为什么兰花多奇葩？
首先，我们必须认识到兰花所处的生存环境。绝大多数兰花并非生长在肥沃的土壤中，而是寄生在其他植物的枝干上，或者附生在岩石、树皮等贫瘠的介质上。这要求它们必须具备极强的适应能力，才能从中汲取生存所需的养分和水分。
附生习性：生存环境的挑战与兰花的解决方案
我们常说的“寄生”，其实更准确的说法是“附生”。附生植物并非寄生植物，它们并不从宿主植物身上吸取养分，而是利用宿主提供一个固定的生长点和更高的空间，以便更好地接触阳光和空气。然而，附生环境也带来了巨大的挑战：
水分和养分的获取困难： 附生在树干或岩石上的兰花，它们的根系无法深入土壤获取水分和养分。因此，兰花进化出了许多奇特的结构来应对这一问题。
根系的特殊化： 大部分兰花的根系外面包裹着一层叫做“根被”（velamen）的组织。这层组织像海绵一样，能够迅速吸收空气中的水分和雨水，并将水分储存起来。同时，根被还能帮助兰花固定在附生基质上，并保护根系免受机械损伤。
叶片的特殊化： 许多兰花的叶片肥厚，能够储存水分和养分，有些叶片甚至呈现出肉质的形态。一些兰花还会进化出叶柄或假鳞茎（bulbs或pseudobulbs），这些结构能够储存水分和养分，帮助兰花度过干旱期。
空气养分的捕捉： 有些兰花甚至能通过叶片直接吸收空气中的微量元素。
花朵的“奇葩”设计：为了吸引特定的传粉者
兰花最令人称道的“奇葩”之处，莫过于它们那千姿百态、五颜六色、形态各异的花朵。这些奇特的形态并非偶然，而是经过亿万年自然选择的结果，它们是为了精确地吸引特定的传粉者而设计的。
模拟传粉者的“诱饵”： 许多兰花的花朵在形态、颜色甚至气味上都模仿了传粉者喜欢的食物、产卵地点或者配偶。
唇瓣的诱惑： 兰花最显著的特征之一是它的唇瓣（labellum），通常是花朵中最突出、最醒目的一部分。唇瓣的形状、颜色和纹路常常模仿昆虫的身体、食物或者其他吸引昆虫的信号。例如，某些兰花的唇瓣形状酷似雌性昆虫，能够释放出与雌性昆虫相似的性信息素，吸引雄性昆虫前来“交配”，从而帮助传粉。
模仿的食物： 一些兰花的花朵散发出类似花蜜、花粉或者腐肉的气味，吸引传粉者前来觅食。
视觉信号： 鲜艳的颜色、特殊的斑纹或者绒毛，都能在视觉上吸引传粉者。有些兰花的花瓣甚至能够反射紫外线，而这种紫外线正是许多昆虫能够看到的信号。
传粉机制的精密： 兰花花朵的结构往往非常复杂和精巧，以确保传粉者在取食或寻找配偶的过程中，能够有效地接触到花药和柱头，并沾染上花粉。
花粉块： 大多数兰花的花粉不是散落的，而是聚集成团，称为花粉块（pollinia）。这些花粉块通过一种叫做“柄”（stipes）的结构与花粉囊（pollinium）相连。当传粉者接触到花粉囊时，花粉块会粘附在传粉者的身体上。
柱头的粘性： 兰花的柱头（stigma）通常非常粘滑，一旦传粉者将沾有花粉块的花粉块带到另一朵兰花上，花粉块就会粘附在柱头上，从而完成授粉。
“陷阱”与“通道”： 许多兰花的花朵结构形成了一种精妙的“陷阱”或“通道”，迫使传粉者按照特定的路径前进，从而确保花粉的转移。例如，有些兰花的花朵会分泌蜡质的液体，一旦传粉者进入，就会滑落到花朵的某个特定位置，完成授粉动作。
特定的传粉者依赖： 由于这种高度特异性的吸引和传粉机制，许多兰花只能被特定的传粉者授粉。一旦这些传粉者数量减少或消失，兰花就可能面临灭绝的危险。
种子传播的“奇葩”策略：微小的种子与真菌的合作
与大多数植物的种子不同，兰花的种子极其微小，就像尘埃一样。一粒蒴果（capsule）中可能含有成千上万甚至上百万粒种子。然而，这些微小的种子几乎不含任何胚乳（储存养分的组织）。这又给兰花的种子传播和萌发带来了巨大的挑战。
微小种子的策略： 兰花之所以进化出如此微小的种子，是因为这有利于它们被风远距离传播。它们希望通过数量优势和广泛的传播来增加成功的机会。
与真菌的共生关系： 兰花的种子萌发和早期生长，几乎完全依赖于一种叫做“菌根真菌”（mycorrhizal fungi）的共生真菌。
种子萌发： 当兰花种子落到土壤中，如果遇到适宜的菌根真菌，种子就会在真菌的帮助下萌发。真菌会为种子提供必需的养分和水分，直到兰花幼苗能够进行光合作用。
营养交换： 在整个生长过程中，兰花会与菌根真菌建立起长期而密切的共生关系。兰花通过光合作用产生的糖分提供给真菌，而真菌则帮助兰花从土壤中吸收水分和无机盐。
“盗窃”养分： 有些兰花在早期阶段，甚至会从真菌那里“盗窃”碳水化合物，直到自身的光合能力足以支撑其生长。
多样性与适应性：进化的杰作
兰花之所以如此“奇葩”，究其根本是它们在漫长的进化过程中，为了适应不同的环境、吸引特定的传粉者、确保种子的传播和萌发而进化出的令人惊叹的多样性。
对环境的极致适应： 从热带雨林的树冠到寒带的草原，从湿润的苔藓地带到干旱的山坡，你都能找到适应不同环境的兰花。它们通过形态、生理和生活史的改变，来应对各种挑战。
传粉者市场的细分： 兰花与昆虫之间是一种极其复杂而精密的“合作关系”，可以看作是一种“传粉者市场”。不同的兰花通过不同的“商品”（花朵的形态、颜色、气味），吸引不同的“客户”（传粉者），以确保自身的繁衍。
低繁殖策略与高投资： 相对于其他植物，兰花的种子数量巨大，但单粒种子的生存率较低。然而，它们在花朵的吸引力、传粉机制的精巧以及与真菌的共生关系上，进行了巨大的“投资”，以确保种子的成功受精和早期发育。
所以，当您下次看到一朵形状奇特的兰花时，不妨试着去理解它背后所蕴含的生命智慧。那些看似“奇葩”的设计，其实是自然界最伟大的杰作之一，是生命在生存压力下不断探索、适应和创新的最佳证明。它们并非“奇葩”，而是大自然赋予它们独特的生存技能，让它们能够在这颗星球上，以最独特的方式绽放生命的光彩。
网友意见
好问题。由于大家都知道了兰科的确有很多奇葩，那我们就可以跳过是不是的阶段，直接进入“为什么”来耍流氓。
首先，兰科是一个很大又很古老的科。有多古老呢？现在的基因测序数据显示它们在七八千万年前就起源了，那时候还是白垩纪晚期，所以它们还跟恐龙一起生活过一段时间。那有多大呢？兰科下面有880个属，不完全估计有21,950 到 26,049个种，这个物种数量大约和硬骨鱼的物种数量相等，是鸟类物种数量的两倍，哺乳动物物种数量的四倍，真真正正是以一个科吊打哺乳动物一个纲。
不过，单单是物种数量大不足以解释为何兰科有这么多奇葩，因为菊科的物种数量也和它们不相上下，它们也是植物界中物种数量最大的两个科。下面这张图是典型的菊科花
看起来样子都差不多，都是外面一圈舌状花序包围着中间的管状花序。虽然看起来不起眼，但它们有一个大招，花序：
这是一张向日葵的花序的螺线：左旋55，右旋34。恰好符合斐波那契数列。因为植物必须安排尽可能多的小花在一起，增强“小花群体”的吸引力，同时还需要减少小花之间的相互干扰，小花相互之间的重叠越少越好，保证这些小花拥有平均的空间。最终菊科演化出了每旋转137.5度（2π×(1-0.618)）安排一个花朵这样一个最合理的设计。都演化出斐波那契数列和黄金分割了，这一边的演化基本也就到头了，长得都差不多也在情理之中。
反观兰科，它们也有一个大招，两侧对称的结构和，唇瓣（专门用来吸引昆虫授粉，而且也为昆虫构建了一个着陆的平台）：
这是一张典型的兰科花结构， 上面的名词意思分别是：An, anther 花药 ; G, gynostemium 合蕊柱; L, labellum 唇瓣; P, petal 花瓣 ; Pol, pollinia 花粉块; Ro, rostellum 蕊缘; Sl, lateral sepal 侧萼片; Sm, median sepal 中间萼片; St, stigma 柱头
有了这些构造， 变化就可以很多了。
首先我们知道，植物有自花授粉和异花授粉两种传粉方式。前者的意思是雌蕊从自己这株植物的雄蕊上获得花粉，有可能是自己这朵花，也有可能是自己这株植物上的别的花。后者的意思就是从同一个物种的别的个体处获得花粉。当然前者要容易得多，因为毕竟离得很近，后者就需要用到风、水、昆虫甚至鸟类哺乳动物们的帮助。尽管很费力气，被子植物们还是更倾向于异花授粉，因为可以促进基因交流，避免交配来交配去都是自家那几个基因。这个道理在动物身上也是一样。动物们也是更喜欢没有亲缘关系的异性交配，而尽量避免近亲繁殖，因为远距离的基因交流往往能够诞生更强健的后代。
下面开启拟人手法，并不是植物们真的有过这些想法，而是它们在漫长的演化过程中不断地随机突变试错，最终形成了稳定策略：
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所以我们的兰科植物就开始想办法了，怎么样才能够更好地和异性交流（jiao pei）呢？
显而易见，常规思路是，各取所需。你为我传粉，我给你一点花蜜。很多别的花都是这么做的。不过有着复杂花朵结构的兰科显然不满足于此。他们发现，如果用欺骗的方式把昆虫们骗过来，昆虫停留时间会变短，传份效率也就可以更高。这很好理解，假如是一只蜜蜂过来看见有花蜜，它一定会坐下来先美美地吃一顿，然后再拍拍屁股走人。但如果花朵伪装出了有花蜜的样子把蜜蜂骗过来，蜜蜂过来一看肯定就纳闷了：“咦，被骗了？走人。”不仅如此，它们还有一个更缺德的策略，使出美人计，伪装出一个异性的样子骗蜜蜂过来，蜜蜂过来又一看，这回果断就愤怒了：“格老子的！说好的美女呢！走人！” 植物学家们的观察也的确发现，在传粉速度上，的确是 食物交换 < 食物欺骗 < 性欺骗。
于是演化史上最匪夷所思的一幕出现了，在两万多个兰科物种里面，足足有三分之一，也就是六七千种兰花，是靠欺骗传粉者的感情来授粉的………………
上图中 （a）展示了欺骗型兰花 和 奖励型兰花 的 genetic differentiation (Gst， 遗传分化) 。遗传分化指的是，在一个种群中，由于缺乏基因交流，各个小种群之间等位基因频率差异的程度。这个值越小说明种群内部的基因交流越充分，越有利于选拔出优秀的基因和淘汰不良的基因。而 欺骗型兰花的Gst显然比奖励型兰花小得多。 （b） 一个食物欺骗型兰花的例子，Caladenia latifolia，由当地的蜜蜂传粉，中间鲜艳的合蕊柱看上去好像有花蜜的样子，然而并没有。（c）一朵诚实的兰花，真的会把花蜜献给来传粉的蛾子。
有人问，难道昆虫们就这么被骗吗？它们难道不能学会辨识诚实的兰花和骗人的兰花吗？不过真的，辨别诚实的兰花和欺骗的兰花不是一件容易的事，杏黄兜兰、硬叶兜兰选择与颜色相似的油菜、杜鹃花一同开放，蜜蜂在采食这些花蜜的同时，也会受骗访问这几种兜兰。而且昆虫的记忆和分辨能力都有限，所以依然会一次次地钻入兰花的圈套。另一个更加有趣的食源性欺骗案例来自文心兰亚族：南美的金虎尾科植物的花有腺体，可以提供油脂作为食物报偿给授粉者，其生长地附近的数十种兰花（分属文心兰亚族不同的属）于是不约而同地演化出了和金虎尾极其相似的黄色花冠，这些兰花什么都不提供，却也让授粉者们稀里糊涂地为它们授了粉。
文心兰亚科的食物欺骗：图A是金虎尾科植物的花，而其它所有的都是生活在附近的文心兰亚族的花朵。兰花们为了把自己改造得像金尾虎科的花，真是费尽了心机。
一次次地上当受骗并没有瓦解昆虫与兰花们的合作关系。因为大自然提供了极为微妙的平衡：在同一个环境里，往往会有少量的兰花或者其他植物充当“老实人”提供真正的合作机制，使得昆虫不会一无所获；又或者频繁上当的昆虫会得到一些别的额外的好处——热衷于腐臭气味的昆虫虽然偶尔会落入兰花的圈套，但更多的个体找到合适的食物来源和产卵地，完成生命的延续。
不仅如此，各种兰花的欺骗策略也不是一成不变的，种种欺骗手段都在兰科演化历史上独立起源了好多次。有时候是诚实有花蜜的兰花忽然就演化成没有食物的欺骗型了，有时候是食物欺骗型的忽然就演化成性欺骗型了，还有的时候是没有花蜜的欺骗型兰花忽然又开始提供花蜜了。总而言之，实在是纷繁复杂，真真假假，假假真真，也难怪我们的传粉使者被骗得晕头转向，最后只得老老实实地给兰花们传粉。
上面我们说性欺骗的传份效率优于食物欺骗，不仅如此，性欺骗型兰花的演化成种也更快，很可能是因为要分化成不同的种去骗不同种类的昆虫。（画外音：你造我们一个个地去配合昆虫去骗它们有多辛苦吗？）
左边的上下两朵花分别是食物欺骗型和性欺骗型，可以看出下面的成种速率要快得多，而相应地，它的Gst （遗传分化）值，也要低于食物欺骗型，显示它们的基因交流更充分。
论文中Ophrys（蜂兰属）的配图也许不太好，换另一张照片，你可能就见过了：
这是兰科蜂兰属的植物
Ophrys apifera，专门引诱出来给自己找花蜜吃的雄性熊蜂。它不仅看起来像一只雌性熊蜂，而且，还能释放着与熊蜂雌性激素极为类似的一种气味，两者一结合，雄性熊蜂立刻就抵挡不住了，火急火燎地上来交流（jiao pei）了。
（真想不到这呆萌呆萌的外表下隐藏着这么一颗淫荡又猥琐的心啊……感觉节操都要被它掉光了……）
最后附福利一份，雄蜂和兰花“交配”的视频，34：00开始
植物私生活-中文字幕参考文献：
Cozzolino S, Widmer A. Orchid diversity: an evolutionary consequence of deception?[J]. Trends in Ecology & Evolution, 2005, 20(9): 487-494.
兰花的欺骗性生殖：一场风险可控的投资 Ophrys apifera类似的话题
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