兰科植物种子的奇妙世界

小山草木记

2024-09-05

《林海伦的博物学》原创系列之三十八

图文/林海伦

编辑/小山

兰科植物是一类高度进化的植物类群，就像动物界的人类一样已经是远远超越了它们的同类。从全世界的兰科种类达2万多种的数量来看，就能很好地证明兰科家族是个当下极其成功的族群。

全世界现有被子植物约226,000种，兰科一个科的种类就占比达10%，而且兰科植物都是极具观赏价值的植物种类，目前兰科植物所有种类都被列入国家二级以上的保护名录。

多花兰种子的显微放大图

为何如此发达的种类还需要我们对其进行特殊的呵护呢？种类数量位居亚军的兰科植物与位居冠军的菊科植物有许多不同之处，后者的适应性特别强，而且每一种类的种群数量往往都很大。而兰科植物由于对环境的高度依赖性，使其种群的生存能力变得十分脆弱。这类高度特化的物种虽然具有高超的智慧，变幻出让人眼花缭乱的花朵形态和传粉方式，但其对环境变化的适应性反而很差。这就很像高度繁荣的文明社会最不能持久一样，往往高度的繁荣是由多种因素的共存而出现的，一旦某一因素发生变故，整个文明的大厦就会崩坍一样。当其特定的生活环境条件发生改变时，许多兰科植物往往很快就会死亡或灭绝。因此，人为保护其生存环境成为延续某一物种的必要手段。当然，对于整个兰科家族来说，有众多的成员存在，仍然会开枝散叶发扬光大的。

斑叶兰种子放大400倍

很多兰科植物都是不显眼的小草，它们凭借着微尘般的细小种子能随气流飘飞到很远很高的地方来扩大物种的生存领地。种子变小变细的好处不仅可以避开动物的取食，同时可以节省许多营养消耗，这样其母株的体形也可以不断缩小，便于成为微小的附生植物；不利之处是种子在萌发时往往需要其它的附加条件，比如有共生菌的参与等，否则是很难长成幼苗的。

我们通常认为物种进化是该走变强变大的道路，兰科植物却是反其道而行之，兰科种子的大小已经十分接近蕨类植物的孢子大小。依我看，兰科植物是在向孢子植物的老祖宗学到这一招的，因为变大求强往往会有很大的生存风险。恐龙曾是地球上的强大霸主，后来却让位给体积较小的鸟类和哺乳动物了。兰科植物显然有自己的独到的见解和想法，从其全球植物种类数目亚军的地位来看，这确是条十分成功的道路。

见血青种子放大200倍

种子变小、植株变矮，就有更加灵活多样的生存空间，可以在岩壁、树杆上附生，也可以长在泥土中，有的是营腐生的。同时它们基因的变异性很强，性状特征一直处于变异之中（即使像春兰这样一个物种，其种内的天然变异性也是相当出名的），由此才会出现2万多种那样的巨大种类数量的状况。

兰科植物细小的种子是该科重要的特征之一，也是其特别能适应热带雨林这种树杆环境的原因（兰科主要种类分布在热带地区）。在我们这种亚热带气候带中，许多崖壁是兰科植物的重要领地，这些险要的环境别说人类无法到达，就连灵巧的野生动物也是望崖兴叹，因此可以免受动物的侵扰。所谓“自然保护”就是生物自身想出办法来保全自身的策略，而不是依靠人类的援手，人类的保护都是出于自身的目的，只有生物自己的生存策略才是最可靠的。

纤叶钗子股放大400倍

去年10月以来，我对宁波地产植物的各种类型的种子进行广泛的观察和研究，发现兰科植物的种子的确非常特殊。尽管研究的材料有限，就已经能看出兰科植物种子的部分端倪。迄今为止，在宁波境内已经发现的野生兰科植物共有47种，要采集到全部种类的果实是十分困难的，这不仅需要时间，更要靠运气的因素才能遇见它们的植株及果实。好在我常年在宁波的野外转悠，总有机会将大部分种类的果实和种子弄明白的。

今天先给大家介绍5种兰科植物的种子情况：多花兰、斑叶兰、见血青、纤叶钗子股和齿瓣石豆兰，以及鹿蹄草科的鹿蹄草和苦苣苔科的温州长蒴苣苔的种子。

多花兰

多花兰是兰属的种类，与常见的春兰（兰草）比较相近，只是花序上花朵的数量多在10个以上，花朵是没有香气的。多花兰是种只生长在崖壁环境的附生植物，在宁波的许多崖壁上都有生长。白色的种子十分细小，种子的形态如同微缩版的长米粒，直径0.1mm，长度不到1mm。

多花兰的种子与王瓜的种子对比图

将多花兰细小的种子与王瓜的种子放在一起作比较，普通常量级的王瓜种子成了巨无霸，多花兰的种子就是个微量级的种子。兰科植物的种子全部如微尘一般细小，目的就是为了能进行长距离飞行传播，而且能达到无孔不入的地步，这一点与孢子植物的孢子非常相似。

将多花兰的种子放在高倍显微镜下观察，可以看到饱满的种子中央均有高度不分化的胚，而且没有胚乳部分，种皮近乎透明，种子的质量非常轻，能像尘埃一样在空中飘浮飞行。

斑叶兰

斑叶兰是种只生长在高海拔山区的地生兰，因叶片表面具白色花斑而得名。这种兰草在宁波的高山上比较常见，由于其喜凉爽的气温条件，在低海拔区域往往无法顺利度过夏天。斑叶兰成熟的果实表面具有许多绒毛，这与其它种类的兰科植物有较大的区别。

放大400倍的斑叶兰种子

斑叶兰细小的种子呈浅棕色，长约1mm，直径不到0.05mm，与多花兰相比形体明显偏长偏瘦，质量更轻，自然更加适合长距离地飞行。在显微镜下将斑叶兰的种子放大400倍后，可见中央处高密度的部分为未分化的胚，种子的整体像条“海龙”，同样是微小的兰科种子，它们的形态又是多种多样的。

见血青

见血青是羊耳蒜属的一种地生兰，10月份是其果实成熟的时节，果皮表面光滑无毛，具有显著的棱条。

一枚蒴果内部有成千上万的种子，真的是属于不计其数的那种。细小的种子如同白色的微尘一般，让人难以想象它们竟也能长出幼苗来。如果用组培的方法来育种，一枚果实能产生巨量的种苗。兰科植物的繁殖策略是广种薄收，同时能很好避开动物的取食侵占行为，种子实在是太细小了，除了蜗牛有时会吃它们，其它动物是对其不屑一顾的。

放大400倍的见血青种子

将见血青的种子放大400倍后，可见种子呈飞镖形，种皮占了很大比例，中央处的胚较小，种皮细胞空心，整体的质量和密度下降了，于是有利于种子飞行到遥远的地方。

纤叶钗子股

纤叶钗子股是种只生长在岩石或树枝上的附生兰，为我国特有植物，模式标本采自宁波，这当然是我们宁波人值得自豪的珍稀植物种类。

纤叶钗子股的成熟果实，里边有大量的深棕色细小种子，果皮内壁还有大量极细的弹射丝。现在是纤叶钗子股蒴果成熟的季节，当我剖开其果皮时，发现弹射丝开始有节奏地扭曲变形，这分明是为了将其种子弹射出去。

纤叶钗子股成熟的种子呈棕色，种子形状像微型的谷子，长度约0.2mm，直径约0.1mm，这是目前发现的植物界最短小的种子了。弹射丝直径小于0.05mm，放大100倍后可见弹射丝是个细长的纤维细胞，细胞内部空心，善于扭曲变形，并产生强大的弹射力。

纤叶钗子股种子和弹射丝放大200倍

放大400倍后可见其轮廓形状像个台湾岛

放大1000倍

种子经透化后，放大1000倍观察，可见种皮细胞的长度与种子相近，种皮细胞壁很薄，因此种子的总体质量还是相当轻的，加上弹射丝的助推作用，微尘般的种子就能随风飘飞到任何它们想去的地方，所以说它们个个都是超级小飞侠。

纤叶钗子股弹射丝的扭曲弹射视频

弹射丝有节奏地弹射出细小的种子