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糧食原本會“逃跑”

2023-09-05 02:03七君
閱讀時代 2023年9期
關鍵詞:禾本科脫粒祖先

七君

在我們的印象中,麥子、稻子成熟后,重重的穗子把它們的“腰”都壓彎了。但是你可能沒有想過這樣一個問題:為什么成熟的種子會掛在母體上,不會掉下來?

這個問題的答案可能會讓你驚掉下巴,那就是:掉下來的種子“會跑路”。

許多野草祖先的種子都會跑路。我們先來看看其中一種最會跑路的——燕麥的近親,不實野燕麥。

不實野燕麥是小麥和大麥地里的常見野草,適應力極強,除了南極洲,其他哪個大洲它都能混。不實野燕麥的種子從母體脫落掉到地上后,就展現出與生俱來的功夫——一個鯉魚打挺,再一個凌波微步,就跑出好遠了。難怪不實野燕麥也叫“動麥”。

不實野燕麥跑路的時候,兩根“呆毛”一直在不停地轉,它的運動依靠的就是呆毛——芒。不過,它并不是有意識地運動,它跑路的動力并不來自自身,而是來自空氣。

具體過程是這樣的:

不實野燕麥的小穗可以在成熟前輕松脫落,掉到地面上。兩根長芒靠近種子的部分具有不對稱的吸水能力,其中一邊可以吸水膨脹,而另一邊一直保持干燥。白天熱量和濕氣積聚在長芒表面,晚上再變涼變干。在不斷地潤濕和脫水的過程中,這種不對稱吸水的芒會讓種子一直不停地朝一個方向旋轉。這樣一來,種子就可以連夜越滾越遠,實現擴張。當種子掉在土層夾縫中,這種呆毛機械還可以讓種子繼續往下打洞,保證其接觸土壤,順利發芽。

當然,不僅不實野燕麥有這種本事,咱們的主食基本都有滿地打滾的功夫。因為除了蕎麥跟藜麥,幾乎所有的人類主食(如水稻和小麥)都是禾本科植物,而早在1979年,研究者就發現禾本科的許多植物都能跑路。

這是因為,禾本科的種子通常都長有呆毛——芒。而去掉呆毛后,它們都不會動了,只能在地面躺平,發芽率也急劇下降。

小麥的芒也是一個生物引擎。為了保證滾的時候不會打滑,小麥的呆毛是硅質的,摩擦力很大。土壤的硬質成分也是含硅化合物,硅硅相撞不能消除,只能增加摩擦。

小麥的呆毛還有防“倒車”的技能。小麥芒上的毛刺類似于齒輪上防倒轉的棘齒,可以防止種子逆向行駛。因此,小麥的種子只能一直往外滾。除了滾,小麥的芒還有彈射的技能。一旦小麥的呆毛交叉,無法動彈的時候,應力就會積聚,讓呆毛變得像壓縮的彈簧一樣。一旦應力累積到一定程度,呆毛就會讓種子向外彈射。

這種連滾帶爬的技能對植物來說自然好處多多,但是人類不會喜歡。種子都跑光了,人還吃什么?于是,我們的祖先選育了那些比較胖、不會跑路的種子。甚至,為了防止小麥跑路,祖先們還從一開始就防止種子掉到地上。

種子成熟后掉到地上的行為被生物學家稱為脫粒。實際上,農業研究的一大課題就是找到控制脫粒的基因,這樣就可以馴化有特殊技能的野生谷物了。

野生小麥很容易脫粒,但是在馴化小麥的過程中,會脫粒的小麥被人類刻意淘汰了。然而,被馴化且還有芒的小麥的躁動基因還保留著,它們的種子依然會根據環境濕度的變化“動次打次”。至于我們現在吃的禾本科的水稻和燕麥,則在馴化的過程中不僅不會脫粒,還失去了能跑路的呆毛。

不過也是由于不再擁有呆毛,大米和燕麥沒有辦法自己打洞鉆入土中,需要人工播種。所以現在的它們依賴人類才能生存,放歸野外就活不成。

這么看來,野的比較獨立,乖的比較黏人,放在植物上也適用。

(源自“把科學帶回家”)

責編:馬京京

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