最近有网友发现，一个自己准备拿来做菜的新鲜番茄，切开后发现，本来应该安安稳稳躺在果实里的番茄籽，居然像豆芽一样发芽了！【1】无独有偶，在上个月，网上流传的一组据说是“受到福岛核电站辐射”的照片，里面也有在果实内发芽的番茄【2】。这不由的让人们心中一阵嘀咕：种子在果实里就发芽，究竟是怎么回事？这样的番茄是否是受到有毒有害物质影响而成？吃它会不会对人体造成伤害？
这还要从种子的习性说起。
睡还是不睡，这是个问题
众所周知，种子的使命是为植物传宗接代。同时，种子由于其具有可以随着风、水、动物等传播的特性，因此可以使得扎根于土地、不能随意移动的植物扩大其分布范围。此外对于很多草本植物来说，种子还肩负渡过不良环境（如寒冷、干旱等）的重大责任【3】。
不过，种子的这些特性给它带来了一个问题。由于种子具有一定的寿命，如果要完成传宗接代的任务，那么种子在成熟后尽快萌发可以保证最高的成活率；然而，如果要完成传播或度过不良环境的任务，那么种子不能成熟后就马上萌发——否则要不是来不及扩散，就是发芽后随着不良环境的到来而死亡。因此，植物们必须根据自身所处的环境，来选择合适的策略解决这一问题。
在对扩散和度过不良条件压力不大的环境中，植物们会选择种子成熟后就直接萌发的策略。例如很多红树种类，在果实还没有脱离植株的情况下，种子就萌发，长出长长的胚轴。然后随着掉落插入滩涂之中，形成了独特的“胎生现象”【4】。这一“种子果内长”的现象，被称作“胎萌”（Vivipary）。此外一些短生长周期的杂草需要在一年中完成多个生长周期，那么也会选择种子成熟后就立即发芽的策略。
红树的胎萌现象。注意从果实内直接长出的胚轴。（图片来源：plantsystematics.org/）
不过，更多植物选择先让种子安静的睡一会儿，待到完成传播或渡过不良环境后再来萌发。这一现象，被称作种子的休眠。大多数的栽培作物，它们的种子或长或短都要经历一个休眠的过程。这实际上经历了一个人为选择过程，因为如果种子没有休眠，过快萌发而造成胎萌，那么对于以收获果实和种子为食的人类来说会造成产量下降、质量劣化的后果。而具有一定休眠期的品种则可以使人类有时间进行收获和储存作业。
粮食作物的胎萌会造成农业减产。图中是出现了胎萌的玉米。图片来源：agry.purdue.edu
如何睡，如何醒？
种子的休眠，可以由多个因素造成【5】。首先，植物可以采用延长种子成熟时间的方式，来起到休眠的作用。例如人参、冬青等，其种子看上去像是成熟了，但实际上胚还未发育完全；而对于苹果、桃、梨等，则需要胚内部进行一系列生理变化，即后熟作用，才能获得发芽能力。其次，完整密实的果皮、种皮可以隔绝水和空气的进入，从而抑制种子的萌发。例如棉花、莲子等的种皮密实坚硬，是空气和水的良好绝缘体，这也是为何莲子能保存千年还能萌发的缘故。第三，一些化学物质的存在，可以诱导种子的休眠。例如高渗环境和有机酸就能有效抑制种子萌发，而一种重要的内源植物激素：脱落酸（ABA），则在可使得种子保持休眠状态。有实验表明，缺乏内源性脱落酸的植物种子可以不经休眠即可萌发。
莲子的种皮极为密实，即使埋藏千年之后依然可以萌发。图片来源：hzps.hlc.edu.tw
因此，种子若要萌发，就需要打破上述这些条件的限制。在自然条件下，未发育成熟的种子，会经过后熟作用而获得发芽能力；而对于存在组织障碍的，则要通过微生物或动物的活动破坏障碍组织，促进发芽；而存在化学抑制物的，则可通过降水冲刷等过程去除抑制物。同时，随着种子的休眠以及寒冷等环境的诱导，脱落酸的浓度逐渐降低，而另一种内源激素：赤霉素（GA）的含量开始逐渐上升，最终当赤霉素和脱落酸的量超过一定比例后，种子就做好了萌发的准备，当环境合适之时，就能发芽了。
番茄发芽，并不可怕
对于番茄来说，自然它的种子也遵循着上面的规律。番茄属于浆果，它的种子浸泡在浓厚、液态的胎座里。番茄的种子具有一个较浅而短的休眠期【6】，这个休眠期，是由两个因素决定的，一个是胎座内脱落酸的浓度，另一个是胎座本身的有机酸含量。
在番茄种子发育时期，胎座和种皮内合成了大量的脱落酸，这些脱落酸可以抑制种子中发育成熟的胚不等胚乳发育完全就提早萌发。当番茄的胎座开始液化时，脱落酸的浓度到达顶峰。在这一期间采摘，可以获得可食但籽还不至于很硬的番茄。我们吃的番茄，大多就处在这一时期。如果继续等到胎座进一步液化、种皮进一步变硬，也就是我们感觉番茄“变老”时，脱落酸的浓度已经降低到不足以抑制种子萌发了。此时，起到抑制种子萌发作用的，是液化的胎座内大量的有机酸和高渗的环境【7】。
在番茄变老后，如果继续存放，那么情况就不同了。首先，胎座大量液化后会产生空洞，空气会储存于其中；其次，液化胎座中的有机酸、糖等成分由于番茄果实自身的代谢作用而被消耗，渗透压逐渐降低。在这两者作用下，番茄的种子便会逐渐失去抑制萌发的环境，在获得空气之后便萌发了。
此外在生产存储上，经常采用低温来储藏番茄，而低温会诱导脱落酸含量的下降以及赤霉素含量的上升。因此，经过长期低温储存过的番茄，一旦拿到较为温暖的环境中，里面的种子更容易萌发。番茄内部种子发芽，是果实过熟的一种表现。出现这一现象，意味着这个番茄内大量营养物质已经被消耗，口感变差。同时，发芽的番茄小苗相比于番茄果实，具有更多的龙葵素，所以如果要吃，需要将发芽的籽除去。不过，考虑到营养和口感，遇到这种情况，还是换一个番茄吧。
发生胎萌的番茄，注意液化的胎座几乎完全消失，只留下空腔。图片来源：fineartamerica.com
长期低温存放的南瓜也会产生胎萌现象。图片来源：motherofahubbard.com/
有人会怀疑是否番茄种子发芽是由于施加了生长调节剂（也就是常说的“植物激素”）造成的。首先需要说明的是，合法按量的使用生长调节剂是农业生产的常规手段，对人体并无伤害。其次，从上面的分析可以看出，赤霉素的确可以打破种子休眠，促进种子萌发。但是，赤霉素一般不用施用于成熟番茄，而多是在播种前对种子做催种处理【8】，并且外源赤霉素的使用很难影响到种子内部内源性赤霉素的含量。因此，番茄种子萌发和施用生长调节剂之间，并没有直接联系。
此外还有人质疑这个番茄是否是被“辐射”或者是转基因品种。对于胎萌现象，的确有若干基因的突变可造成植物种子更易于胎萌【9】。但值得注意的是，辐射造成的突变是随机的，对于一个大规模生产的品种的一个个体，受到辐射而致突变的概率极低，致使特定基因突变的概率更是可视为零。事实上，只有在辐照育种或化学诱变情况下才可能发生。对于“转基因之说”则更是没有根据。曾经上市的几种转基因番茄，主要是降低乙烯产生以对抗果实软化，而如前文所说在果实不能充分软化时是不利于种子萌发的。更何况，现在市场上转基因番茄几乎已经完全退市，看到种子发芽便认为是“转基因”实在牵强。
结论：
番茄种子在内部发芽，其主要原因是由于番茄过熟所致。低温长期储存更会加剧这种现象。这种现象和植物生长调节剂的使用并无直接关系，更非受到辐射或转基因所致。种子发芽的番茄在除去芽后食用不会对人体造成伤害，但营养价值和口感均下降，因此并不建议食用。
参考资料：
- http://weibo.com/1653903883/A9LYi7NSc
- http://www.ebiotrade.com/newsf/2013-7/2013724172053609.htm
- 《植物学（上）》陆时万 等编，高等教育出版社，p234
- 《植物学（下）》吴国芳 等编，高等教育出版社，p274
- 《植物生理学》 武维华 编，科学出版社，p380
- 刘永庆 《番茄种子发育过程的形态和生理特性》 中国蔬菜，1994（4），10-13
- 刘永庆等《赤霉素和脱落酸对番茄种子发芽的生理调控》 园艺学报，1995,22（3），267-271
- 刘永庆《预浸及赤霉素对番茄种子发芽的影响》 种子，1993，68，9-15
- 张莉 等《种子胎萌机制研究进展》细胞生物学杂志，2007，29,701-705