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你可知,植物的种子是如何传播的?(上)

中国科普博览
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出品:科普中国

作者:秦亚龙(江苏省中国科学院植物研究所·南京中山植物园)

监制:中国科普博览

南京中山植物园前湖秋色

(图片来源:作者提供)

秋天,哼唱着欢快的歌曲,迈着轻盈的脚步,已缓缓走来。在这个收获的季节,田里的水稻笑弯了腰,树上的吴茱萸散发着芳香,就连那毛刺刺的板栗,也迎着秋日的阳光笑得合不拢嘴。

稻(水稻)

(图片来源:作者提供)

栗(板栗)

(图片来源:作者提供)

吴茱萸

(图片来源:作者提供)

当我们享受大自然馈赠的同时,是否想过这些植物的种子或果实是为谁而生?是否认真观察过身边植物的种子?又是否思考过这些种子是如何传播的?

秋实

(图片来源:作者提供)

要回答这个问题,我们首先得搞清楚什么是植物的种子。经过亿万年的演化历程,目前全世界约有36万种高等植物,可分为被子植物、裸子植物、蕨类植物和苔藓植物,其中,裸子植物和被子植物又合称为种子植物。不同的是,裸子植物种子裸露,外面没有果皮包被,松柏类植物就属于裸子植物的范畴。而被子植物的种子外面有果皮包被,且具有真正的花朵,自新生代以来就在地球上占着绝对优势,也是我们最为常见的植物种群。

种子是种子植物特有的器官,植物的种子是为繁衍后代而生,它们的大小、颜色和形状各不相同,为了实现各自的价值,可谓是“八仙过海,各显神通”。

植物的种子一般由种皮、胚和胚乳三部分组成,种皮相当于种子的保护壳,包裹着里边的胚和胚乳。胚是种子最重要的部分,包含胚根、胚轴、胚芽和子叶四部分,后期发育成植物的根、茎和叶。胚乳是储存种子营养物质的部分,为种子的萌发和初期生长提供所需养分。三者不同的搭配组合,形成了地球上千变万化的种子。

南京中山植物园红枫岗秋景1

(图片来源:作者提供)

不同的植物为了生命的延续、适应不同的生长环境及气候条件,进化出诸如坚硬的果壳、带翅的果实或种子、精妙的种子发射器、诱人的色彩和芳香、亦或是鲜嫩多汁的果肉、甚至裸子植物的种子外面还会包裹鲜艳的假种皮等,这些特征都有一个共同目的——为了更好地实现传播。在传播方式上,植物也形成了风传播、水传播、动物传播、和自体传播等多种途径。当然,有时植物整个种子传播过程需要果实共同参与,还会包含多种方式。接下来,我们来具体谈谈植物种子的传播方式。

南京中山植物园红枫岗秋景2

(图片来源:作者提供)

风传播:飞向诗和远方

年少时光,我们曾把蒲公英的种子吹向远方,也会捏爆香蒲如香肠般的果序,更有调皮的小孩,会把飘落的杨絮柳絮一把火点燃。在自然界,许多植物的种子非常瘦小,却身披细长绵软的毛发,一阵风吹过,这些果实便会在柔毛的带动下飞向远方,开启说走就走的旅程。

蒲公英

(图片来源:作者提供)

香蒲

(图片来源:作者提供)

旱柳

(图片来源:作者提供)

除了柔毛,为了借助风的传播,有些植物还会长出翅膀,随风飞翔。层林尽染的秋光里,枫树的果实打着转随风舞动;枫杨的翅果随着落叶一起翻滚;梧桐如小舟般的蓇葖果载着种子,扬帆起航;松树的种子也有翅膀,松果成熟后种鳞会开裂,里边的松子脱落后便会随风飘向远方,这也是为什么我们明明捡到了松果球,却很少能找到松子的原因。当然,有时在松果里确实可以找到松子,我在金钱松掉落得果球中便找到过,它的松子相较购买的松子要小许多,种子还带有薄薄的翅膀,轻捏种子便可挤出里边的油脂,慢慢咀嚼后,苦涩中带着一丝醇香,却不能称为美味。

罗浮槭

(图片来源:作者提供)

枫杨

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梧桐(青桐)

(图片来源:作者提供)

金钱松掉落的松果球(大孢子叶球)

(图片来源:作者提供)

人们喜食的松子主要来自东北的红松,它的果球很大,成熟时种鳞也不怎么张开。而且,红松的种子不但没有翅膀而且很难自行脱落,所以也就不靠风来传播。人类为了味蕾的享受去采摘松子,丛林中的松鼠也一样。松子成熟季节,小松鼠们在枝头大快朵颐后,还会把部分松子贮存起来,或是存粮太多,松鼠遗忘在角落的松子第二年便会萌发,完成生命的更迭,所以,松鼠便成了松子传播的使者。

南京中山植物园松柏园秋景

(图片来源:作者提供)

在我国的西双版纳热带雨林地区,高耸入云的望天树可谓雨林一景。望天树作为中国热带雨林的标志树种之一,成年植株在雨林中拔地而起且很少分枝,高可达60米,冲出林冠后尽享阳光和雨露。那么问题来了,它的种子是如何安全有效地传播的呢?

望天树经过漫长的演化,和许多龙脑香科植物一样,它的果实进化出多个果翅。果实成熟脱落过程中,多个果翅如螺旋桨般旋转,带着长卵形的种子缓缓飘落。这样一来,圆滚滚的种子从高空落下,不会被摔成“脑震荡”。同时,种子在风的带动下,不会垂直落进母亲的怀抱,因为在茂密的雨林中,望天树幼苗很难获取足够的阳光,兄弟姐妹之间还要内卷,就更不要说茁壮成长了。当然,借助果翅的转动,这些种子的幸运儿有的会飘到合适的苗床,如果再遇到大树倒下后留下的“林窗”,新的参天大树或许就在此萌芽。

望天树

(图片来源:作者提供)

多种龙脑香科植物翅果

(图片来源:作者提供)

水传播:随波逐流

相较于借助风力传播种子的植物,水传播植物的种子多数要大一些。这些植物的果实或种子因为种种原因,如表皮富含蜡质成分、比重较水低或果皮富含纤维等,可以漂浮或悬浮于水中,进而可以随波逐流进行传播。如我们最熟悉的椰子,在它的种皮外还有着三层果皮,在它们的层层保护下,椰子才可以漂洋过海,在另一个彼岸扎根。

椰子

(图片来源:作者提供)

海椰子

(图片来源:作者提供)

水生植物中,睡莲是水传播种子的代表植物之一。睡莲的成熟果实中包裹着许多小小的种子。果实长期浸泡后逐渐腐烂,里边的种子散落后便会漂浮在水面大口的呼吸,时机成熟时便可萌芽生长。在一些科普文章中经常提到,莲(荷花)也是靠水传播种子的,理由是莲子随掉落的莲蓬一起漂流,我认为这是不准确的。自然状态下,随着莲子的成熟,莲蓬孔洞变大,随着梗的弯曲或外力的影响,莲子很容易从莲蓬中脱落并沉入水底,而枯萎的莲蓬则只是娇羞的低下了头。

即将成熟的莲蓬

(图片来源:作者提供)

枯萎的莲蓬:弯曲但不脱落

(图片来源:作者提供)

在东半球热带地区广布的榼藤,在我国东南和西南地区也有分布,也被称为榼藤子或眼镜豆。榼藤常攀援大乔木而生,成熟的荚果可长达1米,颇为壮观。有趣的是,榼藤成熟时的,它的荚果会逐节脱落,每节内有包裹着1粒象棋般大小的种子。在原产地,一节节荚果脱落后常常落入溪流或河道中,一路随波逐流进行传播。有时,它的荚果可一路飘至大海,在大海上,即使它的果荚裂开,里边的种子也可独自漂流。有的荚果漂浮一年之久后,里边的种子仍具有生命力,随洋流飘到其他海岛或大陆后登陆。

榼藤子

(图片来源:作者提供)

在风和水的帮助下,植物的种子们或是随风流浪,或是漂洋过海,各自找到了适合自己的归处,那么这时可能有人会问了,除了这两种看起来比较常规的方式,种子的传播还有没有什么别的“花样”呢?别着急,我们下期再来揭晓。

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