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数字展厅·沉浸看展
神奇的植物之旅(第1期)
种子的休眠与萌发



“神奇的植物之旅”数字展厅





一颗小小的种子,能在土壤里沉睡数年甚至数十年——沙漠中的骆驼刺种子可休眠数十年等待降雨,而莲的种子更是创造过千年后仍能萌发的奇迹。一旦遇到合适的条件,它们又能破土而出长成新植株。这看似简单的“沉睡”与“苏醒”,实则是种子在漫长进化中练就的生存本领,是植物繁衍后代的关键策略。
土壤中的生存策略

皂角

银杏种子

莴苣
种子休眠并非消极的等待,而是主动的自我保护。最常见的原因是种皮限制,比如刺槐、皂角的种子,种皮坚硬如同木质外壳,既不透水也不透气,就像给种子穿上了一层盔甲,能有效阻止水分和氧气进入,从而抑制胚的活动,避免其在不适宜的季节过早萌发。还有些种子是因为胚未成熟,比如银杏的种子,采收时胚的体积仅占胚乳的一小部分,还处于发育初期,需要在10-20℃的湿润环境中放置2-3个月,完成胚的分化和生长后熟过程,才能具备萌发能力。
另外,种子内部的化学物质也会精准调控休眠周期。莴苣种子含有较高浓度的脱落酸,这种物质会抑制胚根和胚芽的生长,只有当种子吸收水分后,脱落酸被逐渐分解,含量降低到临界值以下,种子才会解除休眠。而有些植物的种子,比如苹果、桃,在果实成熟时种子内会积累脱落酸等抑制物质,这些物质能防止种子在果实内提前萌发;当果实掉落后果皮腐烂,或经过雨水长时间冲刷、土壤微生物分解,抑制物质浓度逐渐下降,种子才会恢复萌发能力。
萌发:种子的多样苏醒密码

凤仙花种子

小麦的结构
不同植物的种子,需要不同的唤醒密码。对种皮坚硬的种子来说,物理刺激是打破休眠的关键:凤仙花的种子外壳薄而脆,经过动物踩踏、土壤摩擦或雨滴撞击后,种皮会出现细小裂纹,水分和氧气得以进入,种子随之萌发;而牡丹、芍药的种子则需要经历低温冷藏(通常0-5℃)2-3个月,即“层积处理”,这种低温环境能促使种子内抑制物质分解,同时激活促进萌发的激素,模拟冬季寒冷环境后,到次年春季才能正常发芽。
温度和光照也是唤醒种子的重要“信号”。小麦、玉米等农作物的种子属于“中温萌发型”,在20-30℃的适宜温度和充足湿度下,种子吸水膨胀,胚根突破种皮,7-10天内就能萌发成幼苗;而莴苣、烟草的种子是“喜光型”,它们的种皮内含有光敏色素,只有在光照条件下,光敏色素会发生结构变化,触发萌发相关基因表达,确保种子在土壤表层生长,避免因深埋地下缺乏光照而死亡。水生植物的萌发则依赖水分,比如莲的种子,坚硬的种皮在水中浸泡数周后会逐渐软化,水分渗透进入胚乳,为胚的生长提供条件,最终完成萌发。



