炸藥樹(shù)和“爆炸南瓜”

最可怕的“爆炸”植物是響盒子。響盒子的樹(shù)干有大戟科植物標(biāo)志性的錐狀刺，但它最危險(xiǎn)的部分是像南瓜一樣的果實(shí)。雖然響盒子的果實(shí)長(zhǎng)得像南瓜，但野生動(dòng)物或人吃下果肉會(huì)立即引起嘔吐、腹瀉和肌肉痙攣。響盒子果實(shí)中的樹(shù)膠有劇毒，人的皮膚接觸后會(huì)起疹，眼睛接觸后可致盲。更叫人害怕的是這些“南瓜”成熟后隨時(shí)會(huì)“爆炸”。

響盒子果實(shí)的果瓣與種子之間有一層隔膜。隔膜最初緊貼果瓣，牢牢維護(hù)著果瓣的完整性。隨著果實(shí)逐漸干燥，果瓣與隔膜逐漸分離，果瓣逐漸失去約束。脫水讓果瓣變形，積累彈性形變。只要果瓣邊緣的連接組織開(kāi)始開(kāi)裂，果瓣的爆裂就再也無(wú)法阻止。

這些“南瓜”爆裂時(shí)發(fā)出開(kāi)槍一般的響聲。響盒子最高可以長(zhǎng)到50米，種子最遠(yuǎn)能彈射到60米開(kāi)外，有些行人被它飛濺出的種子攻擊后還不知道是怎么回事。據(jù)測(cè)量，響盒子種子的最高移動(dòng)時(shí)速可達(dá)241千米，被它的種子擊中比挨上一拳還疼。在美洲地區(qū)，響盒子有“炸藥樹(shù)”的外號(hào)。

最快的開(kāi)花速度

《吉尼斯世界紀(jì)錄》將御膳橘收錄為全世界開(kāi)花速度最快的植物。雖然它是山茱萸科中最小的成員，爆發(fā)力卻很足。在每秒能記錄1萬(wàn)幅畫(huà)面的超高速攝影機(jī)幫助下，科學(xué)家測(cè)出御膳橘花朵完全張開(kāi)僅用了0.2毫秒，花粉被拋射到空中所需的時(shí)間僅為步槍子彈出膛所用時(shí)間的1/3。人類裸眼完全無(wú)法捕捉到這么快的動(dòng)作。御膳橘的花粉在短短0.5毫秒內(nèi)被加速到22千米/時(shí)的速度，瞬時(shí)最大加速度可以達(dá)到重力加速度的2400倍，相當(dāng)于航天飛機(jī)升空時(shí)最大加速度的800倍！

御膳橘是如何積累勢(shì)能的呢？它的每個(gè)雄蕊就好像一臺(tái)歐洲中世紀(jì)時(shí)期用于攻城的投石車(chē)。投石車(chē)的基本構(gòu)造是一個(gè)費(fèi)力杠桿：短短的動(dòng)力臂末端裝載著配重物，一般是大量石塊;長(zhǎng)長(zhǎng)的阻力臂末端裝著用于投擲的石塊。動(dòng)力臂越短，撬動(dòng)阻力臂所需的力越大，但阻力臂末端的線速度就越大，因此石塊能被充分加速，被拋到很遠(yuǎn)處。

御膳橘的花絲末端有花粉囊，花絲就好像投石車(chē)裝著石塊的阻力臂。在花朵開(kāi)放前，花瓣末端相連，形成了一個(gè)花瓣籠。但花絲的生長(zhǎng)速度會(huì)超過(guò)花瓣。因此，隨著花朵逐漸成熟，花絲對(duì)花瓣籠的壓強(qiáng)逐漸增大。當(dāng)花瓣籠再也壓制不住花絲時(shí)，花絲積累的勢(shì)能便在一瞬間爆發(fā)?；ǚ蹠?huì)被彈射到距離花粉囊2.5厘米高的上方，并在氣流作用下飄散到約0.9米遠(yuǎn)處。

植物大炮——泥炭蘚

泥炭蘚是一種非常原始的貼地生長(zhǎng)植物，只能長(zhǎng)到1厘米高。它的孢子囊就像一個(gè)個(gè)微型大炮，噴出的是由數(shù)萬(wàn)個(gè)孢子組成的微型蘑菇云。它能在不到千分之一秒的瞬間將孢子的時(shí)速加速到超過(guò)100千米。1897年，俄羅斯生物學(xué)家施瓦欽曾經(jīng)寫(xiě)道：“我有好幾次彎腰近距離觀察泥炭蘚，都感覺(jué)到孢囊蓋撞擊我的臉。”

盡管?chē)姲l(fā)速度猛烈，這些孢子卻實(shí)在太小。在克服空氣阻力后，它們只能上升到距離地面10多厘米高處。這個(gè)高度聽(tīng)上去不是很高，但已經(jīng)足夠讓孢子搭上近地氣流的“順風(fēng)車(chē)”。如果遇到合適的上升氣流，它們將被帶到數(shù)千米外甚至更遠(yuǎn)的地方。

泥炭蘚的孢子云以渦流形式噴出。從孢子囊噴發(fā)出的孢子云就好像一個(gè)首尾相連的龍卷風(fēng)。這種噴發(fā)形式不但能大大降低空氣對(duì)孢子云的阻力，還能維持孢子云的整體形狀。這樣一來(lái)，只有少數(shù)孢子會(huì)在傳播過(guò)程中掉隊(duì)，大多數(shù)孢子可以散播到遠(yuǎn)處。對(duì)渦流的利用在動(dòng)物界很常見(jiàn)，比如章魚(yú)和水母也利用渦流快速推動(dòng)自己前進(jìn)。不過(guò)，泥炭蘚這種原始植物居然能創(chuàng)造渦流，叫人不敢相信。

噴瓜爆發(fā)

葫蘆科植物噴瓜的“爆炸”過(guò)程十分壯觀。噴瓜的果實(shí)很小，但成熟后果實(shí)內(nèi)部會(huì)積累高壓，造成果實(shí)從果柄上脫離，在果實(shí)上開(kāi)出一個(gè)小孔，其中的汁液和種子會(huì)突然從小孔中向外猛烈噴發(fā)，整個(gè)過(guò)程就好像猛烈腹瀉。巧合的是噴瓜的種子中含有葫蘆素，人或動(dòng)物吃下后會(huì)引發(fā)嘔吐和劇烈腹瀉。正因如此，噴瓜種子也被用于制造瀉藥。

噴瓜爆發(fā)的機(jī)制有些類似高壓鍋。隨著果實(shí)逐漸成熟，種子周邊組織開(kāi)始分解，形成黏液。黏液逐漸增多的過(guò)程會(huì)在果實(shí)內(nèi)部不斷積累壓力，最后噴發(fā)。噴瓜可以將種子散布到1～6米遠(yuǎn)處。

碎米薺爆裂靠木質(zhì)素

有些植物爆裂釋放的能量是在種子莢干燥變形的過(guò)程中逐漸積累的。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，碎米薺豆莢爆裂時(shí)，豆莢還保持著濕潤(rùn)狀態(tài)。

碎米薺是一種小型十字花科植物。它的豆莢完全成熟后會(huì)迅速爆裂，將種子彈射到周?chē)?。整個(gè)爆裂過(guò)程不到3毫秒。碎米薺和太空明星植物擬南芥（一種常見(jiàn)的路邊雜草，但卻是太空植物實(shí)驗(yàn)的模式植物之一）的關(guān)系很近，兩者豆莢的形狀也很相似。不過(guò)，擬南芥的豆莢不會(huì)爆裂。那么，既然兩者的外形結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大區(qū)別，碎米薺為什么會(huì)爆裂呢？

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，碎米薺的果皮中含有大量木質(zhì)素，主要分布于內(nèi)果皮層，且為不對(duì)稱分布。木質(zhì)素是一種非常堅(jiān)硬的有機(jī)聚合物，內(nèi)果皮中含有的大量木質(zhì)素讓內(nèi)果皮硬度大大超過(guò)豆莢的外果皮。果瓣橫截面顯微成像顯示，內(nèi)果皮中的木質(zhì)素像櫥柜門(mén)的鉸鏈一樣彼此連接，排列成一個(gè)彎曲面。曲面有助于維持果瓣形狀（就像自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員的魔術(shù)綁腿帶），同時(shí)也能讓果瓣積累應(yīng)力。隨著豆莢中的種子逐漸長(zhǎng)大，果瓣積累的應(yīng)力也越來(lái)越大。當(dāng)種子將木質(zhì)素構(gòu)成的曲面撐平時(shí)，果瓣再也無(wú)法維持原有形狀，猛烈收縮，并瞬間釋放出此前積累的所有應(yīng)力。

多變的堇菜

堇菜散播種子的過(guò)程沒(méi)有那么激烈。堇菜果瓣在成熟過(guò)程中逐漸由低垂變?yōu)閾P(yáng)起，然后果瓣緩慢張開(kāi)，球狀果實(shí)裂為三瓣，露出其中許多油亮的種子。突然，沒(méi)有任何征兆，種子從果瓣中飛快彈出，降落在距離果實(shí)1米外的地上。這些種子富含脂肪，落地后會(huì)被螞蟻搬回蟻穴，堇菜種子就這樣被傳播到各處。

和其他植物種子的彈射傳播過(guò)程不一樣，在堇菜種子被彈射出去的全過(guò)程中，果實(shí)的其余部分幾乎不見(jiàn)任何動(dòng)作。那么堇菜種子是怎么被彈飛的呢？其實(shí)，堇菜果瓣完全打開(kāi)后，內(nèi)果皮會(huì)迅速脫水收縮，種子受到的壓力越來(lái)越大，最后被彈飛。

堇菜屬植物在缺水時(shí)會(huì)采用一種十分極端的自花授粉模式——閉花受精。這是一種不用開(kāi)花，在花蕾階段就能完成授粉的模式。閉花受精雖然節(jié)省能量，但要付出犧牲多樣性的代價(jià)，會(huì)造成植物適應(yīng)環(huán)境的能力下降。因此，堇菜通過(guò)彈射種子這種播種方式，配合螞蟻等動(dòng)物的搬運(yùn)，能夠避免同一區(qū)域出現(xiàn)大量基因相同的后代。當(dāng)水源充足時(shí)，堇菜會(huì)和其他被子植物一樣開(kāi)花，進(jìn)行異花授粉。這樣一來(lái)，它后代的多樣性也得到了保障。

根塊蘆莉草遇水“爆炸”

原產(chǎn)于中美洲的根塊蘆莉草是一種著名的爵床科植物，也是一種“爆炸植物”。根塊蘆莉草的長(zhǎng)條形種莢遇水后會(huì)“爆炸”，并從原地彈起，這是這種植物最有趣的地方。沒(méi)有成熟的種莢是綠色的，遇水不會(huì)“爆炸”。當(dāng)種莢的顏色逐漸由綠轉(zhuǎn)褐，就標(biāo)志著它們已經(jīng)完成“爆炸”前的準(zhǔn)備。種莢的連接部分遇水后強(qiáng)度會(huì)下降，這可能是觸發(fā)“爆炸”的機(jī)關(guān)。

種莢裂開(kāi)后，可以看到內(nèi)部有一些彎曲的硬絲，它們是給種莢“爆炸”提供動(dòng)能的結(jié)構(gòu)。當(dāng)種莢連接部分遇水強(qiáng)度變?nèi)鹾?，這些硬絲會(huì)將種莢的兩瓣猛地彈開(kāi)，這就是根塊蘆莉草遇水“爆炸”的秘密。