植物体内也有“蛔虫”，居然还是大王花！
在现存所有的开花植物中，有那么1%的植物比较特殊，它们并不依赖光合作用合成有机物，也无需将根系深入泥土中汲取营养，那对于一株植物来说，它们怎么活呢？
众所周知，既然自己不生产，那就从只能从其他人那里获取，就好比大家如果不会做饭，可以选择点外卖，但与这些植物不同的是，我们需要付出等量价值的资源才能获得，而它们则是单纯地“索取”，简单来说就是“白嫖”。在生物学上，这种行为被称为“寄生”，以此为生的植物则称为“寄生植物”。
菟丝子，一种常见的寄生植物
它们最普遍的寄生形式是通过一种称为“吸器”的侵入性器官。该器官检测到来自宿主植物的吸器诱导因子后形成，然后逐渐渗透至宿主的茎或根部，并与其维管系统所连接。通过吸器，寄生植物可以从宿主中提取各种物质，比如水、蛋白质、核苷酸乃至逆转录座子，有时候宿主身上所感染的病原体也会传输到寄生植物体内，可谓是来者不拒。
菟丝子及其宿主茎的横截面光学显微镜照片，可以看到菟丝子通过吸器刺入宿主茎内。穿透宿主组织，图源 wellcome image
不过，这种寄生植物所独有的统一性特征，却并非同源结构。数亿年以来，吸器在开花植物中已经独立进化了大约12~13次，这是一个典型的“趋同进化”案例，意味着不同的被子植物在不同时期进化出了相似的特征，同时也说明了为何现在的寄生植物分布于不同的植物科中。
虽然大家干的都是“寄生”的活儿，但从生命周期、寄生位置以及从宿主获取营养的分量来说，寄生植物也有不同的分类，例如可独立于宿主完成生命周期为兼性寄生，不可独立于寄主完成生命周期则为专性寄生；附着在宿主茎部称为茎寄生，附着在宿主根部则为根寄生；只从宿主获取部分营养的叫做半寄生，而从宿主获取所有营养的为全寄生。
榭寄生，一种专性茎半寄生植物
通常情况下，寄生植物都会命中多个特征，比如我们熟知的菟丝子便属于专性茎全寄生植物，它会用吸器进入宿主的茎汲取营养，同时离开了宿主也无法自主生存下去。而在全寄生植物中，还有一类更为极端的存在——内寄生植物，它们的整个生命周期都在宿主植物的组织内进行，其一生中大部分时间都可以看做是宿主体内的一根根菌丝，直到开花和结籽的时候才会显示出原貌。
世界上最大的花属于内寄生植物
体内寄生对于科学家来说并不陌生，甚至大多数人都有所了解，比如我们体内常见的蛔虫，但植物体内的“蛔虫”却是前所未见。而在迄今为止发现的4750种寄生植物中，只有80多个物种属于内寄生植物，它们分别来源于梨科、胞藻科、菊科和莱佛士科（大花草科植物），它们的宿主虽然不同，但都有一个特点——属于木质寄生，并且都有着固定的寄生范围，特别是大王花，基本上只盯着葡萄科崖爬藤属（Tetrastigma）的几个物种“祸害”。
内寄生植物四种代表：大王草属（左），帽蕊草属（中间），簇草花属（右），豆生花属（上）
更为神奇的是，随着21世纪以来科学家对内寄生植物的深入研究，惊奇地发现它们的生活史与某些真菌具有很大程度的相似性。例如内寄生植物侵入宿主后会从分子层面进行伪装，从而在不被宿主感知的情况下保持隐秘生长，同时表现出间歇性生长的特点，这与一些真菌的侵入方式十分类似。
另一方面，内寄生植物与真菌都会在宿主组织内呈现出丝状生长，略微不同的是，内寄生植物选择在细胞夹缝中生长，内生真菌则会侵入到宿主细胞内部，即细胞内生长。但对于宿主植物而言，它们犹如两条隐秘而又古老的平行世界线，都在一步一步地蚕食它的生机。
大王草属植物与活体营养真菌的生命周期对比
当然，这种蚕食也是有代价的，在过渡到这种极端且“不要脸”的生活模式过程中，它们也失去了自身的一些基因，例如，内寄生植物失去了光合作用的基因，而真菌中用于编码某些酶的基因也逐渐消失了。
除了基因丢失之外，内寄生植物和真菌及其宿主之间的紧密联系还导致了新基因的积累，也就是水平基因转移（HGT）——非交配生物之间罕见的遗传物质交换，原本常见于真菌、细菌中，现在已被证明在内寄生植物中也尤为猖獗。比如，在大花草科的植物体内出现了来自黄瓜和胡萝卜近缘种的基因，这揭示了大王花对葡萄科以外物种的历史寄生现象。
因此，HGT也被认为是“DNA化石”，科学家或许可以利用这些线索解开植物之间的灭绝关联。通过它们，跨域无穷时间的植物界进化之谜，肯定有进一步的惊人发现在等待着！
主要参考来源：
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33403666/
https://doi.org/10.1111/nph.17556
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33403666/
Wikipedia——Parasitic plant
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鱼鱼 中国科普作家协会优秀科普作品银奖获得者，清蒸鱼头、麻辣鱼头等各种鱼头爱好者。
