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男根与肥臀:海椰子种子为什么长那么大?

已有 512 次阅读 2017-10-19 17:03 |系统分类:科普集锦|关键词:海椰子 巨型种子 海岛生物 棕榈科



海椰子:世界上最大的种子,外形很像个大屁股

在西双版纳热带植物园博物馆中,有一个个头很大,外形很像屁股的种子,异常吸引众人目光。这就是海椰子,与椰子一样,这也是棕榈科植物的种子。海椰子产自印度洋西南部的岛屿塞舌尔,所以也称之为“塞舌尔椰子”,是塞舌尔岛屿上的特有植物,也是塞舌尔的国宝。

海椰子最早发现于马尔代夫的海边,因此植物学家以马尔代夫命名它,将其学名命名为马尔代夫椰子(Lodoicea maldivica),而非塞舌尔椰子。直到 1743年,法国探险家才在塞舌尔群岛发现了海椰子的活体植株。原来它和椰子长在海边不同,海椰子是生长在陆地上的一种巨大的棕榈。




海椰子植株、果实和种子

海椰子的植株高大,树高可达32m,生长在营养贫瘠的海岛上,但最长的叶子,最长达10m,宽4.5m,海椰子雌雄异株,20-40年才能开花结果。海椰子是塞舌尔群岛特有物种,现在仅存4000株左右,已被列入珍惜濒危物种。虽然海椰子受到塞舌尔的保护,但由于分布仅局限于几个海岛,且种子散布能力有限,还偶有火灾威胁,因此仍需更加严格的管护。




海椰子“男根”状的雄性花序和“女臀”状的种子

海椰子还被认为是“最让人脸红”的植物。海椰子为雌雄异株植物,海椰子雄树的花序像一个巨大的“男根”,雌树的种子则像一个丰满的“女臀”。一些生活在海岛上的人迷信地认为,它的种子可以壮阳。



海椰子雌雄植株奇特的形状,吸引无数游客眼球

同样“邪恶”的是,海椰子种子萌发之后,它的胚芽同样看起来像一条巨大的“男根”。




萌芽之后的海椰子,其胚芽也很“邪恶”

海椰子还是世界上最大的种子,单粒种子重量最大可达42公斤。海椰子种子内含胚乳,早期呈胶质状态,后逐渐变硬,硬度堪比象牙。从“海椰子”这一名字上,人们很容易认为,海椰子种子和椰子一样,是依靠洋流散布的。后来发现,海椰子种子成熟后,密度很大,放进水中之后就会沉入水底,根本无法漂在海水中。显然,海椰子并非海水散布的植物。

海椰子靠什么散布种子,保持种群呢。研究发现,海椰子生活的土壤营养非常贫瘠。那么进一步的问题来了。海椰子既然生长在贫瘠的土壤上,那么它为什么要长出世界上最长的叶子,结出世界上最大的种子?




海椰子是世界上最大的种子,单粒种子最重达40多公斤

海椰子为何进化出巨型种子?这个问题一直困扰着科学家。事实上,不仅海椰子,世界上还存在一些其它巨型生物。如加拉帕斯群岛的巨龟,马达加斯加灭绝了的象鸟,毛里求斯灭绝了的渡渡鸟等。这些生物无疑大多都生活在海岛上,孤悬大海的岛屿倾向于进化出巨大的生物。科学家把这个现象称之为海岛生物巨型化(Island Gigantism),海椰子就是其中之一。

一方面,海椰子巨大的种子源于海岛封闭的进化环境。海椰子由于生长在海岛上,种子不具备漂浮的特征,无法通过海洋散布种子。岛屿封闭的生态环境,缺乏动态的竞争环境,所以倾向于进化成较大的个体。海椰子的竞争对手不多,主要就是周围一些熟悉的对手,以及岛上的自己的兄弟姐妹。为了在同类竞争中胜出,因此海椰子把大量的能量投入到种子之上,以便让自己的种子赢在起跑线上,在萌发和小苗阶段能够胜出。

另一方面,海椰子具有高效的营养回收利用能力。爱丁堡植物园植物学家研究发现,海椰子叶面的N和P含量只是周边邻居植物的1/3,而且在老叶片凋落之前,它会快速高效回收储存在老叶子中的氮磷,以避免营养浪费。较少的生长投入和较高的回收效率,意味着海椰子可以把更多的营养投入到果实上。

海椰子通过独特的叶子排水系统,为孩子收集养分

第三方面,海椰子具有先进的叶子结构,可为种子萌发创造良好的营养环境。海椰子的叶子呈“漏斗状”,独特的叶片系统会把叶片上的雨水,高效收集之后,通过树茎干流到根部。独特的排水系统,可以把落在叶片上的雄花、落叶、花粉、鸟粪等具有营养的一切东西,洗刷后聚拢到树干周围,把母树周围的土壤改造得很有营养。如此一来,当果子掉落在树干周围之后,父母已经为它创造了相对较为丰厚的生长环境。

孤悬大海的孤僻环境,提供了海椰子单一的进化环境;植株高效的氮磷回收利用机制,可再次利用珍贵难得的营养,也为母亲提供了为种子大量投入营养的可能;叶片独特的排水洗刷系统,进一步优化了种子萌发的土壤环境。待种子萌发之后,不仅拥有丰厚的胚乳为其提供内部营养支持,而且母亲还为其提供了优良的外部沃土,供其年少时期生长。

海椰子种子为何如此巨大? 这个问题尚未得以完全解答。以上几个解读是现在我们仅知的几个主要答案,更多的谜题仍需科学家进一步研究和解答。

至于海椰子种子为何长得那么像屁股,那么性感?那就不得而知了。还得进一步研究研究。


参考文献: Edwards, P. J., Frauke, F. D., & Kaiser-Bunbury, C. N. (2015). The nutrient economy of lodoicea maldivica, a monodominant palm producing the world's largest seed. New Phytologist,206(3), 990.

Island Gigantism https://en.wikipedia.org/wiki/Island_gigantism

注:所有图片均来自网络或文献插图




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