被子植物(Angiosperm)是植物界最高級的一類,是地球上最完善、出現得最晚的植物,自新生代以來,它們在地球上占著絕對優勢。現知被子植物共1萬多屬,約20多萬種,占植物界的一半,中國有2700多屬,約3萬種。被子植物能有如此眾多的種類,有極其廣泛的適應性,這和它的結構復雜化、完善化分不開的,特別是繁殖器官的結構和生殖過程的特點,提供了它適應、抵御各種環境的內在條件,使它在生存競爭、自然選擇的矛盾斗爭過程中,不斷產生新的變異,產生新的物種。
界植物界
門種子植物
亞門被子植物
中文學名被子植物
簡介被子植物分為兩個綱----雙子葉植物綱(木蘭綱)和單子葉植物綱(百合綱)。被子植物拉丁名 Angiospermae,來源于希臘文復合詞。Angio—包被的與—sperma種子,兩者接合,用復數第一格即成 Angiospermae,英文名為 Angiosperm。
被子植物是植物界進化最高級、種類最多、分布最廣、適應性最強的類群。在不同的系統,被子植物有300多至400多科,1萬多屬,20—25萬種。超過植物界總種數之半。它們分布于各個氣候帶。由于氣溫高、雨水多的緣故,熱帶、亞熱帶最多。南美亞馬遜河區有約4萬種。其他熱帶地區有2—3萬種。溫帶地區因氣溫降低,雨量少了,種類漸減。以中國情況看,云南省氣候條件好,植物達萬種以上,而河北省地處北緯26—43度之間。
相對種類減少很多,約有2,500種。北極地區則大大減少,許多地方幾乎無被子植物,僅少數地方有少數種類頑強生存。如北極柳(Salix lanata)、北極罌粟(Papaver radicatum),其分布緯度達80度以上。在南半球南極大陸的莫爾吉特灣詹尼島附近,有石竹科植物厚葉柯羅石竹(Colobanthus crassifolius)生存。另外,從海拔高度看,地勢越高,氣溫越低,大約每上升100米,氣溫降低0.5℃,植物種類組成也有變化;在珠穆朗瑪峰地區,氣候嚴寒,只有少數耐寒種類方可生存。5,000—5,500米地區還能找到石竹科的伏繁縷(Stellaria decumbens)。雪蓮花(Saussurea involucrata )在新疆天山高處也有分布。
極端的自然環境還有沙漠。如中國新疆省的沙漠地區,有胡楊(Populus diversifolia )和梭梭(Haloxylon ammodendron)生存,能適應干旱氣候。北非撒哈拉大沙漠中下雨極少,有的地方十幾年無雨。有一種植物叫矮生齒子草 (Odontospermum pygmaeum),由于極端干旱形成只有幾十天極短的生命周期,稱為短命植物。
它在稍有雨水時,能發芽生長到開花結實,完成一代任務。平時稍有濕潤,花就張開,一旦干燥,花即閉合,十分靈敏。美洲墨西哥的沙漠地區,有一類特殊適應干旱的植物就是多漿植物,著名的為仙人掌科。全身多刺,葉退化,莖含水多用以抗旱。其中有的種類形如巨人,如用刀砍開,可以直接喝到水。在鹽堿地上,有抗鹽性強的被子植物,以黎科最著名。
如鹽角草(Salicornia herbacea)為一年生草本,肉質,葉極小。莖節狀,可以行光合作用。在它的莖的橫切面上有引人注目的特征:如表皮薄而光滑,柵欄組織有兩層,內部細胞大、含水多,維管組織在中心。多水性是由于鈉(Na)離子影響下形成的。鹽角草活物重量的92%以上為水分。干燥了的鹽角草燃燒后留下的灰分極多,占干量的45%以上。上述的莖結構、含水多和灰分多,均是典型的鹽生植物特性。鹽角草生在鹽沼地上,是鹽分最多的地方,可為其標準代表。黎科的鹽生植物的進化就是在鹽演條件下進行的。
起源1.起源時間
當前多數學者認為被子植物起源于白堊紀或晚侏羅紀。根據斯科特(Scott)、馬朗(Ba-rghoon)和利奧波德(Leopold)(1960)對以前記述過的化石進行了全面的討論,發現白堊紀之前未曾保存具確實證據的被子植物化石。此外從孢粉證據來看,同樣表現在白堊紀以前的地層中,未能找到被子植物花粉。多伊爾(Doyle 1969)和
馬勒(Muller 1970)根據早白堊世和晚白堊世地層之間孢粉的研究,支持被子植物最初的分化是發生在早白堊世,大概在侏羅紀時期就為這個類群的發展準備好了條件,這一觀點也被奧爾夫(Wolf 1972)從美國弗吉尼亞的怕塔克森特早白堊世巖層中得到的葉化石證據所支持。同時,他們還得出結論:在白堊紀,木蘭目的發展先于被子植物的其它類群。中國學者潘廣等人近10年在對華北燕遼地區中侏羅紀地層中發現并確證了原始被子植物的存在,也發現了那時的單子葉和雙子葉植物---木蘭類和柔夷花序類均已發育較好。因此,被子植物的起源應早于白堊紀。這個觀點已在1999年第16屆國際植物學大會上引起關注。
2.發源地
關于被子植物的發源地存在著十分對立的觀點:即高緯度——北極或南極起源說和低緯度——熱帶或亞熱帶起源說。目前,大多數學者支持后一個學說。近數十年來的資料表明,大量被子植物化石在中、低緯度出現的時間實際上早于高緯度。被子植物在熱帶或亞熱帶首先出現,然后逐漸向高緯度地區擴展。
現代被子植物地理分布情況,同樣說明被子植物可能起源于中、低緯度地區。在被子植物現存的400余科中,有半數以上的科依然集中分布在中、低緯度地區,尤其是那些較原始的木蘭科、八角科、昆欄樹科和水青樹科等更是如此。貝利(Bailey 1949)、史密斯(Smith 1967)和塔赫他間(Takhtajan 1969)以現代植物科的分布及化石證據的分析,發現西南太平洋和東南亞地區原始毛茛類型(廣義的木蘭目)分布占優勢,認為這個地區可能是被子植物早期分化的地區。中國的吳征縊(1964,1977)認為中國南部、西南部和中南半島在北緯20o~40o間的廣大地區最富于特有的古老科屬,可能是被子植物的發源地。Camp (1952)提出南美亞馬遜河流域的平原地區熱帶雨林中有許多接近原始類型的被子植物,被子植物可能起源于這一區域。
總之,被子植物起源的地區仍處于推測階段,由于化石植物的缺乏和對過去發生的地質、氣候變化還不十分清楚,雖多數學者贊同低緯度起源,但確切回答被子植物的起源地點是有困難的,還有待今后更深入的研究。
3.可能的祖先
被子植物的屬種十分龐雜,形態變化很大,分布極廣,粗看起來,確實難用統一的特征將所有的被子植物歸成一類。因此,對被子植物的祖先存在不同的假說,有多元論和單元論兩種起源說。
多元論認為被子植物來自許多不相親近的群類,彼此是平行發展的。胡先骕、米塞(Meeu)、恩格勒(Engler)和蘭姆(Lam)等人是多元論的代表。中國的分類學家胡先骕1950年發表了一個被子植物多元起源的系統,也是中國學者發表的被子植物的唯一系統。
單元論是目前多數植物學家主張的被子植物起源說。主要依據是被子植物有許多獨特和高度特
化的性狀,如雄蕊都有四個孢子(花粉)囊和特有的藥室內層;大孢子葉(心皮)和柱頭的存在;雌雄蕊在花軸排列的位置固定不變;雙受精現象和三倍體胚乳;以及篩管和伴胞的存在。因此,人們認為被子植物只能起源于一個共同的祖先。哈欽森(Hutchinson)、塔赫他間(Takhtajan)、克朗奎斯特(Cronquist)和Judd是單元論的主要代表。
被子植物如確系單元起源,那么它究竟發生于哪一類植物呢?推測很多,至今未有定論。人們推測的有:藻類、蕨類、松杉目、買麻藤目、本內蘇鐵目、種子蕨等。目前比較流行的是本內蘇鐵目和種子蕨這二種假說。
4.被子植物系統發育重建
人類研究植物分類、進化及系統發育的目的是要揭示植物世界發生、發展、絕滅的歷史,從現存被子植物和化石記錄,通過宏觀與微觀特征的研究重建被子植物的系統發育,建立一個完全自然的系統。
特征被子植物是植物界進化最高級、種類最多、分布最廣的類群。現知被子植物有l萬多屬,20多萬種,占植物界的一半。中國有2700多屬,約3萬種,是藥用植物最多的類群。被子植物的種類能有如此眾多,適應性有如此廣泛,這和它的結構復雜化、完善化分不開的,特別是繁殖器官的結構和生殖過程的特點,給予了它適應、抵御各種不良環境的內在條件,使它在生存競爭、自然選擇的矛盾斗爭過程中不斷產生新的變異,產生新的物種,而在地球上占絕對優勢。
和裸子植物相比,被子植物有真正的花,故又叫有花植物;胚珠包藏在子房內,得到良好的保護,子房在受精后形成的果實既保護種子又以各種方式幫助種子散布;具有雙受精現象和三倍體的胚乳,此種胚乳不是單純的雌配子體,而具有雙親的特性,使新植物體有更強的生活力;孢子體高度發達和進一步分化,除喬木和灌木外,更多是草本;在解剖構造上,木質部中有導管,韌皮部有篩管、伴胞,使輸導組織結構和生理功能更加完善,同時在化學成份上,隨著被子植物的演化而不斷發展和復雜化,被子植物包含了所有天然化合物的各種類型,具有多種生理活性。
列舉的被子植物的五個進化特征,是與裸子植物相比較而得出的,能產生種子、精子靠花粉管傳送、有胚乳等種子植物共有的特征。
(一)具有真正的花[1]
典型的被子植物的花由花尊、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分組成,各個部分稱為花部。被子植物花的各部在數量上、形態上有極其多樣的變化,這些變化是在進化過程中,適應于蟲媒、風媒、鳥媒、或水媒傳粉的條件,被自然界選擇,得到保留,并不斷加強造成的。
(二)具雌蕊
雌蕊由心皮所組成,包括子房、花柱和柱頭3部分。胚珠包藏在子房內,得到子房的保護,避免了昆蟲的咬噬和水分的喪失。子房在受精后發育成為果實。果實具有不同的色、香、味,多種開裂方式;果皮上常具有各種鉤、刺、翅、毛。果實的所有這些特點,對于保護種子成熟,幫助種子散布起著重要作用,它們的進化意義也是不言而喻的。
(三)具有雙受精現象
雙受精現象,即兩個精細胞進入胚囊以后,1個與卵細胞結合形成合子,另1個與2個極核結合,形成3n染色體,發育為胚乳,幼胚以3n染色體的胚乳為營養,使新植物體內矛盾增大,因而具有更強的生活力。所有被子植物都有雙受精現象,這也是它們有共同祖先的一個證據。
(四)孢子體高度發達
被子植物的孢子體,在形態、結構、生活型等方面,比其他各類植物更完善化、多樣化,有世界上最高大的喬木,如杏仁按(Eucalyptus amygdalina Labill.),高達156米;也有微細如沙粒的小草本如無根萍[Wolffia arrhiza (L.) Wimm.],每平方米水面可容納300萬個個體有重達25千克僅含1顆種子的果實,如王棕(大王椰子)[Roystonea regia (H.B.K.) O. F.Cook];也有輕如塵埃,5萬顆種子僅重0.1克的植物如熱帶雨林中的一些附生蘭;有壽命長達6千年的植物,如龍血樹(Dracaena draco L.);也有在3周內開花結籽完成生命周期的植物(如一些生長在荒漠的十字花科植物)。
有水生、砂生、石生和鹽堿地生的植物;有自養的植物也有腐生、寄生的植物。在解剖構造上,被子植物的次生木質部有導管,韌皮部有伴胞;而裸子植物中一般均為管胞(只有麻黃和買麻藤類例外),韌皮部無伴胞,輸導組織的完善使體內物質運輸暢通,適應性得到加強。
(五)配子體進一步退化(簡化)
被子植物的小孢子(單核花粉粒)發育為雄配子體,大部分成熟的雄配子體僅具2個細胞(2核花粉粒),其中1個為營養細胞,I個為生殖細胞,少數植物在傳粉前生殖細胞就分裂1次,產生2個精子,所以這類植物的雄配子體為3核的花粉粒,如石竹亞綱的植物和油菜、玉米、大麥、小麥等。被子植物的大孢子發育為成熟的雌配子體稱為胚囊,通常胚囊只有8個細胞:3個反足細胞、2個極核、2個助細胞、1個卵。反足細胞是原葉體營養部分的殘余。有的植物(如竹類)反足細胞可多達300余個,有的(如蘋果、梨)在胚囊成熟時,反足細胞消失。助細胞和卵合稱卵器,是頸卵器的殘余。由此可見,被子植物的雌、雄配子體均無獨立生活能力,終生寄生在孢子體上,結構上比裸子植物更簡化。配子體的簡化在生物學上具有進化的意義。
被子植物的上述特征,使它具備了在生存競爭中,優越于其他各類植物的內部條件。被子植物的產生,便地球上第一次出現色彩鮮艷、類型繁多、花果豐茂的景象,隨著被子植物花的形態的發展,果實和種子中高能量產物的貯存,使得直接或間接地依賴植物為生的動物界(尤其是昆蟲、鳥類和哺乳類),獲得了相應的發展,迅速地繁茂起來。
參考資料本文發布于:2023-06-07 05:10:43,感謝您對本站的認可!
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