怎么用马达做钻头「自带马达和钻头种子都能这么卷」

我们都知道，在荒漠里植物生长很困难。为了适应干旱，植物们练就了高超的本领，牻（máng）牛儿苗无疑是其中的佼佼者。在我国西部的荒漠中，牻牛儿苗是很重要的植物，它的种子自带“马达”和“钻头”，可以钻入地下，当环境适宜时再发芽生长，将荒漠变为绿洲，因此牻牛儿苗被称为“荒漠强者”。

来源丨中国植物图像库 朱仁斌摄

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长相“平平无奇”的牻牛儿苗

牻牛儿苗科牻牛儿苗属（Erodium）是春季开花的矮小植物，约有74种。牻牛儿苗的叶子对生，二回羽状深裂。花朵较小，聚成小伞状排列；花色多为紫红色，每朵花有5枚花瓣，5个萼片，每个萼片有一短芒。

芹叶牻牛儿苗（E. cicutarium） 来源｜维基百科

这样看来，牻牛儿苗并无特殊之处，而当花谢成果时，它开始华丽“变身”了。花谢后，具有五个分果的蒴果形成，长约4 cm。果实最明显的特征就是具有像鹭嘴一样的“长喙”，而牻牛儿苗属的属名Erodium意即指鹭。

来源丨中国植物图像库 朱强摄

文章开头提到的生长在沙漠、干旱戈壁中的牻牛儿苗属植物是尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrhinchum），主要分布在我国的新疆北部和喀什地区。其果实有长达7～9厘米的喙，成熟裂开后呈羽毛状。尖喙牻牛儿苗的生长期很短，会在夏季干热气候来临前，利用早春雨水或积雪融水快速地生长，完成生命周期，因此属于特殊的植物类型——短命植物。

尖喙牻牛儿苗的果实 来源｜新疆植物学会

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牻牛儿苗种子怎么钻地的？

为了完成使命，牻牛儿苗进化出了独特的种子传播机制——爆炸性传播。果实成熟后，会裂成5个分果，且分果的喙部向上扭转，呈螺旋状卷曲。这个螺旋状且有毛的附属物，称之为芒，上面分布的毛具有吸水性。当果实干燥后，在压力的作用下芒突然分离从而将种子抛到母株之外。这种传播方式能将种子散布到更远的地方，以开拓和占领更多的领地。

牻牛儿苗果实开裂的方式 来源｜《神奇的种子世界》摄影/李涟漪

当种子落到地面上，环境的干湿变化会使芒在潮湿时伸直，在干燥时变回螺旋形，这个变化过程会产生旋转的机械力，从而将种子推入地下，好似种子有一个“钻头”，将自己埋藏到一个更湿润安全的环境，伺机萌发。

芹叶牻牛儿苗发射种子、种子钻入地下的示意图

来源｜《The mechanics of explosive dispersal and self-burial in the seeds of the filaree, Erodium cicutarium (Geraniaceae)》

科学家通过实验发现，在缠绕过程中，芒经历了一系列复杂的形状变化。首先出现了一个大的弯曲，然后形成了一个松散的线圈，随着更多的线圈向种子那端延伸，该线圈慢慢收紧。在沙质土壤上，伸直、缠绕的反复运动允许种子头在表面上移动，并随机地扎入缝隙中。经过几次湿润和干燥的条件变化后，一些种子就会被完全掩埋。

浸泡的芒被放置在聚合物粘土上，随着环境变干燥，芒的缠绕形状发生了变化。

来源｜《The mechanics of explosive dispersal and self-burial in the seeds of the filaree, Erodium cicutarium (Geraniaceae)》

牻牛儿苗的种子之所以要“钻地”，是为了提高它们发芽和存活的机会。将种子埋在土壤中，避免了被风带到不利的环境中或被动物取食，这显示了它对干旱环境的适应能力。沙漠里的尖喙牻牛儿苗，将种子深深钻入土壤，既是为了寻找湿润的环境，也避免了巨大的昼夜温差带来的伤害。

沙漠地区的尖喙牻牛儿苗 来源｜《神奇的种子世界》摄影/亚吉东

为了应对严苛的环境，尽可能扩大家族势力，尖喙牻牛儿苗还制定出了“优先萌发”的繁殖策略。种子如果多年未萌发，在有机物消耗殆尽之后会失去活性。于是，年老的种子会优先萌发生长，而青壮年时期的种子将继续等待，择机而出，这样有利于维持种子库的稳定。科学实验也证实了这一现象，在相同的环境下，新鲜的种子不易萌发，而老种子的萌发率非常高。

牻牛儿苗看似柔弱，却十分顽强，为了不断繁衍壮大，其种子进化出了与众不同的传播本领，向我们展示了生命最原始的本能和生命力的强大。