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太图之声(第1253期)▏馆员讲书《植物塑造的人类史》3-种子是巨大的能源库

2023年02月08日 10:15:25



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编辑撰稿人

郝雨欣

太原市图书馆多媒体服务部馆员


播讲人

范雨琦

太原市图书馆多媒体服务部馆员


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3-种子是巨大的能源库

 

作为植物的下一代,种子是个富含营养的部位,毕竟种子要远行,带上必要的营养物质对于长时间休眠,还有未来的萌发都大有好处。当然,也有一些植物不走寻常路,比如说兰科植物。兰科植物的果实都不大,但小小的果荚中却藏着几万、十几万甚至上百万颗种子。这些种子细如尘土,长度一般在0.05-6毫米,宽度在0.01-0.9毫米,很多比人的头发丝(0.08毫米)还细。种子的外种皮内部具有许多充满空气的腔室,进一步减轻了重量。

毫无疑问,抛除种子中的营养储备之后,兰科植物就可以用有限的资源生产出更多的种子。同时,个头细小的种子也会具有一些独到的优势。凭借轻巧的身材,兰花种子一出果荚就可以搭上风这趟免费班车,飘荡到离母株很远的地方。为了具备抵抗恶劣环境的能力,种子的外围包裹了一层致密的细胞,可以防止水分快速渗透。这样,在从“风力班车”下来之后,种子还可以借助水流、动物皮毛“走”到更远的地方。

虽然兰科植物方便传播,但却是以牺牲营养储备为代价的。它们太细小,以至于没有空间来容纳胚乳或子叶这类储藏营养的结构。如此一来,种子们只能自谋生路。它们施展手段,跟真菌拉上了关系,在种子萌芽时依靠消化真菌的菌丝为自身生长提供营养。

兰花可以说是植物圈里最特立独行的植物,其他植物大多没有选择如此激进的策略。毕竟这种赌徒行为的结果很可能是满盘皆输。绝大多数种子植物还是会给自己的种子带来足够的营养。

在种子植物中,胚乳和子叶是植物储存营养的两个关键结构。子叶的数量通常是作为植物分类的重要标准,有一对子叶的就是双子叶植物,而只有一片子叶的就是单子叶植物。

在中国人的生活中,最熟悉的植物子叶就是大豆的子叶了。在完全干燥的时候,豆子的细胞像个小圆球。在吸饱了水分之后,就像压缩毛巾那样展开了,那是因为子叶的细胞在吸水膨胀之后从标准的圆形变成了长圆形。绝大多数双子叶植物种子都会将子叶作为储存能量的仓库,淀粉、脂肪、蛋白质,这些在种子发芽过程中需要的物质,通通都塞了进去。子叶的工作并不仅止于此,在植物萌发之后它们仍然会继续发挥余热,为幼苗制造食物。在接触阳光之后大豆子叶会变成绿色吸收太阳光,进行光合作用。不过,制造能量并不是子叶的专长,很快就会有真正的叶子来接替它们的工作了,那些叶子就叫作真叶了。

在我们平常接触的食物当中,蚕豆、豌豆、芸豆都是典型的双子叶植物的种子,它们肥厚的豆瓣就能确定它们的身份。

当然,与双子叶植物发达的子叶不同,单子叶植物的子叶很难被人发现。在小麦、水稻、玉米的籽粒中我们都没有见过像豆瓣那样的结构,因为单子叶植物的子叶已经简化成只有数层细胞构成的薄膜,而它们的使命也不再是储存养料,而是充当了养分转运站的角色。那些储藏在胚乳中的营养,会通过子叶转运,供应给发育的胚。而胚乳就是这些植物真正的营养仓库,我们在吃玉米的时候,打开玉米粒的外皮玉米籽粒会分成两个部分——一小片像月牙的东西和一个像牙齿的硬块,这个“月牙”就是胚,而这个硬块就是胚乳了。通常来说,禾本科植物的胚乳中储存了大量淀粉和少量的蛋白质。

看起来不管是植物的子叶,还是胚乳,这些都是人类祖先完美的能量来源。但是,事实却并非这么简单。

对于人类祖先而言,不管是非洲的高粱、亚洲的水稻,还是美洲的玉米,没有一个是善茬儿。植物的种子之所以长这么硬,其实是想跟动物搞点暧昧的关系。

在生物界存在完全不同的繁殖对策,有的像海椰子那样,一次只结少少的种子,给种子多多的营养,这种繁殖策略是K对策,也叫质量对策。虽然种子少,但是成活率极高。海椰子的种子可以重达15千克,相当于一个3岁小朋友的体重。其中的营养物质足以让幼苗很好地生长,同时,海椰子的坚硬外壳也让缺乏工具的动物头疼,并不会是一个好的食物。

而高粱、小麦、狗尾草这样的植物走了另外一条路线,就是以数量取胜,先填饱动物的肚子,再伺机传播后代,这种繁殖策略叫R对策,也叫数量对策。就是用数量来取胜,一个高粱穗上有上千粒种子,而一株狗尾巴草可以产生的种子数量高达8万粒。即便被动物吃下了一部分种子,总有一些种子会幸存下来。

可能有朋友会问,为什么不在种子里面放毒,这样动物不就不会伤害种子了吗?诚然,在蓖麻、巴豆、海红豆这样的种子里都有毒素,甚至连苹果的种子里面都有毒素,但是这并不是一个轻松的选择。因为生产毒素也需要消耗极大的能量和营养物质,对植物来说未必是个好选择。

况且,对高粱这样的植物来说,它们的心态很矛盾,希望依赖动物的肠胃和粪便帮它们走向世界,又不希望全部葬身五脏庙之内。好在这种选择了R对策的生物会用生命努力繁殖,数量压倒一切,吃吃吃,总有吃不完的时候。

但是,即便是选择填饱动物肚子的植物,也并非好惹的善茬儿。

水稻种子的营养似乎唾手可得,但是事情并没有想象的那么简单。要想获得稻子的营养,首先要做的就是去掉稻子的外壳。

今天,我们饭碗里的米粒儿已经是不完整的水稻籽粒。要找一个完整的水稻籽粒,其实也不难,超市和菜市场里出售的紫米就是完整的水稻籽粒。我们喝紫米粥时,会感觉到紫米有稍硬的外壳,那就是水稻的果皮和种皮结合体了。因为给紫米上色的花青素都分布在果皮之上,所以我们吃紫米的时候都是带皮吃的。如果把这层皮脱掉,那紫米就同普通的大米没啥两样了。我们可以尝试把紫米粒用水稍稍浸湿,耐心把这层外皮剥掉,在米粒的一端就会发现一个颜色有差别的乳白色白点,那才是水稻籽粒真正的核心——胚,它们将来会长成水稻的身体。

只不过,对于普通大米而言,果皮和胚都会影响吃米饭的口感,所以在加工的时候都去掉了。我们吃的就是精米,现在有人又说我们该吃点糙米,因为果皮上还有很多维生素,比如维生素B2,缺乏这种维生素可能会得脚气病。不过在食物种类丰富的今天,我们完全可以从其他蔬菜和肉类中得到。能尽情开心地享用一碗香喷喷的精致大米饭。大概是我们这些现代人才有的好运气吧。




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