會“爆炸”的植物

段景頤

植物需要讓自己的種子傳播得盡可能遠，這樣后代才會有足夠的生存空間，彼此之間對資源的競爭也不會太激烈。一些植物通過猛烈運動將種子傳播到遠處，就像爆炸一般。這種利用動能傳播種子的機制被稱為“彈射傳播”，包括豆科、大戟科、爵床科和葫蘆科等在內(nèi)的一些植物都是采用的這種播種機制。這些植物基本上都是通過豆莢突然裂開的方式，將豆莢中的種子彈射出去。

響盒子

最可怕的“爆炸”植物是響盒子。響盒子的樹干有大戟科植物標志性的錐狀刺，但它最危險的部分是像南瓜一樣的果實。雖然響盒子的果實長得像南瓜，但人或野生動物吃下果肉會立即引起嘔吐、腹瀉和肌肉痙攣。響盒子果實中的樹膠有劇毒，人的皮膚接觸后會起疹，眼睛接觸后可能會致盲，更叫人害怕的是這些“南瓜”成熟后隨時會“爆炸”。

響盒子果實的果瓣與種子之間有一層隔膜。隔膜最初緊貼果瓣，牢牢維護著果瓣的完整性。隨著果實逐漸干燥，果瓣與隔膜逐漸分離，果瓣逐漸失去約束。脫水讓果瓣變形，積累彈性形變。只要果瓣邊緣的連接組織開始開裂，果瓣的爆裂就再也無法阻止。

泥炭蘚

泥炭蘚是一種非常原始的貼地生長植物，只能長到1厘米高。它的孢子囊就像一個個微型大炮，噴出的是由數(shù)萬個孢子組成的微型蘑菇云。它能在不到千分之一秒的瞬間將孢子的時速加速到超過100千米。1897年，俄羅斯生物學家曾經(jīng)寫道：“我有好幾次彎腰近距離觀察泥炭蘚，都感覺到孢囊蓋撞擊我的臉。”

盡管噴發(fā)速度猛烈，這些孢子卻實在太小。在克服空氣阻力后，它們只能上升到距離地面10多厘米的地方。這個高度聽上去不是很高，但已經(jīng)足夠讓孢子搭上近地氣流的“順風車”。如果遇到合適的上升氣流，它們將被帶到數(shù)千米外甚至更遠的地方。

泥炭蘚的孢子云以渦流形式噴出。從孢子囊噴發(fā)出的孢子云就好像一個首尾相連的龍卷風。這種噴發(fā)形式不但能大大降低空氣對孢子云的阻力，還能維持孢子云的整體形狀。這樣一來，只有少數(shù)孢子會在傳播過程中掉隊，大多數(shù)孢子可以散播到遠處。

噴瓜

葫蘆科植物噴瓜的“爆炸”過程十分壯觀。噴瓜的果實很小，但成熟后果實內(nèi)部會積累高壓，造成果實從果柄上脫離，在果實上開出一個小孔，其中的汁液和種子會突然從小孔中向外猛烈噴發(fā)，整個過程就好像猛烈腹瀉。巧合的是，噴瓜的種子中含有葫蘆素，人或動物吃下后會引發(fā)嘔吐和劇烈腹瀉。正因如此，噴瓜種子也會被用于制造瀉藥。

噴瓜“爆發(fā)”的機制有些類似高壓鍋。隨著果實逐漸成熟，種子周邊組織開始分解，形成黏液。黏液逐漸增多的過程會在果實內(nèi)部不斷積累壓力，最后噴發(fā)。噴瓜可以將種子散布到1～6米遠的地方。

碎米薺

碎米薺是一種小型十字花科植物。它的豆莢完全成熟后會迅速爆裂，將種子彈射到周圍，整個爆裂過程不到3毫秒。

科學家發(fā)現(xiàn)，碎米薺的果皮中含有大量木質(zhì)素，主要分布于內(nèi)果皮層，且為不對稱分布。木質(zhì)素是一種非常堅硬的有機聚合物，內(nèi)果皮中含有的大量木質(zhì)素讓內(nèi)果皮硬度大大超過豆莢的外果皮。果瓣橫截面顯微成像顯示，內(nèi)果皮中的木質(zhì)素像櫥柜門的鉸鏈一樣彼此連接，排列成一個彎曲面。曲面有助于維持果瓣形狀，同時也能讓果瓣積累應力。隨著豆莢中的種子逐漸長大，果瓣積累的應力也越來越大。當種子將木質(zhì)素構成的曲面撐平時，果瓣再也無法維持原有形狀，猛烈收縮，并瞬間釋放出此前積累的所有應力。

根塊蘆莉草

原產(chǎn)于中美洲的根塊蘆莉草是一種著名的爵床科植物，也是一種“爆炸”植物。根塊蘆莉草的長條形種莢遇水后會“爆炸”，并從原地彈起，這是這種植物最有趣的地方。沒有成熟的種莢是綠色的，遇水不會“爆炸”。當種莢的顏色逐漸由綠轉褐，就標志著它們已經(jīng)完成“爆炸”前的準備。種莢的連接部分遇水后強度會下降，這可能是觸發(fā)“爆炸”的機關。

種莢裂開后，可以看到內(nèi)部有一些彎曲的硬絲，它們是給種莢“爆炸”提供動能的結構。當種莢連接部分遇水強度變?nèi)鹾?，這些硬絲會將種莢的兩瓣猛地彈開，這就是根塊蘆莉草遇水“爆炸”的秘密。

（甫卿摘自《報刊精萃》2023年第7期）