How a Seed Grows
ENGLISH INTRODUCTION
Following a familiar beginning in the life of a plant.
Chinese original
Source document ↗A campus science broadcast script. This archive contains the written script.
大家好!欢迎收听校园科普广播。如果把一粒绿豆放在手心,它安静得像一颗小石子。可是经过合适的照料,几天之后,外皮裂开,白色的小根伸出来,接着又出现嫩芽。一粒不起眼的种子,怎样一步步长成植物?今天,让我们一起认识种子苏醒的过程。
首先,种子并不是一块等待变活的材料。成熟而仍有活力的种子,本来就包含活着的组织,只是在某些阶段,它的代谢水平很低。种子里面通常有胚,胚可以发育为新的植株;此外,还有供早期生长使用的储藏物质。种皮则像一道外层屏障,帮助保护内部结构。
不同种子储藏养分的地方并不完全一样。以常见的豆类为例,较厚的子叶储存着许多物质;另一些植物则主要把养分储存在胚乳中。无论具体形式如何,刚开始萌发时,小植物尚未建立充分的光合作用能力,需要利用种子原有的储备,支持细胞活动与器官生长。
种子萌发,通常首先需要吸水。干燥种子吸收水分后会膨胀,内部环境发生变化,许多与代谢相关的过程逐渐活跃起来。储藏物质被分解、转化,形成可以供生长利用的物质。不过,吸到水并不等于一定能长出幼苗,种子自身是否完好,以及其他条件是否合适,同样重要。
除了水,许多种子还需要足够的氧气。细胞通过呼吸作用获得活动所需的能量,萌发中的种子也不例外。因此,给种子浇水,并不是越多越好。如果长期完全浸泡,周围可利用的氧气不足,就可能影响正常萌发。保持湿润与让种子始终泡在水里,是两种不同的环境。
温度也是重要条件。不同植物的种子,适宜萌发的温度范围存在差别。温度过低,许多代谢过程进行缓慢;温度过高,则可能损伤组织。播种时要考虑植物种类与季节,不能因为一种豆子在温暖环境里发得好,就推断所有植物的种子都应该采用同样的温度。
还有一个常见问题:种子发芽一定需要阳光吗?答案要看种类。有些种子的萌发受到光照促进,有些更适合较暗的条件,还有一些对光的要求不明显。即使某种种子能在黑暗中发芽,也不代表幼苗可以一直离开光。种子萌发与幼苗长期生长,是相互衔接却不能混为一谈的两个阶段。
我们做豆类发芽观察时,常会看到根先伸出来。这通常是胚根突破种皮的表现。根向周围环境延伸,能够帮助幼苗固定,并开始吸收水分和无机盐。随后,胚的其他部分继续生长,不同植物的子叶可能留在地下,也可能随着幼苗生长来到地面附近,过程并不完全相同。
根为什么常朝下长,茎为什么常朝上长?植物能够感知重力方向,生长调节过程会使不同部位产生有方向的弯曲,这与向重力性有关。幼苗还可能对光的方向作出反应,出现向光生长。不过,根和茎的反应机制与结果各有特点,不能简单想象成整株植物都在朝同一个刺激方向移动。
当叶片逐渐展开,幼苗开始更多地依靠光合作用。叶片中的有关结构利用光能,把二氧化碳和水转化为有机物,并释放氧气。植物长大的许多物质基础,并不是直接从土里吸来的现成食物。土壤提供水分、无机盐和生长依托,而植物还需要从空气中获得二氧化碳。
植物进行光合作用时,也仍然进行呼吸作用。光合作用制造有机物并储存能量,呼吸作用则使细胞能够利用有机物中储存的能量。夜晚缺少光照,通常不能继续正常进行光合作用,但活细胞仍然需要呼吸。两种过程承担不同任务,不能把植物理解成白天只做一件事、晚上才做另一件事。
为什么有些种子条件看起来合适,却迟迟不发芽?可能是种子已经失去活力,也可能是存在休眠。某些植物的种子需要经历一定的低温、种皮变化或其他条件,才能解除休眠。这样的特征有助于把萌发安排在更适宜的时期。因此,暂时没有发芽,不能只凭一个现象就断言种子已经死亡。
想把今天的知识变成观察,可以选取同一批绿豆,分成几组,每组放相同数量。让一组保持适度湿润,另一组保持干燥,其余条件尽量相同,逐日记录萌发数量与根的长度。实验时一次只重点改变一个因素,还可以重复几组,减少个别种子差异造成的影响。
记录时,也别只写成功的那一组。没有萌发、长得缓慢或者出现霉变,都是需要如实保留的现象。发现霉变后应妥善处理并清洁双手,观察用的种子不要随意食用。把结果写下来,再根据证据调整解释,比提前认定答案更有价值。
每一次认真观察,都可能带来有趣的新发现。
从一粒种子到一株幼苗,水分、氧气、温度与种子自身状态共同参与其中。下次经过校园花坛,希望大家能多留意一片刚展开的新叶,想想它曾怎样从种皮中出发。今天的科普广播就到这里,感谢收听,我们下期再见!