北宋都城開封出土的宋代蓮子在南宋都城杭州生長綻放 – 開封網發布於
古蓮子種植後能開花,早在明代就有記載。《北游錄記聞》:”趙州甯晉縣有石蓮子,皆埋土中,不知年代。居民掘土,往往得之數斛者,狀如鐵石,肉芳香不枯,投水中即生蓮。”
1917年,日本植物學家大賀一郎聽聞遼寧省大連市的一位農民發現了古蓮子,因而決定進行調查。他前往發現古蓮子的普蘭店區西泡村,並在當地劉姓農民的協助下,總共採集了 7000 多個標本。1923 年,大賀一郎成功發芽了採集到的種子,並將一些種子分發給他的同事,同事之一的 R.W.Chaney 隨後將其交給 威拉得·利比 進行放射性碳定年。1951 年,種子經過 14C 定年法測定大約有 1,040 年的歷史。1952 年,中國北京中央研究院北京植物研究所於同樣的位置挖掘了這種古蓮子,其中一個可以發芽的種子以 14C 定年法測定為1288年。
遼寧省大連市普蘭店區西泡村曾經種植過蓮花,推測蓮花生態系統在 400 年前就已經消失而形成乾涸湖床。1950 年代,該處曾開採泥炭當作冬天取暖的燃料,這合理解釋了為什麼當地的孩童能夠找到暴露在表層土壤上的古蓮子。
1996年,J. SHEN-MILLER 的研究團隊前往大賀一郎記錄的所有地標,研究團隊總共採集了60 個標本,其中發芽的 4 個古蓮子用 14C 定年法進行了測試,年齡分別為 410、380、280 和 200年。上表以紅線標示的1350年是北京植物研究所提供的樣品;”Fruit” oSL4 說明了蓮子是「果實」而不是種子;OL96-52 的”Pericap”則是「果皮」。比如堅果中的杏仁,堅硬的外殼是它的內果皮
接著來觀察老熟蓮子的堅硬外殼,這種因為果皮或種皮所限制的休眠方式稱為物理休眠(Physical Dormancy)
下面這張照片是出土於南京一個古寺院之池塘遺址中的古蓮子,以前該處是個放生池,種過蓮花。該處在建築開挖三公尺深時,挖到了這些蓮子,根據出土遺址處同一地層環境其他物質的年份,推測這批古蓮子產於近千年前。浙江麗水市博物館研究員吳東海取得其中幾顆古蓮子,並培育發芽成功。經過一個月後,其中一株已經長出了11片葉子。
具有的堅硬外殼是古蓮子保持其活性的第一道防線,研究測得其果皮具有與 加拿大馬鹿的鹿角 相當的剛度和硬度。外層披覆蠟質,並有不溶於水的木栓質細胞層加固,其中也含有乳膠,從而在結構上保護了裡面的種子。
離層素(abscisic acid,ABA)可抑制種子發育來提高耐旱性,是植物適應乾旱、鹽分和寒冷脅迫等不利條件的關鍵激素。細胞對於蛋白的品質控管則需要分子伴護蛋白(molecular chaperones)和蛋白酶來協助。藉由 蛋白質質譜 技術,在蓮胚軸和子葉中存在著 CPN20/60 分子伴護蛋白,它們一起形成由 ATP 驅動的蛋白質折疊機制,用於將新生或錯誤折疊的蛋白質恢復到功能構象。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)是一種能夠催化超氧化物轉化為氧氣和過氧化氫的酶,它廣泛存在於各類動物、植物、微生物中,是一種重要的抗氧化劑,保護暴露於氧氣中的細胞。在阿拉伯芥葉綠體的研究中,證實CPN20 可參與超氧化物歧化酶的活化。在另一篇 J. SHEN-MILLER 發表的文獻”Genome of the long-living sacred lotus“,引人注目的是古蓮子具有16個 多銅氧化酶 家族蛋白,它們具有根特異性表達,能參與根分生組織的 磷酸鹽飢餓反應(phosphate starvation response,PSR)。離層素、分子伴護蛋白、超氧化物歧化酶與多銅氧化酶於是建構出古蓮子保持其活性的第二道防線。
結論:由於蓮子具有堅硬的外殼,若沉入湖底的蓮子被埋入質地緻密的灰泥中,加上乾涸湖床環境長期乾燥封閉,因此阻止了水分和空氣的接觸,從而不利於發芽。種子的新陳代謝因而變得非常緩慢,所以可以保持很長時間的生物活性。在這漫長歲月的休眠過程,若是從土壤中吸收的輻射劑量所造成的基因損傷不足以讓古蓮子失去活性,或是存在著修補受損基因的分子機制,那麼採集後以外力破壞其堅硬的外殼,再藉由水分的滲入,就有可能發芽並開出了花。