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5湖南科技大学校园植物-木兰亚纲

湖南科技大学校园植物——木兰亚纲被子植物门Angiosperm被子植物一词,早在1732年林奈就提到过,但林奈只是用以说明玄参科的种子生于蒴果内,区别于唇形科、 紫草科的露出的小坚果的,而这3个科都是属于被子植物的。

可见,林奈的概念和现在的全然不同。

直到1851年荷 夫马斯特(Hofmeister)才第一次把被子植物单独列出来,并和裸子植物一起合称显花植物(Phanerogam),其后 艾克勒(A.W.Eichler,1883)、恩格勒(A.Engler,1887)、伦德尔(A.B.Rendle,1925)加以采用。

在这里,“显 花植物”是一个广义的概念。

但是裸子植物的孢子叶球(球穗花)(strobilus)严格地说还不能看作真正的花,所 以现在多数学者如哈钦森(J.Hutchinson,1926)、古德(R.Good,1956)、塔赫他间(A.Takhtajan,1968)、克 朗 奎 斯 特(A.Cronquist,1968、1981)、伯 恩 斯(C.Burnes,1974)、博 尔 德(H.Bold,1977)等 都 采 用 狭 义 的“显花植物”概念,即有花植物(flowering Plant)或显花植物(anthophyta)都仅指被子植物,不包括裸子植物。

被子植物因为有雌蕊,所以也称做雌蕊植物(gynoeciatae)与高等植物中具有颈卵器的其他类群相区别。

被子植物的一般特征被子植物是植物界最高级的一类,自新生代以来,它们在地球上占着绝对优势。

现知被子植物共1万多属,约 20多万种,占植物界的一半,我国有2700多属,约3万种。

被子植物能有如此众多的种类,有极其广泛的适应性, 这和它的结构复杂化、完善化分不开的,特别是繁殖器官的结构和生殖过程的特点,提供了它适应、抵御各种环 境的内在条件,使它在生存竞争、自然选择的矛盾斗争过程中,不断产生新的变异,产生新的物种。

下面我们列 举的被子植物的五个进化特征,是与裸子植物相比较而得出的。

(一)具有真正的花 典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成,各个部分称为花部。

被子植物花的各部在数量上、形态上有极其多样的变化,这些变化是在进化过程中,适应于虫媒、风媒、鸟媒、 或水媒传粉的条件,被自然界选择,得到保留,并不断加强造成的。

(二)具雌蕊 雌蕊由心皮所组成,包括子房、花柱和柱头3部分。

胚珠包藏在于房内,得到子房的保护,避免了昆虫的咬噬 和水分的丧失。

子房在受精后发育成为果实。

果实具有不同的色、香、味,多种开裂方式;果皮上常具有各种 钩、刺、翅、毛。

果实的所有这些特点,对于保护种子成熟,帮助种子散布起着重要作用,它们的进化意义也是 不言而喻的。

(三)具有双受精现象 双受精现象,即两个精细胞进入胚囊以后,1个与卵细胞结合形成合子,另1个与2个极核结合,形成3n染色 体,发育为胚乳,幼胚以3n染色体的胚乳为营养,使新植物体内矛盾增大,因而具有更强的生活力。

所有被子植 物都有双受精现象,这也是它们有共同祖先的一个证据。

(四)孢子体高度发达 被子植物的孢子体,在形态、结构、生活型等方面,比其他各类植物更完善化、多样化,有世界上最高大的 乔木,如杏仁桉(Eucalyptus amygdalina Labill.),高达156米;也有微细如沙粒的小草本如无根萍[Wolffia arrhiza (L.)Wimm.],每 平 方 米 水 面 可 容 纳 300 万 个 个 体 有 重 达 25 千 克 仅 含 1 颗 种 子 的 果 实,如 王 棕(大 王 椰 子) [Roystonea regia(H. B. K.)O. F. Cook];也有轻如尘埃,5万颗种子仅重0.1克的植物如热带雨林中的一些附生 兰;有寿命长达6千年的植物,如龙血树(Dracaena draco L.);也有在3周内开花结籽完成生命周期的植物(如一 些生长在荒漠的十字花科植物);有水生、砂生、石生和盐碱地生的植物;有自养的植物,也有腐生、寄生的植 物。

在解剖构造上,被子植物的次生木质部有导管,韧皮部有伴胞;而裸子植物中一般均为管胞(只有麻黄和买 麻藤类例外),韧皮都无伴胞,输导组织的完善使体内物质运输畅通,适应性得到加强。

(五)配子体进一步退化(简化) 被子植物的小孢子(单核花粉粒)发育为雄配子体,大部分成熟的雄配子体仅具2个细胞(2核花粉粒),其 中1个为营养细胞,1个为生殖细胞,少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次,产生2个精子,所以这类植物的雄配 子体为3核的花粉粒。

如石竹亚纲的植物和油菜、玉米、大麦、小麦等。

被子植物的大孢子发育为成熟的雌配子体 称为胚囊,通常胚囊只有8个细胞:3个反足细胞、2个极核、2个助细胞、1个卵。

反足细胞是原叶体营养部分的残 余。

有的植物(如竹类)反足细胞可多达300余个,有的(如苹果、梨)在胚囊成熟时,反足细胞消失。

助细胞和 51湖南科技大学校园植物——木兰亚纲卵合称卵器,是颈卵器的残余。

由此可见,被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力,终生寄生在孢子体上, 结构上比裸子植物更简化。

配子体的简化在生物学上具有进化的意义。

被子植物的上述特征,使它具备了在生存竞争中,优越于其他各类植物的内部条件。

被子植物的产生,使地 球上第一次出现色彩鲜艳、类型繁多、花果丰茂的景象,随着被子植物花的形态的发展,果实和种子中高能量产 物的贮存,使得直接或间接地依赖植物为生的动物界(尤其是昆虫、鸟类和哺乳类),获得了相应的发展,迅速 地繁茂起来。

被子植物的分类原则被子植物的分类,不仅是把几十万种植物安置在一定的位置上(纲、目、科、属、种),还要建立起一个分 类系统,反映出它们之间的亲缘关系。

这方面的工作常常是很困难的,首先是因为被子植物在地球上,几乎是在 距今1.4亿年的白垩纪突然同时兴起的,所以就难于根据化石的年龄,论定谁比谁更原始;其次是由于几乎找不到 任何花的化石,而花部的特点又是被子植物分类的重要方面,这就使整个进化系统成为割裂的许多片段。

然而, 人们还是根据现有资料进行了分类,并尽可能地反映出它的起源与演化关系。

一般公认的形态构造的演化规律和分类原则如右表,但我们不能孤立地、片面地根据一二个性状,就给一个植 物下一个进化或原始的结论,这是因为: (一)同一种性状,在不同植物中的进化意义不是绝对的。

如对于一般植物来说,两性花、胚珠多数、胚小是原 始的性状,而在兰科植物中,恰恰是它进化的标志。

(二)各器官的进化不是同步的。

常可见到,在同一植物体上,有些性状相当进化,另一些性状则保留着原始 性;而另一类植物恰恰在这些方面得到了进化,因而,不能一概认为没有某一进化性状的植物就是原始的,如对 常绿植物与落叶植物的评价。

被子植物的分类传统上,被子植物分为两个纲——双子叶植物纲(木兰纲)和单子叶植物纲(百合纲),它们的基本区别如 下:这些区别点只是相对的、综合的,实际上有交错的现象: (1) 一些双子叶植物科中有1片子叶的现象,如睡莲科、毛莨科、小檗科、罂粟科、胡椒科、伞形科、报春花科 等。

(2) 双子叶植物中有许多须根系的植物,尤其在毛茛科、车前科、茜草科、菊科等科中为 (3) 毛茛科、睡莲科、石竹科等双子叶植物科中有星散维管束,而有些单子叶植物的幼期也有环状排列的维管 束,并有初生形成层。

(4) 单子叶植物的天南星科、百合科等也有网状脉。

(5) 双子叶植物的樟科、木兰科、小檗科、毛茛科有3基数的花,单子叶植物的眼子菜科、百合科有4基数的花。

从进化的角度来看,单子叶植物的须根系、缺乏形成层、平行脉等性状,都是次生的,它的单萌发孔花粉却保 留了比大多数双子叶植物还要原始的特点。

在原始的双子叶植物中,也具有单萌发孔的花粉粒,这也给单子叶植 物起源于双子叶植物提供了依据。

52湖南科技大学校园植物——木兰亚纲木兰科 Magnoliaceae乔木或灌木;含挥发油;单叶互生,革质,多数全缘;托叶大,早落,枝上留有环状托叶痕;花大而整齐,虫 媒,单生于枝顶或叶腋短枝上;多两性;花同被,以3为基数,多轮覆瓦状排列;雄蕊多数,离生,花丝短,花药长 线形,呈扁平,花粉粒单沟舟状;雌蕊多数,离生,螺旋状排列在花托上部,每心皮胚珠2—4个。

聚合蓇葖果,常 背裂、腹裂或背腹同时开裂。

16属,约300种,主要分布于亚洲东部及东南部,北美洲东南部、中美洲及南美洲。

我国产11属,约160种,主 要分布于西南部至东南部。

木兰科属于木兰目,是被子植物中最原始的1个目,其原始性表现在木本,单叶,全缘,羽状脉,虫媒花,花 常单生,花部螺旋状排列,花药长,花丝短,单沟花粉,胚小,胚乳丰富等。

鹅掌楸(马褂木) 木兰科 学名:Liriodendron chinensis (Hemsl.) Sargent 落叶大乔木,高达40 m;树皮灰白色,纵裂,小快状脱落;叶膜质至纸质,叶马褂状,故又名“马褂木”,叶 背密被乳头状的白粉点。

花两性,杯状;花被片9,外轮3片淡绿色,具黄色纵条纹;雌蕊群黄绿色,花期时超出花 被片之上。

聚合果纺锤形,小坚果具翅。

花期5月,果期9-10月。

该种为国家二级重点保护植物。

零星分布于长江流域以南各省份,越南北部也有分布。

欧亚大陆都找到它在白 垩纪的化石, 在新生代第三纪本属有10余种, 现仅存呈洲际间断分布的鹅掌楸 (左上) 与北美鹅掌楸(L. tulipifera L.) (右上)两个种,它们已成为典型的活化石。

后者与前者的区别主要在于叶片近基部每边具2侧裂片,先端平截或微 凹,花被片黄色,雌蕊群黄绿色,花期时不超出花被片之上。

二者的杂交种杂交鹅掌楸(Liriodendron chinensis X L. tulipifera)(左下、右下)其特征居于二者之间。

53湖南科技大学校园植物——木兰亚纲玉兰 (木兰、白玉兰) 木兰科 学名:Magnolia denudata Desr. 落叶乔木, 高达25 m;树皮深灰色, 粗糙开裂; 冬芽及花梗密被淡灰色长绢毛。

叶互生,倒卵形。

花 先叶开放,直立,密生枝顶,花梗显著膨大,密被淡 黄色长绢毛,花被片9,白色, “色白微碧,香味似 兰”,故称玉兰。

聚合 果 圆 柱 形,蓇 葖 厚 木 质, 褐色, 具白色皮孔。

花期2-3月, 果熟8-9月。

产华中、 华南及西 南。

现全国各地均有栽 培。

荷花玉兰 (广玉兰、洋玉兰) 木兰科 学名:Magnolia grandiflora L. 常绿大乔木,高达30 m;树皮灰褐色,芽 和幼枝有锈色绒毛;叶厚革质,椭圆形,全缘, 叶缘稍向后反卷, 上面深绿色, 有光泽, 下面有 锈色短绒毛;花大而芳香,状如荷花,单生枝 顶, 乳白色, 厚肉质;聚合果卵球形, 蓇葖背裂。

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