物质的胚乳，也没有子叶。显然，微弱的种子更有利于在空气中远距离传播，发展了种群生存的空间。但没有营养物质物质的储备，一旦萌发，就会因“断粮”而失去动力，无法继续成长，使新生命夭折。怎样“鱼与熊掌兼得”?聪明的兰花经过与真菌结盟得到了两全其美的结果。
兰花的种皮在正常状况下能够起到呵护胚免受损害，坚持种子内的水分和避免微生物侵入的作用。但当与一类“友好”的真菌菌丝相遇时，种皮就失去了防守能力不得不让其经过。而一旦菌丝与胚细胞相遇就开始了它们的同盟关系，菌丝源源不时地为胚及萌发后出现的小苗供给成长发育所务必的养分物质，同时也从对方细胞中获得某些生活所需的化合物。此类同盟关系一般在兰花小苗展开绿叶，可以进行光合作用而独立生活时为止；但在某些兰科植物身上，这类同盟关系会终生坚持，因此在它们身上始终不形成叶绿素，失去了进行光合作用的能力，一向得依赖真菌的饲养。此类生活方式被称为“微生物异养”。
古老的起源
兰科是一个特殊的植物家族，怎样对其进行分类，并找出它与其他科之间的亲缘关系，是学术上争论的焦点之一。有的人以兰花的种子为分类的依据，将兰科与其他依靠异养微生物生活的类群安排在一起。有的人则以花为重要依据，认为兰科在亲缘关系上依靠近百合科。还有的人将兰科单独置于一个目——兰目中，这样一来似乎就没什么好争的了。然而，DNA测序供给了一种全新的分类学依据——精确测定生物染色体上组成遗传基因的核酸的布列程序，它能协助生物学家了解某物种在生物演化史上所处的部位，揭示它的来龙去脉。
DNA测定研究表明：兰科是天门冬目的成员，该目还包括龙舌兰科、天门冬科、风信子科、鸢尾科和葱科。兰科在该目的“系统树”上是位于基部的一个分枝。目前，科学家推测出兰科在1亿年前就已经分化产生了。这比传统的认识早了很多。以往，植物学家认为兰科起源较晚，其起因重要基于这样一种事实：绝大多数数在南美洲和非洲分布的兰科类群，要么分布在新大陆，要么分布在旧大陆，极少有同一类群植物同时发生在这两个大陆上的征象。这说明，这些类群基本上是在1亿年前南方大陆板块断裂成两个新板块(南美洲和非洲)之后演化出现的。其它还有人认为：兰科中的绝大多数数种类是附生植物，它们应该是在有花植物组成的森林大量产生早先才演化产生；再有，多数兰科植物特定的传粉昆虫成为有花植物传粉者的时间较晚，因此认为兰科植物的历史不会很长。然而DNA数据显示，兰科具有古老的起源。
以兰科中的香荚兰亚科为例。香荚兰亚科包括15个属。该亚科的演化历史以往一向令植物学家感应困惑不解：它们都具有比较进化的特性，如有些是攀援藤本，有些具有带翅的种子，多数具有十分精巧的异花传粉技能。然而，它们又具有个别通常在更原始的兰科植物身上形成的特性，如生活方式是地生的，花粉粒并不聚在一起出现花粉团，而且雄蕊和雌蕊的融合程度比多数兰科植物都低。
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