繡夫
所有生物可以劃分為五個(gè)界別,即:原核生物界,包括細(xì)菌和其他原核生物;原生生物界,包括單細(xì)胞真核生物,如原生動(dòng)物和多數(shù)藻類;真菌界;植物界;動(dòng)物界。前兩期,我們介紹了原生生物界和真菌界成員的種種情況,從《生命科學(xué)(六)》起,我們開始介紹植物界各種成員的特點(diǎn),即無(wú)花植物和開花植物的種種趣事?,F(xiàn)在我們將繼續(xù)說(shuō)說(shuō)開花植物如何利用各種方法來(lái)授粉,即使自己的花粉中的雄性細(xì)胞與花柱中的雌性細(xì)胞相遇,從而生成種子,繁育后代。
開花植物花粉的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
我們知道,植物依據(jù)能否形成種子可分為種子植物和孢子植物。孢子植物又可分為藻類、苔蘚、蕨類,均通過(guò)孢子進(jìn)行生殖,進(jìn)化順序由低到高依次為藻類→苔蘚→蕨類。關(guān)于孢子植物的情況,我們已經(jīng)在前面介紹過(guò)了。而種子植物對(duì)陸地的適應(yīng)能力很強(qiáng),依據(jù)種子外面有無(wú)果皮包被可分為被子植物(有果皮)和裸子植物(無(wú)果皮)。被子植物和裸子植物一起被合稱為開花植物。
花粉是種子植物特有的結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個(gè)小孢子和由它發(fā)育的前期雄配子體。在被子植物成熟花粉粒中包含2~3個(gè)細(xì)胞,即一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和一個(gè)生殖細(xì)胞或由其分裂產(chǎn)生的兩個(gè)精子。在兩個(gè)細(xì)胞的花粉粒中,兩個(gè)精子是在傳粉后在花粉管中由生殖細(xì)胞分裂形成的。裸子植物的成熟花粉粒中包含的細(xì)胞數(shù)目變化較大,有1~5個(gè)或更多個(gè)細(xì)胞,其中有1~2個(gè)原葉細(xì)胞,是雄配子體中殘留的幾個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,形成后往往隨即退化。
花粉顆粒很微小,但外殼又是很堅(jiān)硬的。它們的表面覆蓋著一種復(fù)雜的突起和雕紋,這種雕紋根據(jù)物種的不同而相異。某些依靠風(fēng)來(lái)傳播的花粉顆粒,有時(shí)表面會(huì)有微小的“帆”,以使它們較長(zhǎng)時(shí)間停留在空中。
昆蟲授粉
與我們上期講到的罌粟相比,洋地黃具有非常復(fù)雜的花,它們的花瓣連結(jié)在一起形成一根管道,花的雄性部分和雌性部分都分布在花管道的下面。這樣的花就需要爬進(jìn)去的昆蟲,比如大黃蜂來(lái)授粉。因?yàn)檠蟮攸S的花藥和花柱是在不同的時(shí)間發(fā)育成熟的,所以,洋地黃不能自行授粉。當(dāng)大黃蜂爬入花兒,它或者從已成熟的花藥上收集雄性花粉,或者把在另一朵花上收集到的雄性花粉帶到成熟的雌性花柱上。如此重復(fù),大黃蜂便當(dāng)了讓花兒雌雄細(xì)胞相遇的“媒人”。
動(dòng)物授粉
澳大利亞西部有一種體型嬌小的蜜鼠,它們完全靠吸食花蜜和花粉維生。它有長(zhǎng)長(zhǎng)的刷狀舌頭,可以伸到花朵的深處。因?yàn)樗摹肮ぷ鳌保ㄋ幧系幕ǚ壅丛谒钠っ?,而花柱則收集到來(lái)自其他花兒的花粉。許多熱帶樹種的花兒授粉則由蝙蝠來(lái)完成。
開花植物的典型繁育循環(huán)
植物細(xì)胞受精和種子的生成
授粉的完成是開花植物繁育后代的第一步。植物雌雄細(xì)胞的細(xì)胞核必須結(jié)合在一起,才有可能生成種子。當(dāng)花粉顆粒落在同種花兒的花柱上時(shí),花粉便長(zhǎng)出細(xì)小的管道,使它能穿過(guò)花柱,并與其中的胚珠相遇?;ǚ壑械男坌约?xì)胞核與胚珠中的雌性細(xì)胞核結(jié)合在一起,受精便發(fā)生了。再經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變化,便形成了植物的種子。
澳洲蜜鼠在為植物花兒授粉
種子的播撒
種子一般由種皮、胚和胚乳三部分組成,有的植物成熟的種子只有種皮和胚兩部分。種子的形成使幼小的孢子體胚珠得到母體的保護(hù),并像哺乳動(dòng)物的胎兒那樣得到充足的養(yǎng)料。種子還有種種適于傳播或抵抗不良條件的結(jié)構(gòu),為植物的種族延續(xù)創(chuàng)造了良好的條件。
植物不能移動(dòng),但它們通過(guò)進(jìn)化,已經(jīng)發(fā)展出了不同尋常的方式,使自己的種子播撒得又遠(yuǎn)又廣。比如有一種淡黃色的報(bào)春花種子,上面粘附著一種特殊的可食物質(zhì),被稱為“油質(zhì)體”。螞蟻吃掉了這些油質(zhì)體,同時(shí)拋棄了種子,也就在那里種下了報(bào)春花。