生命的时间胶囊,种子

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装载着饱含心意的物品和回忆,经过漫长时间后再打开的时间胶囊。最初的时间胶囊是1939年纽约万国博览会时埋下的,预计将在5000年后的6939年开启。

在万物之中,也有能经得起长久的磨难,孕育生命的时间胶囊,那就是种子。最古老的时间胶囊还不到100年,而在以色列发现的某些棕树种子却经过2000多年的岁月发芽。这些坚固植物的种子是如何形成的呢?

被子植物是植物中种类最多的一类,它们通过花粉与胚珠的结合来形成种子。与动物不同,不能移动的植物依赖水、风、昆虫、鸟类等的帮助,将成熟的花粉转移到另一朵花的雌蕊上。

花粉已经停留在了雌蕊的柱头上,但与胚珠之间的距离依然很远。因此,花粉会形成一根长长的花粉管。当花粉管到达胚珠时,花粉中的核心会沿着花粉管下行,与胚珠结合进行受精。这样,花朵很快就会凋谢,植物则准备好释放种子。

由此产生的种子中,世界上最大的种子是‘海椰子’(Coco de mer)。‘海椰子’这个名字是因为它的果子会漂浮在海面上,最终被冲上沙滩。也被称为塞舌尔椰子的海椰子种子,大小如同篮球,重量达到20公斤。而最小的兰科植物种子则重达十万分之一克,像尘埃一样小且轻。

不同种类的植物种子略有不同,但一般来说,种子由胚胎、为发芽提供营养的胚乳和保护种子的外壳组成。种子看起来像是一个含着奶瓶、在摇篮中安静入睡的婴儿。与人类在母亲怀抱中享受长时间的照顾不同,植物则需要早早与母体分离,立即从母亲的怀抱中接受爱,踏入这个世界。

大多数从母体掉落的种子不会在一定时间内发芽,而是进入休眠状态。这就是种子的休眠。秋天掉落的种子如果立即发芽,就无法抵挡即将到来的冬天,会被冻死,因此它们会等待适宜的环境。种子会等待适合的环境,当季节、气温和土壤湿度适宜时,它们便会发芽。休眠中的种子可能需要经过温度变化等生理成熟过程,也可能含有抑制发芽的物质,或者外壳坚硬,无法吸水。

对于种植作物的农民来说,种子能够快速而均匀地发芽是理想的。因此,农民通过改变环境来唤醒沉睡的种子。这是人为地告诉种子,发芽的时机已经到了。有时将种子与湿沙混合埋入土中,或在冰箱或冷冻室中保存一段时间,使种子感受到温度变化。对于那些外壳过于坚硬的种子(尽管对种子来说这种做法可能过于苛刻)也可以将种子与沙子混合后放入研钵中捣碎,给外壳造成伤害,或者用浓硫酸等化学药品溶解外壳。另外,也可以使用液态空气进行-190°C的低温处理,或者在超过100°C的高温中短暂存放,以使抑制发芽的物质失去活性。

在发芽之前,种子的水分含量不到5%,代谢反应非常缓慢。干燥的种子看起来毫无生命迹象,几乎像死了一样。然而,一旦种子吸水,它便会膨胀,外壳破裂,开始为发芽做准备。水是种子发芽的必要条件。种子根据种类的不同,需要在特定的温度下发芽。发芽中的种子尚不能进行光合作用,只能像动物一样进行呼吸,因此必须供给足够的氧气。像生菜、无花果等特殊种子需要光照才能发芽,而黄瓜、番茄等则在没有光照的情况下发芽。种子在适当的水分、温度、氧气和光照条件下,才能顺利发芽。

利用这些种子的特性,联合国粮食及农业组织(FAO)在北极圈的斯瓦尔巴群岛的一座岛屿地下建造并运营着国际种子库。这个种子库是为了应对未来气候变化等全球性灾难而建立的,因此也被称为‘末日种子库’或‘现代版诺亚方舟’。目前,全球各国已拥有约1400个长期和短期储存种子的种子库。

小小的种子看起来真的非常微小而脆弱。然而,能挺过寒冷而严酷的冬季,一旦发芽,隐藏在种子中的强大力量就会显现出来。就像曾经有故事说到,因为储存的稻谷发芽,木箱被裂开,或者储藏的粮食发芽导致储藏室被毁一样,开始发芽的种子力量,远比我们想象的要强大得多。

开始发芽后,胚胎以胚乳为营养来源生长。由于没有进行光合作用的叶子,胚胎只能进行呼吸,无法自行生产营养。随着胚胎的成长,种子中的营养逐渐减少。然而,当嫩黄的子叶长出并开始产生绿色的叶绿素时,植物开始进行光合作用,根部也逐渐获得力量,能够直接吸收营养。曾经微小的种子开始逐渐变得像母体植物。

在美国加利福尼亚州,生活着地球上最大的生物之一。那就是被称为‘谢尔曼将军(General Sherman)’的树——巨型红杉。以南北战争时期的将军命名的这棵树,高度达约83米,树干的周长约31米。即使是比六架喷气式飞机还大的谢尔曼将军,也是在2000年前从仅为6000分之一克的小种子开始的。现在我们看到的书本,甚至坐的木椅,都是从一个微小的种子开始的。

看似死的种子从漫长的沉睡中苏醒,发芽、开花,最终长成巨大的树木,这是一件令人惊奇和神奇的事情。就像随着岁月流逝依然保留着过去物品的时间胶囊一样,种子里蕴藏着即使经历了漫长时光也不灭的生命火种。藏在小小种子里的生命奥秘,真是令人感叹其深奥。

参考
《植物生理学》(威廉·霍普金斯著)
《种子的自然史》(乔纳森·西尔弗敦著)