来源:科普时报| 2025-06-06 10:21:27
图为扫描电镜下的麦芒特写。陈昌静 摄
图为体式显微镜下的麦芒局部特写。陈昌静 摄
AI制图
麦收时节,全国各地陆续开镰。当你漫步在金黄的麦田中,指尖拂过饱满的麦穗时,感到那些细小尖锐的麦芒有些扎手,忽然理解了成语“针尖对麦芒”。其实,这看似不起眼的麦芒,实则是小麦历经数百万年进化形成的“生存利器”,蕴含着独特的生物学智慧。
麦芒具备多种特殊功能
麦芒是麦穗上长出的尖尖的像针一样的须子。从结构上看,麦芒并非简单的尖刺。它是小麦外稃(fū)或颖片的延伸部分,由表皮、薄壁组织和维管束组成,其结构与叶片有着异曲同工之妙。麦芒表面布满了特殊的微观结构,电子显微镜下,我们能看到它表面的角质层十分致密,上面还分布着微小的乳突和蜡质层。这些独特的结构不仅赋予了麦芒坚韧的质地,还让它具备了多种特殊功能。
麦芒的首要功能是防御。其尖锐形态和表面倒刺能有效阻挡昆虫取食——倒刺可钩住昆虫附肢,使其难以接近麦粒;对鸟类而言,密集的麦芒也会造成啄食障碍。此外,麦芒还能抑制病菌附着和害虫产卵,显著降低病虫害风险,为小麦的健康生长保驾护航。
既是“传播使者”又是“光合小能手”
不仅如此,除了防御功能,麦芒还是小麦的“传播使者”。在自然环境中,许多植物依靠动物来传播种子,小麦也不例外。麦芒上的倒刺可以轻松地钩住路过动物的皮毛,当动物在迁徙或活动过程中,粘附在身上的麦穗就会被带到不同的地方,从而帮助小麦扩大生长范围,实现种群的繁衍和扩散。这种传播方式,使得小麦能够在更广阔的区域扎根生长,适应不同的生态环境。
令人意想不到的是,麦芒还是小麦的“光合小能手”。麦芒中含有大量的叶绿素,其叶绿素含量甚至高于小麦叶片的平均水平。同时,麦芒细长的形态提供了较大的表面积,能够充分接受阳光照射。在光合作用过程中,麦芒通过吸收光能,将二氧化碳和水转化为氧气和有机物,为小麦的生长发育提供额外的能量和物质支持。研究表明,小麦麦芒贡献的光合产物可占整穗总量的20%-70%。在某些品种中,其贡献率甚至显著高于旗叶、倒二叶和倒三叶等关键光合叶片。特别是在小麦灌浆期,麦芒的光合作用对于提高麦粒的饱满度和产量有着重要作用。
当遇到极端天气,麦芒还扮演着“保护伞”的角色。面对冰雹的袭击,麦芒能够分散冰雹的冲击力,减轻冰雹对麦穗和麦粒的直接伤害;面对强风天气,麦芒的存在可增加麦穗的空气阻力,降低麦穗的摆动幅度,减少因剧烈晃动导致的穗粒脱落和麦穗折断,从而提高小麦的抗倒伏能力。
并非所有小麦都长芒
需要注意的是,并非所有小麦都长芒。在农业发展进程中,科学家通过人工选育或基因编辑技术,培育出短芒或无芒小麦品种。这些品种的麦芒或退化变短,或完全消失,看似失去防御与光合作用的“利器”,但更适应现代农业的需求。例如,无芒小麦在机械化收割时,能减少麦穗间的相互缠绕,提高脱粒效率,降低机械损耗。此外,部分地区还会根据生态需求,权衡长芒的防御优势和短芒的生产便利,选择合适品种种植。
小小的麦芒,看似平凡无奇,却在小麦的生存和繁衍过程中发挥着不可替代的作用。它是大自然精妙设计的杰作,展现了植物在漫长进化过程中适应环境的智慧。随着农业科学的不断发展,麦芒的奥秘也将被进一步挖掘和利用,有望为小麦育种、病虫害防治等带来新的思路和突破。
(作者白建芳,系北京市农林科学院副研究员)
http://www.kepu.gov.cn/news/2025-06/06/content_351020.html
(编辑:萧鼎 作者:章念)
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