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　　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(lián)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。雖然只包括種皮、胚和胚乳三個部分，但它們在形態(tài)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。為了成功進行傳播，使該物種順利繁衍，種子們八仙過海，各顯神通，不僅能自力更生，也能借助果皮、花萼、花托等進行傳播，并進化出了各種匪夷所思的傳播機制。

　　鳥播種子——南方紅豆杉 

 

南方紅豆杉不同成熟度的種子 

　　南方紅豆杉 （Taxus wallichiana  var. mairei）為紅豆杉科（Taxaceae）植物，是我國特有的一級保護植物，是第四紀冰期遺留下來的古老樹種。

　　南方紅豆杉的種子呈倒卵形，半包于杯狀的假種皮中。該假種皮在未成熟時為綠色，且硬而澀，藏于枝頭極難被發(fā)現(xiàn)?？僧?-10月種子成熟，變?yōu)楹稚蚝谏?，假種皮就會由綠經黃，最后變成鮮艷的紅色，與種子和樹葉形成巨大反差，極易引起鳥兒的關注。此時的假種皮肉而多汁，酸甜可口，且富含糖、脂肪、蛋白質等多種營養(yǎng)物質，是鳥兒喜歡取食的對象。更為奇特的是，南方紅豆杉的樹皮和種子中含有毒性物質——紫杉醇，而假種皮中卻沒有，這是專門用來吸引鳥兒為它傳播種子而準備的特殊禮物。

　　為了適應鳥播，南方紅豆杉的種子進化出了硬而光滑、厚達0.32-0.54毫米的骨質外種皮，以保證種子被鳥兒吞食后，能抵御消化液的作用，安全通過其長長的消化道。此外，種子還進化出了形態(tài)生理休眠特性，保證其能順利度過寒冷的冬天，只有待春天來臨時，才萌發(fā)成苗，并順利成長。

　　通過與鳥兒建立長期固定的合作關系，南方紅豆杉得以從遠古成功繁衍至今。

　　 

　　種子滑翔機——千張紙 

 

千張紙薄薄的種子 

　　千張紙 （Oroxylum indicum）為紫葳科（Bignoniaceae）落葉喬木，高7-12米，生于海拔500-900米的熱帶及亞熱帶低丘河谷密林中。

　　千張紙的果實長而扁平（長30-120厘米，寬5-9厘米，厚1厘米），常高高地懸垂于樹梢。10月至翌年2月，它就發(fā)育成熟了，由綠色變成了棕褐色，質地也由肉質變成了木質，并2瓣裂開，露出藏于其中排列有序的數(shù)百粒種子。千張紙的種子為鈍的倒梯形，四周具有薄如宣紙的白色種翅，極富特色，因此成了該植物名稱的由來。其種子長6-7厘米，寬3.5-4厘米，但只有0.08-0.83克重，具有較大的表體比，故能借助風和氣流進行傳播。另外種子內幾無胚乳，只具有一個直立大胚，為整粒種子的重心所在。其兩片薄薄的子葉緊緊地貼在一起，每片上部中央深凹而呈兩腎形，就如蝴蝶的翅膀，可在種子飛行過程中起到平衡作用。而胚根呈扁圓錐形，位于子葉中下部中間的裂口處，能在種子飛行過程中起到確定方向的作用。

　　一陣風吹來，千張紙的種子便一片片滑出，在風中飛翔，宛如一只只翩翩飛舞的白色蝴蝶，因此千張紙又名“木蝴蝶”。千張紙種子的結構極符空氣動力學原理，即使在室內沒有風的情況下，也能借助氣流，沿縱軸作回旋運動，或如滑翔機般平穩(wěn)滑行，讓人驚嘆不已！

　　 

　　異型果實——金腰箭 

 

金腰箭的異型果實 

　　金腰箭 （Synedrella nodiflora ）為菊科（Asteraceae） 一年生草本，起源于南美洲，現(xiàn)已廣布世界熱帶和亞熱帶地區(qū)，是該區(qū)域中最常見的入侵植物之一。

　　6-10月開花時，其一朵頭狀花序上會開出兩種在形態(tài)、性別方面存在顯著差異的花?；ㄐ虻耐鈬?-2層為金黃色、舌狀的雌花，中央的為淺黃色、筒狀的兩性花。相應地，結出的果實也分為兩種，舌狀花對應的瘦果為扁橢圓形（平均長4.43毫米，寬1.85毫米，厚0.41毫米，重1.069毫克）、表面光滑、邊緣有撕裂狀寬刺（平均長1.39毫米）。筒狀花對應的瘦果為扁倒錐形或倒卵狀長圓形（長5.81毫米，寬1.07毫米，厚0.40毫米，重0.607毫克），表面有疣狀突起、頂端具2-5根尖刺（平均長2.24毫米），可附著于人的衣物和動物皮毛上進行傳播。

　　在結實性和散布特性方面，中央果的數(shù)量多、小而輕、散布早，主要傳播媒介為人和動物，傳播距離較遠，故能不斷拓殖新的分布地，擴大種群數(shù)量。而邊花果數(shù)量少、大而重、散布晚，主要散布于母株周圍，故在母株死亡后，仍能占據(jù)母株原有的分布地。

　　金腰箭的這種二型性結實方式減弱了同胞之間的競爭，并利用兩頭下注的策略來適應時空異質性，從而使金腰箭在高度不穩(wěn)定環(huán)境中，仍具有巨大的競爭優(yōu)勢和強大入侵性。金腰箭于1912年在我國香港始成為常見雜草，目前已是我國香港、臺灣、海南、福建、廣西、廣東、云南、四川、江西、湖南、浙江等省的常見農田雜草，對棉、玉米、大豆、甘薯、花生等旱生作物為害嚴重，常與農作物爭水、爭肥、爭空間，造成農作物減產；并漸漸入侵到了一些經濟園林，如橡膠園、茶園和果園，給人們帶來了嚴重的經濟損失，影響了我國農林業(yè)的健康發(fā)展。目前其還在不斷向外擴張，急需防治。

　　 

　　沙滾果實——沙拐棗 

 

沙拐棗多刺的果實 

　　沙拐棗（Calligonum mongolicum）是一種多分枝灌木，生長于我國內蒙古、甘肅、青海和新疆的各種沙丘、沙地、沙礫質荒漠和礫質荒漠的粗沙積聚處，是防風固沙的先鋒植物，也是優(yōu)良的薪炭材、蜜源植物和藥用植物。另外由于其莖具節(jié)，節(jié)間短而彎折，且果實的形狀和大小與棗子相似，故名“沙拐棗”。

　　沙拐棗植株生長1-2年即能結實，果實5-7月成熟，此時其長7.02-11.40毫米，寬5.10-9.24毫米，厚4.55-8.19毫米，由綠色變成了黃棕色，形狀為圓球形或橢球形，表面密被頂端互相交錯的柔軟細刺，刺的基部稍扁，分離或聯(lián)合，連著角質果皮表面，整個就為一刺球，這就是沙拐棗的散布體。沙拐棗果實的結構特點保證了其在散布后，不會立即被埋入沙中，而能在有風的情況下，在沙丘表面不斷滾動，尋找適合自己萌發(fā)、生長的地方。另外，沙拐棗果實表面的刺還能有效防止動物的取食，并能掛在動物的毛發(fā)上被傳播到遠方，極好地適應干旱的荒漠環(huán)境。

　　沙拐棗的種子具有生理休眠，從而可以保證它在散布后有足夠的時間去尋找“宜居地”，并能安全度過沙漠地區(qū)寒冷的冬季，在適合小苗生長的春季來臨時，再萌發(fā)。

　　 

　　鉆土果實——牻（máng）牛兒苗 

 

牻牛兒苗鉆頭狀的分果 

　　牻牛兒苗 （Erodium stephanianum）為牻牛兒苗科 （Geraniaceae） 多年生草本植物，生于山坡、河岸沙地及草地生境。它具有一種能將自己埋藏起來的“鉆頭”狀果實。

　　8-9月，牻牛兒苗的果實就成熟了，變成了黃褐色或黑褐色，于是其室間開裂，沿長喙狀花柱基部向上反卷，形成5個分果。每個分果頂端都具有一根長3-4厘米、被毛的扁平長芒，這就是牻牛兒苗分果吸濕運動的武器。當分果掉落地面后，長芒的下部會隨著空氣變干而不斷螺旋狀卷曲，而上部則不會。在芒上部的支撐下，分果的尖端斜插入土壤縫隙，而芒下部則隨著空氣或地面的干濕變化而反復螺旋和解螺旋，不斷產生一個向下的機械力，將分果推入土壤中埋藏起來。為了成功鉆土，牻牛兒苗的分果在形狀上進化成了圓錐形；基部銳化成針狀，輕易就能扎進土中，甚至人的皮膚里；表面密被短糙毛，方向全部向上，可防止鉆入土壤的分果再倒退出來。

　　牻牛兒苗分果的這些特點和傳播機制成功使其免被動物取食，及干旱和火災的傷害，而能安全地處于一個溫暖濕潤的環(huán)境中，更好地萌發(fā)，從而大大提高后代的成活率，這也是牻牛兒苗能夠廣泛分布于我國華北、東北和西北地區(qū)，以及四川和西藏的重要原因之一。

　　為了完成傳宗接代的使命，小小的種子中竟藏著那么多的智慧，讓人不得不感嘆大自然的神奇！

 

　　參考資料：

　　1. 馬金雙. 中國外來入侵植物調研報告[M]. 北京：高等教育出版社, 2014.

　　2. Wolfgang Stuppy, Rob Kesseler. Fruit – Edible, Inedible, Incredible[M]. UK: Papadakis publisher, 2008.

　　3. 中國林業(yè)局國有林場和林木種苗工作總站. 中國木本植物種子[M]. 北京：中國林業(yè)出版社, 2001.

　　4. Chauhan BS, Johnson DE. Seed germination and seedling emergence of Synedrella (Synedrella nodiflora) in a tropical environment[J]. Weed Science, 2009, 57(1): 36-42.

　　5. 陳黎，劉成功，戴淑娟等. 南方紅豆杉種子生物學特性及催芽技術研究[J]. 種子, 2015, 5(34): 72-74.

    攝影：李漣漪、劉克明

    （中科院之聲 2020年11月25日）

　　來源：https://mp.weixin.qq.com/s/AmuIsWEJH2rEieG1qUJiFA