种子传奇丨凡此种种
编者按:种瓜得瓜 , 种豆得豆 , 种子到底有多神奇?中科院之声与中国科学院昆明植物研究所联合开设“凡此种种”专栏 , 为大家讲述种子的有趣故事 , 介绍大自然中匠心独具的种子植物 。
种子是种子植物的繁殖和散布器官 , 全球种子种类超过了35万种 , 它们虽然都只由种皮、胚乳和胚构成 , 但在形态、结构和生理上却呈现出了巨大多样性 。 在芸芸众种子中 , 到底哪些种子能够与众不同、独领风骚呢?
活化石植物——苏铁类种子
化石证据显示 , 苏铁类(Cycas)植物出现于距今2.9-2.48亿年的二叠纪 , 然后在中生代 , 即三叠纪、侏罗纪和白垩纪时繁盛无比 , 广泛分布于陆地上 , 与恐龙一起 , 创造了辉煌的“苏铁和恐龙”时代 。 直至一亿年前 , 它们才开始没落 , 但现今仍留存了110种 , 作为活化石而存在 。
在分子系统中 , 苏铁类植物是现今种子植物最基部的类群之一 。 从形态上看 , 其植株和繁殖器官至今都保留着许多原始特征 , 如植株相对低矮;茎干不分枝或二叉分枝;幼叶拳卷状;雌雄异体 , 在不同的植株个体上产生雄球花和雌球果;雄球花和雌球果生于枝顶 , 由多数扁平的孢子叶组成 , 孢子叶叶状;胚珠着生于大孢子叶基部;花粉椭球形 , 具远级单沟花粉;精子具鞭毛 , 能在胚珠的液体环境中自行游动到含有卵细胞的颈卵器中;种子裸露;在成熟种子中 , 长长的白色丝状胚柄仍留存于胚根基部等 。
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图1.苏铁长有种子的可育大孢子叶、雌性植株和纵剖种子
苏铁类植物之所以能经历上亿年的地质与气候变化 , 从远古顺利繁衍至今 , 作为繁殖和散布器官的种子起到了极为重要的作用 。 苏铁的种子较大 , 内含丰富的胚乳 , 胚乳中具有大量油脂和淀粉等营养物质 , 可为胚的进一步发育及小苗的早期生长提供充足的营养 。
其次 , 苏铁种子具有发达的三层种皮:外层种皮肉质 , 呈明亮的橘红色或黄色 , 不仅具有吸引传播动物的功能 , 还能保护内部的胚安全度过早期的干旱期;中层种皮木质 , 起主要机械保护作用 , 能保护胚和胚乳免受外界的物理和生物伤害 , 并防止传播动物在啃咬外种皮时 , 伤及内部的胚;内层种皮黄棕色 , 膜质 , 能有效调节水分进入种子内部 。
最后 , 苏铁大而营养丰富的种子能吸引各种动物前来帮助其传播种子 , 从二叠纪至白垩纪的恐龙 , 到现今的鸟类(鹦鹉、犀鸟)、啮齿类动物(老鼠、松鼠)、果蝠 , 及一些大型哺乳动物(熊、野猪、狒狒、猴子) , 从而保证了苏铁类植物能代代相传 , 成功繁衍至今 。
最大的种子——海椰子
海椰子(Lodoiceamaldivica)属棕榈科巨子棕属植物 , 其种子(实为带内果皮种子)为椭球形 , 如同两个连体的椰果 , 也形似女性臀部 , 故又名双椰子和臀型椰子 。 另外由于其种子长达30厘米 , 重23千克 , 故也被称为大实榈、巨籽棕 , 是世界上最大和最重的植物种子 。
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图2.海椰子的雄花和果实(图片来自网络)
海椰子种子为什么要长这么大呢?其生活的环境土壤层薄、肥力低、淡水资源贫乏、自然灾害频繁 , 不利于植物的繁衍 , 因此为了提高后代的成活率 , 海椰子植株加大了对种子的投入 , 才生产出了如此巨型的种子 , 并在里面填充了大量营养丰富的胚乳 , 可以供小小的胚慢慢发育成苗 , 并支持小苗在早期健康成长 。
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