植物学小结

植物学小结 | 楼主 | 2017-11-05 04:03:23 共有3个回复
  1. 1植物学小结
  2. 2植物学小结
  3. 3植物学(下)第六章 孢子植物小结

课堂上学完理论与实践的理论性后就要出户外看看这些真事物了,山桃蔷薇科李属叶披针形萼片上无毛树皮暗红褐色光滑,月季蔷薇科蔷薇属小叶片叶片光亮蔷薇果,加拿大飞蓬菊科舌状花亚科飞蓬属有乳汁。

植物学小结2017-11-05 04:02:10 | #1楼回目录

※※专业※组学号:※※ 姓名:※※分数:

经过一个学期的课程学习,学完了《花卉学》与《园林树木学》这两本书。我从中学到了不少东西,尤其是在认种方面,以前的我看到花花草草只会说这种花这种草这种树怎么样怎么样,但现在不同了,我不仅会说出这种植物的名字还懂得它的应用与配植,觉得很是自豪。

这个学期的这门课上的还真是多姿多彩,平时上课时老师会给我们讲许多的理论知识但不是很枯燥,因为老师常在课中给我们讲一些他的经验与实践操作过程,比如:观赏植物的栽植与养护技术,像苗木的包装与运输等,这些都是课本上所没有的,学过之后才知道原来苗木的包装跟运输还是很有讲究的。还有古树名木的保护,之前的我一直认为一棵树死后就不会有什么价值了,想不到还可以保留下来挖掘他的人文景观价值,正好上个学期去广西时,到阳朔的大榕树那游玩,那颗大榕树说实话就大了点跟别的大榕树没什么区别,我老家就有很多这样的大榕树,但就因为它是刘三姐生活过的地方而变得有价值,很多游客都去参观,因而变成了一块旅游地点。由此可知挖掘一块地方或某种植物的人文价值是如此的重要,或许他会变成一块风景名胜区。老师还给我们举一些植物配置的事例,这样不仅培养了我们的审美判断力更培养了我们的设计思维,也让我有了追求环境美的欲望。更有趣的是,上课时老师还给我们讲有关某一植物的历史背景,还从中穿插一些古诗词,上着上着就觉得自己好像在上语文课般,但我还是学到了一些东西,真让我对某些植物便有了更深的了解。

课堂上学完理论与实践的理论性后,就要出户外看看这些真事物了。这个学期我们专业去了5个不同的地方认种,在户外当然也就比在教室内学习自由多了,跟着老师的步伐听着老师讲解看着美丽的风景,学习着新的植物,虽然有时会在某个地区认上一天的种,吃着自备的干粮,很是累人,但其中的乐趣只有身在其中才可体会。有时确实挺反感,尤其是在去听了一天的课后还要整理出植物学名录,因为以我的记性要不在这一两天内整理出来,再过几天我便会忘得一干二净,所以我便很积极的把今天所认的植物整理出来,当然不懂的植物或没有图片的植物就要上网搜索以便下此查看,也正因为如此,我学到了许多东西更尝到了苦尽甘来的滋味。多亏了老师的严格,我不得不认真的记住植物的名称与科名,因为老师会定期考察两次。记得第一次考察时是以小组的形式进行的,我还是第一次尝试一起合作的考试,感受但团队的力量之大。不得不承认老师是个很积极的人,老师的图片都整理得清清楚楚,分类整理,这样我们阅读起来甚是方便。但对这门课程仅仅有的一点不满就是它要记一大堆的理论知识,这样我很是头疼,因为今天记了明天又忘,很是苦恼,假如它是推导式的就好了,但这样也许也好,会培养我的记忆力与毅力。

随着经济的发展,社会的进步,人们会越来越注重环境的美,而植物便是这环境的重要组成部分。人们生活质量、生活水平的不断提高,绿化及生态环境成为新追求,不仅房地产开发企业在市场竞争中竞相打起了“绿化牌”、“景观牌”、“生态环境牌”,一些企事业单位也越来越注重环境景观设计,使之“既要与城市环境协调,又要让员工和客户舒畅”,那些既懂得园林绿化景观设计和花卉苗木养护,又懂得“绿色经济”经营管理的人才具有广泛的就业前景。作为一位风景园林专业的学生,理应适应市场的需求不断的完善自己,应用自己学过的每一门技术,为人们创造出最美丽的空间,而我也应熟练地掌握植物的用途、特征与功能作用,为园林专业打好基矗2016年01月02日

2016年01月02日

植物学小结2017-11-05 04:02:26 | #2楼回目录

1.山桃蔷薇科李属叶披针形,萼片上无毛,树皮暗红褐色光滑

2.碧桃蔷薇科李属叶披针形,萼片上有毛,树皮暗红褐色

3.紫叶李蔷薇科李属叶紫色

4.山杏蔷薇科杏属叶卵圆形,树皮棕色有纹理

5.西府海棠蔷薇科苹果属 嫩枝和叶下常披短柔毛或绒毛

6.月季蔷薇科蔷薇属小叶3~5片,叶片光亮,蔷薇果

7.野蔷薇蔷薇科蔷薇属小叶5~9片,一般为单瓣花,蔷薇果

8.玫瑰蔷薇科蔷薇属小叶5~9片,叶脉下陷,有皱褶,蔷薇果

9.珍珠梅蔷薇科绣线菊亚科 珍珠梅属 小叶11~17片,花小型成顶生圆锥花序,蓇葖果 蔷薇科的特点:1.高脚杯状花托;2.周位花;3.雄蕊无穷且离生

9.艾蒿菊科管状花亚科蒿属无乳汁

10.加拿大飞蓬菊科舌状花亚科飞蓬属有乳汁

11.泥胡菜菊科管状花亚科泥胡菜属无乳汁寿果被毛花序托

12.蒲公英菊科舌状花亚科蒲公英属有乳汁黄色头状花序单生顶端被穴花序托

13.苦荬菜菊科舌状花亚科苦荬菜属有乳汁黄色头状花序多生枝顶

14.乳苣菊科舌状花亚科乳苣属有乳汁

15.山莴苣菊科舌状花亚科莴苣属有乳汁

菊科:一般为头状花序 连萼瘦果

16.车轴草豆科蝶形花亚科车轴草属叶为三小叶互生,头状或球状花序

17.紫藤豆科蝶形花亚科紫藤属单数羽状复叶,总状花序,二体雄蕊(9+1) 荚果下降覆瓦状排列 旗瓣在边上(蝶形花亚科)(苏木科为上升覆瓦式排列 旗瓣在中间)

18.国槐豆科槐属

19.龙爪槐豆科槐属

20.紫花槐豆科槐属

21.紫穗槐豆科紫穗槐属只有旗瓣无翼瓣和龙骨瓣

22.洋槐(刺槐) 豆科洋槐属

23.迎春花 木犀科素馨属(茉莉属)高脚蝶状花冠,茎绿色实心四棱,六瓣花

24.连翘木犀科连翘属四瓣花,茎褐色空心圆心

25.金钟花木犀科连翘属 四瓣花,茎具片状髓

26.丁香花木犀科丁香属

27.小叶女贞木犀科女贞属

28.荠菜十字花科荠菜属短角果倒三角形

29.独行菜十字花科独行菜属短角果圆扇形

30.银杏银杏科银杏属雌雄异株

31.雪松松科雪松属

32.油松 松科松属叶2针一束,幼枝披白粉

33.马尾松松科松属 叶2针一束

34.白皮松松科松属叶3针一束,老树树皮白色

35.华山松松科松属叶5针一束

36.水杉衫科水杉属

37.侧柏柏科侧柏属叶全为鳞形

38.圆柏柏科圆柏属又有鳞形叶又有刺形叶

39.龙柏柏科圆柏属鳞形叶

40.刺柏柏科刺柏属全为刺形

41.铺地柏柏科 柏属 匍匐小灌木

42.毛白杨杨柳科杨属苞片有裂,有花盘无蜜腺,有顶芽

43.垂柳杨柳科柳属 苞片无裂,无花盘有蜜腺,无顶芽,雌花只有1腺体

44.旱柳杨柳科柳属雌花2腺体

杨和柳都为雌雄异株柔荑花序

45.附地菜紫草科附地菜属四小坚果

46.砂引草紫草科砂引草属核果

47.紫荆苏木科紫荆属假蝶形花,上升覆瓦状排列(旗瓣在中间) 荚果且一侧有翅(成熟时在腹缝线裂开)

48毛泡桐.玄参科泡桐属唇形花,2强雄蕊(2+2)总状花序 蒴果(成熟时在背缝线裂开)

49.地黄玄参科地黄属

玄参科和唇形花科的区别:玄参科为蒴果,唇形花科为四小坚果

50鸢尾鸢尾科鸢尾属花柱花瓣状,紫色,白色,花柱花瓣状,三片外花被具有鸡冠状突起

51黄色菖蒲鸢尾科鸢尾属黄色

52白茅禾本科白茅属

53高羊茅禾本科羊茅属

54.芦苇禾本科芦苇属有节,茎干圆形、空心,根状茎

55.水葱莎草科藨草属茎干圆形、实心,最上面一个叶鞘具叶片,

56.荆三棱莎草科藨草属茎三棱、实心

57.千屈菜千屈菜科千屈菜属

58.萝藦萝藦科萝藦属

59.夏至草(小益母草)唇形花科夏至草属2强雄蕊,四小坚果

玄参科和唇形花科的区别:玄参科为蒴果,唇形花科为四小坚果

60.车前草车前草科车前草属

61.紫叶小檗小檗科小檗属叶刺

62.黄栌 漆树科黄栌属

63.火炬树漆树科盐肤木属锥状花序(复总状花序)

64..1球悬铃木(美国梧桐)悬铃木科悬铃木属中间一裂宽大于高 65.2球悬铃木(英国梧桐)悬铃木科悬铃木属 中间一裂高大于宽 66.3球悬铃木(法国梧桐)悬铃木科悬铃木属

67.皱叶酸模 蓼科酸模属托叶膜制

68.菠菜藜科菠菜属

69.冬青卫矛卫茅科卫茅属

70.费菜(土三七) 景天科景天属

(加粗字体为详细讲过的内容)

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植物学(下)第六章 孢子植物小结2017-11-05 04:00:28 | #3楼回目录

第六章 孢子植物小结

一、植物的起源

植物界不仅类群繁多,形态多种多样,而且分布也极广泛。然而,当地球形成之初,表面非常炽热,而且外面还没有大气圈,不具备产生生命物质的条件,直到以后,地球表面出现了大气层,生命的出现才有了可能。

估计在40—35亿年前就开始出现了原始的生物,最先出现的植物是细菌和蓝藻,这两类植物的形态结构都非常简单,它们没有定型的细胞核,也没有质体和其他细胞器。因此,它们被称为原核生物(Procaryote)。蓝藻和一部分具有色素的细菌在一起,利用日光以制造养料,并放出大量的氧气,从而逐渐改变大气的性质,使它由还原性变为氧化性,这样,就为喜氧植物的出现准备了条件。

到距今15—14亿年前,开始出现了具有真核细胞的藻类。它们有定型的细胞核和细胞器,这一转变在植物界的进化途中是一次巨大的飞跃。由于细胞器的出现,使细胞内各部分的分工更为明确,从而提高了整个细胞生理活动的机能。

最初出现的真核生物,可能是生活在水中的鞭毛生物。鞭毛生物是单细胞体,它们有一根或两根鞭毛,可以自由活动,有的细胞,体外具有1层膜,能改变体形。在以后进一步的系统发育过程中,鞭毛生物体表产生1层坚固的厚壁,此厚壁是由与纤维素相近似的物质所组成;有的鞭毛生物具有典型的色素体,这与细菌和蓝藻有着很大的不同。鞭毛生物有具色素体能独立营养的植物类型,也有藉吞食现成有机物营养的动物类型。从能独立营养的鞭毛生物,又不断演化成多种多样的藻类植物。

到距今9—7亿年前,便开始出现了多细胞的藻类。最初的多细胞藻是丝状体的类型,到6亿年前又出现了囊状、柱状或其他形状的类型,这些藻类分别属于绿藻门、红藻门、褐藻门,它们不但在体形上和大小上有千差万别的变化,就是在内部结构上也日趋复杂化。这些藻类植物群主要生活在海洋里,因此,从太古代到古生代的志留纪中期,为海产藻类繁盛时期。由于藻类植物群在海洋中的大量繁衍,他们在光合作用的过程中,放出了大量的氧气,这不仅使大气的成分逐渐改变,也使海水中的含氧量增高,有利于海洋动、植物的生存。另外,也由于一部分的氧在大气上层形成了臭氧(O3),便阻挡了杀伤力甚强的紫外线辐射,从而使植物从海水登上陆地生活成为可能。在志留纪晚期,一批生于水中的裸蕨类植物,开始逐渐地进入了陆地,这是植物进化史中的一次重大的飞跃。登陆了的裸蕨类植物,进一步向适应陆生生活方向演进。到古生代的石炭纪,世界各地出现了参天的茂密蕨类植物森林,而这些早期出现的种类繁多的裸蕨类植物,却在泥盆纪末期、石炭纪以前消逝了。从石炭纪到二叠纪下期这一段地质年代中,是蕨类植物鼎盛时期,此期中有的蕨类遗体大量地被埋到地下,年长日久形成煤层,被现代人挖掘出来作为能源利用。在蕨类植物繁盛时期的同时,苔藓植物也以其独特的生活方式。成功地适应着陆生生活,繁茂地生长着。在古生代末期的二叠纪时,由于地球上出现了明显的气候带,许多地区变得不适于蕨类植物的生长,多数蕨类植物开始走向衰亡。裸子植物开始兴起,逐渐地取代了蕨类植物的优势。由古生代末期的二叠纪到中生代的白垩纪早期,这长达1亿年之久的历史期间,是裸子植物繁盛时期。裸子植物取代了蕨类植物为地球上优势植物类群,高大的裸子植物广布南北半球的各个气候带。到中生代末期,距今约1亿年前后,地球上气候带分带现象更趋明显,而且后来又出现了几次冰川时期,气温大幅度地下降,在这严酷的环境下,裸子植物类群中,多数种类由于不能适应气候的变化,逐渐消逝了,代之而起的是被子植物。被子植物与裸子植物相比,有更优越的适应环境能力,主要表现在其繁殖器官的结构与机能方面;另外,也表现在其营养体生活的多样化,如木本、草本、一年生、多年生等多方面。因此,在此时期,被子植物成了世界上的优势植物群,而代替了以前的裸子植物群,直至今日(表6-1)。

表6-1 地质年代和不同时期占优势的植物和进化情况

二、植物营养体的演化

孢子植物营养体的形态和结构是多种多样的,但它们遵循着演化规律,由简单到复杂,由低级到高级地向前发展着。一般认为,单细胞鞭毛藻类是植物界中最简单、最原始的类型,也是藻类植物和一切高等植物的祖先。

植物营养体的演化过程,在绿藻植物中最为明显,各种类型都具备(参看藻类小结)。像衣藻、盘藻、实球藻、空球藻、杂球藻到团藻,是代表着能活动的、营养体细胞有定数的、营养时期不分裂的类型。由单细胞至群体再到多细胞的发展过程中,到团藻成为这一路线的顶端,然而这一路线在植物界中是不可能得到发展的。另外,像绿球藻目植物,营养体不能活动,细胞有定数的类型,其中有些种类(如水网藻)的营养体细胞也能分裂,成为多核细胞的群体,但这条路线同样也是不可能发展的。另一类营养体为多细胞,失去活动能力,而成丝状体的类型(如丝藻目植物)成为植物界发展的主干,进一步由丝状体到异丝状体和片状体,并由此发展出高等植物来。

在褐藻门和红藻门中,较高级的种类,其体型更为复杂,有的分化成类似高等植物的根、茎、叶的体型,并有类似组织的结构。像褐藻门中的马尾藻属、巨藻属、海棕榈属(Postelsia)和红藻门中的红叶藻属(Delesseria)等。但褐藻门和红藻门植物营养体的发展进程,仍然是和绿藻门相似,遵循着从单细胞到多细胞、能游动到不能游动、分化简单到分化复杂的路线发展,这是一种和绿藻平行发展的结果。

高等植物的营养体都是多细胞的,苔类植物一般为叶状体,有背腹之分,具有单细胞的假根,而苔类以上植物已具有了气孔的结构,合子萌发也必须经历胚的阶段。藓类具有“叶”和“茎”的辐射对称的拟茎叶体,假根为多细胞。到了蕨类植物,营养体有了更进一步的演化,具有真正的根、茎、叶等器官和较完善的组织构造,特别是具有了适应陆生生活的输导系统,中柱类型复杂,由原生中柱向网状中柱发展,茎、叶上有毛或鳞片等附属物保护。叶脉由叉状分枝发展到网状分枝,孢子囊由枝端向叶缘到叶背着生等等各种类型,使植物体更能向适应环境而演变。到了种子植物,营养体变得更为多样化,内部结构也更趋完善。

三、有性生殖方式的进化

一切生物都有繁殖后代的能力,原始的细菌、蓝藻植物是以营养繁殖和无性生殖来繁衍后代的,而真核植物则普遍存在着有性生殖的繁殖方式。有性生殖有同配、异配和卵式配合3种类型。

在同配生殖中,雌、雄配子的形态、大小几乎一样而难以区分。这种生殖类型又可分为同宗配合和异宗配合两类,如某些真菌的菌丝体是行同宗配合的,而衣藻属有同宗配合的,也有异宗配合的,到盘藻、水网藻、丝藻等则均属异宗配合的类型。异宗配合比同宗配合在细胞分化上是较进化的。

异配生殖的两种配子在形态、大小上均有区别,像空球藻的有性生殖在产生雄配子时,每个细胞经纵分裂成64个细长的配子,每个配子有2根鞭毛,能单独游动;产生雌配子的是由1个不经分裂的普通细胞转变而成,而且比雄配子大好多倍,形状也不同,也不能脱离母体行单独游动。

卵式生殖是精子和卵的受精过程,在植物界中是一种最进化的有性生殖形式。

从有性生殖进化的过程来看,同配生殖是最为原始的,异配生殖其次,卵式生殖最为高等。这从团藻目植物如盘藻、实球藻、空球藻、团藻等一系列植物中,可以明显看到有性生殖进化过程,除团藻目以外,同样,还可以在丝藻目、管藻目中出现,这就表现出各个类群是各自独立地完成着有性生殖的进化。

比较高级的低等植物都是营异配卵式生殖,雄性生殖器官称为精子囊,雌性生殖器官称为卵囊,只有少数褐藻植物开始具有多室的配子囊结构。

高等植物的有性生殖器官都是多细胞结构,苔藓植物和蕨类植物的雌性生殖器官称为颈

卵器,雄性生殖器官称精子器。在苔藓植物中,颈卵器和精子器最为发达,但随着类群越来越进化,有性生殖器官则变得越来越简化,到裸子植物仅有部分种类还保留着颈卵器,被子植物以胚囊和花粉管来代替精子器和颈卵器,从而完全摆脱了受精时需要水的条件。

关于有性生殖的起源问题,至今尚未完全解决。但可以发现植物体的细胞不经过分裂和转化,直接变为配子相结合的现象,如接合藻植物普遍如此;有些单细胞鞭毛植物,是以与一般的细胞完全相同的细胞结合的方式,进行有性生殖的,如衣藻属和丝藻属的游动孢子和配子,在形状、大孝结构等各方面都可以完全相同,在形态上没有区别,正常的配子在适当条件下,也可以单独发育成新的植物体。另一方面,正常的孢子也可能作为配子进行配合。这些事实说明,配子和孢子没有绝对界线,也就是说,有性生殖可能起源于无性生殖。

四、植物对陆地生活的适应

古生代以前,地球上一片汪洋,最原始的植物就是在这里产生和生活的,在20多亿年的漫长岁月里,它们在形态、结构、代谢和繁殖等方面,巴和水生环境相适应,并演化成形形色色的水生植物类群。到志留纪末期,整个地球发生了沧海桑田的大变动,陆地逐渐上升成为沼泽,海域逐渐缩小,不少生存在滨海或浅海潮汐地带的藻类,在适应新的环境过程中朝着各方面发展。某些藻类的后裔,逐渐加强其孢子体有利于陆生生活环境的变异性能,终于舍水登陆,产生了最早的以裸蕨植物为代表的第一批陆生植物。但是,陆地的生活环境显然和水里完全不同。首先登陆的裸蕨,它们在陆地生活中,摄取阳光和空气比在水中容易,这对于植物的生长发育非常有利。但是,在陆地生活易受到干旱的威胁,养料的摄取也不像整个身躯浸沉在水里那样容易,同时对如何支撑植物体直立在地上,也发生了很多困难,尤其是原来植物体的周围,赖以繁殖的水域条件已不存在。能否解决这些问题,关系到新生的陆生植物生死存亡的大问题,因而新生陆生植物的躯体,必须有一个适应和变异的过程。裸蕨植物能从水域到陆地生长,这是一个巨大的飞跃,在植物界的发展史上,标志着一个重要的里程碑。

裸蕨植物是形态结构简单,种类庞杂的一群植物,其中最有代表性的种类为莱尼蕨属。它虽然没有像一般高等植物那样有真正的根、茎和叶的分化,但是,它的根状茎和气生茎已出现了原始的维管组织,这就不仅有利于水和养料的吸收和运输,同时,也加强了植物体的支撑和固着作用;它的气生茎表面生有角质层和气孔,可以调剂水分的蒸腾;孢子囊大都生在枝的顶端,并且产生具有坚韧外壁的孢子,以利于孢子的传播和保护。凡此种种,裸蕨类植物已初步具有了适应多变的陆生环境的条件。但是,到泥盆纪末期,发生地壳的大变动,陆地进一步上升,气候变得更加干旱,裸蕨植物已不能再适应改变了的新环境,而趋向绝灭,盛极一时的裸蕨世界,让位于分化更完善、更能适应陆地生长的其他维管植物了。

维管植物的进化和发展,是向孢子体占优势的方向前进的。由于无性世代能够较好地适应陆生生活,孢子体得到充分的发展和分化,在形态、结构和功能上,都保证了陆生生活所必须的条件。它们的配子体在适应陆地生活上,受到了一定的限制,苔藓植物是朝着配子体发达的方向发展,这也是苔藓植物不能在植被中占重要地位的原因。

蕨类植物的孢子体,已具备各种适应陆地生活的组织机构,虽然这些组织还是初级的类型,但它已经能够在陆地上生长和发育,不过它的配子体还不能完全适应陆地生活,特别在受精作用时,还不能脱离水的环境。在蕨类植物中,有的出现了大、小孢子的分化,这两种孢子不仅形状、大孝结构不同,而且发育的前途也完全不同。大孢子发育成雌配子体,小孢子发育成雄配子体,而且雌、雄配子体终生不脱离孢子壁的保护,最后导致种子植物的出现。种子植物的配子体更为退化,几乎终身寄生在孢子体上,受精时,借花粉管将精子送入胚囊,与卵受精,从而克服了有性生殖时不能脱离水的缺点。被子植物又有了更进一步的发展,所以,它在如此复杂多变的陆地环境中,占绝对优势,这是发展的必然趋势。

五、生活史的类型及其演化

原核生物的生殖方式是细胞分裂和营养繁殖,所以它们的生活史非常简单。在真核生物发生之后的一定阶段,才出现了有性生殖。凡是进行有性生殖的植物,在它们的生活史中都有配子的配合过程和进行减数分裂过程。也就是说在它们生活史中存在着双相(2n)和单相(n)的核相的交替。进行有性生殖的植物,根据其减数分裂进行的时期,可分为3种类型:

1.减数分裂是在合子萌发前进行(合子减数分裂)。这种类型在藻类植物中相当普遍,如绿藻中的衣藻、团藻、丝藻、轮藻都属于这一类型。以衣藻为例:植物体是单倍的,除了有性生殖方式外,还有无性生殖或营养繁殖。有性生殖时,两个配子互相配合成合子,合子一萌发就进行减数分裂,形成单倍的孢子。在植物体的整个生活史中,合子实际上就成了唯一的二倍体阶段,而不再出现第二个二倍体的植物体。所以,这一类植物只存在着单倍的和二倍的核相的交替,而没有世代交替。

2.减数分裂在配子产生时进行(配子减数分裂)。这种类型在绿藻门中的管藻目和褐藻门中的无孢子纲植物,以及多种硅藻中普遍存在。以褐藻门的鹿角菜为例:这些植物的营养体为二倍的,减数分裂在配子产生前进行,合子萌发又成为二倍的植物体。在它们的生活史中,配子是生活史中唯一的单倍体阶段,没有再出现第二个单倍体植物体,所以也没有世代交替出现。动物和人类也是属于这个类型的。

3.减数分裂在二倍体的植物体产生孢子时进行(居间减数分裂)。绿藻中的石莼、浒苔,褐藻门除了无孢子纲植物外的各种类,红藻门的石花菜、多管藻,以及所有的高等植物全都属于这一类型。在这一类型的植物中,是二倍体的孢子体在产生孢子时进行减数分裂,孢子萌发成为单倍体的配子体,配子体所产生的精子和卵,结合成二倍的合子,分裂后形成胚,胚发育仍为二倍体的孢子体。所以这一类型的生活史中有产生孢子的二倍体植物,也有能产生配子的单倍体植物,而且在整个生活史中,二者是相互交替出现的。

在居间减数分裂类型中,有同型世代和异型世代之分,同型世代的像石莼、水云;异型世代又有配子体世代占优势的和孢子体世代占优势的两种,前者像苔藓植物,后者如褐藻中的海带以及所有维管植物的生活史。在低等植物中,除配子体有性别之外,孢子本身在形态上完全相同,但在蕨类植物的卷柏属和水生真蕨植物,孢子的形态、大小和生理机能都不相同,小孢子发育成雄配子体,大孢子发育成为雌配子体,配子体已更进一步简化,而且雌、雄配子体都是在孢子壁内萌发和发育的,并始终不脱离孢子壁的保护,在植物生活史上,这又是新的发展。

总之,植物生活史类型的演化过程,是随着整个植物界的进化而发展着,它经历了由简单到复杂,由低级到高级的演化过程。像细菌和蓝藻等原核植物是没有世代交替,也没有核相的交替的。到真核生物出现以后,才开始出现了有性生殖的核相交替,随后再出现世代交替。世代交替中,以居间减数分裂类型在植物界中最为高等,其中尤以不等世代交替中的孢子体世代越占优势,则越是进化。

六、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化

在裸蕨植物没有发现以前,高等植物的根、茎、叶等器官如何发生和起源问题,很早就有了争论,但大都建立在缺乏充足的科学论据基础上,仍是模糊不清。譬如,有人认为最早出现的是叶子,茎和根是后来在进化过程中产生的。也有人认为被子植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官,在植物界和植物体的出现是同时产生的。自从发现了裸蕨植物以后,大大扩大了我们对这方面的知识,认识到最早的原始维管植物,大都无根,无叶,只有1个具二叉分枝的和能独立生活的体轴。这表明茎轴是原始维管植物最先出现的器官,并且能代行光合作用;其后,茎轴上发生了叶,才有茎、叶分化;最后出现的是根。

20世纪初,裸蕨植物的化石陆续发现,顶枝学说(Telome Theory)逐步得到充实,并且得到较为普遍的承认。顶枝学说认为,原始维管植物中,无叶的植物体(茎轴)是由顶枝(telome)构成的;顶枝是二叉分枝的轴的顶端部分,具有孢子囊或不具孢子囊,它的形体

与莱尼蕨属(图5-52)相似,若干顶枝共同联合组成顶枝束,顶枝束的基部也有二叉分枝的部分,其表面生有假根。

关于叶的起源问题,顶枝学说认为,无论大型叶或是小型叶,都是由顶枝演变而来的,大型叶是由多数顶枝联合并且变扁而形成的(图6-1)。小型叶则是由单个顶枝扁化而成(图6-2,A-E)。

关于小型叶的来源,另一种是突出学说(Enation Theory),有完全不同的解释。突出学说认为,石松类的小型叶起源于茎轴表面的突出体,叶脉是后来才发生的(图6-2,F-J)。古植物学的有些资料,如裸蕨属植物(图5-55)的刺状突出物和星木属(图5-56)叶的结构情况,是和这种学说的观点基本相符合的。

关于孢子叶的起源问题,羽叶植物类叶子的来源,根据顶枝学说,通常认为这是由1个能育顶枝束中的分子侧面结合的结果(图6-3,A—C),原来生在枝端的孢子囊成为生在孢子叶的边缘。

石松亚门植物孢子叶的起源,有两种说法。顶枝学说认为,孢子叶不育部分和孢子囊本身是同一个顶枝束发展而来的(图6-3,D—F);突出学说则认为,首先有孢子囊,后来形成突出体,突出体再和孢子囊组成孢子叶(图6-3,G-I)。

楔叶亚门植物的盾形孢囊柄,一般认为是特化了的孢子叶。根据顶枝学说,是由具孢子囊的顶枝束,经过顶部的弯曲和并联而形成的(图6-3,J-L)。

根的起源问题,由于化石资料不足,研究得还不够,有人认为是从裸蕨目的根状茎转变而成,是星木属的拟茎部分向下伸出的那种根状分枝发展而来的;也有人认为,根是从裸蕨植物地下部分的假根转变而来;还有人认为,根是后来产生的新结构。

七、植物的个体发育与系统发育

植物分类的基本单位是种,每个种又是由无数的个体组成。每一个体都有发生、生长、发育,以至成熟的过程,这一过程便称为个体发育(ontogeny)。在植物发育过程中,除外部形态发生一系列的变化外,其内部结构也随之出现组织分化,直到这一分化过程完全成熟,才达到比较完善的地步。

所谓系统发育(phylogeny)是与个体发育相对而言的,它是指某一个类群的形成和发展的过程。大类群有大类群的发展史,小类群有小类群的发展史,从大的方面看,如果考察整个植物界的发生与发展,便称之为植物界的系统发育。同样,也可以考察某个门、纲、目、科、属的系统发育,甚至在一个包含较多种以下单位的种(亚种,变种)中,也存在种的系统发育问题。例如,在绿藻门中有各种类型的植物,有单细胞的(其中又包括有鞭毛能活动和无鞭毛不能活动的两种类型),有群体的,有丝状体型的(其中又可分为分枝的和不分枝的),片状体型的……等。各种类型之间在进化上有何联系?哪种类型较为原始?哪种类型较为进化?何者低级?何者高级?对这类问题的探讨就是探讨绿藻门的系统发育。种是分类的基本单位,但在种之下又有亚种、变种、变型,这说明在一个种的范围内,也有变化和发展,这就是种的系统发育。同样道理,纲、目、科、属,各个分类等级均有其系统发育(图6-4)。

个体发育与系统发育,是推动生物进化的两种不可分割的过程,系统发育建立在个体发育的基础上,而个体发育又是系统发育的环节。在个体发育过程中,新一代的个体,既有继承上一代个体特性的遗传性,又有不同于上一代的变异性,种瓜得瓜,种豆得豆,这是遗传性决定的。但世上找不到两个完全相同的个体,即使是挛生兄弟,也有微小的差别,这就是变异性。自然界对新一代无数的大同而小异的个体进行选择,使有利于种族生存的变异得以巩固和发展,由量的积累而到质的飞跃,这就产生出了新的物种。只要生命物质存在一天,

这一过程就永远不会休止。

在植物界中,任何高等植物的个体发育,都是从1个受精卵细胞开始的,这相当于进化过程中的单细胞阶段,由此细胞经过一系列的横分裂成为短小的丝状体,相当于丝状藻阶段,继之山现了多方面的分裂,外形趋于复杂化,这与片状藻和分枝丝状藻阶段大体相符,最后内部出现组织分化,出现了维管组织,这又象征着进入了维管植物的阶段,重演现象的发现,在进化论与有神论进行激烈争论的19世纪,为进化论提供了有力的佐证。

复习思考题

1.植物界从其出现到如今经过了哪几个主要发展阶段?这与地球环境的变迁有何关系。

2.试述植物界由单细胞到群体、到多细胞体的发展过程。

3.植物有性生殖经历了怎样的发展过程?

4.试从生态适应方面论述植物界的发展过程。

5.植物的生活史有哪几种主要类型?它们是怎样演化的。

6.何谓顶枝学说?它是怎样解释植物营养体和孢子叶进化的

7.何谓个体发育?何谓系统发育?两者之间存在什么关系?

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