会“爆炸”的植物
时间：2023-03-03 23:55:01 来源：千叶帆 本文已影响人
文｜段景颐
可能你还没走近某些植物，就已经被它们的“弹片”击中。没错，植物真的会“爆炸”，而且“爆炸”手段多种多样。
植物需要让自己的种子传播得尽可能地远，这样后代才会有足够的生存空间，彼此之间对资源的竞争也不会太激烈。一些植物通过猛烈运动将种子传播到远处，就像爆炸一般。这种利用动能传播种子的机制被称为“弹射传播”，包括豆科、大戟科、爵床科和葫芦科等在内的一些植物都是采用的这种播种机制。这些植物基本上都是通过豆荚突然裂开的方式，将豆荚中的种子弹射出去。
最可怕的“爆炸”植物是响盒子。响盒子的树干有大戟科植物标志性的锥状刺，但它最危险的部分是像南瓜一样的果实。虽然响盒子的果实长得像南瓜，但人或野生动物吃下果肉会立即引起呕吐、腹泻和肌肉痉挛。响盒子果实中的树胶有剧毒，人的皮肤接触后会起疹，眼睛接触后可能会致盲，更叫人害怕的是这些“南瓜”成熟后随时会“爆炸”。
响盒子
响盒子果实的果瓣与种子之间有一层隔膜。隔膜最初紧贴果瓣，牢牢维护着果瓣的完整性。随着果实逐渐干燥，果瓣与隔膜逐渐分离，果瓣逐渐失去约束。脱水让果瓣变形，积累弹性形变。只要果瓣边缘的连接组织开始开裂，果瓣的爆裂就再也无法阻止。
泥炭藓是一种非常原始的贴地生长植物，只能长到1厘米高。它的孢子囊就像一个个微型大炮，喷出的是由数万个孢子组成的微型蘑菇云。它能在不到千分之一秒的瞬间将孢子的时速加速到超过100千米。1897年，俄罗斯生物学家曾经写道：“我有好几次弯腰近距离观察泥炭藓，都感觉到孢囊盖撞击我的脸。”
尽管喷发速度猛烈，这些孢子却实在太小。在克服空气阻力后，它们只能上升到距离地面10多厘米的地方。这个高度听上去不是很高，但已经足够让孢子搭上近地气流的“顺风车”。如果遇到合适的上升气流，它们将被带到数千米外甚至更远的地方。
泥炭藓的孢子云以涡流形式喷出。从孢子囊喷发出的孢子云就好像一个首尾相连的龙卷风。这种喷发形式不但能大大降低空气对孢子云的阻力，还能维持孢子云的整体形状。这样一来，只有少数孢子会在传播过程中掉队，大多数孢子可以散播到远处。
葫芦科植物喷瓜的“爆炸”过程十分壮观。喷瓜的果实很小，但成熟后果实内部会积累高压，造成果实从果柄上脱离，在果实上开出一个小孔，其中的汁液和种子会突然从小孔中向外猛烈喷发，整个过程就好像猛烈腹泻。巧合的是，喷瓜的种子中含有葫芦素，人或动物吃下后会引发呕吐和剧烈腹泻。正因如此，喷瓜种子也会被用于制造泻药。
喷瓜爆发的机制有些类似高压锅。随着果实逐渐成熟，种子周边组织开始分解，形成黏液。黏液逐渐增多的过程会在果实内部不断积累压力，最后喷发。喷瓜可以将种子散布到1～6米远的地方。
碎米荠是一种小型十字花科植物。它的豆荚完全成熟后会迅速爆裂，将种子弹射到周围，整个爆裂过程不到3毫秒。
泥炭藓
喷瓜
科学家发现，碎米荠的果皮中含有大量木质素，主要分布于内果皮层，且为不对称分布。木质素是一种非常坚硬的有机聚合物，内果皮中含有的大量木质素让内果皮硬度大大超过豆荚的外果皮。果瓣横截面显微成像显示，内果皮中的木质素像橱柜门的铰链一样彼此连接，排列成一个弯曲面。曲面有助于维持果瓣形状（就像自行车运动员的魔术绑腿带），同时也能让果瓣积累应力。随着豆荚中的种子逐渐长大，果瓣积累的应力也越来越大。当种子将木质素构成的曲面撑平时，果瓣再也无法维持原有形状，猛烈收缩，并瞬间释放出此前积累的所有应力。
原产于中美洲的根块芦莉草是一种著名的爵床科植物，也是一种“爆炸”植物。根块芦莉草的长条形种荚遇水后会“爆炸”，并从原地弹起，这是这种植物最有趣的地方。没有成熟的种荚是绿色的，遇水不会“爆炸”。当种荚的颜色逐渐由绿转褐，就标志着它们已经完成“爆炸”前的准备。种荚的连接部分遇水后强度会下降，这可能是触发“爆炸”的机关。
种荚裂开后，可以看到内部有一些弯曲的硬丝，它们是给种荚“爆炸”提供动能的结构。当种荚连接部分遇水强度变弱后，这些硬丝会将种荚的两瓣猛地弹开，这就是根块芦莉草遇水“爆炸”的秘密。
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