地球上最臭的花(全球最臭的花)

它是世界上最大的花，也可能是最臭的花。200年来，大花大草一直是世人瞩目的焦点；然而在未来，它可能会在我们眼中灭绝。

1818年，英国植物学家约瑟夫·阿诺德在与新任命的上尉·斯坦福·莱佛士一起远征时，在苏门答腊的英属明古莲地区(今明古卢省)发现了一种奇特的巨型花。“说实话，如果周围没有旁观者，我可能不会相信我看到的。这种花的大小远远大于我以前见过或听说过的任何一种花……”阿诺德在给朋友的信中写道，“它有整整一码(约92厘米)宽；它的红色花瓣从根部到顶部有12英寸(约30厘米)长。”

植物学家的直觉让阿诺德迅速把花剪下来，做成标本。不幸的是，这之后不久，阿诺德就因发烧去世了。然后标本和相应的插图被送回英国，由苏格兰植物学家罗伯特·布朗进行研究。为了纪念莱佛士和阿诺德，布朗将这种植物命名为莱佛士。

在随后的几年里，人们陆续发现了其他种类的大花和大植物。它们的形状、气味和生长周期都非常相似。今天，这种神奇的植物集荣誉和恶名于一身。在印尼，大花卉被视为三大国花之一；对于普通人来说，他们更广为人知的称号可能是“最大的花”和“最臭的花”；在遗传学家眼中，他们是不折不扣的“花中之盗”，他们基因组中所蕴含的奥秘直到今天也没有被彻底解开。

稀有花卉

1993年，阿诺德的大花卉蝴蝶兰和茉莉共同入选印尼三大国花。两人都因其美丽的外表而获此殊荣，但阿诺德·曹达华却因其稀有而入选。苏门答腊岛的明古卢省是阿诺大花卉的主要生长地。此外，加里曼丹岛上还分布着少数阿诺德的大花卉。

除了分布有限，大花大草转瞬即逝的花期也让这种花更加稀少。在大花卉数年的生命周期中，5-7天的花期只能算是其漫长岁月的一瞥。大花大草在开花前，已经在寄主植物中“潜伏”了2 ~ 3年。有条不紊的播种施肥后，大花大草出现在人们的视野里。然后经过1 ~ 2年的芽和花被，大约有1% ~ 18%的大花大草能够存活并开花。像睡醒一样，大的花花草草会在1 ~ 2天突然开花，然后1周花就很快凋谢了。不出一个月，花儿消失得无影无踪，只剩下大雌花草的花柱，等待新生命的诞生。6 ~ 8个月后，大花大草的果实成熟，生命默默等待，突然绽放的画面又将上演。

阿诺德大花卉开花过程的不同阶段

奇怪的花

也许是沉寂太久的缘故，大花大草都充满了力量，世界上最大的花就这样一举产生了。目前有记录的最大花朵来自阿诺德的大花，直径可达106.7cm，重约11kg。甚至一个婴儿也可以放在花的中央。“我很难描述第一次看到大花的场景，因为大花的花和我们熟悉的花相比，实在太大了。”哈佛大学生物学教授查尔斯·查尔斯·戴维斯说。戴维斯在研究北加里曼丹岛的生物多样性时，第一次看到了大花和大植物。现在他已经研究大花卉近15年了。他补充道:“大花大草的颜色也很奇怪，大概在红色和棕色之间，花瓣上布满了白点。这完全不符合大多数人对花的想象。”

奇怪的是，大花大草没有根、叶等常见的植物器官。这并不是因为大的花草利用了花发育过程中的所有养分，而是与它的生活方式密切相关。花卉是典型的寄生生物，其营养来源于寄主植物，不需要额外的器官来合成和运输营养物质。在寄主选择上，巨藻是非常挑剔的，巨藻的植物大多以葡萄科的植物为唯一寄主。“如果你曾经被困在树林里，你会知道最好的水源之一是植物的藤蔓...这可能是大花卉选择攀缘植物作为寄主的原因之一。”戴维斯说。事实上，水是大花草的主要成分。也是因为大量的水分被输送到大的花和植物身上，它们才能在花发育的最后阶段快速生长。

但让大花大草名扬天下的，不仅仅是它们的庞然大物般的体积和奇特的形状，还有它们类似于腐肉的怪味——因此有了“腐肉花”的绰号。戴维斯用真空泵捕捉到大花大草散发出的气体分子，送到康奈尔大学进行测试。质谱分析结果显示，这些气体分子的化学特征与腐肉散发的化学特征高度匹配。

这种气味在大花花草草花期的第3、4天中午最为明显，也是大花花草草授粉的最佳时间。对人类来说，这种气味很臭，但食尸蝇却趋之若鹜——它们是精心挑选的大花大草的传粉者，单次飞行距离可达19 ~ 22公里。为了吸引这些小苍蝇，大花草煞费苦心:它们会提高自己的代谢水平，从而散发热量加速气味分子的扩散；适当的温度还可以帮助苍蝇和昆虫在参观大型花卉和植物时减少热量消耗。当这些苍蝇离开大花花草草时，它们的背上会带着非常粘稠的含有花粉的液体。这些液体可以在体外保持活性几个星期，直到苍蝇把它们带到雌花和植物上。戴维斯进行的实地调查表明，大花很少开花，因此授粉受精的成功概率也较低。“但一旦成功，”戴维斯说，“就像中了彩票一样，因为雌花结出的果实孕育了数百粒种子。”

大黄草

但是这些种子是如何进入宿主体内的呢？这个问题仍然悬而未决。有科学家认为，这些种子可能被树鼩吃掉，然后被树鼩排出，再粘在大象的脚上传播。一些科学家认为，蚂蚁在这一过程中发挥了重要作用。也许是蚂蚁咬了麻风树属的藤蔓或者被渗出糖水的藤蔓缝隙所吸引，让自己的大花大草种子从这些植物的伤口感染宿主，从而实现寄生。

基因窃贼

从形态到气味到生活方式，大花大草中隐藏着许多未解之谜。但对于科学家来说，最吸引他们的是隐藏在他们基因组中的秘密。

2014年，美国布鲁克林长岛大学的生物学家Jeanmaire Molina决定研究大花大植物的基因。她想知道的是，大花大草的陌生感是否也体现在基因层面。在对青风藤基因组测序后，Molina惊讶地发现，他们无法检测到叶绿体基因组或其他色素体基因组的存在。对于植物学家来说，这是一个不可思议的发现，因为色素体介导的光合作用是植物的标志性特征之一。原生动物在大约15亿年前通过吞食蓝藻获得了光合作用的能力。“即使是疟原虫疟疾寄生虫也含有发色团基因组，它们是从亿万年前进行光合作用的祖先中分离出来的。”莫利纳说。实际上，华溪蟹是第一个色素体基因组未被检测到的植物。

但这一发现仅仅是开始。今年，戴维斯和他的团队发现，喜马拉雅Sapria himalayana不仅不包含色素体的基因组，而且他们还丢失了近一半广泛存在于植物中的保守基因。“我们知道他们肯定有基因丢失，”戴维斯说。“但我们没想到损失率会高达44%。”这项研究指出，寄生花中分解代谢相关基因的丢失率最高，达到81%，许多不编码蛋白质的基因的内含子区域也被删除。你可能认为这是为了让基因组尽可能小，以减少不必要的代谢负担。但实际上，寄生花的基因组大小约为32亿到35亿个碱基，几乎和人类基因组一样大。那么这些多余的基因是从哪里来的呢？

寄生花

当戴维斯和他的团队分析寄生花的基因组时，他们发现了问题的线索:寄生花的基因组充满了许多其他生物的基因。他们估计他们基因组中大约1.2%的基因来自其他生物。这个比例可能看起来微不足道，但即使是1%对植物来说也是相当惊人的。因为不同物种之间的基因转移不是通过性交来介导的，而是通过一种叫做水平基因转移的现象。细菌原核生物的水平转移频率较高，可达10% ~ 20%。然而，在真核生物中，水平转移的频率很低。即使在相对简单的单细胞真核生物的基因组中，其他生物的基因也只占不到1%。

但是，1.2%的外源基因仍然无法解释为什么大花大草会有如此庞大的基因组。在这项研究中，哈佛信息集团生物信息部主任蒂姆·萨克顿(Tim Sackton)帮助戴维斯及其团队分析了测序结果。他说:“寄生花90%的基因都是由大量重复片段组成的。”而且60%左右的重复片段都是可以自由移动的DNA片段，这种元件叫做转座子。没有人知道为什么寄生花的基因组中有这么多转座子。

唐纳德·丹福思植物科学中心的植物学家马赛·沙希德说，转座子长期以来被认为是一种“自私”的元件，对宿主无益，而且“生物体需要大量的能量才能让这些元件保持沉默”。她认为这些元素可能有助于寄生花获得一些必要的基因:“它们或许可以携带一些基因片段，插入到寄生花的基因组中。”然而，萨克顿认为，这些元素之所以大量存在，是因为寄生花无法阻止它们四处活动和复制，因为有些元素来自宿主植物，寄生花可能无法识别和沉默这些元素。“它们就像入侵生物。”萨克顿说。

为了解决这个难题，我们需要更详细地分析基因组，例如转座因子与基因组其他特征元素之间的关系。然而，正是因为这些重复片段的存在，使得对青风藤基因组的分析并不容易。事实上，戴维斯和他的团队在过去的15年里一直试图解决溪蟹的遗传之谜，但溪蟹高度重复的基因片段使得基因组组装非常困难。“这就像完成一个有蓝天空在里面的拼图，每个拼图的形状和颜色都一样。”萨克顿形象地说。直到最近10年，新一代测序技术的出现，使得测序更长的DNA片段成为可能，从而走出了片段重复的噩梦。但即便如此，根据戴维斯和他的团队的估计，他们只解析了40%的寄生花基因组，剩下的60%的基因组片段仍然隐藏在重复序列的迷雾中。

花卉的危机

无论如何，戴维斯和其他科学家可能没有多少时间了。生长周期长，花期短，人类的活动，当地居民和科学家的采集，都让巨藻这种植物濒临灭绝。例如，自2008年以来，大花草属大花金线莲已被列入世界自然保护联盟濒危物种红色名录，其数量仍在下降。作为第一个正式命名的大花，阿诺德大花的生存状况同样不容乐观。2003年，印度尼西亚明古鲁大学的保护生物学家Agus Susatya访问了明古鲁省的三个阿诺德花卉种植地。但是到了2014年，这三个生长地已经没有阿诺德大花大草的踪迹了。

莫利纳现在和美国植物园合作，实现大花大草的人工栽培。她希望有一天，植物园里盛开的大花大草，可能会以其独特的魅力让世界惊喜。当人们停下来欣赏它的美丽时，可能也会想到它所承载的科学奥秘和它所面临的生存危机。