谁是寒冬“传粉使者”

王雅涵

本期点评专家  张永强  中学高级教师，湖南省十佳科技教师。科普中国2021年十大科普人物奖获得者，全国校园发明创意大赛、湖南省青少年科技创新大赛、湖南省创新编程与智能设计大赛、湖南省科学调查体验活动评审专家组成员。

2022年元旦，我在南岭植物园游玩时观察到樱花已经盛开，植物园的工作人员李玉明老师还告诉我，这种植物结的果实也特别好看。

查找相关的资料后我了解到，南岭植物园内元旦期间盛开的樱花名为钟花樱桃，又名绯樱、山樱花、福建山樱花、寒绯樱、绯寒樱，为蔷薇科李属。钟花樱桃于2016年被南岭植物园引种，2019年首次开花，每年的花期为12月到次年的2月。

然而，我脑海里产生了一个疑问：去年冬天比往年冷，钟花樱桃花颜色鲜艳，且雄蕊的花丝明显长于雌蕊的柱头，因此，钟花樱桃花不可能是风媒传粉，反而比较符合虫媒传粉的特征。在大多数动物冬眠的情况下，是什么动物担任了“传粉使者”呢？带着这个问题，我对钟花樱桃花的传粉机制进行了研究。

一、研究目的

了解钟花樱桃花的形态特征。确定钟花樱桃花的传粉者，了解传粉者的形态特征。了解钟花樱桃花的传粉机制。

二、研究方法

1.文献法

查找文献，了解钟花樱桃花的特征，了解太阳鸟的形态特征，了解鸟媒花的特征。

2.观察与科学实验法

（1）实验器材

DMSZ7视频一体机（深圳润兴光学仪器有限公司生产），望远镜，放大镜，照相机，镊子，剪刀，量筒，烧杯，试管，无水硫酸铜，氢氧化钠，清水。

（2）观察钟花樱桃花

观察花的形态、结构、颜色，重点观察雄蕊、雌蕊的特征，以及被鸟啄食后，花的形态变化等。

（3）观察鸟

主要观察鸟的种类、形态特征等。

（4）开展花丝还原糖实验

往放有大量花丝的试管中倒入少量的清水，将花丝浸泡2小时后进行还原糖实验，观察溶液变化。实验过程如下。

①制备斐林试剂。该溶液由甲、乙两种溶液组成，甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液。

②往试管内倒入2 mL花丝浸泡液。

③往试管内倒入1 mL斐林试剂（甲、乙液等量混合均匀后的溶液）。

④将试管放入盛有50 ℃～65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min。

⑤观察实验现象。如果花丝浸泡液中还原糖含量较高，溶液中会出现砖红色沉淀。

三、结果与分析

1.观察钟花樱桃花丛中的活动对象

通过观察钟花樱桃花的特征，我初步推断，钟花樱桃花的传粉者应是动物，而且最有可能是昆虫。

于是，我在南岭植物园连续观察，寻找钟花樱桃花的传粉者。首先我重点观察了钟花樱桃花上昆虫的活动情况。通过几天的观察，并没有发现昆虫访花。我又解剖了许多盛花期的花，也未在其中发现昆虫。在这期间，我反而发现许多鸟类经常穿梭于花丛之中，于是我将观察对象换成鸟类。

通过一段时间的观察，我发现在钟花樱桃花上活动的鸟类主要有叉尾太阳鸟、橙腹叶鹎和蓝翅叶鹎。通过观察以及查找文献，我对这3种鸟的形态特征、生活习性有了一定的了解。

2.猜测谁是钟花樱桃花传粉者

通过观察、分析3种鸟的生活习性、3种鸟访花后花的形态结构的变化，我初步分析了传粉者及其传粉方式。

叉尾太阳鸟访花后，花的结构不再完整，部分花丝被啄食，出现参差不齐的现象。柱头上有明显的花粉，所以我推测叉尾太阳鸟为有效传粉者。

橙腹叶鹎访花后，花瓣和柱头上都有不同程度的啄痕，因此说明其以花为食，不是传粉者。

蓝翅叶鹎的访花频率最高，它访花后花部结构不完整，我猜想其同样为有效传粉者。

3.用还原糖测定实验研究传粉机制

取盛开的钟花樱桃花中的花丝、花瓣、雌蕊，分别用蒸馏水浸泡24 h后得到浸泡液，并对浸泡液进行还原糖测定实验。

实验结果表明，钟花樱桃花的花丝中含有还原糖，柱头上有一定量的还原糖，即钟花樱桃花的花柱上可产生花蜜。因此可以确定，叉尾太阳鸟和蓝翅叶鹎、橙腹叶鹎以花蜜和花丝为食，并在取食的过程中完成了传粉过程。

四、实验结论和讨论

1.钟花樱桃花为鸟媒花的特征

（1）开花时间

钟花樱桃的开花时间一般为每年的1—2月，这是一年当中最寒冷的时段，昆虫都在冬眠，因此排除了虫媒传粉的可能性。

（2）花的颜色

钟花樱桃花颜色鲜艳，呈红色或粉红色，易吸引鸟类。

（3）花丝与柱头的长度

经过观察，花丝的长度等于或长于柱头的长度，钟花樱桃花是倒挂着的，花丝上的花粉通过风力很难传递到柱头上。因此，可以排除钟花樱桃花通过风媒传粉的可能性。

（4）花丝和柱头上含有一定量的还原糖

在还原糖测定实验中，含雄蕊和雌蕊的浸泡液都变为砖红色，说明溶液中含有较多的还原糖。因此可以确定，在雄蕊的花丝和雌蕊的柱头上含有较多的还原糖。含有花瓣的浸泡液在还原糖测定实验中没有变为砖红色，说明花瓣中很少含有或者未含有还原糖。

2.鸟适于传粉的特征

在南岭植物园内为钟花樱桃花传粉的鸟类是叉尾太阳鸟、橙腹叶鹎和蓝翅叶鹎，它们共同的特征是体形小、喙尖锐。因为雄蕊的花丝和雌蕊的柱头上有较多的还原糖，鸟儿喜欢啄食花丝，吸食柱头上的花蜜，从而完成传粉。

五、创新点

1.观察到钟花樱桃花为鸟媒花的特征有：倒挂的花形、雄蕊中的花丝等于或长于雌蕊的柱头、花颜色鲜艳、花丝上有较多的还原糖。

2.证实了南岭植物园钟花樱桃花的传粉者为叉尾太阳鸟、橙腹叶鹎和蓝翅叶鹎，它们的共同特征是体型小、喙尖锐。

3.推测钟花樱桃花的传粉过程有如下几种：一是鸟啄食花丝时，通过振动将花粉传到同朵花的柱头上;二是鸟啄食其中一朵花的花丝时，花粉黏附在鸟羽上，鸟再去啄食另一朵花时将花粉传到另一朵花的柱头上;三是鸟啄食其中一朵花的花丝时，花粉黏附在鸟羽上，鸟吸食同一朵花或在另一朵花上吸食花蜜时将花粉传到相应的柱头上。

六、今后的研究方向

鸟羽是如何带走花粉并将花粉传给另一朵花的？除了还原糖外，花丝上有没有其他成分吸引鸟类来吸食？这是我今后的探究方向。

在整个实验过程中，感谢南岭植物园李玉明老师的悉心指导，并提供了所有的器材支持和相关的理论支撑。在论文写作过程，感谢宜章一中刘文平老师给予了相应的指导。（指导老师：李华军   毛海波   徐   莉   劉承忠）

专家点评

本项目的完成，源于作者良好的观察习惯：能联系所学知识，并运用所学知识解释自己见到的生物学现象;善于提出问题，并用所学知识去解决问题。

作者在观赏寒冷季节盛开的樱花时，联想到自己所学的植物的两种传粉方式——虫媒传粉和风媒传粉，然后通过观察和分析，发现这两种传粉方式都不适合钟花樱桃花。在后续的观察中，发现有鸟儿经常在钟花樱桃花上活动，于是联想到是不是鸟儿传粉。最后通过实验验证了自己的猜想，在实验过程中学习了新知识。

本实验设计科学合理，实验数据记载完整，实验分析有科学依据，实验结论科学。建议作者进行多次实验，取平均值。此外，本项目可进行持续研究，观察是否还有其他鸟类为钟花樱桃花传粉。

（栏目编辑  秦银银）A0A7CFF6-7C29-4613-BA6E-9A87051CAEC8