大自然的匠心独具：奇特的种子（一）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。
种子是裸子植物和被子植物的繁殖和散布器官，由胚珠经过传粉受精形成。虽然只包括种皮、胚和胚乳三个部分，但它们在形态和结构上却千变万化，并且每一种种子都有其独特的物种特性。目的就是为了能够采用合适的方式，成功散布出去，使该物种顺利繁衍。下面这些种子有的见证了“沧海桑田”的变迁，有的因特殊形态而被赋予了独特的文化内涵……
植物活化石——银杏
白果、银杏叶、银杏植株（从左到右）
银杏 （Ginkgo biloba）为银杏科（Ginkgoaceae）植物，是现存种子植物中最古老的孑遗植物，早在2.7亿年前就已出现。50万年前，随着第四纪冰期的到来，其它银杏种类都已灭绝，只留存了现今的一种，且其野生居群目前仅存在于我国南部地区，故被称为植物中的“活化石”。但因银杏树形优美、寿命长、遮荫好，可作庇荫植物，叶片独特美丽，可作观赏植物，故后被其它国家大量引种，但基因测序显示，它们都源自我国的浙江天目山野生居群。
银杏生长较慢，从栽种到结果需要20多年，40年后才能大量结果，因此又名“公孙树”，有“公种而孙得食”的意思。
成熟银杏种子的外面为一层肉质的黄色或橙色外种皮，掉落地面腐烂后，会发出一种类似黄油酸败后产生的难闻味道，这曾为吸引恐龙前来取食的强烈信号，却为现代动物和人类所不喜。去除外层种皮后，就露出了由白色骨质中种皮包裹的种子，俗称白果，香糯可口，为人们所喜食。但由于其内含有氢氰酸毒素，毒性较强，故不宜多吃，更不宜生吃。
孑遗植物——水松
水松植株、水松球果、水松种子（从左到右）
水松（Glyptostrobus pensilis）曾在中生代白垩纪至新生代上新世广泛分布于北半球，但受第四纪冰期的影响，北美、欧洲、日本等地的水松都先后灭绝了，仅在我国的南部和东南部，以及老挝留存至今，成为了古老的残存种，它们对研究杉科植物的系统发育、古植物区系、古地理及第四纪冰期气候都具有重要的科学价值。目前我国的野生水松株数已不到1000株，为国家Ⅰ级保护植物，IUCN红色名录极危种，急需人们的精心保护和深入研究。
水松种子长5.85-8.28毫米，宽2.42-4.02毫米，厚1.03-2.08毫米（不带翅），呈长椭圆形或卵状披针形；背腹面稍扁；两侧具棕褐色、纸质狭翅，顶部具长3.52-8.81毫米的矩圆状披针形长翅。这些形态结构特点不仅能使水松种子借风飘离母株一段距离，减小子代与亲代的竞争，得到更大的生存机会，拓展种群空间；还能在落水的情况下，继续漂浮于水面一段时间，在风的吹送下，寻找到安全的着陆点，发芽生长，完美适应母株生长于河流两岸这一习性。
在生理方面，水松种子没有休眠；且胚已分化完全，具有了3-5枚长2.20-2.41毫米的条状针形子叶，以及长3.77-4.11毫米的圆柱形下胚轴。因此能在适宜条件下，快速萌发，尽早成苗；并在丰富胚乳的支持下，快速生长，在与其它物种种子该环节的竞争中取得胜利。
水松之所以能够经历上亿年地质与气候变化而幸存下来，种子确实功不可没！
“富贵”种子——云南金钱槭
古代铜钱、云南金钱槭果实、云南金钱槭果枝（从左到右）
云南金钱槭 （Dipteronia dyerana）是我国特有植物，为高5-12米的落叶乔木，具有极高的科研、经济与生态价值。
云南金钱槭的果实呈圆形，四周为纸质周翅，较薄；直径为2.39-4.86 厘米；9-10月成熟后就由绿色变成了黄褐色，在形色、大小上都似一枚古铜钱。且由于该种的天然分布地就为云南，故名云南金钱槭。云南金钱槭的多枚果实常常簇生于一个果枝上，远看就如许多穿在一起的铜钱串。一阵秋风吹过，云南金钱槭的果实就会盘旋而下，再在地上随风翻飞一番，远离母株，创造属于自己的天地去了。
由于云南金钱槭的分布区较狭窄，仅限于云南省屏边、蒙自、文山、富宁等县；生境特殊，易受人为干扰；植株常遭砍伐作薪，种群小而分散；种子富含脂肪，可榨油供食用及工业用，常遭采摘，加之种子仅有薄薄果皮和种皮在起保护作用，在自然条件下贮藏期只有两年，自然更新困难，故而濒危，现被定为国家Ⅱ级保护植物，急需保护。
“相思”种子——相思子
相思子种子及其制成的项链
相思子（Abrus precatorius）美丽的种子，使人一见便会情不自禁地想起王维“红豆生南国，春来发几枝。愿君多采撷，此物最相思。”这首被人们千古传诵的古诗。
相思子的种子为椭圆形或圆形，长5-7毫米，顶部有脐的三分之一为黑色，下部三分之二为红色，整个种子色泽鲜亮，质地坚硬，富有特色，因此常被制成各种饰品。
但你知道吗，这么美丽的种子却含有剧毒，其种子中的相思子毒蛋白和相思子碱能强烈抑制细胞蛋白质的合成，因此人只要误食其一粒破损的种子，就会有性命之忧。
当然，种子中的这些毒素，并不是专门针对人类的，而是为了防止病菌的侵害和动物的过度采食，从而保证该物种能够顺利繁衍，是植物在长期进化过程中形成的一种自我保护和防御机制。
长寿种子——莲
莲的果实、莲果实纵剖图、莲花（从左到右）
莲（Nelumbo nucifera）花“出淤泥而不染，濯清涟而不妖”，以圣洁高雅的气质获得了人们的喜爱，为千百年来诗人墨客争相歌咏绘画的主要题材之一。
花谢果现，莲的成熟果实长1.5-2.5厘米，呈椭圆形或卵形，镶嵌于喷淋头状的花托内，仅顶端露出。只有待花托变干，隔室口变大后，才会掉落水中，或者只有当花托落入水中腐烂后，才会释放出来。为了适应其水生环境，莲的果皮特化为角质，极为坚韧，且厚达0.5-0.6毫米，具有较强的抗压性，能对内部的种子起到极好的保护作用。另外，在果皮的表皮细胞下面，存在着一层坚固而致密的栅栏组织，能有效防止水分进入；幼果果皮气孔下面原本进行气体交换的气孔道，在果实完全成熟后，也会缩小并封闭，从而使果实变成一个密封舱。
莲的种子也因此具有了较深的物理休眠，即尽管其胚已分化完全，具有了2枚一长一短、弯折的绿色子叶和黄绿色、条状的胚芽，以及黄色、圆柱形的胚根，但在适宜的发芽条件下仍不能萌发，只有待果皮和种皮破损，水分大量进入后，才会顺利萌发。靠着果皮与种皮之间，胚与胚乳间空隙中保留的大约0.2cc的空气，以及黄白色胚乳的营养供应，莲种子的寿命就居然可达1288（±250）年，成为我国自然条件下寿命最长的种子，真是让人惊奇不已！
参考文献：
1. 杜燕，杨湘云，李涟漪，李慧. 种子故事：珍稀濒危植物种子[M]. 昆明：云南科技出版社，2020.
2. 李玉媛，郭立群，胡志浩. 云南国家重点保护野生植物[M]. 昆明：云南科技出版社，2005.
摄影：李涟漪
来源：中国科学院昆明植物研究所