我們日常生活中随處可見種子，從花生米到咖啡豆，種子無處不在。但種子不僅僅是我們餐桌上的美味，在植物學中，它們代表着生命的起點。
一粒種子，包裹着未來的希望：種皮爲其提供保護，胚則是生命的起源，而胚乳則充滿營養物質。但你知道種子的生命力有多麽強大嗎？最長可以存活多久？然而，在看完這篇文章之前，應該沒人敢相信，目前種子存活的最長紀錄是 3.2 萬年！
各種種子 圖片來源：作者 AI 生成
凍土層中 3.2 萬年前的種子複活了
想象一下，在動畫電影《冰川時代》中，那隻追求堅果的松鼠可能從未想到，它的遠古同類所埋藏的種子，會在 3.2 萬年後成爲科學的奇迹。
2007 年，俄羅斯的古生物學家在西伯利亞科雷馬河的永久凍土層深處，發現了一系列古代松鼠的巢穴。這些洞穴深藏地下 20 至 40 米，成爲時間的膠囊，裏面保存着一批約 3.2 萬年曆史的植物種子。
到了 2012 年，科學家們啓動了一項前所未有的嘗試：複活這些古老的種子。他們成功培育出了狹葉蠅子草（Silene stenophylla），這不僅是植物學史上的一大突破，更是最古老的植物種子複活紀錄的刷新。
但這個複活過程并非簡單的種植，而是一項技術挑戰。科學家們首先從這些遠古種子中提取胚胎組織，然後利用精密的組織培養技術，才實現了這一生命的重啓。
那麽，這些埋藏了 3.2 萬年的種子爲何得以存活至今？研究人員推測，這些種子在被松鼠埋藏後，被凍結在永久凍土層中，而這層凍土自那時起便未曾融化。這種冰封的環境爲種子提供了一個獨特的保存條件，讓它們得以穿越時光。
當這批 3.2 萬年前的植物種子被專業科研團隊發現并複活時，它們不僅展示了過去的遺迹，還爲我們提供了研究古代生物的獨特機會。經過培育，這些古老的狹葉蠅子草開出了花朵，雖然在花瓣間隙、長度和葉片形态上與現代同類植物略有不同，但其本質特征保持不變，成爲連接過去與現在的生物橋梁。
3.2 萬年前的種子長出的狹葉蠅子草 圖片來源：參考文獻 1
古堡碎石中的兩千年種子奇迹
在狹葉蠅子草種子刷新古老種子複活紀錄之前，有一個故事已經在科學界流傳：兩千年前的棗椰樹種子的複活。這個故事始于以色列南部的阿拉瓦沙漠，一個曾經是棗椰樹生長地的地方。
這些樹木因爲氣候變遷和缺乏水源逐漸消失了數百年。然而，40 年前，在挖掘死海東岸的古堡馬察達要塞時，考古學家們發現了一批棗核，正是這些棗核使得消失已久的棗椰樹再次在現代煥發生機。
科學家們用這些古老的棗核進行了一系列精心的實驗。他們将棗核放入保溫瓶中，緩緩灌水，并使用赤黴酸和植物生長激素來促進它們發芽生根。随後，這些種子被種植在充滿新鮮土壤的盆栽中。
經過 26 個月的悉心培養，這些沉睡了兩千年的棗椰樹種子不僅發芽了，還長到了 121 厘米的高度。這種複活在極端幹燥和炎熱的死海地區氣候條件下成爲可能，這些條件爲種子提供了一個幾乎完美的自然保存環境。
通過對這些古代棗椰樹葉片的 DNA 分析，科學家發現，盡管這些古老品種與現代棗椰樹在基因層面有超過 50% 的相似度，但它們仍然保留了獨特的曆史印記。
最令人驚喜的是，經過不懈地努力，這些古代樹木甚至結出了果實。第一批收獲的椰棗平均每顆重約 18 克，被描述爲極其美味。這種科研成果不僅僅是科學的勝利，更是一個關于時間和生命力的美麗故事。盡管我們還無法目睹恐龍的複活，但已經可以品嘗到數千年前的椰棗，這正是科學研究的魅力所在。
圖 32 千年前的種子長出的棗椰樹（A：種子；B：生長 3 個月後達到 15 厘米；C：生長 7.5 個月達到 31 厘米；D：生長 26 個月達到 121 厘米） 圖片來源：參考文獻 2
爲了測定種子壽命
科學家做了一個持續一百年的實驗
在 2021 年 4 月一個寂靜的淩晨，密歇根州立大學的一個隐秘角落成爲了一群植物學家的聚集地。他們頭戴探照燈，手持鐵鍬和卷尺，遵循一張陳舊的地圖，開始了一場不同尋常的挖掘。
他們的目标不是傳統意義上的寶藏，而是一批埋藏了 142 年的種子，這些僅僅是一些普通的雜草種子。但它們卻是一項曆時長達一個世紀以上的偉大科學實驗的一部分。不過，這是一項十分漫長而偉大的科學實驗，直至今日，這項實驗已經進行了 140 多年，而且還得再等 80 年才能結束。
圖 4 挖掘種子的示意圖 圖片來源：作者 AI 生成
這項由威廉 · 詹姆斯 · 比爾教授于 1879 年設計的實驗，目的是探索休眠種子的實際壽命。比爾教授準備了 20 個玻璃瓶，每個瓶子裝有 1050 顆來自 21 種不同植物的種子，每種各 50 顆，與濕潤的沙子混合後埋藏于校園内。
最初，計劃每隔 5 年挖掘一瓶來測試種子的存活狀況。然而，随着時間的推移，這個時間間隔逐漸延長，從 20 世紀 20 年代的 10 年延長到 80 年代的 20 年。
經過一個多世紀的漫長等待，這些種子中的大多數已經失去了生命活力，但令人驚奇的是，毛瓣毛蕊花（Verbascum blattaria）的種子仍然保持着生命力。這一發現不僅驗證了種子驚人的生命力，還爲我們提供了關于種子存活和生态系統恢複的寶貴數據。
從比爾教授保藏的第 16 個瓶子中取出種子并發芽生長 圖片來源：參考文獻 3
比爾教授最初設計這項實驗的目的是爲農業提供參考，了解雜草種子在農田中的生存周期。但随着時間的推移，這項實驗的意義已經超越了最初的目的，爲我們提供了關于種子長期保存和生态環境改善的重要見解。這項實驗預計将在 2100 年結束，目前仍有 4 個玻璃瓶等待着科學家們的發掘。
結語
這些關于種子的故事，從古冰土和沙漠碎石中的千年複活到密歇根州立大學的百年實驗，不僅展示了種子作爲生命起源的不朽力量，還揭示了自然界中生命與時間的微妙交織。
這些種子橫跨千年曆史，成爲我們與過去的橋梁，同時也是科學探索和自然保護的重要标志。它們教會我們尊重自然，提醒我們在維護地球生态平衡中的責任，展現了自然界等待我們去探索、理解和保護的無盡奇迹。
參考文獻
[ 1 ] Yashina et al. Regeneration of whole fertile plants from 30,000-y-old fruit tissue buried in Siberian permafrost. PNAS. 2012, 109 ( 10 ) , 4008-4013.
[ 2 ] Sallon et al. Germination, genetics, and growth of an ancient date seed. Science. 2008, 320, 1464.
[ 3 ] Fleming et al. The 141 ‐ year period for Dr. Beal's seed viability experiment: A hybrid surprise. Am Journal of Bot. 2023, 110: e16250.
策劃制作
本文爲科普中國 - 星空計劃作品
出品｜中國科協科普部
監制｜中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
作者丨 Denovo 科普團隊
審核丨王康 國家植物園科普館館長
策劃丨丁崝
責編丨王夢如
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