本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
许多人对兰花很着迷,兰花是花卉奢华的顶峰,或者接近顶峰。它们的植物花朵如此强大,以至于可以产生近乎痴迷的欲望。另一方面,它们的种子则让人不屑一顾。植物学家和爱好者都嘲笑它们为“灰尘种子”。很少有人费心仔细观察它们。
在过去的四十年里,一个德国科学家团队终于这样做了。四年前,他们发表了第一部兰花种子专著,其中记录了它们朴素的美丽和有时令人惊讶的复杂性,并配有数千张扫描电子显微照片。他们的发现表明,兰花种子并不像它们的大小所暗示的那样完全无趣。
即使是最简单和最小的种子也具有美丽的纹理气球状外壳,它将微小的胚胎隐藏在充满空气的腔室中
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特殊的扫描电子显微镜技术揭示了充满空气的内部和简单的胚胎。来源:Barthlott 等人,2014
构成种皮的细胞非常小,你可以看到(并数数!)它们。它们之间的脊可以赋予种子雕塑般的外观。

一种名为香草的兰花是香草提取物和香草“豆”的来源。香草及其同类的种子具有扁平的叶片,可以帮助它们像枫树种子的翅膀一样在风中飘走。

Epistephium parviflorum的种子,一种香草的近亲。来源:Barthlott 等人,2014
当你吃香草冰淇淋时,你吃的东西就类似于这种东西。这些是微小的黑色斑点。
另一种物种,Microcoelia obovata,产生覆盖着微小钩子的种子。它们的目的是在新枝的树皮上找到一个家,这是附生植物的首选家园。

Microcoelia obovata的种皮。来源:Barthlott 等人,2014
但是兰花Chiloschista lunifera已经将这种策略发挥到了极致。

Chiloschista lunifera。来源:Barthlott 等人,2014
种子一端的种皮细胞具有螺旋状的壁增厚。当被弄湿时,它们会展开成一团乱麻,其作用与Microcoelia上的钩子相同。
Chiloschista之所以有趣,还有另一个原因。尽管它的种子很精细,但植物本身却选择放弃植物最基本的器官:叶子。它是一捆绿色的茎状气生根,奇迹般地长出黄色的花朵。

这株兰花由狡猾的鞭子(Snidely Whiplash)带来。来源:Naoki Takebayashi Flickr(CC-BY-SA 2.0)
那么,为什么兰花种子如此微小?回答这个问题需要简要介绍一下植物的非常规繁殖系统。
兰花以其精心雕刻、色彩鲜艳和香味浓郁的花朵而闻名(尽管我喜欢兰花,但浮华是我脑海中浮现的词),并且对另类的植物生活方式(例如放弃叶子和生活在树上)很感兴趣。
其中一种另类是被称为“彩票授粉”的繁殖系统。彩票中的大奖是一个叫做花粉块的包裹。花粉块是植物等同于动物精荚的东西——一大包精子,或者在兰花的情况下是花粉(由于花粉产生精子,我认为这只是一个细微的区别。)

用箭头指示的花粉块。内容物由,呃,方便会聚的形状指示。来源:Esculapio 维基媒体(CC BY-SA 3.0)
当传粉者访问兰花时,花粉块已经进化为分离并粘在它们身上,通常会产生滑稽的结果。

如果一切按计划进行,传粉者将访问同一物种的另一株兰花。花粉块将粘附到这朵花战略性放置的柱头上。然后,花粉块中塞满的所有花粉将为新兰花果实内部的数千个等待受精的卵子受精。你要么大赢,要么什么也赢不到。
由于这种系统,一些兰花将等待很长时间才能发生受精,因此,它们的未受精花朵是业界持续时间最长的花朵之一。它们可以保持新鲜长达一个月或更长时间,这也是它们作为盆栽植物如此珍贵的原因之一。
在某些方面,兰花就像鲑鱼:它会产生大量后代,而对任何一个后代投入都不多。结果是微小的种子。大多数种子的宽度都小于一毫米,有些种子则像最大的真菌孢子一样小——只有 100 微米宽。
内部也很简陋。种子是植物胚胎,并配有称为胚乳的食物护理包,以帮助胚胎开始生长。在小麦和玉米等植物中,胚乳会保留在成熟的种子中,并且是白面的来源。(全麦面粉还包括高纤维的种皮,或麸皮,以及营养丰富的植物胚胎,或胚芽)。
兰花种子几乎总是缺乏胚乳。孩子,你没有午餐。相反,种子必须找到一种特殊真菌与之合作并使其发芽,正是这种真菌为幼年兰花提供启动食物。
此外,当里面的胚胎只有几个细胞大时,母株会将种子从巢中踢出去。在其他种子中,胚胎通常发育良好,你可以看到其中微小的成植物版本,就像任何看过花生内部的人所注意到的那样。兰花胚胎是微小的斑点。
因此,兰花种子就像一个破产的扑克玩家一样被剥得一干二净。这里有一个胚胎。这里有一层种皮。仅此而已。但这并不意味着它们不有趣、不漂亮,或者无助。它们拥有完成工作所需的一切。
参考文献