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你可知,植物的種子是如何傳播的?(下)

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在上篇的文章中,為大家介紹了自然界中植物種子傳播的常見方式——風傳播、水傳播。這次想給大家看看種子其他奇特的傳播方式!

在上篇的文章中,為大家介紹了自然界中植物種子傳播的常見方式——風傳播、水傳播。這次想給大家看看種子其他奇特的傳播方式!

動物傳播:各取所需

大家是否有這樣的經歷,假日時光在山野中游玩,待歸來時鞋褲上粘滿植物的種子,拍也拍不掉,抖也抖不脫,只能耐著性子一點點去除。這些很容易粘在身上的種子或是有刺毛,或是有倒鉤,或是長長的針芒,只待有人或動物經過,它們就會抓住機會把種子傳播出去,如蒼耳、鬼針草、竊衣和牛蒡等都屬於這個型別。

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蒼耳(圖片來源:作者提供)

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鬼針草(圖片來源:作者提供)

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竊衣(圖片來源:作者提供)

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牛蒡(圖片來源:作者提供)

有些種子表面可分泌粘液或是果肉黏性極高,這也可以幫助它們完成種子的傳播。在中國廣佈的禾本科植物求米草,它的種子成熟時,表面會分泌粘液,加上芒刺的加持,人和動物途徑求米草叢時,它的種子很容易粘在身上進行傳播。當我們拔除過程中,手指也有一定的黏膩感。我們把視野朝上,有時會在大樹上找到一種寄生植物,學名槲寄生,它的果實成熟時呈淡黃或橙紅色,吸引鳥兒前來取食。有趣的是,槲寄生的果肉黏性極高,鳥兒在取食過程中,有些種子便會黏在身上,被吞下的種子隨糞便排出時,一些種子也會黏在鳥身上或枝幹上。所以,這些鳥兒在享受美味的過程中,也在幫助槲寄生種子的傳播。

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槲寄生(圖片來源:作者提供)

在南京中山植物園,有一大片南方紅豆杉次生群落,這便是鳥兒的功勞。紅豆杉的果實外邊,有一圈紅嫩多汁的假種皮,紅嘴藍鵲和白頭鵯等鳥類常活躍在枝頭取食。在它們取食過後,也會把紅豆杉的種子傳播出去。但,並不是所有鳥類傳播種子的過程都是討喜的,如秋冬季裡由青綠轉紫黑的香樟果實,會吸引烏鶇等鳥類作為越冬果實來果腹。當它們食用香樟子後,一團團深色的排洩物,夾帶著香樟的種子從天而降,此時,停在樹下的車子可就遭了殃,滿是鳥兒留下的深色印記。

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南方紅豆杉(圖片來源:作者提供)

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取食南方紅豆杉的白頭鵯(圖片來源:作者提供)

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樟(香樟)(圖片來源:作者提供)

當然,桃、李、杏、櫻桃、海棠等植物還善於通過「色誘」和「味誘」來實現種子傳播的目的。枝頭期盼已久的柿子、亦或是窗邊逐漸變紅的草莓,在果實成熟時,總會被勤勞的鳥兒捷足先登。當然,人類食用水果後丟棄的果核,山林中的齧齒類動物儲存松子、橡子和榛子等,都間接幫助植物進行種子的傳播。有趣的是懸鉤子屬植物,這些植物果實成熟時大都酸甜可口、色澤誘人,人們常摘取它們的果實食用,小動物們也會被這些果實吸引前來覓食。懸鉤子屬植物的智慧在於,為了防止自己的下一代被一鍋端,它們的果實會先後成熟和變色,實現了放長線、廣撒網的傳播目的。

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黑莓(圖片來源:作者提供)

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山莓(圖片來源:作者提供)

現代研究表明,三蕊蘭的種子因鳥兒的取食更容易萌發,該種蘭科植物與多數靠風媒傳播的蘭科植物不同,它的果實成熟後會變成紅色。白喉冠鵯和白鷳食後果實後,裡邊的種子經消化後隨糞便排出,這些種子的萌發率較未經消化的種子提高了16倍之多。藤本植物油麻藤開花時顏值頗高,濃郁的「花香」著實會令人止步,卻會吸引赤腹松鼠、小泡巨鼠和花面狸等齧齒動物的到訪。這些動物在取食花蜜的過程中幫助油麻藤完成授粉,當油麻藤種子成熟時,它們還會多次搬運和儲藏油麻藤種子,油麻藤的種子就這樣完傳播開來。

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常春油麻藤(圖片來源:作者提供)

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常春油麻藤果實和種子(圖片來源:作者提供)

在植物界,還有一種神奇的植物現象叫「絞殺」,絞殺的成因便是植物種子通過動物傳播的過程。菩提樹作為佛教聖樹,和無花果同屬於桑科榕屬植物,只是它的榕果直徑只有1公分左右,裡邊包裹的大量種子更是小的可憐,所以大家盤玩的各種菩提子只是借用了菩提之名,與菩提樹毫無關聯。「菩提本無樹,明鏡亦非臺,本來無一物,何處惹塵埃。」相信世人有許多解讀,在講述菩提樹過程中,我更喜歡將「菩提本無樹」這句解讀為菩提樹絞殺過程中,菩提樹原本沒有自己的樹幹,鳥類等動物食用它的果實後,果實內的種子經糞便排出,當種子落在其他樹的樹幹或枝丫處後,便開始萌發生長,根向下生長,莖向上生長,逐步將裡邊的大樹纏繞致死,裡邊的大樹腐爛後還會被菩提樹作為養分吸收,形成巨大的絞殺洞。

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菩提樹果實(圖片來源:作者提供)

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西雙版納熱帶植物園一棵黃葛榕絞殺後形成的絞殺洞(圖片來源:作者提供)

當然,不是所有的植物都願意將自己的種子給動物食用,有些植物的種子為了防止種子被動物啃食,種子內含有劇毒成分形成有效地防禦機制。「紅豆生南國,春來發幾枝。願君多采擷,此物最相思。」唐代詩人王維一首《相思》,借紅豆寄相思之情,紅豆也被世人稱為相思豆,主要有海紅豆(相思豆)、相思子(雞母珠)和紅豆樹三種,市場上常見把海紅豆或紅豆樹的種子編織成手鍊、鑰匙鏈或項鍊出售,雖然它們的有毒成分都被堅硬的種皮包裹在裡邊,還是不建議大家佩戴。所以,三種劇毒的紅豆主要是為了防止動物取食,我們也不要去打擾它們,任其在自然中正常萌發就好。

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海紅豆(相思豆)(圖片來源:作者提供)

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紅豆樹(圖片來源:作者提供)

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雞母珠(圖片來源:veer相簿)

自體傳播:適者生存

植物果實成熟後,有些會自然掉落,利用重力實現最簡單的播種。有些植物為了實現更為高效的傳播,它們各自身懷絕技,依靠自身的結構,自力更生地進行種子傳播,而不依賴其他傳播媒介。如豆類成熟時,豆莢在陽光照耀下,果皮乾燥收縮不均勻,待時機成熟時會突然的開裂捲曲,將裡邊的豆子彈射出去。野老鸛草的成熟蒴果,如蓄勢待發的箭,稍微的風吹草動,果瓣便會向上反捲開裂,彈出底部著生的種子,實現種子的分散逸生。同樣的,堇菜屬植物果實成熟時,害羞的果球會抬起頭,慢慢的果實裂為三瓣,露出一排排牙齒般油亮的種子。隨著內果皮脫水收縮,當突破臨界點後,裡邊的種子就會被彈射而出。碎米薺屬植物也會通過果皮的突然炸裂,一側果皮猛然向上捲曲,將角果內的種子彈出。

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鷹爪豆(圖片來源:作者提供)

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野老鸛草(圖片來源:作者提供)

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北京堇菜(圖片來源:作者提供)

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安徽碎米芥(圖片來源:作者提供)

小時候大家應該玩過指甲花的果實,當它的果實成熟時,果皮縫隙處會開裂並向內捲曲,瞬間將種子傳播出去,這些急火火的種子也被形象地稱為「急性子」,孩子們也會把開裂的果皮掛在耳垂上臭美。

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指甲花(圖片來源:作者提供)

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指甲花裂開的果實(圖片來源:作者提供)

指甲花種子傳播(影片來源:作者提供)

酢醬草的種子傳播也類似,當它的果實成熟時,室背中間開裂後會露出一粒粒白色的「種子」,這層白色物質實為酢醬草種子外包裹的假種皮。當它的假種皮裸露在空氣一段時間後,內部的水分會逐步散失並從頂端開裂,之後,假種皮向兩側反捲形成一個完美的彈簧發射器,將中間的種子彈射而出,完成種子的彈播。

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酢醬草(圖片來源:作者提供)

在中國新疆和地中海沿岸地區,有一種可以噴射種子的瓜類,學名就叫噴瓜。當它的果實成熟時,果實內壓力達到極點,這時果實便會從果柄上脫離,並在掉落的過程中將裡邊的漿液和種子從結合位點噴射而出。

植物界還有一種叫「炮彈樹」的網紅植物,網路上謠傳其果實成熟後會像炮彈一下炸開,裡邊的種子被炸飛幾十米遠。實則不然,炮彈樹能有如此霸氣的名字,應該是根據其成熟的棕色果實圓滾如炮彈得來的。

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炮彈樹-花(圖片來源:veer相簿)

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炮彈樹-果實(圖片來源:veer相簿)

電影《隱入塵煙》中,馬有鐵收穫麥子後,在駕著驢車回家途中,遞給貴英一枚麥芒,麥芒竟神奇般地轉動起來,這種獨特的轉動對於禾本科植物種子的傳播非常重要。有研究得出,野燕麥的種子外殼上的芒,也會隨溼度的改變發生扭轉或屈伸。這樣,野燕麥掉落在地上的種子就會隨著芒的運動而發生位移,直到尋找到合適的苗床後,等待新一年的萌發。

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野燕麥(圖片來源:作者提供)

二次傳播:相得益彰

當然,有些植物為了實現更高效的傳播,它們的傳播方式會不止一種,常常需要風傳播、水傳播、動物傳播或自體傳播的組合才能完成。中科院之聲一篇文章曾指出,植物種子的傳播在自然界有許多小動物參與的方式,如蜣螂傳播、螞蟻傳播、無刺蜂傳播、蛞蝓傳播、蟑螂傳播、無翅大蝗傳播等,這些傳播方式中,多數就屬於種子二次傳播的過程。這些植物的種子多數帶有油質體,有些種子還會通過擬態、或是散發味道吸引動物進行二次傳播。

在南非地區的東海岸,銀木果燈草和白紋牛羚共同在這裡繁衍,喜歡白紋牛羚糞便的屎殼郎(蜣螂)也在此共生。銀木果燈草為了實現種子的傳播,細長的莖隨著風吹會把它成熟的種子丟擲,完成最簡單的傳播。同時,掉落在地面的種子形態和白紋牛羚的糞便相似,並能釋放出與之相似的揮發性物質,貪吃的屎殼郎就會被它吸引前來滾「屎」,並將這些種子埋入地下儲存,實現銀木果燈草種子的二次傳播。

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(圖片來源:veer相簿)

在我們身邊,寶蓋草很常見,葉片一級級向上生長,猶如古時的寶塔。寶蓋草為了最大限度提高生育週期和生育率,一年當中會開出正常的唇形花和大量的閉鎖花,兩種花均能正常結子。寶蓋草的種子雖小,上面卻帶有油質體。一般情況下,寶蓋草成熟的種子首先借助風雨、或是輕微的抖動,掉落到地面。這時,螞蟻會被寶蓋草種子上的油質體吸引,搬起種子就往家趕,待家人飽餐一頓後將種子遺棄,間接地幫助寶蓋草實現遠距離傳播。

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寶蓋草(圖片來源:作者提供)

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寶蓋草閉鎖花(圖片來源:作者提供)

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寶蓋草種子,帶有油質(圖片來源:作者提供)

中科院最新研究表明,在大百部種子傳播過程中,胡峰和螞蟻會被其種子上的油質體吸引,共同協作參與大百部種子的傳播。在這一過程中,大百部油質體模擬昆蟲血淋巴並釋放嗅覺訊號來吸引胡峰前來取食,胡峰取食油質體後,丟棄的種子還會被螞蟻進行二次傳播。

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大百部(圖片來源:作者提供)

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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中國科普博覽是中科院科普雲平臺,由中科院計算機網路資訊中心主辦,依託中科院高階科學資源,致力於傳播前沿科學知識,提供趣味科教服務

常見問題 FAQ

Q 蒼耳、鬼針草等植物是如何通過動物進行種子傳播的?
A
這類植物的種子表面長有刺毛、倒鉤或長長的針芒。當人或動物經過時,種子會利用這些結構緊緊抓住衣物或皮毛。例如蒼耳和牛蒡,它們依靠這種物理附著的方式,藉助移動的動物或人類將種子帶往遠處,從而實現有效傳播。
Q 槲寄生是如何利用鳥類完成種子傳播的?
A
槲寄生的果實成熟時呈淡黃或橙紅色,能吸引鳥類取食。其果肉黏性極高,鳥類在進食過程中,部分種子會黏附在鳥的身體上;另一些被吞下的種子隨糞便排出後,也可能黏在枝幹上。這一過程不僅幫助鳥兒獲取食物,也協助了槲寄生種子的擴散。
Q 菩提樹為何被稱為「絞殺」植物,其種子如何參與這一過程?
A
菩提樹的種子小且包裹在榕果中,常被鳥類食用後經糞便排出,落在其他樹幹或枝丫處萌發。幼苗長根向下、莖向上生長,逐步纏繞宿主大樹並致死,最終吸收其養分形成巨大的絞殺洞。因此,「菩提本無樹」可解讀為菩提樹依賴宿主樹木生長成型的獨特生存策略。
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