《林海倫的博物學》原創系列之二十九
圖文/林海倫
編輯/小山
毛野扁豆莢果的外觀,表面密被短毛和桔紅色腺體
豆科植物是僅次于菊科和蘭科的第三大科,全世界種類達18000多種,我國也有1500多種。豆科植物的化石最早發現于白堊紀,即距今6600萬年前,是被子植物中最古老的類群之一。
毛野扁豆的豆莢和種子
數量眾多的豆科植物內部有形態各異的種類,含羞草、云實和大豆,它們之間的花朵幾乎沒有相同點,但它們統統歸為豆科。這主要是因為它們的果實卻是驚人的一致,都會結出豆莢,里邊的種子就是豆子。莢果是豆科植物特有的果實類型,因此,將所有會結出莢果的植物統一在同一豆科中是十分恰當的。
毛野扁豆的種子,表面具深淺不一的斑點和圖案
今天我將在寧波野外遇見的各種豆莢收集在一起,放在體視鏡下進行仔細觀察,發現各種豆莢和豆子都非常有趣,大家共同來欣賞其美麗的造型和姿態。
示意圖來自網絡
豆莢是種比較原始的果實類型。解剖豆莢我們可以看出它是由一片葉片變形后包裹在一起形成的果實類型。著生種子的一邊叫作腹縫線,類似葉片的葉緣部分,另一邊叫背縫線,相當于葉子的中脈部分,這一邊不會著生種子。
寄生在毛野扁豆中的篩豆龜蝽,可以魚木混珠
后者具很好的擬態本領
毛野扁豆和寄生其中的篩豆龜蝽,是天生的絕配
毛野扁豆是種常見的野生藤本植物,莢果成熟后會自動沿腹縫線裂開,豆子略呈四方形,表面具深淺不一的斑點,外形可謂玲瓏可愛。當我看到這種豆子時立馬想到一種豆蝽的樣貌與它十分相似。有意思的這種叫篩豆龜蝽的豆蝽居然真的同時出現在那里。原來它們是寄生(蛀食)在毛野扁豆的豆莢中的,難怪它們是如此的相像,只是豆蝽的體形比豆子略大一些。
小槐花的莢果成熟時會一節節地斷裂
這是單一莢節,表面具鉤狀毛
小槐花也是種十分常見的會粘人的植物。這個季節人在山中行走,時常會有小槐花的莢果粘在褲管上。它會借助動物的皮毛作為它們傳播種子的交通工具。將小槐花的莢果放在體視鏡下觀察,可以看到其表面布滿大量的鉤狀毛。將單梗鉤狀毛放在高倍顯微鏡下觀察,可見具有很精細的構造,雖然只是一個毛細胞,卻是十分堅韌有力的。
小槐花莢果表面鉤狀毛的顯微特征
鉤狀毛頂端具完美的彎鉤
小槐花莢果表面鉤狀毛的顯微特征,毛細胞中空
原來,小槐花的果實成熟時會一節節地斷裂成莢節,這些單一莢節一旦與纖維或毛發接觸,表面的鉤狀毛便順勢插入纖維織物中,將其掛住并隨動物或人類傳播到很遠的地方。另外,莢果表面的鉤狀毛又能對里邊的豆子起到很好的保護作用。小槐花真的是種很成功的豆科植物。
圓菱葉山螞蝗的豆莢,每一莢節內含種子一枚,造型獨特
表面都具鉤狀毛,會被動物的毛皮帶走
圓菱葉山螞蝗的豆莢和里邊扁平的種子
與小槐花同屬的圓菱葉山螞蝗的豆莢表面也具有鉤狀毛。由于該屬植物的豆莢都有這種“叮人”的習性,因此被命名為山螞蝗屬。
豬屎豆未成熟莢果的縱剖面,里邊種子緊密排列
豬屎豆莢果的橫剖面,種子左右交錯分布
豬屎豆莢果的橫剖面特寫,是典型的邊緣胎座
胚珠統一著生在腹縫線上,是種比較原始的胎座類型
豬屎豆是種新近引入寧波的栽培植物,它的莢果外觀上有腫脹的感覺,因此就有這個渾名。我對豬屎豆未成熟的莢果進行縱剖面和橫剖面進行觀察,發現里邊種子緊密排列,而且是左右交錯的分布。從橫剖面上可以清晰地看到,這是典型的邊緣胎座,胚珠(細嫩的種子)統一著生在腹縫線上,腫脹的莢果為胚珠的生長提供充足的空間。
山合歡的成熟種子,表面具馬蹄形的紋理
山合歡的成熟種子,均已被甲蟲寄生蛀食
山合歡的成熟果莢局部,種子均已被甲蟲寄生蛀食
從果莢表面可以清晰看到孔洞
山合歡是種常見喬木,但是它的成熟豆莢在種子著生位置的表面都有一個小孔。打開莢果,取出里邊的種子,我發現它們均已被甲蟲寄生蛀食。豆科植物的根部多數有與之共生的根瘤菌,這種真菌具有獨特的固氮能力,能將空氣中的單質氮氣轉化成離子態的銨,最終成為合成蛋白質的原料。因此,豆科植物的種子中普遍富含植物蛋白,同時這也吸引各種昆蟲和其它動物來取食它們。難怪在野外看到的多種豆子都有被蛀食的現象。
鹿藿的莢果和種子,種子飽滿表面光潔
鹿藿莢果的剖面,種子左右交錯著生
當然,豆子被蛀食的過程也是很有奧妙的。人們有時看到干燥完整的豆子放在密閉的容器內也會被蛀蟲蛀食,感到不好理解。其實,這些蛀蟲的成蟲是在豆子開花時已經在花蕊中產進了卵粒,蛀蟲一直是呆在豆子里邊啃食著營養豐富的種子。
杭子梢成熟莢果的外觀,果殼具顯著的網紋
放大后觀看猶如一件天然藝術品
杭子梢每一莢果只有一枚種子
最常見蛀食豆子的蛀蟲是豆象,它們是一類鞘翅目的象鼻蟲,豆象科的蟲子全世界有1000多種,中國也有40多種呢!它們全依賴豆子為它們提供口糧,因此,豆子為昆蟲的繁榮作出了自己的重大貢獻。
林海倫 2018年12月6日
含羞草的莢果,表面具刺毛
含羞草的果莢排列成頭狀
云實的成熟莢果,已開裂,種子不易脫落
云實的成熟種子,種皮堅硬,外形同羊糞
云實成熟種子的特寫,表面具花斑和環狀細裂紋
槐葉決明的種子,是中藥望江南的主要來源
槐葉決明的種子特寫,種臍略似鳥喙狀
表面有偏向一側的淺色斑
紫荊的莢果,與山合歡的命運一樣,大多數被蟲子寄生蛀食
紫荊的種子,這一枚飽滿的種子具有堅韌的種皮
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林海倫老師工作照
《林海倫的博物學》專欄系列
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