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【中科院之声】集万千宠爱,从一粒种子到草本植物中最大的花——巨魔芋丨凡此种种

文章来源:中科院之声  |  发布时间:2021-12-30  |  作者:秦少发  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  编者按:种瓜得瓜,种豆得豆,种子到底有多神奇?中科院之声与中国科学院昆明植物研究所联合开设“凡此种种”专栏,为大家讲述种子的有趣故事,介绍大自然中匠心独具的种子植物。

  巨魔芋Amorphophallus titanum (Becc.) Becc. ex Arcang.,属天南星科(Araceae)多年生球茎植物。1878年,由植物学家Odoardo Beccari于印度尼西亚苏门达腊的热带雨林地区发现。花朵的直径长1.5m,高则将近3m,是世界上已知最大的花;由于其有腐烂尸体的气味,比同类植物更臭,故又被称作“世界上最臭的花”。

 

巨魔芋的生活史示意图(图片来源:果壳网) 

  据不完全统计,印度尼西亚已经失去了72%的原始热带雨林,并且情况仍在恶化,这导致巨魔芋的原始生境受到了直接的破坏,帮助巨魔芋传播种子的马来犀鸟也成为濒危物种,巨魔芋的野外生存状况更是岌岌可危,早在1997年被列入IUCN红色名录。

  现在,全球很多植物园都在开展巨魔芋的种植工作,但种子对播种环境要求比较高。种子播种前需要洗净肉质外种皮,用消毒溶液消除病菌隐患;播种土壤也需要灭菌消毒、疏松、透气、适当偏酸性,保证不污染种子,保持土壤湿润;对于温度,需要白天35℃以上,晚上20℃以上,45天左右巨魔芋种子才可能破土出苗。

  育苗期间,环境相对湿度需保持在80%-85%,阳光不能直射。巨魔芋为高温季节生长的植物种类,盛夏高温时需对植株周围的地面喷水,用于降温。每年的11月份以后,叶片会逐渐变黄脱落,球茎进入休眠季节,要将植株移入温暖的环境,保持温度在10℃以上,控制浇水,保持环境干燥,使之安全越冬。

 

巨魔芋巨大的叶片和球茎(图片来自网络) 

  巨魔芋在营养周期的生长过程中,每年都只长出1片叶子,在生长周期的后阶段,叶柄可高达3-4m,叶片直径超过5m。巨魔芋通常需要经过至少7年的积蓄,球茎长到50cm左右且储存足够的养分后才能开花。

  进入生殖周期后,首先形成的是“肉穗花序”。在肉质的花序轴上,密集地生长着许多小花,雄花在上,雌花在下,它们一起构成“肉穗”,并且被一大片“佛焰苞”裹起来。肉穗花序会自己发热,温度可达36℃以上,大量散发出模仿腐肉的臭气,这些气味物资主要为二甲基二硫化物和二甲基三硫醚,吸引食腐的昆虫麻蝇和埋葬甲来传粉。

 

巨魔芋的花序解剖及红外成像(图片来自网络) 

  巨魔芋花期仅两三天,并且雌雄花不同时开放。著名BBC主播、博物学家大卫·爱登堡爵士(Sir David Attenborough)曾在《植物私生活》(Ep3,42:15开始)中这样描述传粉过程:佛焰苞打开后,最先开放的是雌花,被臭气吸引来的昆虫,怀着产卵或饱餐一顿的期望,来到整个花序的底部。第一天,佛焰苞内壁十分光滑,难以攀爬,狭窄和潮湿的空间里也难以起飞,过了一夜,直到雌花谢了,上面的雄花方才开放,花粉雨一样地洒下。第二天,佛焰苞的内壁开始变得粗糙,重获自由的虫子们带着满身花粉,在本能的驱使下飞向另一株新开的魔芋……

  自然界中,成功受粉的植株在花朵凋谢后,果序逐渐成熟,形成鲜艳的红色,吸引鸟类进行传播。当种子成熟后,块茎通常进入休眠期。如果块茎贮藏的营养足够多,那它来年还会继续开花,但这是几乎不可能的。因为开花消耗的营养太多,绝大部分的的块茎都要进入营养周期重新蓄积营养,有的植株甚至完成一次开花后就死去。

 

 

巨魔芋的果序(图片来自网络) 

  成熟的巨魔芋果实红色,外果皮肉质,内含1枚卵圆形的种子,每粒重约1.10-1.20g,种子成熟后,去除外果皮,需用潮湿的河沙贮藏。巨魔芋的种子喜欢相对的潮湿的环境,干燥会使其失去发芽能力,从播种到出苗,从营养周期到生殖周期,巨魔芋历经多种艰难险阻,发展出了自己的智慧。

  从1粒种子到植株开花至少7年以上,在大自然中形成最大的花,巨魔芋的花不能自花授粉,必须由昆虫从其它植株的花絮上带来花粉,人工种植也需要准备不同的植株授粉,才能再次产生种子。种子到小苗需要精心呵护,小苗到花需要漫漫等待,需要好运相随……大自然给了多少宠爱,这一历程无疑是富于传奇的!

 

  参考资料:

  1. https://www.iucnredlist.org/

  2. Barthlott W , Szarzynski J , Vlek P , et al. A torch in the rain forest: thermogenesis of the Titan arum (Amorphophallus titanum).[J]. Plant Biol, 2009, 11(11):499-505.

  3. 李权生, 陈梅香, 宋正达,等. 巨魔芋的播种育苗技术[J]. 北方园艺, 2012(13):95-96.

  4. 牛夏, 赵世伟, 刘东燕. 巨魔芋在植物园的引种历史和人工栽培技术[C].中国植物园(第十四期). 2011.

  5. 唐芳林. 印度尼西亚的热带雨林[J]. 林业建设, 1994(01):34-35.

  6. 揭开世界上最臭鲜花的秘密:泰坦魔芋花散发腐肉气味

  7. 巨魔芋,为什么稀奇?果壳网

 

    (中科院之声 2021年4月28日)

  来源:https://mp.weixin.qq.com/s/CI2mFofozF9NjdyFGukBIA


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