◎本刊綜合
夏季是早稻豐收的季節(jié)。黃澄澄的稻谷閃爍著燦爛的光芒,醉人的稻香撲鼻而來。
稻谷是水稻的種子。種子是植物遺傳信息的攜帶者和傳遞者,是植物繁衍之源,也是國家不可或缺的戰(zhàn)略資源,被稱為農(nóng)業(yè)“芯片”。
2022年3月1日,新修改的《中華人民共和國種子法》正式施行,種子的知識產(chǎn)權保護再升級,為種業(yè)科技創(chuàng)新穿上了法律的“護甲”。
種子如此重要,我們不可小瞧它,應該多了解它!告訴你們,種子可是相當有拼勁、有智慧的。
種子王國是一個特別古老的王國,它已經(jīng)存在了大約3億6千萬年。它是植物界最高等的族群,有二三十萬種種子,幾乎分布在世界的各個角落。
只有種子植物才有種子,種子植物的繁衍與種子息息相關。
所有的種子結構基本相同。種皮包裹在種子的最外層,相當于種子的“鎧甲”,起保護作用。
我們剝開種皮,就可以看到子葉。雙子葉植物的種子有兩片子葉,單子葉植物的種子只有一片子葉。
掰開子葉,胚芽、胚軸和胚根就露了出來,這三個部分加上子葉就是種子的胚。胚是種子結構中最重要的部分,可以發(fā)育成植物的根、莖和葉。
種子被剖開后,在橫剖面滴上碘液,變成藍色的部分就是胚乳。胚乳富含淀粉,為種子的萌發(fā)提供營養(yǎng)。有的種子的胚乳已經(jīng)退化,其中的營養(yǎng)物質轉移到子葉中。
在種子王國,有一些特別奇怪的成員,它們或者形狀不同,或者大小各異,又或者結構奇妙。
星葉草的種子像極了海參,但它表面的突起不是美味的海參肉,而是又硬又脆的倒鉤。借助這些倒鉤,它能很輕松地附在動物的皮毛或人的衣物上。
星葉草種子的胚呈圓柱形,子葉短,胚乳含有豐富的營養(yǎng)。
木蝴蝶之所以被稱為木蝴蝶,是因為它的種子會“飛”。
木蝴蝶的種子周邊長有薄如蟬翼的片狀物質,這種物質可支撐木蝴蝶種子借助微弱的上升氣流在空中滑翔,或在大風中翻飛,有機會到達距離母株更遠的地方。
圖1 木蝴蝶種子(圖/中國科學院華南植物園)
短葉羅漢松為羅漢松科羅漢松屬羅漢松的變種常綠針葉小喬木,常呈灌木狀。它的種子為橢球形,長在肥厚多汁的紫色種托上,如同打坐的羅漢,這就是其名字中“羅漢”二字的來歷。
在印度洋島國塞舌爾共和國的普拉蘭島,有一種當?shù)靥赜械淖貦啊R?。海椰子樹?0米~30米,樹葉呈扇形,葉長7米~10米,寬約4.5米,僅葉柄就有4米長。
海椰子的種子為橢球形,如同兩個連體的椰果,又似人類的臀部,故海椰子又名“雙椰子”“臀形椰子”。
海椰子的種子直徑可達50厘米,單個質量達15千克,是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最大、最重的種子。
圖2 海椰子種子(圖/中國科學院昆明植物研究所)
斑葉蘭是蘭科斑葉蘭屬多年生草本植物,其種子小如塵埃,最小的僅長0.01毫米,只有在顯微鏡下才能看清楚。它又很輕,5萬粒種子只有0.025克重,1億粒種子才50克重。
斑葉蘭種子究竟長什么樣呢?它呈管狀,細如絲,表面只有一層薄而防水的種皮,內(nèi)部無胚乳,僅在中間有一個尚未分化的球形胚,兩端為長長的空腔。
天麻是蘭科天麻屬多年生腐生草本植物,其干燥的塊莖是名貴中藥。
天麻的種子也很小,如粉塵一般。其種皮薄而透明,呈囊狀,將黃色的橢球形小胚包裹。種皮表面的蜂巢狀花紋,可增大種皮與空氣接觸的面積,使得種子能隨風傳播。
不管是小草還是參天大樹,在默默積蓄完能量后,都會努力結出種子。雖然種子沒有腳和翅膀,但是能撒落到世界的各個角落,因為它們旅行的妙招多著呢。
妙招一:乘風遠航
乘風旅行最愜意啦。那些自帶“翅膀”、身輕如燕的種子,在風姐姐來的時候,就會跟著風姐姐開始說走就走的旅行。
滑翔機“翅膀”
代表植物:翅葫蘆
翅葫蘆足球般大小的豆莢里有好幾百顆種子,每顆種子都有薄薄的“翅膀”。
當種子成熟時,果實里面的水分蒸發(fā),果皮便慢慢地裂開。當裂縫足夠大的時候,微風吹過,果實里的種子便告別媽媽,像滑翔機一樣隨風滑翔。由于它干燥輕盈,加上“翅膀”纖薄,乘著微風就能飛行上百米,甚至更遠的距離。
降落傘“翅膀”
代表植物:蒲公英
蒲公英的種子長得很特別,上面長有雪白的絨毛。種子成熟后,絨毛全部展開,遠遠看去就像一把把降落傘。只要有風輕輕吹過,這一把把白色的“降落傘”就乘著風飄到很遠很遠的地方。
圖3 蒲公英(圖/千圖網(wǎng))
單翼直升機“翅膀”
代表植物:槭樹
槭樹是著名的秋色葉樹。秋季,它的葉子漸變?yōu)榧t色或黃色,甚至更多的顏色。槭樹的種子乍一看像長了一對“翅膀”,其實是兩果并生,每果各有一個“翅膀”。待種子成熟將要落地時,“翅膀”帶著種子像竹蜻蜓一般盤旋而下,非常美麗。
螺旋槳“翅膀”
代表植物:風箏果
風箏果的種子有酷似螺旋槳的“翅膀”。當從高空墜落時,它隨風旋轉,且飄且墜,尋找自己未來的棲身之處。
妙招二:請動物幫忙
牛馬有腳,鳥有翅膀,那它們可以幫忙傳播種子啊。于是,機智的種子請來“種子特運隊”的動物,在它們的幫助下完成旅行。
圖4 蒼耳(圖/千圖網(wǎng))
毛茸茸的隊員:野兔
幫助對象:蒼耳
野兔有灰褐色的皮毛,藏在灌木叢中不易被發(fā)現(xiàn)。它們不僅跑得快,還會挖地洞。
秋季,當野兔經(jīng)過蒼耳旁時,后腿和屁股等部位常常會粘上蒼耳的種子,想甩掉還挺不容易呢。原來蒼耳的種子表面有很多鉤刺,如同穿著帶刺的“鎧甲”,被輕輕一碰,就會掛在動物的皮毛上,跟著動物去田野、山洼。
最小的隊員:螞蟻
幫助對象:堇菜
地球上生活著1萬多種螞蟻,它們的飲食習慣各不相同,其中有一部分酷愛收集果實和種子。
看,一群螞蟻將一些球狀物搬進蟻穴。這些球狀物上有乳白色的塊狀物(油質體),散發(fā)著一股特殊的香味。螞蟻們將乳白色的塊狀物剝下,那是它們期待已久的美味,而剩下的球狀物則被放置在一個安全的地方,那里適合生長。
其實,這些球狀物是堇菜的種子。堇菜為螞蟻提供美味,螞蟻很講義氣,就幫它們傳播種子。
科學家發(fā)現(xiàn),全球有超過1萬種植物利用螞蟻傳播種子。
記性差的隊員:刺豚鼠
幫助對象:巴西堅果樹
嚴格地說,刺豚鼠不算是合格的“種子特運隊”隊員,因為它們幫助植物傳播種子是無意之舉。
刺豚鼠是嚙齒動物家族中的一員,長著尖利且堅硬的大門牙,喜歡吃堅硬的果子,尤其是巴西堅果樹的果實。
巴西堅果樹的果實比較大,里面有不少種子。刺豚鼠一頓吃不完,就會把剩下的埋起來,等餓了的時候挖出來再吃。就這樣,種子越埋越多,總有一些被刺豚鼠遺忘。那些被遺忘的種子就有機會生根發(fā)芽,長成果樹。
飛行隊員:小鳥
幫助對象:櫻桃
櫻桃不僅是人類愛吃的水果,還是小鳥啄食的對象。
小鳥吃掉櫻桃,吃剩的種子常會掉進泥土。萬一小鳥把種子吃了,也不要緊,因為櫻桃的種子很堅硬,小鳥根本消化不了。它們到其他地方排出糞便,種子就藏在糞便里溜進大地的懷抱。
妙招三:隨波逐流
代表植物:蓮、椰子
池塘里本來只有一兩朵荷花,可是一年之后,池塘幾乎長滿了荷花,這是為什么呢?因為蓮的果實——蓮蓬很輕,它們可以像小船一樣漂在水面上,隨著水流到別處去,它們的種子也就落在了不同的水域。
椰子的果皮很厚,就算掉進水里也不會腐爛,里面的種子一邊悠閑自在地漂流,一邊吸收著椰果的營養(yǎng),直到椰子結束遠洋航行,停在另一片陸地上。
妙招四:自我噴射
代表植物:噴瓜、老鸛草
靠人不如靠己,有些植物在種子成熟后就變身為“種子噴射器”,將種子噴射至空中,讓種子蹦著跳著離開自己。
噴瓜的種子不像我們常見的瓜那樣藏在柔軟的瓜瓤中,而是浸泡在黏稠的漿液里,漿液把瓜皮脹得鼓鼓的。
噴瓜成熟后稍有風吹草動,瓜柄就會脫落,瓜上出現(xiàn)一個小孔,緊繃繃的瓜皮將漿液連同種子一起從小孔里噴射出去,一直噴到幾米外的地方。
老鸛草的種子躺在像勺子一樣的小架子上,這些“小勺子”如同投擲器,將成熟的種子拋向四面八方。
圖5 老鸛草的種子(圖/圖蟲創(chuàng)意)
氣候變化、環(huán)境變遷、人類活動等對地球生物物種多樣性產(chǎn)生了一定的影響。一個物種一旦消失就很難再現(xiàn)。為了保護物種,人類給種子造了一些更安全的“家”。
在挪威北部,有一座看起來很酷的建筑,在這里“安家落戶”的是各種各樣的種子。這座非同尋常的建筑就是斯瓦爾巴全球種子庫,被稱作“末日種子庫”,可以存儲超過10億顆種子。
這個種子庫里的種子都是世界各地的科學家精心挑選的。在“落戶”前,種子們會先穿上特制的“睡袋”——由特殊金屬箔片和其他先進材料制成,然后袋子里的空氣被抽掉并密封。
中國西南野生生物種質資源庫又被稱為我國野生生物的“諾亞方舟”,坐落在昆明北郊元寶山山頂?shù)拿芰掷?,是我國野生珍稀瀕危植物的“家園”。
圖6 中國西南野生生物種質資源庫(圖/中國科學院昆明植物研究所)
截至2020年底,這座“寶庫”已保存野生植物種子10601種85046份,占我國種子植物物種總數(shù)的36%。
種子入庫要遵循“3E”標準,即瀕危(Endangered)、特有(Endemic)、有經(jīng)濟價值(Economic)。其中,“特有”不光指中國特有,更重要的是狹域特有。
國家作物種質庫建在中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所。新庫于2021年9月建成并投入試運行,包括低溫種子庫、試管苗庫、超低溫庫和DNA庫四大區(qū)域。
相比之前的國家作物種質庫,新庫的容量大,種子保存方式更完備。
種子進行旅行抑或是被放置在種子庫中,最終都是為了生根發(fā)芽。不同的種子從落地到萌發(fā),“經(jīng)歷”完全不同,休眠時長、萌發(fā)條件(光照、溫度、水分)等也都不一樣。
從破土而出,到萌發(fā)新芽,再到茁壯成長,種子拼盡全力,延續(xù)了植物的生命,創(chuàng)造了郁郁蔥蔥的植物界。種子頑強又脆弱,我們得精心呵護種子,保護植物的多樣性。那么,從這一刻開始,行動起來吧!