本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
許多人對蘭花很著迷,蘭花是花卉奢華的頂峰,或者接近頂峰。它們的植物花朵如此強大,以至於可以產生近乎痴迷的慾望。另一方面,它們的種子則讓人不屑一顧。植物學家和愛好者都嘲笑它們為“灰塵種子”。很少有人費心仔細觀察它們。
在過去的四十年裡,一個德國科學家團隊終於這樣做了。四年前,他們發表了第一部蘭花種子專著,其中記錄了它們樸素的美麗和有時令人驚訝的複雜性,並配有數千張掃描電子顯微照片。他們的發現表明,蘭花種子並不像它們的大小所暗示的那樣完全無趣。
即使是最簡單和最小的種子也具有美麗的紋理氣球狀外殼,它將微小的胚胎隱藏在充滿空氣的腔室中
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特殊的掃描電子顯微鏡技術揭示了充滿空氣的內部和簡單的胚胎。來源:Barthlott 等人,2014
構成種皮的細胞非常小,你可以看到(並數數!)它們。它們之間的脊可以賦予種子雕塑般的外觀。
一種名為香草的蘭花是香草提取物和香草“豆”的來源。香草及其同類的種子具有扁平的葉片,可以幫助它們像楓樹種子的翅膀一樣在風中飄走。
Epistephium parviflorum的種子,一種香草的近親。來源:Barthlott 等人,2014
當你吃香草冰淇淋時,你吃的東西就類似於這種東西。這些是微小的黑色斑點。
另一種物種,Microcoelia obovata,產生覆蓋著微小鉤子的種子。它們的目的是在新枝的樹皮上找到一個家,這是附生植物的首選家園。
Microcoelia obovata的種皮。來源:Barthlott 等人,2014
但是蘭花Chiloschista lunifera已經將這種策略發揮到了極致。
Chiloschista lunifera。來源:Barthlott 等人,2014
種子一端的種皮細胞具有螺旋狀的壁增厚。當被弄溼時,它們會展開成一團亂麻,其作用與Microcoelia上的鉤子相同。
Chiloschista之所以有趣,還有另一個原因。儘管它的種子很精細,但植物本身卻選擇放棄植物最基本的器官:葉子。它是一捆綠色的莖狀氣生根,奇蹟般地長出黃色的花朵。
這株蘭花由狡猾的鞭子(Snidely Whiplash)帶來。來源:Naoki Takebayashi Flickr(CC-BY-SA 2.0)
那麼,為什麼蘭花種子如此微小?回答這個問題需要簡要介紹一下植物的非常規繁殖系統。
蘭花以其精心雕刻、色彩鮮豔和香味濃郁的花朵而聞名(儘管我喜歡蘭花,但浮華是我腦海中浮現的詞),並且對另類的植物生活方式(例如放棄葉子和生活在樹上)很感興趣。
其中一種另類是被稱為“彩票授粉”的繁殖系統。彩票中的大獎是一個叫做花粉塊的包裹。花粉塊是植物等同於動物精莢的東西——一大包精子,或者在蘭花的情況下是花粉(由於花粉產生精子,我認為這只是一個細微的區別。)
用箭頭指示的花粉塊。內容物由,呃,方便會聚的形狀指示。來源:Esculapio 維基媒體(CC BY-SA 3.0)
當傳粉者訪問蘭花時,花粉塊已經進化為分離並粘在它們身上,通常會產生滑稽的結果。
如果一切按計劃進行,傳粉者將訪問同一物種的另一株蘭花。花粉塊將粘附到這朵花戰略性放置的柱頭上。然後,花粉塊中塞滿的所有花粉將為新蘭花果實內部的數千個等待受精的卵子受精。你要麼大贏,要麼什麼也贏不到。
由於這種系統,一些蘭花將等待很長時間才能發生受精,因此,它們的未受精花朵是業界持續時間最長的花朵之一。它們可以保持新鮮長達一個月或更長時間,這也是它們作為盆栽植物如此珍貴的原因之一。
在某些方面,蘭花就像鮭魚:它會產生大量後代,而對任何一個後代投入都不多。結果是微小的種子。大多數種子的寬度都小於一毫米,有些種子則像最大的真菌孢子一樣小——只有 100 微米寬。
內部也很簡陋。種子是植物胚胎,並配有稱為胚乳的食物護理包,以幫助胚胎開始生長。在小麥和玉米等植物中,胚乳會保留在成熟的種子中,並且是白麵的來源。(全麥麵粉還包括高纖維的種皮,或麩皮,以及營養豐富的植物胚胎,或胚芽)。
蘭花種子幾乎總是缺乏胚乳。孩子,你沒有午餐。相反,種子必須找到一種特殊真菌與之合作並使其發芽,正是這種真菌為幼年蘭花提供啟動食物。
此外,當裡面的胚胎只有幾個細胞大時,母株會將種子從巢中踢出去。在其他種子中,胚胎通常發育良好,你可以看到其中微小的成植物版本,就像任何看過花生內部的人所注意到的那樣。蘭花胚胎是微小的斑點。
因此,蘭花種子就像一個破產的撲克玩家一樣被剝得一乾二淨。這裡有一個胚胎。這裡有一層種皮。僅此而已。但這並不意味著它們不有趣、不漂亮,或者無助。它們擁有完成工作所需的一切。
參考文獻