南瓜為何能長成“巨無霸”，科學家揭秘巨大化背后的秘密

在童話故事里，南瓜有著神奇的魔力，能夠搖身一變成為仙子送給灰姑娘的華麗馬車，載著她駛向夢幻的舞會。

而在現實世界中，南瓜同樣令人驚嘆不已。每年秋天，在美國的加利福尼亞州等地，都會舉辦盛大的“超級南瓜大獎賽”。

在這里，一群追求極致的農民會帶著他們精心培育的巨型南瓜閃亮登場。有些南瓜的重量竟然超過2700磅（約1225公斤），相比之下，世界上最重的蘋果僅有4磅（約1.8公斤），最大的藍莓甚至不到一盎司（約28克）。

那么，究竟是什么讓南瓜能夠長到如此驚人的大小，而其他果實卻相對渺小呢？

circleville巨型南瓜展的冠亞季軍

圖片來源：circleville herald

與生俱來的生長優勢：不定型植物的無限潛力

巨型南瓜屬于特定的南瓜品種——Cucurbita maxima，尤其是那些經過長期選育的“巨型”和“大西洋巨型”品種。

這些南瓜之所以能長到如此龐大，一個基本的原因在于它們是無限生長型植物（indeterminate plants）。

不定型植物與有限生長型植物（determinate plants）有著本質的區別。

無限生長型植物（不定型植物）以分批的方式結果并使果實成熟。這樣每次成熟的果實都有機會被傳播到不同的地方。這是植物不把所有“雞蛋”放在一個籃子里的生存策略。就像南瓜總會不斷結出新的瓜，而不受時間約束。

與之相反，有限生長型植物（確定型植物）則一次性結出并讓所有果實成熟。它們寄希望于有饑餓的動物（或人類）前來，發現所有成熟的果實都可供享用，多么誘人的場景啊！這也就是把所有“雞蛋”都放在了一個極具吸引力的籃子里。就像草莓、藍莓等作物，總是幾乎一次性成熟，讓采摘者一次性摘走。這種生長方式對于收獲來說是有利的，但卻極大地限制了果實的大小。

而不定型植物則沒有這種生長限制，它們不知疲倦，只要環境條件允許，它們的莖、葉和果實都會不斷增大。

德克薩斯理工大學園藝學實踐助理教授維克拉姆·巴利加形象地解釋道：“你會看到這些巨大的、蔓延的南瓜植株占據你的整個院子，有時甚至只是一株植物。

這種無限制的生長方式，為南瓜果實提供了幾乎無限的生長空間，就像為它打造了一個可以不斷擴張的“成長王國”。

圖片來源：live science

明尼蘇達大學德盧斯分校斯文森科學與工程學院副教授杰西卡·薩維奇指出：“一些植物在生長器官（無論是葉子、果實還是花朵）時，會有一種內在的程序限制其大小。”就好比有一個無形的“緊箍咒”在約束著它們的生長。

然而，南瓜似乎并沒有受到這種強有力限制的束縛，它可以不斷增加更多的葉子，這些葉子就像一個個小小的“能量工廠”，通過光合作用為果實提供源源不斷的能量，支撐著果實不斷長大。

人類的精心雕琢：基因選育的力量

數百年來，園藝愛好者們就一直致力于培育出更大的南瓜品種。

他們通過仔細觀察，選擇那些果實更大的植株進行繁殖，就像在一群孩子中挑選出長得最高、最壯的來培養。

經過一代又一代的不斷篩選和培育，逐漸篩選出了具有巨大生長潛力的南瓜品種。

這種選育過程就像是一場漫長的“接力賽”，每一代園藝愛好者都為培育出更大的南瓜貢獻著自己的力量。

圖片來源：daily mail

這種選育過程不僅放大了南瓜的自然生長潛力，還使得南瓜植株能夠持續不斷地產生更多的葉子。對于不定型植物來說，它們的目標是盡可能快地產生盡可能多的生物量。而選育則讓南瓜的生長潛能不斷被發掘出來。

高效的運輸系統：巨型南瓜的“超級高速公路”

除了無限生長型植物的天分作用，在巨型南瓜的快速增長過程中，一個高效的運輸系統也至關重要。

薩維奇和她的團隊發現，與普通南瓜品種相比，巨型南瓜擁有更多的韌皮部（phloem），這是植物維管系統的一部分，就像人體的血管系統一樣，負責運輸糖分和其他營養物質。

韌皮部就像一條條“高速公路”，將植物光合作用產生的“能量物資”——糖分等營養物質，迅速輸送到果實中，為果實的快速增長提供物質保障。

美國得克薩斯州達拉斯植物園的“南瓜小鎮”擺滿了南瓜

圖片來源：新華網

薩維奇經常把韌皮部比作高速公路，她說：“你可以在小高速公路上運輸相同數量的物資，但速度會受到限制。如果你想更快地運輸更多的資源，你就需要更多的道路。”

巨型南瓜擁有更多的韌皮部，就相當于擁有了更多條“高速公路”，這使它們能夠以更快的速度將糖分和其他營養物質輸送到果實中，就像一輛輛滿載貨物的卡車在寬闊的高速公路上飛馳，為果實的生長提供了充足的“養分補給”。

生長時間與皮膚特性：巨型南瓜的“黃金時期”

巨型南瓜之所以能長到如此龐大，還因為它們有足夠的時間來生長。

一個南瓜在藤蔓上可以停留數月之久，是一種需要五到六個月才能成熟的作物，有時甚至需要180天。

相比之下，蘋果、桃子和梨等水果從開花到收獲的時間要短得多。

這就好比一場馬拉松比賽，巨型南瓜有更長的“賽程”來不斷積累生長所需的能量和物質，從而長得更大。

圖片來源：megapumpkins

而且，巨型南瓜在年輕時擁有柔軟、薄弱的表皮，這使得它們能夠迅速增長，就像一個彈性十足的氣球。

隨著南瓜的成熟，表皮會逐漸變硬，為果實提供支撐。

為了延長南瓜的快速增長期，種植者會用防水布覆蓋南瓜，保護它們免受陽光直射，從而保持表皮的柔軟度，防止南瓜開裂。

薩維奇解釋道：“種植巨型南瓜的人都在努力尋找那個最佳平衡點——你不想讓它們的表皮太硬以至于無法擴張，但同時又要足夠堅固以支撐自身的重量。如果皮膚裂開，那么這個南瓜在比賽中就沒有競爭力了。”

物理法則與文化因素的影響

更重要的是，從物理法則的角度來看，南瓜生長在地面上，不太受重力影響。不用擔心因為不斷增加的重量從高處跌落。而像巨型桃子如果長得太大，可能會在達到一定重量之前就掉下樹，摔得稀爛。

而南瓜不僅是秋季的象征，更是萬圣節和感恩節等傳統節日的重要組成部分。

這種文化地位使得南瓜在西方社會中占據了更加突出的位置。

相比于其他具有相似生長潛力的水果（如黃瓜）來說，南瓜受到了更多的關注和選育。

人們為了在這些節日中展示出更大、更壯觀的南瓜，不斷投入精力和資源進行培育，也進一步推動了巨型南瓜的發展。

圖片來源：Walmart

南瓜能夠長成“巨無霸”，而藍莓等其他水果相對渺小，是多種因素共同作用的結果。無限生長型植物的特性、人類的基因選育、高效的運輸系統、適宜的生長時間和皮膚特性，以及物理法則和文化因素的影響，都為巨型南瓜的誕生提供了有利條件。

隨著科技的進步和選育技術的不斷完善，我們有理由相信，未來的巨型南瓜將會更加驚人，繼續創造出一個又一個的奇跡。甚至可能把這種“不定型”的特性轉移到其它作物上，或許在未來會有其它“巨型果實”出現，是不是很期待呢？

作者：肖云格

審核：史軍中國科學院植物學博士 正高級研究館員

本文在科普新媒體平臺“蝌蚪五線譜”刊發，經授權發布