種子都能這么卷？自帶“馬達”和“鉆頭”，制定“優(yōu)先萌發(fā)”策略......

我們都知道，在荒漠里植物生長很困難。為了適應(yīng)干旱，植物們練就了高超的本領(lǐng)，牻（máng）牛兒苗無疑是其中的佼佼者。在我國西部的荒漠中，牻牛兒苗是很重要的植物，它的種子自帶“馬達”和“鉆頭”，可以鉆入地下，當(dāng)環(huán)境適宜時再發(fā)芽生長，將荒漠變?yōu)榫G洲，因此牻牛兒苗被稱為“荒漠強者”。

來源丨中國植物圖像庫 朱仁斌攝

(資料圖片)

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長相“平平無奇”的牻牛兒苗牻牛兒苗科牻牛兒苗屬（Erodium）是春季開花的矮小植物，約有74種。牻牛兒苗的葉子對生，二回羽狀深裂?；ǘ漭^小，聚成小傘狀排列；花色多為紫紅色，每朵花有5枚花瓣，5個萼片，每個萼片有一短芒。

芹葉牻牛兒苗（E. cicutarium）

來源｜維基百科

這樣看來，牻牛兒苗并無特殊之處，而當(dāng)花謝成果時，它開始華麗“變身”了?；ㄖx后，具有五個分果的蒴果形成，長約4 cm。果實最明顯的特征就是具有像鷺嘴一樣的“長喙”，而牻牛兒苗屬的屬名Erodium意即指鷺。

來源丨中國植物圖像庫 朱強攝

文章開頭提到的生長在沙漠、干旱戈壁中的牻牛兒苗屬植物是尖喙?fàn)脚好纾‥rodium oxyrhinchum），主要分布在我國的新疆北部和喀什地區(qū)。其果實有長達7～9厘米的喙，成熟裂開后呈羽毛狀。尖喙?fàn)脚好绲纳L期很短，會在夏季干熱氣候來臨前，利用早春雨水或積雪融水快速地生長，完成生命周期，因此屬于特殊的植物類型——短命植物。

尖喙?fàn)脚好绲墓麑?/p>

來源｜新疆植物學(xué)會

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牻牛兒苗種子怎么鉆地的？

為了完成使命，牻牛兒苗進化出了獨特的種子傳播機制——爆炸性傳播。果實成熟后，會裂成5個分果，且分果的喙部向上扭轉(zhuǎn)，呈螺旋狀卷曲。這個螺旋狀且有毛的附屬物，稱之為芒，上面分布的毛具有吸水性。當(dāng)果實干燥后，在壓力的作用下芒突然分離從而將種子拋到母株之外。這種傳播方式能將種子散布到更遠的地方，以開拓和占領(lǐng)更多的領(lǐng)地。

牻牛兒苗果實開裂的方式

來源｜《神奇的種子世界》攝影/李漣漪

當(dāng)種子落到地面上，環(huán)境的干濕變化會使芒在潮濕時伸直，在干燥時變回螺旋形，這個變化過程會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的機械力，從而將種子推入地下，好似種子有一個“鉆頭”，將自己埋藏到一個更濕潤安全的環(huán)境，伺機萌發(fā)。

芹葉牻牛兒苗發(fā)射種子、種子鉆入地下的示意圖

來源｜《The mechanics of explosive dispersal and self-burial in the seeds of the filaree, Erodium cicutarium (Geraniaceae)》

科學(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn)，在纏繞過程中，芒經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的形狀變化。首先出現(xiàn)了一個大的彎曲，然后形成了一個松散的線圈，隨著更多的線圈向種子那端延伸，該線圈慢慢收緊。**在沙質(zhì)土壤上，伸直、纏繞的反復(fù)運動允許種子頭在表面上移動，并隨機地扎入縫隙中。**經(jīng)過幾次濕潤和干燥的條件變化后，一些種子就會被完全掩埋。

浸泡的芒被放置在聚合物粘土上，隨著環(huán)境變干燥，芒的纏繞形狀發(fā)生了變化。

來源｜《The mechanics of explosive dispersal and self-burial in the seeds of the filaree, Erodium cicutarium (Geraniaceae)》

牻牛兒苗的種子之所以要“鉆地”，是為了提高它們發(fā)芽和存活的機會。將種子埋在土壤中，避免了被風(fēng)帶到不利的環(huán)境中或被動物取食，這顯示了它對干旱環(huán)境的適應(yīng)能力。沙漠里的尖喙?fàn)脚好?，將種子深深鉆入土壤，既是為了尋找濕潤的環(huán)境，也避免了巨大的晝夜溫差帶來的傷害。

沙漠地區(qū)的尖喙?fàn)脚好?/p>

來源｜《神奇的種子世界》攝影/亞吉東

為了應(yīng)對嚴苛的環(huán)境，盡可能擴大家族勢力，尖喙?fàn)脚好邕€制定出了“優(yōu)先萌發(fā)”的繁殖策略。種子如果多年未萌發(fā)，在有機物消耗殆盡之后會失去活性。于是，年老的種子會優(yōu)先萌發(fā)生長，而青壯年時期的種子將繼續(xù)等待，擇機而出，這樣有利于維持種子庫的穩(wěn)定?？茖W(xué)實驗也證實了這一現(xiàn)象，在相同的環(huán)境下，新鮮的種子不易萌發(fā)，而老種子的萌發(fā)率非常高。

牻牛兒苗看似柔弱，卻十分頑強，為了不斷繁衍壯大，其種子進化出了與眾不同的傳播本領(lǐng)，向我們展示了生命最原始的本能和生命力的強大。

標(biāo)簽： 中國植物圖像庫 種子散布