出品：科普中国
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回想一下，你见过最大的种子是什么？是大豆种子？玉米种子？
其实，世界上最大的种子，比人类的脑袋还要大哦！
△（图片来源：微博）
在塞舌尔普拉兰岛及库瑞岛，有一种当地特有的棕榈——海椰子(Lodoicea maldivica)，它的种子直径可达50厘米，单个重量达15千克，当之无愧是目前世界上已发现的最大的种子。
而最小的种子——斑叶兰（Goodyera schlechtendaliana Rchb. f.）种子同样令人惊奇，1亿粒斑叶兰的种子才只有50克。
△海椰子的种子（图片来源：net.1nongjing.com）
△斑叶兰的种子（图片来源：Wolfgang Stuppy）
大千世界，形形色色，无论是动物还是植物，都有属于自己的style。
作为植物生命历程的一个重要阶段，植物的“种子”也具有丰富的特性。除了刚刚提到的大小各异，种子从落地到萌发这个过程，同样也会有完全不同的“经历”。不同的种子，它们的休眠时长、萌发条件、种子寿命都是不一样的，下面就让我们一探种子发芽的秘密吧！
为什么有的种子要“睡”那么久？
我们都知道，青蛙、蛇等动物在冬天的时候会进行冬眠，而植物的种子在萌发之前，同样具有“冬眠”的习性——休眠。种子萌发需要适宜的光照、温度、水分等条件，但有些种子也是很任性的，并非条件适宜就一定会萌发。
举个例子，甘草是生长在沙漠中的一种植物，它的种子萌发就对水有着特别的要求。并非下一次雨，周围的水分足够了，甘草种子就会立刻萌发，它有自己的“判断标准”。实验表明，最适宜甘草萌发的土壤含水量为20%，而该条件需要保持3.5天才可以。那甘草种子是如何判断周围的环境已经达到了这种条件呢？
答案在于它的种皮。甘草种子的种皮结构致密，透水透气性差，只有较长时间处于湿润的环境中，水分才能进入种子内部，从而触发萌发机制，这也是为了保障娇嫩的幼苗有足够的水分成长。
像甘草这种因为种皮的作用，阻碍了水分、空气的吸收而引起的休眠就是“种皮休眠”。有类似休眠习性的还有黄芪、合欢、芡实等。
△水分对甘草种子萌发的影响（图片来源：论文截图，参考文献2）
△甘草种子 (图片来源：veer图库）
讲完了对“水”敏感的种子，接下来让我们看看对“温度”敏感的种子，就以黄连种子来举例吧。
黄连种子落地的时候，它的种胚还是“未成年”状态，处于原胚状，需要通过几个月低于5℃的低温环境的历练，完成形态后熟和生理后熟，才能真正完成发育，变成一颗真正成熟的种子。
黄连种子的这个特殊要求可以保证种子不会在秋天落地后就开始萌发，而是一定要经历过低温的冬季后才会在来年春天适宜的温度环境下萌发，毕竟种子比新生的幼苗更容易度过难熬的冬天，这也是黄连适应四季轮换所进化出来的特性。
这种因为胚未完全分化引起的休眠称为“胚休眠”，拥有类似休眠习性的还有牡丹、芍药、北沙参等。
在实际的农作物生产中，农民们往往会将脱粒后的种子立即埋进湿润的细沙里面，放到低温条件下贮藏1-3个月，这期间种子中的抑制物质ABA（脱落酸）含量下降，而GA（赤霉素）和CTK（细胞分裂素）的含量增加，进而打破种子的胚休眠而发芽。
此外，有些植物还会同时进行种皮休眠和胚休眠，这种休眠叫综合休眠。比如野山楂就因为休眠期长而成为令人们头疼的“萌发困难户”。
以前人们为了让山楂种子快点萌发，不仅需要机械裂壳，还需要在3~5℃的环境下冷藏9个月才能打破休眠，这个流程十分耗时耗力。经过专家们的不懈努力，改进工艺，发明了先用浓硫酸溶液进行酸蚀处理，再进行低温层积处理，可以有效缩短休眠期至3个月内的办法，大大缩短了山楂的育苗周期，成功摘掉困难户的帽子。
△山楂的种子（图片来源：veer图库）
“睡”醒以后，想要发芽也不容易
种子要发芽成长，打破休眠仅仅是第一步，接下来还要满足萌发的条件才行。适宜的温度、水分、光照缺一不可。
就拿“萌发温度”这一条件来讲，就可以把种子分成不同的类型：
- 低温型种子：需要在低温条件下才能萌发，如甘草、大黄，最适宜的萌发温度是15℃左右；
- 中温型种子：萌发的最适温度范围是20--25℃，如枸杞、三七等种子；
- 高温型种子：最适萌发温度需要达到30℃左右，比如马鞭草、决明等种子；
- 变温型种子：这可不是个图安稳的主儿，喜欢别样的刺激生活，需要有昼夜温差，且达到一定的幅度才行，例如曼陀罗、鱼腥草等植物种子。
- 广适型种子：不是所有的植物都像上述类型这么挑剔，板蓝根、丹参等种子的发芽对温度就没有太多要求，只要温度在15-30℃之间就行，妥妥的属于好养活类型。
一般认为，种子萌发对温度有要求这种特性和产地有关。比如来自北方的种子属于低温型和变温型的就比较多，它们普遍要求全部或者有一段时间处于低温环境；而来自热带或者亚热带地区的种子就多属于高温型。
时间去哪儿了，还没好好感受年轻就老了！
没错，种子并不是“长生不老”，它们也有寿命，而且差别还很大。
生活在沙漠中的梭梭树，它的种子最短命，成熟几个小时后就失去了发芽能力，可可树的种子也只能活35小时，大多数农作物的种子在适宜的贮藏条件下可以存活1-3年。
中国目前最长寿种子的记录保持者是莲子。这是它的自我介绍：
“嗨，我是‘老莲子’，不是我针对谁，我是说，在座的各位种子，你们都是小年轻~~我的老家在辽宁省普蓝店泡子屯村，出生于五代十国时期，后经宋元明清，1952年在那个屯儿被找到时，已经1041岁了！别看我岁数大，但是元气满满，1955年夏天，我可是在北京植物园开出了粉红色的荷花哦。”
无论短寿还是长寿，种子们都需要被精心呵护才能健康成长。如何保护这些脆弱却顽强的种子们呢？不要担心，国家有办法。
中国国务院新闻办公室在今年10月8日发布了《中国的生物多样性保护》白皮书，将生物多样性保护上升为国家战略，展示了中国在生物多样性保护领域的大国担当和决心。而种子多样性的保护，是生物多样性保护中的重要一环。
△（图片来源：中国西南野生生物种质资源库）
被称为我国生物界“诺亚方舟”的中国西南野生生物种质资源库，位于昆明北郊黑龙潭中国科学院昆明植物研究所内，已经正式运营十余年。它是收集保存野生生物种质资源库的综合性国家库，包括种子库、植物离体库、DNA库、微生物库和动物种质资源库。
截至2020年底，种子库中已保存野生植物种子10601种，85046份，占已统计的中国种子种数总数的34%。
△（图片来源：中国西南野生生物种质资源库）
种子的多样性是植物长期适应自然的结果，是植物生存和繁荣的必要条件，也是维持生态平衡的基础。
种子代表着生命和希望，保护种子多样性是我们的必然选择。通过保护种质资源，可以更好地保护人类的未来。
未来，如果我们要飞向太空，去向一个完全陌生的环境，种子们不仅能帮助我们生存，更能时刻提醒我们，何处是故乡。
参考文献：
[1] 李先恩. 药用植物种子生物学特性多样性的概述[J]. 中国中药杂志, 1994, 019(009):515-517.
[2] 陈小娜,邱黛玉, 李燕君,等. 温度和水分对甘草种子萌发的影响[J]. 中国农学通报, 2015, 31(34):158-162.
[3] Dobson A . Monitoring global rates of biodiversity change: challenges that arise in meeting the Convention on Biological Diversity (CBD) 2010 goals[J]. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 2020, 2005年360卷1454期(1454):229-41页.
[4] Gildenhuys E , Ellis A , Carroll S , et al. The ecology, biogeography, history and future of two globally important weeds: Cardiospermum halicacabum Linn. and C. grandiflorum Sw[J]. Revista Brasilra De Botnica, 2017, 19(31):45-65.
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