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發現并分享大自然的美好瞬間

生活 更新时间:2025-02-05 05:09:13

編者按:種瓜得瓜,種豆得豆,種子到底有多神奇?中科院之聲與中國科學院昆明植物研究所聯合開設“凡此種種”專欄,為大家講述種子的有趣故事,介紹大自然中匠心獨具的種子植物。

種子是裸子植物和被子植物的繁殖和散布器官,由胚珠經過傳粉受精形成。雖然隻包括種皮、胚和胚乳三個部分,但它們在形态和結構上卻千變萬化,并且每一種種子都有其獨特的物種特性。目的就是為了能夠采用合适的方式,成功散布出去,使該物種順利繁衍。下面這些種子有的見證了“滄海桑田”的變遷,有的因特殊形态而被賦予了獨特的文化内涵……

植物活化石——銀杏

發現并分享大自然的美好瞬間(大自然的匠心獨具)1

白果、銀杏葉、銀杏植株(從左到右)

銀杏 (Ginkgo biloba)為銀杏科(Ginkgoaceae)植物,是現存種子植物中最古老的孑遺植物,早在2.7億年前就已出現。50萬年前,随着第四紀冰期的到來,其它銀杏種類都已滅絕,隻留存了現今的一種,且其野生居群目前僅存在于我國南部地區,故被稱為植物中的“活化石”。但因銀杏樹形優美、壽命長、遮蔭好,可作庇蔭植物,葉片獨特美麗,可作觀賞植物,故後被其它國家大量引種,但基因測序顯示,它們都源自我國的浙江天目山野生居群。

銀杏生長較慢,從栽種到結果需要20多年,40年後才能大量結果,因此又名“公孫樹”,有“公種而孫得食”的意思。

成熟銀杏種子的外面為一層肉質的黃色或橙色外種皮,掉落地面腐爛後,會發出一種類似黃油酸敗後産生的難聞味道,這曾為吸引恐龍前來取食的強烈信号,卻為現代動物和人類所不喜。去除外層種皮後,就露出了由白色骨質中種皮包裹的種子,俗稱白果,香糯可口,為人們所喜食。但由于其内含有氫氰酸毒素,毒性較強,故不宜多吃,更不宜生吃。

孑遺植物——水松

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水松植株、水松球果、水松種子(從左到右)

水松(Glyptostrobus pensilis)曾在中生代白垩紀至新生代上新世廣泛分布于北半球,但受第四紀冰期的影響,北美、歐洲、日本等地的水松都先後滅絕了,僅在我國的南部和東南部,以及老撾留存至今,成為了古老的殘存種,它們對研究杉科植物的系統發育、古植物區系、古地理及第四紀冰期氣候都具有重要的科學價值。目前我國的野生水松株數已不到1000株,為國家Ⅰ級保護植物,IUCN紅色名錄極危種,急需人們的精心保護和深入研究。

水松種子長5.85-8.28毫米,寬2.42-4.02毫米,厚1.03-2.08毫米(不帶翅),呈長橢圓形或卵狀披針形;背腹面稍扁;兩側具棕褐色、紙質狹翅,頂部具長3.52-8.81毫米的矩圓狀披針形長翅。這些形态結構特點不僅能使水松種子借風飄離母株一段距離,減小子代與親代的競争,得到更大的生存機會,拓展種群空間;還能在落水的情況下,繼續漂浮于水面一段時間,在風的吹送下,尋找到安全的着陸點,發芽生長,完美适應母株生長于河流兩岸這一習性。

在生理方面,水松種子沒有休眠;且胚已分化完全,具有了3-5枚長2.20-2.41毫米的條狀針形子葉,以及長3.77-4.11毫米的圓柱形下胚軸。因此能在适宜條件下,快速萌發,盡早成苗;并在豐富胚乳的支持下,快速生長,在與其它物種種子該環節的競争中取得勝利。

水松之所以能夠經曆上億年地質與氣候變化而幸存下來,種子确實功不可沒!

“富貴”種子——雲南金錢槭

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古代銅錢、雲南金錢槭果實、雲南金錢槭果枝(從左到右)

雲南金錢槭 (Dipteronia dyerana)是我國特有植物,為高5-12米的落葉喬木,具有極高的科研、經濟與生态價值。

雲南金錢槭的果實呈圓形,四周為紙質周翅,較薄;直徑為2.39-4.86 厘米;9-10月成熟後就由綠色變成了黃褐色,在形色、大小上都似一枚古銅錢。且由于該種的天然分布地就為雲南,故名雲南金錢槭。雲南金錢槭的多枚果實常常簇生于一個果枝上,遠看就如許多穿在一起的銅錢串。一陣秋風吹過,雲南金錢槭的果實就會盤旋而下,再在地上随風翻飛一番,遠離母株,創造屬于自己的天地去了。

由于雲南金錢槭的分布區較狹窄,僅限于雲南省屏邊、蒙自、文山、富甯等縣;生境特殊,易受人為幹擾;植株常遭砍伐作薪,種群小而分散;種子富含脂肪,可榨油供食用及工業用,常遭采摘,加之種子僅有薄薄果皮和種皮在起保護作用,在自然條件下貯藏期隻有兩年,自然更新困難,故而瀕危,現被定為國家Ⅱ級保護植物,急需保護。

“相思”種子——相思子

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相思子種子及其制成的項鍊

相思子(Abrus precatorius)美麗的種子,使人一見便會情不自禁地想起王維“紅豆生南國,春來發幾枝。願君多采撷,此物最相思。”這首被人們千古傳誦的古詩。

相思子的種子為橢圓形或圓形,長5-7毫米,頂部有臍的三分之一為黑色,下部三分之二為紅色,整個種子色澤鮮亮,質地堅硬,富有特色,因此常被制成各種飾品。

但你知道嗎,這麼美麗的種子卻含有劇毒,其種子中的相思子毒蛋白和相思子堿能強烈抑制細胞蛋白質的合成,因此人隻要誤食其一粒破損的種子,就會有性命之憂。

當然,種子中的這些毒素,并不是專門針對人類的,而是為了防止病菌的侵害和動物的過度采食,從而保證該物種能夠順利繁衍,是植物在長期進化過程中形成的一種自我保護和防禦機制。

長壽種子——蓮

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蓮的果實、蓮果實縱剖圖、蓮花(從左到右)

蓮(Nelumbo nucifera)花“出淤泥而不染,濯清漣而不妖”,以聖潔高雅的氣質獲得了人們的喜愛,為千百年來詩人墨客争相歌詠繪畫的主要題材之一。

花謝果現,蓮的成熟果實長1.5-2.5厘米,呈橢圓形或卵形,鑲嵌于噴淋頭狀的花托内,僅頂端露出。隻有待花托變幹,隔室口變大後,才會掉落水中,或者隻有當花托落入水中腐爛後,才會釋放出來。為了适應其水生環境,蓮的果皮特化為角質,極為堅韌,且厚達0.5-0.6毫米,具有較強的抗壓性,能對内部的種子起到極好的保護作用。另外,在果皮的表皮細胞下面,存在着一層堅固而緻密的栅欄組織,能有效防止水分進入;幼果果皮氣孔下面原本進行氣體交換的氣孔道,在果實完全成熟後,也會縮小并封閉,從而使果實變成一個密封艙。

蓮的種子也因此具有了較深的物理休眠,即盡管其胚已分化完全,具有了2枚一長一短、彎折的綠色子葉和黃綠色、條狀的胚芽,以及黃色、圓柱形的胚根,但在适宜的發芽條件下仍不能萌發,隻有待果皮和種皮破損,水分大量進入後,才會順利萌發。靠着果皮與種皮之間,胚與胚乳間空隙中保留的大約0.2cc的空氣,以及黃白色胚乳的營養供應,蓮種子的壽命就居然可達1288(±250)年,成為我國自然條件下壽命最長的種子,真是讓人驚奇不已!

參考文獻:

1. 杜燕,楊湘雲,李漣漪,李慧. 種子故事:珍稀瀕危植物種子[M]. 昆明:雲南科技出版社,2020.

2. 李玉媛,郭立群,胡志浩. 雲南國家重點保護野生植物[M]. 昆明:雲南科技出版社,2005.

攝影:李漣漪

來源:中國科學院昆明植物研究所

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