到1862年时，查尔斯 · 达尔文已经走遍世界各地，遇见过令人叫绝的奇妙生物，但他依然对一朵精致的白色星形小花念念不忘，这是他的老熟人詹姆斯 · 贝特曼（James Bateman）送给他的礼物。
贝特曼是一位英国园艺家，对马达加斯加的珍稀植物情有独钟。这朵花形态奇特，花冠下挂着一个极长的花蜜囊袋，让园艺家产生了一种难以言喻的迷恋。收到花的达尔文虽已遍览物种、深思起源，却也一头扎进了对这个看似细枝末节的物种的研究。
达尔文写道：“我对兰花的兴趣几乎比得上其他任何事。”进化论之父由兰花得见选择性演化力量之大观——花与环境，与传粉者共舞。有时被他称作“我的小宝贝”的兰花后来成为他在《物种起源》中广泛描述的演化力量的模型。引起轰动的著作《物种起源》出版三年后，达尔文又发表了详述兰花众多惊人习性的巨著。
同一科的花可以天差地别：有的小到几乎肉眼难见，有的高大艳丽，有的花瓣卷曲褶皱，有的挂着小囊袋。为什么会有如此大的差异？达尔文感到困惑，并将此以及整个花卉世界的多样性称作“可恶的谜团”。
事实上，全世界有超过28 000种兰花，而且时不时冒出新种类来。它们的家园遍及除南极洲以外的全部现代大陆——从北极北部，到赤道地区，南至南美洲最南端区域。
目前学界同行无法确定——并且正激烈争论——到底有多少种兰花，是什么让它们如此多样，以及它们最初在何时何地演化。若揭开这些谜团的真相，将帮助我们更好了解这一迷人大家族的演化动力，以及我们能如何帮助它们抵御灭绝风险。
为寻找答案，研究人员花费数十年时间挖掘兰花的历史。植物的化石通常很难获得，因为软质有机物比骨头等更不易留存。专家们现在倾向通过系统发育分析来追踪植物首次出现的时间。他们使用不同物种的DNA，将它们绘制到生命树上，然后借助统计模型让它们回到过去，重新创建其历史。
2015年，科学家运用上述技术对所有主要兰花类群的39个物种以及一些化石数据进行测序，认为兰花起源于1.2亿年前~1.02亿年前，最有可能产自澳大利亚地区。古代兰花后来穿过南极洲传至热带地区——当时南极洲植被繁茂。从那以后，东南亚就成为大部分兰花种类形成的地方。
至少就目前来说，上述理论是关于兰花起源的主流解释。不过根据新的初步调查结果，老观点可能很快要被颠覆。一个国际科学家团队基于1900多种兰花的DNA，起草了一份研究报告，确定它们起源于北方，即劳亚大陆（包括现今的欧洲、亚洲和北美大陆）。他们的工作表明，兰花的多样化过程主要发生于过去500万年间，而中美洲南部地区，例如绿意盎然的哥斯达黎加和巴拿马，实际上是兰花物种形成速度最快的地区。这篇论文于2023年9月发布于预印本网站，一些外部专家认为此新假说并无任何营养。但论文主要作者、英国皇家植物园的研究员奥斯卡 · 佩雷斯-埃斯科瓦尔（Oscar Pérez-Escobar）认为其发现毫无争议：“追根溯源可以帮助我们理解物种的丰富和奇异。”
如今，我们需要一本漫长日志方可解释兰花外观和习性的多样性。澳大利亚詹姆斯库克大学的兰花研究员卡塔琳娜· 纳尔加（Katharina Nargar）为上述新成果做出了贡献，她表示：“兰花能做出很多其他植物做不到或做不太好的招数。”
根据纳尔加的说法，这些招数中最巧妙、最有用的是，超过70%的兰花已经具备了在树干和树枝处而非土壤中生长的能力，即所谓的附生。纳尔加认为这使它们能够开拓“自由发展”的空间。
研究表明，附生兰花在整个兰花族谱中独立进化了至少14次，而且附生兰花比陆生兰花 “种类丰富得多”。为在树上生存，兰花获得了通过茎和叶上多汁的海绵状外层吸收空气中水分的能力，以及直接利用根进行光合作用的能力。
那些尚未进化到树上生活的兰花也展现出不可思议的多样化能力。对此，一个主流理论认为这要归功于它们的授粉妙招。根据纳尔加的说法，某些兰花可以与其他种类产生可育后代，这使其繁衍能力更强，也更有可能创造独特的杂交新物种。
沼泽兰（Marsh helleborine ），一种原产于欧洲和亚洲的兰花
为确保授粉，一些兰花还与当地动物群达成了演化“协议”：兰花演化出非常复杂的花朵，只有几种昆虫能接触到，而这些昆虫必然只会把兰花花粉传授给兰花。一个经典案例来自令达尔文痴迷的大彗星兰（Angraecum sesquipedale）。这种兰花演化出了一个长达0.3米且狭窄的花蜜囊袋，只有长着长喙的天蛾才能接触到它。达尔文思考过个中原因，但当时人们尚未发现天蛾，因此他的理论直到近四十年以后的1903年才被证实。
为了适应某些授粉媒介，兰花对于传递花粉的方式非常谨慎。有些兰花将花粉包裹在精雕细琢的黏性包装里，然后精确地将其丢给它们喜欢的传粉者——后者飞行途中不会损失分毫，只有到达目的地后，花粉才被转移。根据传粉者（可能是飞蛾，也可能是蜜蜂）特点对花粉进行“特化”包装的能力，推动了兰花的多样化，也让拥有此能力的物种有更大机会繁衍大量后代，因为它们比使用常规方式授粉的物种损失更少花粉——兰花大家族中，进化出“精细”授粉技艺的谱系比坚持传统的谱系有更高的物种形成率。
更令人叫绝的是，一些兰花已经演化到了能通过外观、气味和释放特殊化学物质来模仿优质传粉者的配偶或食物的能力，不知情的昆虫被引诱到花冠上拾取花粉。蜂兰花（Ophrys apifera）外观和气味都像雌性蜜蜂；南非的腐肉花（Satyrium pumilum）模仿死去动物的气味以吸引果蝇；萼距兰（Disa pulchra）伪装成其他提供花蜜的花朵，以诱骗昆虫前来觅食。由于如果此类策略太常见，蜜蜂、黄蜂和蝴蝶都能识破骗局，兰花还会调整模仿行为，变化出新策略，演化出新物种。
荷兰莱顿自然生物多样性中心的兰花形态研究员黛维· 普拉马尼克（Dewi Pramanik）表示，这些独特的花朵形态策略是兰花多样性的一大“基础”。
灰尘状的种子也可能是兰花快速多样化的一大法宝。一个兰花种子包可容纳多达400万粒种子，尺寸有时小至0.05毫米长（植物王国中最小的种子），这意味着一阵风就能轻松驱散大量种子。尽管大多数种子永远不会发芽，但相比种子体积较大的植物，兰花的微小种子确实增加了多样化的可能。
汤普森认为，兰花的出众可能并不完全取决于植物本身的技能，也有外部因素发挥作用。当他对近1500种陆生兰花进行另一项系统发育统计分析时发现，当全球气温开始下降（大约1000万年前）时，它们的多样性就会“爆炸”。全球变冷对兰花物种形成速度的影响比单纯时间影响的可能性高700倍，因此兰花是“气候驱动物种形成的最佳案例”。
不幸的是，这也意味着全球气候变暖对兰花将构成巨大威胁。汤普森说道：“我认为灭绝事件将增加，因为它们中有很多都适应了寒冷，而且我们已经看到2023年的天气有多热。”另一方面，如前文所述，兰花对传粉媒介的选择很挑剔，因此气候变化导致昆虫灭绝或离开栖息地的情况很可能令兰花找不到传粉者。
从演化史层面看，兰花应当继续繁衍，我们也会不断发现新的兰花品种。前文提到的兰花起源澳洲的论文第一作者托马斯· 吉夫尼什（Thomas Givnish）是美国威斯康星大学麦迪逊分校植物学和环境研究教授，在他看来：“如果观察兰花物种数量随时间的变化，你会发现它并没有显示出任何趋于平稳的证据。但人为造成的气候变化和栖息地破坏正给这些花卉限定未来。”
一些计算表明，植物物种的灭绝速度比1900年前至少快500倍，兰花在濒危名单上名列前茅。自1996年以来，孟加拉国已经失去了188种兰花中的32种；捷克特有的兰花品种，其适宜栖息地已减少92%；在美国佛罗里达州，著名的幽灵兰数量减少了一半；印度的兰花开花时间变得异于往常，这可能扰乱授粉。根据2023年发表的一项研究，近280种已知兰花物种需要“立即采取保护行动”，但其中大多数仍然缺少足够保护。
佩雷斯-埃斯科瓦尔表示，如果大部分多样性是在过去500万~1000万里出现的，那么我们现在所经历的物种迅速消失可能抵不过新增。佩雷斯-埃斯科瓦尔的任务是促成更多国际合作，对所有现存兰花物种（无论数量有多少）进行DNA采样，因为他认为这有助于清楚绘制该植物的演化历史。
学界的一个普遍共识是：我们想要用最好的策略和方法阻止兰花灭绝的趋势，想要拯救兰花的栖息地，关注兰花的授粉媒介，杜绝兰花的非法贸易，等等——其中关键在于解答达尔文口中那个“可恶的谜团”，即兰花在物种形成方面的成功源于什么？进一步解析有关兰花多样性的各种细节可帮助相关人士理解它们那生猛的演化可塑性，有望为它们提供适应环境变化的机会。
资料来源Nautilus
