不起眼的种子背后，有多少你不知道的故事？

惠风和畅，天朗气清。一只小鸟路过一棵奇怪的树，发现了开裂果实中红红的种子，它们看起来是那么美味，于是便飞过去，美餐了一顿。这树开心一笑，我繁衍的机会又大了一些~

这树的种子有何奥秘？种子们的背后又有哪些故事？且听大院一一道来。

华盖木：我的种子是“鸟迷”

开头提到的“奇怪的树”是华盖木（Pachylarnax sinica），起源于1.4亿年前，是木兰科中最古老的单种属植物之一。它为常绿大乔木，可高达40米，是热带季风常绿阔叶林中的上层乔木。由于其树干挺直光滑，树冠巨大，形似古代帝王车驾上的伞形顶盖（如图1），故名“华盖木”。

图1 高大如华盖的植株

华盖木的果实为聚合果，成熟后为红绿色，形状为倒卵形或椭球形，由许多个小单果聚生于同一个花托上形成（如图2）。

图2 成熟的聚合果

10-11月，华盖木的果实就成熟了，这时其长椭圆形或倒卵形的小单果便会同时沿腹缝线开裂，露出黄白色的果皮内面，以及红色或橙红色的种子。在绿色树叶的衬托下，种子异常醒目，极易引起鸟儿注意，这是华盖木向鸟儿发出进食的邀请信号（如图3）。

图3 聚合果裂开，邀请鸟儿来取食种子

华盖木种子的表层是一层富含糖和脂肪的肉质种皮，为鸟儿所喜食；内层则是一层黑色致密的硬壳，能有效保护内部的胚乳和胚，使它们在经过鸟儿消化道时不会受损。更为奇特的是，华盖木的种子还会借助种脐部分一束白色的细丝离开果皮，悬垂于空中，并在微风中摇晃，以进一步增大其可见性（如图4）。该丝的存在，使华盖木的种子相较于其他科属的鸟播种子，更易被鸟儿选择和传播，从而使该物种具有更大的繁衍机会。

图4 脐部具白色、能拉长的细丝

这种细丝肉眼看上去是一根，但放到显微镜下，却能发现它其实是由几十根更细的丝组成。从起源上看，这些细丝是珠柄中壁加厚且呈螺旋状排列的维管束，当种子滑离果皮后，它们就解螺旋，如同被拉长了的弹簧一般，拉扯着种子，等待鸟儿来啄食（如图5、6）。

图5 脐部细丝由几十根更细的丝组成

图6 脐部细丝呈螺旋状

种子那么机智，为什么华盖木还会濒危呢？

从上可知，华盖木种子借鸟类进行传播的策略近乎完美，那为什么该物种还会濒危呢？

科学家通过多年研究发现，诸多内因和外因共同作用，造成了华盖木的濒危。

内因：不合时宜的生活习性，特殊的生长环境，导致了其种群的天然更新和拓殖非常困难。

• 植株通常需要生长二三十年以上才能开花结果；

• 每隔1-2年才会开花一次；

• 花枝不多，结实率也较低；

• 种子易腐烂，发芽困难；

• 生境特殊，仅生长于喀斯特地区；

• 分布区狭窄，仅分布于云南省金平、西畴和马关三县；

• 种群较小。

外因：人为破坏

• 外围环境不断受到人们的开发和利用，使其分布地沦为了“孤岛”，种子的传播和萌发受到影响；

• 华盖木的木材挺拔通直，纹理细致，具丝绢般光泽和质感，能耐腐和抗虫，为珍贵用材，因此遭到了人们的过度砍伐。

由于上述原因，目前我国华盖木的野生成株已不到50株，故被定为国家一级保护植物。为了保护该种植物，国家已在其分布区内建立了自然保护区来进行就地保护，但还需进一步组织相关单位加大其人工培育技术的研究和种源建设，加快幼苗繁育、引种栽培和原生境回归。

藏于种子中的生存智慧

种子是裸子植物和被子植物的繁殖和传播器官，在形态、结构和生理上千变万化，但每一种都有其独特的物种特性，其中蕴藏着极大的生存智慧。

前面所述的华盖木种子具有“神摇意夺”策略，而东京龙脑香（Dipterocarpus retusus）种子则“御风有术”，其种子较大，一粒就重12.8-25.8克，成熟时将从三、四十米高的植株上脱落，为了不摔伤种子，散布时它会借助顶部萼片形成的两个大翅膀（如图7），像直升飞机般缓慢降落地面，并随风飘移一段距离，以得到更多的阳光和雨露，从而保证种子安全的同时，争取到更大的长成机会。

图7 东京龙脑香种子

垂花兰（Cymbidium cochleare）生长于缺水而少营养的大树树皮或树干上，于是其另辟蹊径，进化出了小如粉尘、且结构最为简单的种子（如图8），从而使其可靠风、气流、水和鸟进行传播；同时为了解决种子萌发和小苗早期生长所需营养问题，它甚至与周围的菌根真菌发展出共生关系，让这些真菌来帮助它们从周围环境中吸取养分。

图8 垂花兰种子

缘毛红豆（Ormosia howii）种子则采取了“坑蒙拐骗”策略，通过伪装术来骗取鸟儿无  偿为其传播种子（如图9）。

图9 缘毛红豆种子

种子在进化过程中形成的这些智慧策略，保证了它们即使处于恶劣的地质和气候条件下，仍能生生不息，不断繁衍，从而为种子植物取代蕨类植物，发展为当今植物界的主体做出了重要贡献。

我国严重的植物多样性危机

尽管为了成功繁衍，种子们纷纷使出浑身解数，拿出看家本领，但是我国的植物多样性目前仍面临着严重威胁。这是因为中国是世界上人口最多的国家，过去几十年来，经济和社会发展迅速而公众保护意识淡薄，于是造成了严重的生态破坏和环境污染，以及植物资源的过度开发利用，加上全球气候变化和外来入侵植物的影响，就使我国的植物多样性正以前所未有的速度在快速丧失，据估计，目前中国高等植物中已濒危和受威胁的种类至少有4000-5000种，占到高等植物总数的15％-20％，保护形势十分严峻。这不仅会使我们的生存环境变得恶劣，还将关系到中华民族未来的生存繁衍、国防安全和可持续发展。

珍稀濒危植物是在经济、科学、文化、教育和稳定生态系统功能等方面具有重要意义，而现存数量稀少且面临灭绝危险的一类植物，是一个国家重要而不可替代的植物种质资源，其中包括了一些起源久远、近缘类群多已灭绝、目前较为孤立、进化缓慢且分布区极为狭窄的孑遗植物，如我国的苏铁（Cycas revoluta）（如图10）、银杏（Ginkgo biloba）（如图11）、水松（Glyptostrobus pensilis）（如图12）等，这些植物亟待人们的保护和研究，但令人遗憾的是至今我国珍稀濒危植物种子方面的研究还很薄弱，一些物种种子的描述甚至仍为空白。

图10 苏铁种子

图11 银杏种子

图12 水松种子

种子在植物多样性保护中的重要作用

种子不仅是植物繁衍的器官、群落更新的关键要素，还是生物多样性保护的重要媒介。由于每一粒种子都携带有该种植物完整的遗传信息，并当环境条件适合时，它便会萌发，长成新一代植物体，完成传宗接代的重任。因此，通过保存种子，人们就能达到保存该种植物资源的目的。种子库是现代植物多样性保护的重要手段和设施，具有就地保护和其他迁地保护方法无法比拟的众多优点（如图13）：

• 能有效降低就地保护中潜在的风险；

• 能较大范围地保护物种多样性；

• 能高效、长期地保存种子；

• 利用较小的空间内就能贮藏下数量巨大、种类繁多的种子；

• 维持费用较低；

• 种子的采集、保存和分发利用简单易行；

• 种子中保留了大量特殊的基因资源，可进行新作物筛选、作物改良，生态回归等，且利用起来非常方便。

图13 中国西南野生生物种质资源库冷库中保存的种子

作为生物多样性大国和《生物多样性公约》缔约国，中国政府高度重视植物多样性保护工作，除了加大就地保护外，34年来还相继建成了50多座中大型种子（质）库来保护我们国家宝贵的生物战略资源。它们为我国现有植物物种提供了一个庇护所，为未来可能灭绝的植物存下了生命的火种，也为未来开发和利用这些种质资源奠定了坚实基础。

本期我们送这本书

大院的粉丝们，你们还知道哪些植物种子的独特技能或奇妙故事？欢迎在留言区分享。

截止到5月27日中午12点，留言点赞的前3名幸运读者，大院将为你们送上这本书：《种子故事——珍稀濒危植物种子》（如图14）。本期文章部分内容正是节选自此书哟。

图14 书籍封面

《种子故事——珍稀濒危植物种子》是我国第一本有关珍稀濒危植物种子的科普读物。中国科学院昆明植物研究所的科学家们在国家大科学装置——中国西南野生生物种质资源库（点击加入大科学装置们的群聊），这个国际一流的野生植物种子保藏和研究平台上，选取了15种在物种类群、起源时间、生活环境、种子形态结构和生理特性方面具有代表性的珍稀濒危植物种子进行研究，然后通过种子智慧策略这根主线将其串连起来，讲述了它们独特的生存智慧，揭示了其濒危原因，并提出了相关保护建议。本书有助于促进人们对我国珍稀濒危植物种子的了解，使生物多样性保护意识更加深入人心。

参考文献：

[1] 杜燕，杨湘云，李涟漪等.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.

[3] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志（第三十卷）[M]. 北京：科学出版社，1996.

[4] 田昆，张国学，程小放等. 木兰科濒危植物华盖木的生境脆弱性[J]. 云南植物研究，2003,25（5）：551-556.

[5] Ye Chen, Gao Chen, Jing Yang, et al. Reproductive biology of Magnolia sinica (Magnoliaecea), a threatened species with extremely small populations in Yunnan, China[J]. Plant Diversity, 2016, 38: 253-258. 

图片来源：李涟漪、李慧

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