兰科有33，354种兰花，其种类比地球上任何一个科都多：大约有30，000种自然发生的种类和数万种人工培育的杂交种类。大多数兰花是附生植物。它们不在土壤中扎根，而是将根附着在热带森林中上层树木的树干或树枝上，不会造成伤害。少数兰花为腐生类，缺乏叶绿素，依靠真菌为生命提供养分；在澳大利亚，一些兰花属终生生活在地下。除了黑色，兰花有各种颜色。兰花并不都是芳香宜人的，气味千差万别，从巧克力般诱人的气味到腐肉般难闻的气味，各种怪味都有。

是什么原因造成了兰花植物惊人的多样性？是他们极其复杂和不寻常的生活方式。兰科植物在许多方面与其他开花植物有很大不同。兰花看似自恋，实则与许多其他类群的生物(动物、真菌等)关系密切。).达尔文曾经写过一本关于兰花的书，—— 《兰花的传粉》，描述了英国和国外昆虫为兰花授粉的技巧。这本书继承了他的进化论，也是自然选择理论的有力证明。然而，这是100多年前的事了，而今天，在基因测序等强大的分子生物学技术的帮助下，植物学家已经能够改写这个迷人的植物家族的历史。

独特的生活方式

兰科在被子植物中属于百合科。在禾本科、百合科等——个同纲名科的每一朵花中，雄蕊的数量都是3的倍数，但兰科的花很特殊，通常只有一个可育雄蕊，这个雄蕊与雌蕊结合形成两性结构，称为雌蕊。花粉在雌蕊顶端的花药中产生。不同寻常的是，兰花的花粉粒粘在一起形成2-8个花粉团，这些花粉团连接在一个称为粘盘的粘性垫上。这种复杂的结构被称为花粉块。花粉块的上部有一个帽状的药帽，起到防止自花授粉的作用，但花粉很容易被传粉者的身体或蜂鸟的喙带走。当来访的传粉者接触到花粉块下部的粘盘时，整个花粉块就会被粘盘捕获。通常兰花的雌蕊位于雌蕊柱的中下部，接受花粉的柱头呈孔状，位于粘盘下方。当携带花粉块的传粉者在两朵花之间移动时，暴露在空气中的花粉块会迅速收缩变形，使其位置和方向刚好适合下一朵花的柱头孔接收。

对于每一株兰花来说，通常只有一个花粉块，柱头孔只能容纳下一个花粉块，所以这唯一一次接收传粉者的机会就显得弥足珍贵。为了保证这次授粉成功，负责吸引传粉者的花瓣也发生了很大的变化。三片花瓣中的一片已经进化成了嘴唇。它通常是兰花最大、最华丽、最精致的部分，位于雌蕊的前部和下部。它不仅为传粉者提供了降落平台，还承担着引诱和庇护传粉者的重任。当传粉者落在唇上或逃离它形成的陷阱(监狱)时，身体的上半部分正好紧贴在雌蕊的上半部分，保证了成功取送花粉块。在被子植物中，许多由昆虫或其他小动物授粉的花朵已经为传粉者准备了花蜜、花粉甚至临时的新房，以争取它们的服务。但是兰花经常找到另一种方法，通过模仿气味、颜色和形状来欺骗授粉者自愿劳动。所有这些专业化、调整和整合都与无报酬的欺骗和仅有的一次机会有关。这似乎是一种冒险的繁殖策略，但显然兰花是成功的。因此，兰科是被子植物中最杰出的一科。

一旦授粉和受精成功，兰花的子房就会发育成充满成千上万颗微小种子的蒴果。兰花种子小如尘埃，仅由胚和种皮组成。没有储存营养物质的胚乳，也没有子叶。显然，微小的种子更有利于在空气中远距离繁殖，扩大种群的生存空间。但是没有营养物质的储备，一旦发芽，就会因为缺少食物而失去动力，无法继续生长，使新的生命死亡。如何鱼与熊掌兼得？聪明的兰花通过与真菌结盟而两全其美。

正常情况下，兰花的种皮可以保护胚不受损伤，保持种子中的水分，防止微生物入侵。但当它遇到一种友好的真菌菌丝体时，种皮就失去了防御能力，不得不让它通过。一旦菌丝与胚胎细胞相遇，它们的联盟就开始了。菌丝体不断为萌发后形成的胚和幼苗提供生长发育所必需的营养物质，同时从其他细胞中获取一些生命所需的化合物。这种联盟一般是直到兰苗展开绿叶，能够进行光合作用，独立生活；但是，在一些兰花中，这种联盟会终身维持，因此叶绿素在它们身上永远不产生，光合作用的能力丧失，它们不得不依靠真菌的取食。这种生活方式被称为微生物异养。

古代起源

兰科是一个特殊的植物家族。如何对其进行分类，并找出其与其他家族的亲缘关系，是学术界争论的焦点之一。有人以兰花的种子为分类依据，将兰科与其他靠异养微生物生存的类群排列在一起。有人以花为主要依据，认为兰科与百合科亲缘关系较近。还有人把兰科单独放在一个——兰花的顺序里，似乎没什么好争论的。然而，DNA测序提供了一个全新的分类学基础，——，可以精确确定核酸在生物染色体上的排列顺序，可以帮助生物学家了解一个物种在生物进化史中的地位，揭示其脉络。

DNA测定的研究表明，兰科是天冬科的一员，天冬科还包括龙舌兰科、天冬科、风信子科、鸢尾科和葱科。兰科是位于本目的系统发育树底部的一个分支。目前科学家推测兰科植物是在1亿年前分化形成的。这比传统的认识要早得多。过去植物学家认为兰科起源较晚，主要是因为分布在南美和非洲的兰科类群大多分布在新大陆或旧大陆，同一类群的植物很少。

同时出现在这两个大陆上的现象。这说明，这些类群基本上是在1亿年前南方大陆板块断裂成两个新板块(南美洲和非洲)之后演化形成的。另外还有人认为：兰科中的绝大多数种类是附生植物，它们应该是在有花植物组成的森林大量出现以后才演化形成；再有，多数兰科植物特定的传粉昆虫成为有花植物传粉者的时间较晚，因此认为兰科植物的历史不会很长。然而DNA数据显示，兰科具有古老的起源。

以兰科中的香荚兰亚科为例。香荚兰亚科包括15个属。该亚科的演化历史以往一直令植物学家感到困惑不解：它们都具有比较进化的特征，如有些是攀援藤本，有些具有带翅的种子，多数具有十分精巧的异花传粉技能。然而，它们又具有一些通常在更原始的兰科植物身上出现的特征，如生活方式是地生的，花粉粒并不聚在一起形成花粉团，而且雄蕊和雌蕊的融合程度比多数兰科植物都低。