蕨类植物
但是近来发现于西伯利亚寒武纪的阿登木 (Aldanophyton antiguissimum Krysht.),以及发现 于澳大利亚志留纪的刺石松(Barngwanathia longifolia lang et Cookson)等化石植物,因其形态特征和地质年代的 古老性,认为蕨类植物并不完全是起源于裸蕨植物,而是起源 于比它们更原始的类型或是共同的祖先,但是由于化石保存条 件的限制,现在的认识还是很不完善,需要进一步研究。
薄囊蕨纲通常分为3个目,即水龙骨目 (Polypodiales)或称真蕨目(Filicales, Eufilicales)、苹目(Marsileales)和槐 叶萃目(Salviniales)。
水龙骨目或称真蕨目
本目植物 绝大多数为陆 生或附生种类。 孢子囊聚生成 各式孢子囊群。 孢子同型。为 蕨类植物门中 最大的1目。
②宽叶水韭,产于云南、日本及朝鲜; ③台湾水韭,台湾所特有。它们均生于沼泽、沟塘淤泥中,由于人为的 环境破坏,已列为国家第三类保护植物。
4、楔叶亚门(木贼亚门)
茎具明显的节和节间。节间中空,由管状中柱转化为具节中柱。小型叶, 鳞片状,轮生。孢子叶盾状特称为孢囊柄,下生多个孢子囊,在枝顶聚生成 形似毛笔头孢子叶球(穗)。孢子同型,具弹丝。现仅存: 木贼目 (Equisetales)木贼科(Equisetaceae)的2个属,即:问荆属 (Equisetum)和 木贼属(Hippochaete),共约30种,中国有9种,其代 表种分别为问荆和木贼,前者有营养茎和生殖茎之分,后者则无。上述两种 在中国大部分地区都有分布,多生于田边、溪沟边、路边和林缘等阴湿地方。
中国民间用某些种的全草作药用,能祛风湿,舒筋活络。
3、水韭亚门
水韭过去作为一个目放在鳞叶门内,和石松目、卷柏目并列;近代则为石 松亚门下的一个目。1978年秦仁昌发表中国蕨类植物系统时成立水韭亚门。
形态特征:茎块状,2~3瓣裂,下部生根,叶扁平似韭,基部扩大成鞘 状,莲座状生于茎上,在接近扩大处的腹面有一叶舌,其下生有鳃盖状的 保护结构──缘膜,覆盖着叶腋长出的孢子囊。通常大孢子囊生于外围叶的 叶腋,小孢子囊则生于内层叶,它们分别产生大、小孢子,萌发后发育成 大、小配子体,产生雌、雄两性器官,进行有性繁殖。水韭叶内有4个纵向 气室,并常为横向隔膜分隔成小室,为水生植物中所特有。
裸蕨植物起源问题,植物学家的意见并不一致,多数人认 为,古老的蕨类植物是起源于藻类。也有人认为,可能起源于 苔藓植物。
二、蕨类植物的生活史
——明显的世代交替现象
三、蕨类植物的一般特征
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1、植物体有根、茎、叶的分化和较原始的维管组织;
2、根多为有交较好吸收能力的不定根,原始的种类具假根;
3、茎为地下茎(根状茎)或地上茎(气生茎),维管系统构成中柱 (原生中柱、管状中柱、网状中柱、多环中柱),具有保护作用的毛和鳞 片4、;叶: 小型叶:没有叶隙和叶柄,仅有一条不分枝的叶脉,是原始类型。 大型叶:均有叶隙和叶柄,叶脉多分枝,是进步类型。 孢子叶(能育叶):能产生孢子囊和孢子的叶。 营养叶(不育叶):仅能进行光合作用,能产生孢子囊和孢子的 叶。
苹目
苹目植物是浅水或 湿生性植物,孢子异 型,孢子囊生长在特 化的孢子果中,孢子 果的壁是由羽片变态 所形成的。孢子果内 具有很多大、小不同 的两种孢子囊群。 苹目仅苹科 (Marsileaceae) 1 科,有3属。中国只有 苹属(Marsilea)的 苹,广泛分布于中国 南北各地
槐叶萃目
槐叶苹目是飘浮水生植物。和苹目一样,也产 生孢子果及异型孢子。孢子果壁系由变态的囊群 盖形成。孢子果球圆形,单性,大、小孢子囊分 别着生在不同的孢子果内。
原始薄囊蕨纲
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孢子囊由一个细胞发育而来,但其孢子囊柄是有多数 细胞发育而成,囊壁由单层细胞组成,如紫萁属 (Osmunda)。
薄囊蕨纲
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薄囊蕨纲的孢子囊起源于1个原始细胞, 孢子囊壁薄,由1层细胞构成,具有各式的环 带,孢子囊通常聚集成孢子囊群,着生在孢 子叶的背面、边缘或特化的孢子叶边缘,囊 群盖有或无孢子少,有定数,大多数种类为 同型孢子;仅少数水生蕨类形成孢子果,具 异型孢子。
保护价值:水韭属是水韭科中唯一生存的遗属,在分类上 被列为拟蕨类,即小型叶蕨类,但它既不同于其它成员如石 松、卷柏、木贼,也不同于其叶长而成线形,没有复杂的叶 脉级织的种类。因此在系统演化上有一定的研究价值。
水韭亚门的种属分布:
该亚门仅1目1科,现存的仅水韭属1属。约有60余种,广布世界各地。
中国只发现3种: ①中华水韭,仅产于中国长江下游地区;
中国有1种──松叶蕨,通常附生树干上或岩石缝中。 产西南、华南和华东。中国民间用全草浸酒服,治跌打 损伤、风湿麻木,也常作观赏植物栽培。
2、石松亚门
蕨类植物门下的1个亚门,其历史可追溯到古生代。[1] 该亚门有2目3科8属 为土生小型至大型蕨类植物,分布于世界热带和亚热带,少数达北半球温带,中 国有5属。
某些蕨类植物为有毒的野草或外来种,此类植物包括海金沙、满 江红和球子蕨,而宿生槐叶萍更是这世上最糟糕的水生野草之一。
重要的化石燃料煤炭是由包含蕨类等主要 植物的残余所组成的。
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蕨类植物
——地球上出现最 早的,不产生种子的陆生 维管植物,而且是高等植 物中唯一孢子体和配子体 都可以独立生活的类群。
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1 蕨类植物的起源 2 蕨类植物的生活史 3 蕨类植物的一般特征 4 蕨类植物的分类及代表植物 5 蕨类植物的价值
一、蕨类植物的起源
根据已发现的古植物化石推断,一般认为:古代和现代生 存的蕨类植物的共同祖先都是距今4亿年前的古生代志留纪末 期和下泥盆纪时出现的裸蕨植物。
(二)食用 多种蕨类可食用。著名的种类如蕨、紫萁、荚果蕨、苹蕨、毛轴蕨等 多种蕨类的幼叶可食。蕨的根状茎富含淀粉,可食用和酿酒,桫椤茎 干中含的胶质物也可食。
(三)工业上的用途
石松的孢子可作冶金工业上的脱模剂,还可 用于火箭、信号弹、照明弹的制造工业上, 作为突然起火的燃料
(四)指示植物
1.土壤指示蕨类 如铁线蕨、凤尾蕨等属中的一些种为强钙性土壤的指示植 物;芒萁属为酸性土壤的指示植物 2.气候的指示蕨类 如桫椤生长区域表明为热带亚热带气候地区;巢蕨、车 前蕨的生长地表明为高湿度气候环境。 3.矿物指示蕨类 如木贼科的某些物种可作为某些矿物(金)的指示植物。
同型叶:营养叶与孢子叶不分,既能制造有机物又可产生孢子。 异型叶:同一植物体具2种不同形状和功能的叶。 演化顺序:同型叶→异型叶;小型叶→大型叶
5、孢子囊
孢子囊群(孢子囊堆) 孢子叶球(孢子叶穗) 孢子果
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六、孢子
同型孢子:无大小孢子之分 异型孢子:有大小孢子之分
四面形孢子(辐射对称) 两面形孢子(两侧对称)
该亚门植物在石炭纪时最为繁盛,有高大乔木及草本,后绝大多数相继绝 灭,现存的只有石松目和卷柏目,均为草本。该亚门模式物种是石松
形态特征:孢子体有真根,茎多为二叉分枝,通常具原生中柱,具地上气生茎。小 型叶螺旋状排列,有时对生或互生,仅1条叶脉。孢子囊单生孢子叶腋或近基部,孢 子叶通常集生于枝端形成孢子叶球。孢子同型或异型。同型(如石松)和异型(如 卷柏)之分。配子体极度退化,柱状,不规则块状等。无叶绿素,与真菌共生;有 的部分组织含叶绿素;有的种类在孢子壁内发育。精子纺锤形或长卵形,具两条鞭 毛。
楔叶亚门蕨类的茎干可用作金工、木工的磨光材料。中国民间曾用全草 入药,有利尿、止血、清热、止咳的功用。有些种可吸收和积累矿物质成为 探矿的指示植物。
5、真蕨亚门
真蕨亚门(Filicophytin)为最繁茂的蕨类植物,约有1万种以上,广布 全世界;中国近2000种,广布全国。孢子体发达。茎除了树蕨外,均为根状 茎,有各式中柱。木质部主要成分为管胞,少数具导管。叶为大型叶,幼叶 拳卷状,长大后平展,分化为叶柄和叶片二部分。叶片为单叶或一至多回羽 状分裂或复叶。孢子囊常聚集成孢子囊群生于叶边缘或背面,也有的生于特 化了的孢子叶上,有或无囊群盖,孢子同型,一些水生真蕨的孢子囊则生于 特化的孢子果内,孢子异型。 配子体为心脏形的叶状体,长宽一般不超过1 厘米,绿色,有假根。精子器和颈卵器均生于腹面。
1、松叶蕨亚门
又称裸蕨亚门,孢子体不具根,茎分地下和地上两部分,前者又名 根状茎,匍匐状,褐色,起固定植物体的作用,一般含有菌根真菌,向 上面长出的绿色地上茎,又称气生茎直立或下垂,多二叉分枝,茎表面 的皮层有数行含叶绿素的细胞,使茎呈绿色,除有支持和输导的作用外, 还进行光合作用;叶退化成鳞片状,细小,内部为一些具有光合作用能 力的薄壁组织细胞,成年的植株上部的叶二叉,腋间常见到2~3枚聚 生的孢子囊。
厚囊蕨纲:孢子囊壁厚, 多层细胞, 来源于多
真
个细胞
蕨
原始薄囊蕨纲: 孢子囊单层细胞, 无环带, 来
亚
源于一个细胞; 孢子囊柄来源于多细胞
门
薄囊蕨纲: 孢子囊单层细胞, 具环带,来源 于一个细胞
厚囊蕨纲
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孢子囊由多数表皮细胞共同发育而成,囊壁厚,
由数层细胞组成,如瓶尔小草目(Ophioglossales) 的瓶尔小草属(Ophioglossum)和观音座莲目 (Angiopteriales)
七、配子体(原叶体)
片状,心形,原始蕨类块状、带状等 假根
精子器 → 精子 颈卵器 → 卵
合子 → 胚 → 孢子体
四、蕨类植物的分类及代表植物
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现存蕨类约有12000多种,我国约有2150种
松叶蕨亚门
蕨类 植物 包括 五个 亚门
石松亚门 水韭亚门 楔叶亚门(木贼亚门) 真蕨亚门
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
小叶型蕨类植物 大型叶蕨类
(五)农业上的用途
有的水生蕨类为优质绿肥,如满江红属 的蕨类,它们在东西亚被当做稻田的生物肥 科,因为它们可以利用固氮作用从空气中得 到可以被其他植物使用的元素。同时还是家 禽家畜的优质饲料。蕨类植物大含有丹宁, 不易腐烂和发生病虫害,常用于苗床的覆盖 材料。