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你可知,植物的种子是如何传播的?(下)

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

在上篇的文章中,为大家介绍了自然界中植物种子传播的常见方式——风传播、水传播。这次想给大家看看种子其他奇特的传播方式!

动物传播:各取所需

大家是否有这样的经历,假日时光在山野中游玩,待归来时鞋裤上粘满植物的种子,拍也拍不掉,抖也抖不脱,只能耐着性子一点点去除。这些很容易粘在身上的种子或是有刺毛,或是有倒钩,或是长长的针芒,只待有人或动物经过,它们就会把握机会“抓住”他们,把自己传播出去,如苍耳、鬼针草、窃衣和牛蒡等都属于这个类型。

苍耳

(图片来源:作者提供)

鬼针草

(图片来源:作者提供)

窃衣

(图片来源:作者提供)

牛蒡

(图片来源:作者提供)

有些种子则是表面可分泌粘液或是果肉黏性极高,这也可以帮助它们完成种子的传播。在我国广布的禾本科植物求米草,它的种子成熟时,表面会分泌粘液,加上芒刺的加持,人和动物途径求米草丛时,它的种子很容易被粘在身上进行传播。当我们拔除过程中,手指也有一定的黏腻感。我们把视野朝上,有时会在大树上找到一种寄生植物,学名槲寄生,它的果实成熟时呈淡黄或橙红色,吸引鸟儿前来取食。有趣的是,槲寄生的果肉黏性极高,鸟儿在取食过程中,有些种子便会黏在身上,被吞下的种子随粪便排出时,一些种子也会黏在鸟身上或枝干上。所以,这些鸟儿在享受美味的过程中,也在帮助槲寄生种子的传播。

槲寄生

(图片来源:作者提供)

在南京中山植物园,有一大片南方红豆杉自然更新的次生群落,这便是鸟儿的功劳。红豆杉的果实外边,有一圈红嫩多汁的假种皮,红嘴蓝鹊、白头鹎等鸟类常活跃在枝头取食。在它们取食过后,也会把红豆杉的种子传播出去。但,并不是所有鸟类传播种子的过程都是讨喜的,如秋冬季里由青绿转紫黑的香樟果实,会吸引乌鸫等鸟类作为越冬果实来果腹。当它们食用香樟子后,一团团深色的排泄物,夹带着香樟的种子从天而降,此时,停在树下的车子可就遭了殃,满是鸟儿留下的深色印记。

南方红豆杉

(图片来源:作者提供)

取食南方红豆杉的白头鹎

(图片来源:作者提供)

樟(香樟)

(图片来源:作者提供)

当然,桃、李、杏、樱桃、海棠等植物还善于通过“色诱”和“味诱”来吸引动物,实现种子传播的目的。枝头期盼已久的柿子、亦或是窗边逐渐变红的草莓,在果实成熟时,总会被勤劳的鸟儿捷足先登。当然,人类食用水果后丢弃的果核,山林中的啮齿类动物储存松子、橡子和榛子等,都能帮助植物进行种子的传播。有趣的是悬钩子属植物,这些植物果实成熟时大都酸甜可口、色泽诱人,人们常摘取它们的果实食用,小动物们也会被这些果实吸引前来觅食。悬钩子属植物的智慧在于,为了防止自己的下一代被一锅端,它们的果实会先后成熟和变色,实现了放长线、广撒网的传播目的。

黑莓

(图片来源:作者提供)

山莓

(图片来源:作者提供)

现代研究表明,三蕊兰的种子因鸟儿的取食更容易萌发,该种兰科植物与多数靠风媒传播的兰科植物不同,它的果实成熟后会变成红色。白喉冠鹎和白鹇食后果实后,里边的种子经消化后随粪便排出,这些种子的萌发率较未经消化的种子提高了16倍之多。藤本植物油麻藤开花时颜值颇高,浓郁的“花香”着实会令人止步,却会吸引赤腹松鼠、小泡巨鼠和花面狸等啮齿动物的到访。这些动物在取食花蜜的过程中帮助油麻藤完成授粉,当油麻藤种子成熟时,它们还会多次搬运和储藏油麻藤种子,油麻藤的种子就这样完传播开来。

常春油麻藤

(图片来源:作者提供)

常春油麻藤果实和种子

(图片来源:作者提供)

在植物界,还有一种神奇的植物现象叫“绞杀”,绞杀的成因便是植物种子通过动物传播的过程。菩提树作为佛教圣树,和无花果同属于桑科榕属植物,只是它的榕果直径只有1厘米左右,里边包裹的大量种子更是小的可怜,所以大家盘玩的各种菩提子只是借用了菩提之名,与菩提树毫无关联。“菩提本无树,明镜亦非台,本来无一物,何处惹尘埃。”相信世人有许多解读,在讲述菩提树过程中,我更喜欢将“菩提本无树”这句解读为菩提树绞杀过程中,有的菩提树原本并没有主干,是鸟类等动物食用菩提树的果实后,果实内的种子经粪便排出,当种子落在其他树的树干或枝丫处后,便开始萌发生长,根向下生长,茎向上生长,逐步将里边的大树缠绕致死,里边的大树腐烂后还会被菩提树作为养分吸收,形成巨大的绞杀洞。

菩提树果实

(图片来源:作者提供)

西双版纳热带植物园一棵黄葛榕绞杀后形成的绞杀洞

(图片来源:作者提供)

当然,不是所有的植物都愿意将自己的种子给动物食用,有些植物的种子为了防止种子被动物啃食,种子内含有剧毒成分形成有效地防御机制。“红豆生南国,春来发几枝。愿君多采撷,此物最相思。”唐代诗人王维一首《相思》,借红豆寄相思之情,红豆也被世人称为相思豆,主要有海红豆(相思豆)、相思子(鸡母珠)和红豆树三种,市场上常见把海红豆或红豆树的种子编织成手链、钥匙链或项链出售,虽然它们的有毒成分都被坚硬的种皮包裹在里边,还是不建议大家佩戴。所以,三种剧毒的红豆主要是为了防止动物取食,我们也不要去打扰它们,任其在自然中正常萌发就好。

海红豆(相思豆)

(图片来源:作者提供)

红豆树

(图片来源:作者提供)

鸡母珠

(图片来源:veer图库)

自体传播:适者生存

植物果实成熟后,有些会自然掉落,利用重力实现最简单的播种。有些植物为了实现更为高效的传播,它们各自身怀绝技,依靠自身的结构,自力更生地进行种子传播,而不依赖其他传播媒介。如豆类成熟时,豆荚在阳光照耀下,果皮干燥收缩不均匀,待时机成熟时会突然的开裂卷曲,将里边的豆子弹射出去。野老鹳草的成熟蒴果,如蓄势待发的箭,稍微的风吹草动,果瓣便会向上反卷开裂,弹出底部着生的种子,实现种子的分散逸生。同样的,堇菜属植物果实成熟时,害羞的果球会抬起头,慢慢的果实裂为三瓣,露出一排排牙齿般油亮的种子。随着内果皮脱水收缩,当突破临界点后,里边的种子就会被弹射而出。碎米荠属植物也会通过果皮的突然炸裂,一侧果皮猛然向上卷曲,将角果内的种子弹出。

鹰爪豆

(图片来源:作者提供)

野老鹳草

(图片来源:作者提供)

北京堇菜

(图片来源:作者提供)

安徽碎米芥

(图片来源:作者提供)

小时候大家应该玩过凤仙花的果实,当它的果实成熟时,果皮缝隙处会开裂并向内卷曲,瞬间将种子传播出去,这些急火火的种子也被形象地称为“急性子”,孩子们也会把开裂的果皮挂在耳垂上臭美。

凤仙花

(图片来源:作者提供)

凤仙花裂开的果实

(图片来源:作者提供)

凤仙花种子传播

(视频来源:作者提供)

酢浆草的种子传播也类似,当它的果实成熟时,室背中间开裂后会露出一粒粒白色的“种子”,这层白色物质实为酢浆草种子外包裹的假种皮。当它的假种皮裸露在空气一段时间后,内部的水分会逐步散失并从顶端开裂,之后,假种皮向两侧反卷形成一个完美的弹簧发射器,将中间的种子弹射而出,完成种子的弹播。

酢浆草

(图片来源:作者提供)

在我国新疆和地中海沿岸地区,有一种可以喷射种子的瓜类,学名就叫喷瓜。当它的果实成熟时,果实内压力达到极点,这时果实便会从果柄上脱离,并在掉落的过程中将里边的浆液和种子从结合位点喷射而出。

植物界还有一种叫“炮弹树”的网红植物,网上谣传其果实成熟后会像炮弹一下炸开,里边的种子被炸飞几十米远。实则不然,炮弹树能有如此霸气的名字,应该是根据其成熟的棕色果实圆滚如炮弹得来的。

炮弹树-花

(图片来源:veer图库)

炮弹树-果实

(图片来源:veer图库)

电影《隐入尘烟》中,马有铁收获麦子后,在驾着驴车回家途中,递给贵英一枚麦芒,麦芒竟神奇般地转动起来,这种独特的转动对于禾本科植物种子的传播非常重要。有研究得出,野燕麦的种子外壳上的芒,也会随湿度的改变发生扭转或屈伸。这样,野燕麦掉落在地上的种子就会随着芒的运动而发生位移,直到寻找到合适的苗床后,等待新一年的萌发。

野燕麦

(图片来源:作者提供)

二次传播:相得益彰

当然,有些植物为了实现更高效的传播,它们的传播方式会不止一种,常常需要风传播、水传播、动物传播或自体传播的组合才能完成。中科院之声一篇文章曾指出,植物种子的传播在自然界有许多小动物参与的方式,如蜣螂传播、蚂蚁传播、无刺蜂传播、蛞蝓传播、蟑螂传播、无翅大蝗传播等,这些传播方式中,多数就属于种子二次传播的过程。这些植物的种子多数带有油质体,有些种子还会通过拟态、或是散发味道吸引动物进行二次传播。

在南非德霍普自然保护区,银木果灯草和白纹牛羚共同在这里繁衍,喜欢白纹牛羚粪便的屎壳郎(蜣螂)也在此共生。银木果灯草为了实现种子的传播,细长的茎随着风吹会把它成熟的种子抛出,完成最简单的传播。同时,掉落在地面的种子形态和白纹牛羚的粪便相似,并能释放出与之相似的挥发性物质,贪吃的屎壳郎就会被它吸引前来滚“屎”,并将这些种子埋入地下存储,实现银木果灯草种子的二次传播。

(图片来源:veer图库)

在我们身边,宝盖草很常见,叶片一级级向上生长,犹如古时的宝塔。宝盖草为了最大限度提高生育周期和生育率,一年当中会开出正常的唇形花和大量的闭锁花,两种花均能正常结子。宝盖草的种子虽小,上面却带有油质体。一般情况下,宝盖草成熟的种子首先借助风雨、或是轻微的抖动,掉落到地面。这时,蚂蚁会被宝盖草种子上的油质体吸引,搬起种子就往家赶,待家人饱餐一顿后将种子遗弃,间接地帮助宝盖草实现远距离传播。

宝盖草

(图片来源:作者提供)

宝盖草闭锁花

(图片来源:作者提供)

宝盖草种子,带有油质体

(图片来源:作者提供)

中国科学院昆明植物研究所最新研究表明,在大百部种子传播过程中,胡峰和蚂蚁会被其种子上的油质体吸引,共同协作参与大百部种子的传播。在这一过程中,大百部油质体模拟昆虫血淋巴并释放嗅觉信号来吸引胡峰前来取食,胡峰取食油质体后,丢弃的种子还会被蚂蚁进行二次传播。

大百部

(图片来源:作者提供)

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文峰社区劉洪柱
太傅级
2022-11-17