種子是被子植物和裸子植物所特有的繁殖體。當胚珠經過傳粉受精之后,就形成了種子。種子的形成給幼小的孢子體胚珠創造了一個保護所,并且像哺乳動物的胎兒那樣能夠從中獲取充足的養料。
種子為什么會“休眠”
秋天是一個收獲的季節,許多植物的果實和種子都成熟了。可是在秋天之后,嚴寒逐漸降臨,過低的溫度不利于植物的生長,種子也必須通過休眠來對抗惡劣的環境。當然,能夠導致種子休眠的不僅僅是嚴寒,也可能是酷熱、干旱等等。這也是種子在進化過程中形成的適應性,有利于維持物種的繁衍。除了這些原因,有的種子種皮過厚,既不通氣也不透水,由于無法吸水,也無法進行正常的萌芽期,比如刺槐或羽扇豆的種子;有的種子胚沒有發育成熟,也會出現“休眠”的情況,比如銀杏、蘭花等;還有一些種子胚雖然發育成熟,可是生理上并沒有完全成熟,所以必須經過后熟期才能發芽,比如菊花、矮牽牛等。
不同的植物種子,休眠期也是不一樣的。有的種子沒有休眠期,而有的種子的休眠期卻在一年以上。總之,成熟后的種子只要在合適的條件下就會萌芽,比如一些水稻品種,如果沒有收割及時,又遇到高溫和陰雨天氣,那么即使種子還在稻穗上也會發芽的。
根據人們生產生活的需要,科學家已經找到了人為打破種子休眠的方法,比如層積法、濕潤低溫沙藏等物理方法,以及利用植物激素處理種子的化學方法等。通過這些方法,人們可以打破種子的“休眠”期,讓種子更快更好地萌芽。
(種子)
喚醒種子的“力量”
植物繁衍后代的最重要環節便是種子的萌發。如果周圍的環境過于惡劣而不適宜生長,植物就會以種子的形式保存自己,在遇到相對適宜的環境時,再萌芽進入新的生命周期。那么,是什么喚醒了休眠的種子,讓它們知道可以發芽和生長了呢?
喚醒休眠的種子必須要滿足四個條件:充足的水分和氧氣,適宜的溫度和亮度。
水分:處于生長期的植物,尤其是草本植物,其含水量可以達到體重的90%以上,而休眠的種子含水量卻特別少,一般都在10%以下。所以,只有當種子吸取了充足的水分,并且達到了一定的含水量之后才能夠萌芽。
氧氣:種子萌芽的過程會消耗大量的能量,這些能量一般來源于種子內部存儲的養料的氧化,所以種子萌芽必須需要充足的氧氣。一般植物的種子萌芽,要求空氣中的含氧量要達到10%以下,如果低于5%就無法萌芽。
溫度:種子萌芽必須要有適宜的溫度,而這個適宜度也比較寬泛,通常都在10~30℃之間。當然,最適宜的溫度完全取決于植物長期生存的環境,比如溫帶植物種子的萌芽溫度就要比熱帶或亞熱帶植物種子低。
光亮:有的種子對于亮度的要求也特別高,比如番茄和洋蔥的種子萌芽,見光就會受到抑制,被稱為“厭光種子” ;而煙草等植物種子萌芽則需要光,所以被稱為“需光種子”。
在知道喚醒種子的“力量”之后,就能夠通過人為的制造個干燥、低溫、缺氧和黑暗的環境,讓種子長期處于休眠狀態。
(種子萌芽)
沉睡千年的古蓮子
在新中國剛剛建立之時,遼寧省蘭店泡子附近的村民在泥炭中挖出了一些蓮子,這一區域很多年都沒有人種過荷花了,為什么會挖出蓮子呢?
經過專家的鑒定,證實這些蓮子已經在泥炭中“沉睡”了千年之久,它竟然是唐朝或者宋朝的蓮子。這個消息一時間便傳開了,大家都想知道這些蓮子還能夠發芽嗎?1951年,專家將古蓮子種了下去。1953年夏天,它們真的開出了粉紅色的荷花,看起來那樣明媚動人。
人們都很好奇,為什么古蓮子的生命能夠延續千年呢?原來,蓮子的表面十分堅實,幾乎是不透水的。另外,在泥炭層中,氧的含量特別少,加上當地的氣溫低、雨水少,所以缺乏蓮子萌芽的基本條件。在這樣的“惡劣”環境中,古蓮子就只好在地下“沉睡”了。
(千年古蓮子)
本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創 轉載時務請注明出處
更多精彩內容,敬請關注科學原理一點通官方微信公眾平臺(ID:kxylydt)