妙趣横生的植物种子

作为中国西南野生生物种质资源库的一名种子管理员,在日常种子管理工作的每一个环节中都会观察到形形色色的种子。大自然总是充满了奥秘,不仅动物的世界是这样,植物的世界里同样也是如此。从发芽到成长为一棵大树,很多植物都要从一粒小小的种子开始,而种子世界却是千姿百态,无论从大小、形态、纹饰还是种子硬度、寿命、萌发速度都千变万化,妙趣横生。
  种子界的大块头
  海椰子
  棕榈科植物,也被称为臀形椰子、大实榈、巨籽棕等。其种子硕大,椭圆形,长约50厘米,宽约30厘米,其内果皮骨质,近基部有3个萌发孔,胚乳内有一富含液汁的空腔,种子可重达30千克,是世界上非常大的植物种子。海椰子因其稀有奇特而弥足珍贵,现仅存在于非洲东部塞舌尔国的普拉兰岛。

  海椰子树,树高15~30米,树干笔直,直径约30厘米;叶呈大扇形,长7米,宽2米,最大的叶子面积可达27平方米,活像大象的两只大耳,由于整座树庞大无比,所以人们称它为“树中之象”,是世界上高大的棕榈树种。不过海椰子生长发育极慢,种子播种后需2~3年才能发芽,植株每年只抽一片新叶,15岁时始长出树干,25岁才能开花结果。雌雄异株,雌株的花朵在受粉两年后才能结出小果实,果实需要8~10年时间才能成熟。
  它细小如尘
  斑叶兰
  兰科,属多年生草本植物。它在国内华北以南、以西各省及我国台湾地区均有分布,在日本,印度、越南等也有分布,多生长在海拔500~2800米的山坡或沟谷阔叶林下。
  其株高仅十余厘米,全株除叶和内轮花被外都长有细细的腺毛。叶子很漂亮,叶片卵状披针形,绿色的叶片上点缀着白色不规则的点状斑纹。花期在8~10月,花茎直立,高出叶面许多,每一花序有花3~20余朵;花较小,乳白色,质地晶莹,歪歪斜斜的缀在花茎上,由此特征它又得一别名:偏花斑叶兰。
  人们常常用芝麻来比喻物体的“小”,1千克芝麻竟有25万粒之多。但就植物的种子来说,比芝麻小的还多着呢。在中国西南野生生物种质资源库里保存的斑叶兰,它的种子小得简直像灰尘一样,5万粒种子只有0.025克重,1亿粒斑叶兰种子才50克重;它的种子长约110微米,重约0.5微克,这是人们发现的微小的种子之一。其种子构造也非常简单,只有一层薄薄的种皮和一个尚未分化的胚。因种子微小,结构简单,野外成苗率低,且生境经常受到人类活动的强烈干扰,导致其种群数量稀少,被列为《野生动植物濒危物种国际贸易公约》(CITES)的保护范围 。
  种子界的“寿星”们

  莲子的寿命是相当长的,我国科学工作者1952年在辽宁普兰店一个干涸池塘的泥炭层里挖到一些古莲籽,从1953年起开始培育,在1955年开花结籽,后在1974年用放射性C14进行测定,测出它的年龄在830~1250岁之间,是我国目前寿命相当之长的种子。
  在日本千叶县挖掘出的2000多年前的古莲子,经过培育也发了芽,并开花结果。寿命最长的种子除古莲子外,还有古大豆。日本考古学家在一座古代村落遗址中发掘出了130粒大豆,据测定它们已有2000多年的历史,其中129粒已炭化,但一粒仍保持着生活能力,科学家们将它用水浸泡,这粒大豆竟发了芽,并长出几片嫩叶。而1976年在北美肯河岩洞中发现的北美羽扇豆种子已有17000年,是目前所知世界上寿命超长的种子 。
  让三万年前的种子复活
  俄罗斯科学家曾经取得过一项创新性的突破,他们让三万多年前的柳叶蝇子草得以复活,这项研究成果在2012年2月21日出版的《美国科学院院报》上正式发表。
  柳叶蝇子草
  产自西伯利亚,是石竹科开花植物的种子。这些种子是当时的松鼠储存的,储藏位置接近俄罗斯科雷马河。放射性碳测定年代分析显示这些种子是3.2万年前的。它们完全被冰封在永冻土下约38米、温度-7℃的地方,周围的土层中含有很多其他动物的遗骸,包括猛犸象、野牛和披毛犀的骨头。
  起初,科学家将挖掘到的柳叶蝇子草成熟种子进行播种,希望能够发芽、开花和结果,但是实验失败了。科学家们并没有放弃希望,他们发现一些未成熟果实中的胎座(指胚珠着生在心皮壁的那个部位,一般位于心皮的腹缝线上,往往形成肉质突起)部分还有活性,于是,从3个果实中提取胎座中还具有活性的组织,利用现在广泛应用的植物克隆技术,即组织培养方法,成功地让3万多年前的柳叶蝇子草复活了,一共获得了36株活体植物。
  这些“复活”的植物在没有开花之前,在外表上与现在的柳叶蝇子草没有什么区别,但是开花以后科学家发现:现代柳叶蝇子草的花瓣更宽,花裂更深,种子的发芽率只有86%~90%,而“复活”柳叶蝇子草结出的种子却有100%的发芽率。可见,3万年还是让这个物种产生了一些差异,为什么会这样?我们还期待着科学家们的进一步研究。
  这些种子成长迅速
  梭梭
  藜科植物,是一种生长在沙丘上、盐碱土荒漠的小乔木。其种子的生命力极强,只要得到一点点水,在两三小时内就会生根发芽,是目前世界上发芽比较快的植物种子。
  那还有比梭梭萌发更快的种子吗?答案是肯定的。据资料记载,分布在阿富汗、巴基斯坦及印度西北部的“Haloxylon stockii Hook. F.”(也是梭梭属的一种)种子萌发仅需25分钟左右,不过它还不是最快的,最快的是分布在撒哈拉沙漠的一种假木贼属植物北非假木贼,10分钟就可以萌发。有意思的是这些种子都来自藜科,而且都分布在干旱地区。
  快速萌发的秘密
  这些种子之所以能萌发这么快,秘密在于它们的形态结构。这些种子的胚都是螺旋形的,很像拧紧的发条,一遇到水就像松开发条一样把种皮撑开。另外这些种子的胚还有一点与众不同,我们知道植物组织的生长一是靠细胞分裂(数目增加),二靠细胞自身体积的增大;这些种子的胚在萌发过程中细胞数目不增加而是直接吸水膨大,这样就大大节约了时间;这样做还有另一个好处,即受温度影响很小,我们知道细胞分裂生长需要动用很多酶及储存的能量,这就需要有合适的温度以保证酶的活性,而吸水膨大只是一个物理过程,因此这类植物的种子很多都能在5~30℃的广阔温度范围内迅速萌发。要做到这一点,种子的胚要发育的十分完备,有些种类甚至已经具有了能进行光合作用的绿色子叶。像前面提到的只要10分钟就能萌发的北非假木贼种子,萌发10小时左右就能开始进行光合作用了。
  那么它们为什么要萌发这么快?因为这些种子萌发迅速的植物都来自干旱地区,在那种环境下降水稀少且没有规律,种子需要抓住一切可以萌发的机会来迅速萌发,让根尽快穿过干燥的地表到达相对湿润的地下,这样才有可能在严酷的环境中生存下去。
  坚硬如铁的种子
  象牙果
  棕榈科象牙椰子属6种植物种子的统称。这类果实生长缓慢,一般3~7年才能完全成熟,成熟后种子形状如鸡蛋般大小。
  那为什么说这类种子是世界上最硬的种子呢?是因为椰壳吗?不,是因为种子里面的胚乳。胚乳相当特别,刚刚从树上掉下来的新鲜种子胚乳呈汁液状,占据了种子的大部分,可以像喝鲜椰汁一样把它喝掉。但是,在太阳下暴晒1~3个月后,就喝不成了,因为呈液体的胚乳完全变成了固体。干燥后的胚乳,色白,质地坚硬、结构细密,与象牙相当,可想而知它的硬度了。
  如果你还在为价格昂贵且珍稀少有的象牙饰品而纠结的话,现在大可不必了。正是因为象牙椰子与象牙相当的特性,在19世纪初,欧洲人发现后就用它加工成首饰、钮扣、珠子等种类繁多的饰品,如今更是用来替代象牙,非常流行,被喻为“植物象牙”,这也让不少非洲野象免遭被偷猎的厄运。

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