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你可知,植物的種子是如何傳播的?(上)

• 中國科普博覽

秋天,哼唱著歡快的歌曲,邁著輕盈的腳步,已緩緩走來。在這個收穫的季節,田裡的水稻笑彎了腰,樹上的吳茱萸散發著芳香,就連那毛刺刺的板栗,也迎著秋日的陽光笑得合不攏嘴。

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南京中山植物園前湖秋色(圖片來源:作者提供)

秋天,哼唱著歡快的歌曲,邁著輕盈的腳步,已緩緩走來。在這個收穫的季節,田裡的水稻笑彎了腰,樹上的吳茱萸散發著芳香,就連那毛刺刺的板栗,也迎著秋日的陽光笑得合不攏嘴。

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稻(水稻)(圖片來源:作者提供)

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栗(板栗)(圖片來源:作者提供)

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吳茱萸(圖片來源:作者提供)

當我們享受大自然饋贈的同時,是否想過這些植物的種子或果實是為誰而生?是否認真觀察過身邊植物的種子?又是否思考過這些種子是如何傳播的?

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秋實(圖片來源:作者提供)

要回答這個問題,我們首先得搞清楚什麼是植物的種子。經過億萬年的演化歷程,目前全世界約有36萬種高等植物,可分為被子植物、裸子植物、蕨類植物和苔蘚植物,其中,裸子植物和被子植物又合稱為種子植物。不同的是,裸子植物種子裸露,外面沒有果皮包被,松柏類植物就屬於裸子植物的範疇。而被子植物的種子外面有果皮包被,且具有真正的花朵,自新生代以來就在地球上佔著絕對優勢,也是我們最為常見的植物種群。

種子是種子植物特有的器官,植物的種子是為繁衍後代而生,它們的大小、顏色和形狀各不相同,為了實現各自的價值,可謂是「八仙過海,各顯神通」。

植物的種子一般由種皮、胚和胚乳三部分組成,種皮相當於種子的保護殼,包裹著裡邊的胚和胚乳。胚是種子最重要的部分,包含胚根、胚軸、胚芽和子葉四部分,後期發育成植物的根、莖和葉。胚乳是儲存種子營養物質的部分,為種子的萌發和初期生長提供所需養分。三者不同的搭配組合,形成了地球上千變萬化的種子。

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南京中山植物園紅楓崗秋景1(圖片來源:作者提供)

不同的植物為了生命的延續、適應不同的生長環境及氣候條件,進化出諸如堅硬的果殼、帶翅的果實或種子、精妙的種子發射器、誘人的色彩和芳香、亦或是鮮嫩多汁的果肉、甚至裸子植物的種子外面還會包裹鮮豔的假種皮等,這些特徵都有一個共同目的——為了更好地實現傳播。在傳播方式上,植物也形成了風傳播、水傳播、動物傳播、和自體傳播等多種途徑。當然,有時植物整個種子傳播過程需要果實共同參與,還會包含多種方式。接下來,我們來具體談談植物種子的傳播方式。

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南京中山植物園紅楓崗秋景2(圖片來源:作者提供)

風傳播:飛向詩和遠方

年少時光,我們曾把蒲公英的種子吹向遠方,也會捏爆香蒲如香腸般的果序,更有調皮的小孩,會把飄落的楊絮柳絮一把火點燃。在自然界,許多植物的種子非常瘦小,卻身披細長綿軟的毛髮,一陣風吹過,這些果實便會在柔毛的帶動下飛向遠方,開啟說走就走的旅程。

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蒲公英(圖片來源:作者提供)

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香蒲(圖片來源:作者提供)

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旱柳(圖片來源:作者提供)

除了柔毛,為了藉助風的傳播,有些植物還會長出翅膀,隨風飛翔。層林盡染的秋光裡,楓樹的果實打著轉隨風舞動;楓楊的翅果隨著落葉一起翻滾;梧桐如小舟般的蓇葖果載著種子,揚帆起航;松樹的種子也有翅膀,松果成熟後種鱗會開裂,裡邊的松子脫落後便會隨風飄向遠方,這也是為什麼我們明明撿到了松果球,卻很少能找到松子的原因。當然,有時在松果裡確實可以找到松子,我在金錢松掉落得果球中便找到過,它的松子相較購買的松子要小許多,種子還帶有薄薄的翅膀,輕捏種子便可擠出裡邊的油脂,慢慢咀嚼後,苦澀中帶著一絲醇香,卻不能稱為美味。

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羅浮槭(圖片來源:作者提供)

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楓楊(圖片來源:作者提供)

梧桐(青桐)(圖片來源:作者提供)

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金錢松掉落的松果球(大孢子葉球)(圖片來源:作者提供)

人們喜食的松子主要來自東北的紅松,它的果球很大,成熟時種鱗也不怎麼張開。而且,紅松的種子不但沒有翅膀而且很難自行脫落,所以也就不靠風來傳播。人類為了味蕾的享受去採摘松子,叢林中的松鼠也一樣。松子成熟季節,小松鼠們在枝頭大快朵頤後,還會把部分松子貯存起來,或是存糧太多,松鼠遺忘在角落的松子第二年便會萌發,完成生命的更迭,所以,松鼠便成了松子傳播的使者。

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南京中山植物園松柏園秋景(圖片來源:作者提供)

在中國的西雙版納熱帶雨林地區,高聳入雲的望天樹可謂雨林一景。望天樹作為中國熱帶雨林的標誌樹種之一,成年植株在雨林中拔地而起且很少分枝,高可達60米,衝出林冠後盡享陽光和雨露。那麼問題來了,它的種子是如何安全有效地傳播的呢?

望天樹經過漫長的演化,和許多龍腦香科植物一樣,它的果實進化出多個果翅。果實成熟脫落過程中,多個果翅如螺旋槳般旋轉,帶著長卵形的種子緩緩飄落。這樣一來,圓滾滾的種子從高空落下,不會被摔成「腦震盪」。同時,種子在風的帶動下,不會垂直落進母親的懷抱,因為在茂密的雨林中,望天樹幼苗很難獲取足夠的陽光,兄弟姐妹之間還要內捲,就更不要說茁壯成長了。當然,藉助果翅的轉動,這些種子的幸運兒有的會飄到合適的苗床,如果再遇到大樹倒下後留下的「林窗」,新的參天大樹或許就在此萌芽。

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望天樹(圖片來源:作者提供)

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多種龍腦香科植物翅果(圖片來源:作者提供)

水傳播:隨波逐流

相較於藉助風力傳播種子的植物,水傳播植物的種子多數要大一些。這些植物的果實或種子因為種種原因,如表皮富含蠟質成分、比重較水低或果皮富含纖維等,可以漂浮或懸浮於水中,進而可以隨波逐流進行傳播。如我們最熟悉的椰子,在它的種皮外還有著三層果皮,在它們的層層保護下,椰子才可以漂洋過海,在另一個彼岸紮根。

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椰子(圖片來源:作者提供)

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海椰子(圖片來源:作者提供)

水生植物中,睡蓮是水傳播種子的代表植物之一。睡蓮的成熟果實中包裹著許多小小的種子。果實長期浸泡後逐漸腐爛,裡邊的種子散落後便會漂浮在水面大口的呼吸,時機成熟時便可萌芽生長。在一些科普文章中經常提到,蓮(蓮花)也是靠水傳播種子的,理由是蓮子隨掉落的蓮蓬一起漂流,我認為這是不準確的。自然狀態下,隨著蓮子的成熟,蓮蓬孔洞變大,隨著梗的彎曲或外力的影響,蓮子很容易從蓮蓬中脫落並沉入水底,而枯萎的蓮蓬則只是嬌羞的低下了頭。

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即將成熟的蓮蓬(圖片來源:作者提供)

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枯萎的蓮蓬:彎曲但不脫落(圖片來源:作者提供)

在東半球熱帶地區廣佈的榼藤,在中國東南和西南地區也有分佈,也被稱為榼藤子或眼鏡豆。榼藤常攀援大喬木而生,成熟的莢果可長達1米,頗為壯觀。有趣的是,榼藤成熟時的,它的莢果會逐節脫落,每節內有包裹著1粒象棋般大小的種子。在原產地,一節節莢果脫落後常常落入溪流或河道中,一路隨波逐流進行傳播。有時,它的莢果可一路飄至大海,在大海上,即使它的果莢裂開,裡邊的種子也可獨自漂流。有的莢果漂浮一年之久後,裡邊的種子仍具有生命力,隨洋流飄到其他海島或大陸後登陸。

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榼藤子(圖片來源:作者提供)

在風和水的幫助下,植物的種子們或是隨風流浪,或是漂洋過海,各自找到了適合自己的歸處,那麼這時可能有人會問了,除了這兩種看起來比較常規的方式,種子的傳播還有沒有什麼別的「花樣」呢?別著急,我們下期再來揭曉。

出品:科普中國

作者:秦亞龍(江蘇省中國科學院植物研究所·南京中山植物園)

監製:中國科普博覽

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