7年前的一天，當(dāng)我的導(dǎo)師——中國科學(xué)院昆明植物研究所的陳高研究員——在植物園里散步時，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。大多數(shù)植物會以果實為“報酬”，吸引動物取食，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物取食，同樣實現(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，欺騙動物取食，實現(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

可能大家會對珠芽這個名字感到陌生，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”欺騙后，陳老師開始對黑珠芽薯蕷進(jìn)行深入研究。他發(fā)現(xiàn)這種植物的很多標(biāo)本也存在錯誤的記錄，誤將黑色的珠芽標(biāo)記為黑色的果實。雖然這種植物的名字已經(jīng)明確叫“黑珠芽”薯蕷，但人們還是會不自覺地將珠芽當(dāng)成果實，這種形態(tài)與色彩的關(guān)聯(lián)（“信號—獎勵”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)注錯誤的標(biāo)本（標(biāo)本來自中國科學(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、動物等傳播到遠(yuǎn)方，實現(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、水流或嚙齒動物，傳播距離較短，因而面臨著生存空間和資源競爭的壓力。

模擬漿果的理論驗證

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？

為了驗證導(dǎo)師的猜想，我——一個當(dāng)年剛開啟研究生生涯的愣頭青——接手了相關(guān)工作，嘗試通過一系列實驗來解開這一謎題。
首先，我們測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??；
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?！半u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。

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，我們需要驗證一下珠芽和漿果在鳥類真實視角中的情況。我們的實驗對象是實驗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

我們在培養(yǎng)皿內(nèi)放入珠芽和漿果，設(shè)置了兩組對照組，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。
這個實驗的目的是考察鳥類在不同食物資源條件下對珠芽和漿果的選擇偏好。大家可以先肉眼識別一下，哪些是漿果、哪些是珠芽。

選擇實驗所用的材料，可以辨別一下哪些是珠芽哪些是漿果

實驗結(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，實驗對象取食漿果的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于珠芽，但食物受限時，選擇珠芽的比例會提高（下圖A）。同時，取食漿果的時間和成功率均高于珠芽（下圖B），這是因為珠芽較漿果堅硬，取食后容易掉落，鳥類可能通過觸覺等視覺外的特征對兩者進(jìn)行辨別。

選擇實驗結(jié)果

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

取食中的黃臀鵯

聽起來很輕松對吧——不就是等鳥拉屎嗎？但實際過程遠(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)的滯留時間又比較長，最久甚至要等一個半小時才能拉出來。為了積累數(shù)據(jù)，整個實驗持續(xù)了數(shù)月，我們那段時間的狀態(tài)大抵就是：盼星星，盼月亮，盼鳥吃珠芽，盼鳥拉屎……
好在經(jīng)過與鳥屎的漫長斗爭，我們總算收集了足夠的實驗數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，珠芽在消化道中的平均滯留時間在24分鐘左右，且絕大部分能被完整排出。
我們后續(xù)還進(jìn)行了播種實驗，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證和室內(nèi)實驗，我們還要研究鳥類和珠芽在野外互動的真實情況，這才能決定性地證明猜想。因此，我們在野外架設(shè)了多臺紅外相機(jī)，對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。

監(jiān)測結(jié)果表明，在野外珠芽的訪問者確實都是鳥類，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節(jié)。珠芽通過“錯峰營銷”成功吸引鳥類關(guān)注，這與選擇實驗的結(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%。一來它的堅硬程度使得鳥類在吞食時容易失誤；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)可實現(xiàn)750米以上的長距離擴(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，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)致無法通過果實獎勵吸引傳播者時，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—獎勵”關(guān)聯(lián)，實現(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”，西班牙國家研究委員會生態(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，“鳥類之所以會被騙去傳播珠芽，是因為這些珠芽與它們常吃的果實長得很像”，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)在你能分出哪個是珠芽，哪個是真的漿果了嗎？

作者聲明：實驗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)實驗方案已獲得中國科學(xué)院昆明植物研究所科技倫理委員會批準(zhǔn)，實驗過程中未造成任何實驗動物受傷或死亡。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