2023-10-09
奇妙的繁殖
俗话说“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是对被子植物繁殖的最妙的形容词。那么,植物是怎样实现从种子到种子的呢?现在,我们就来揭开被子植物繁殖的秘密:种子—开花-传粉-受精-果实-种子(第二代),在这样一个循环往复中,种子完成了自己传宗接代的使命,使得地球上的被子植物生生不息。
花的秘密
真正的花是被子植物独具的主要特征,因此被子植物又叫有花植物,花是被子植物繁殖后代的器官。
以桃花为例,在杯状的花托上,从外向内依次是:由5个萼片组成的花萼,它们是花的守护神;由5个花瓣组成的花冠,因色泽鲜艳,吸引着传粉者的目光;由生有花粉的多数雄蕊组成的雄蕊群;由子房、花柱、柱头组成的雌蕊群——在层层守护下安静地躺在花*。
雄蕊由花丝和花药组成。花药里有花粉,当花粉传送到雄蕊的柱头上时,就萌发产生花粉管,同时花粉管穿过花柱,进入子房中的胚珠,目的是将精子送入使其与胚珠中的卵细胞结合,这个过程就是植物的受精。受精的卵细胞可以发育形成一个“胚”,如同动物的卵受精后会发育形成胎儿一样,当胚珠长大时,就变成一颗成熟的果实——桃子。
也许你还不知道,我们平常所吃的桃子是由三层果皮加桃核内的胚组成的,即:一层薄薄的外果皮、一层肉质可食的中果皮和内果皮(即桃核的硬质部分),而桃核内的桃仁就是桃子的“胚”。正因如此,将桃子埋入土壤中,只要环境合适,桃的胚能发芽,就会慢慢长成桃树,然后进入下一个繁殖循环。这种植物通过开(闭)花受精产生胚,由胚进一步生长形成新植株的繁殖方式被称为有性繁殖。
异花传粉的奥妙
植物学家发现,植物有很好的适应异花传粉的特性,这会让它们的下一代生命力更强,对植物的繁殖很有利。
什么是异花传粉?在自然条件下,传粉包括自花传粉和异花传粉两种形式。尽管自花传粉受精几率大,但却不利于维持后代的生活力。因此,将一株植物的花的花粉传送到另一株植物的花的胚珠或柱头上的异花传粉,促成了不同植株精子与卵细胞的最终结合,在自然界是更为普遍的现象。而被子植物在植物界如此繁茂,与花的结构和蜜蜂(蜂媒)、蝴蝶以及小昆虫(甲虫传粉)等辛勤的传粉工作是分不开的。
在异花传粉的植物中,报春花比较典型。它是一种草花,花冠由5个花瓣台生成筒状,常开两种花,分别生在不同的植株上。一种植株上的花,花冠筒状,花柱很长,柱头位于花冠筒的上部稍外处,而雄蕊着生在花冠筒的中部内壁上;另一植株上的花柱要矮得多,柱头只位于花冠筒中部附近,而雄蕊位于花冠筒口部位置。
当昆虫造访时,如果光临短花柱的花,它先触及到的是花冠筒口部的雄蕊,身上沾上了花粉;而当它再去长花柱的花拜访时,正好将身上顺带的花粉作为见面礼抹在长柱花的柱头上,从而实现了异花传粉。对此,达尔文曾做过试验,证实这种异花传粉受精所产生的种子,饱满充实,生命力强。反之,则不产生种子,即或偶尔有种子,也是瘦弱的,发芽力极差。
一串红原产南美洲,属鼠尾草属。在适应异花传粉上,鼠尾草属植物堪称一绝。如果仔细观察家里的一串红植株,你会发现:一串红花的花冠呈唇形,最奇特的是它的花有2个雄蕊。正常的花药有两个药室,由药隔相连,而一串红的花药药隔伸长成臂形,上端药室发育产生花粉,而另一端(下端)药室已退化消失。由于其伸长的药隔与花丝相连,起到杠杆作用。当蜜蜂入花采蜜时,蜜蜂头部推动了药隔的下臂(即已退化消失的药室);同时,上臂(上端)药室因杠杆作用向下倾倒,正好将其中的花粉抹在蜜蜂背上。
由于一串红的花,常常是雄蕊先成熟,雌蕊后成熟,雌雄并不同时成熟。未成熟时,花柱常藏于上唇之内,故不致于出现同朵花受粉的情况。当蜜蜂采完蜜再去其他花朵时,可能那朵花的雄蕊早已熟过,此时雌蕊成熟,花柱刚好弯曲下来。这时,蜜蜂进入花中正好将背上的花粉抹在柱头上,全满完成了异花传粉的任务。
种子传布有奇招
高等维管植物通过雄配子借花粉管将成熟花粉传送到雌配子体上,使植物受精不再以水为媒介,这对适应陆生环境意义重大。但有性繁殖产生的果实(种子),如果都散落在自己周围,这样年复一年,原有的生长地盘会拥挤不堪,不利于后代继续生存繁衍。为了让子孙后代有个更“舒适”的环境,植物们纷纷使出了自己传布种子的“奇招”。
风媒:风媒花的特点是花小、不明显、颜色不鲜艳,没有蜜腺和气味。在被子植物中,风媒花的柱头大,分枝,粗糙具毛,常暴露在外,以适应借风力传粉的要求。如,蒲公英。蒲公英开花结实后,成熟的果实上端有个喙,喙上有一丝白色的毛。当果实离开母株时,借助风力,白毛张开宛如一把降落伞,可以飞到很远的地方去落下,只要环境适宜即可发芽长成新的个体。又如,杨树和柳树的种子有毛,常被称为杨花、柳絮;槭树等植物的果实有翅,它们都是随风散布的。
鸟媒:大约有2000种鸟可以为植物传粉。有些植物的果实为小型浆果,成熟时红艳可爱,引得鸟类来啄食。但鸟儿消化不了它的种子,种子就通过鸟的粪便排出体外,也因此来到了新的生长地。又如,寄生植物——槲寄生,它的种子有粘液。当鸟啄食时,种子就粘在鸟的嘴上;为了摆脱嘴巴上粘有种子的烦恼,鸟儿会飞到别的树上,在枝杈上使劲啄。种子就这样被粘在树枝上,并在枝上发芽生长,开始了新生活。
还有些植物靠自身的特殊技能实现周游世界的梦想。如,鬼针草。它的果实上端有2~3根硬刺,刺上有倒钩;当动物或人走近时,就可以借硬刺上的倒钩钩在动物皮毛或人的衣服上,从而被带到各地,生根发芽。
以前,锡兰(即如今的斯里兰卡)所属的马尔代夫群岛上的居民,在海上发现了一些较大形的果实,很像椰子,却不知道它们来自何方,还以为是海底里的椰子所结的果实,就称其为海椰子。后来才知道,这些“海椰子”是生长在印度洋西南部塞舌尔群岛上的一种椰子树所结的果实。它们成熟后掉落入海,竟然漂流到了印度洋*的马尔代夫群岛的海面上。椰子的果实怎么能浮在海面上不下沉呢?原来,它的果皮里有纤维,包含了空气,所以能浮在水上。我国南方海岸的椰子与此相似,也能浮于水上。
无性也能繁殖
被子植物繁殖的另一种方式是无性生殖。所谓无性生殖,是指植物完全靠匍匐茎、根茎、块茎、珠芽和冬芽等营养体传宗接代,也包括用无性方法产生胚胎和种子的任何类型。它不需要两性细胞的结合,而是由分生组织直接分裂的体细胞即可产生新的个体。
草莓的生长蔓延能力惊人。只要有长匍匐枝的一端触地,草莓即可生根发芽,起初需依靠亲本供养料,不久即独立为个体,而连接母体的茎蔓则枯死;新独立的个体又产生匍匐枝,再不断依此方式繁殖另外的个体。
大蒜(蒜头)即鳞茎,将之种下,可以长成新个体;百合、洋葱的生长繁殖都如此。而我们平时所吃的土豆就是马铃薯植株的块茎,只要将有芽的块茎切成小块(包含一个芽),经过培植就能长成新株。
秋海棠的叶子能自己繁殖,将叶子平铺在潮湿的沙地上,它就能生出新芽,长成新的植株。俗语有“无心插柳柳成荫”,从柳树上取下一段枝条,将其下端插入潮湿的沙土或水中,经过一段时间,就会从上下切割表面长出芽和不定根来。这大大弥补了柳树因叶子微小,发芽力短暂所引发的靠种子发芽成新株效率太低的缺憾。又如,银杏、云杉、刺槐、苹果、樱桃等许多树木,用其幼苗枝条扦插,也很容易生根长成新株。
自1839年德国学者T.A.H.施万提出,如果提供适宜的外界条件,多细胞有机体的每一个细胞都能独立地发育这一观点后,植物学家逐渐认识到,植物的一小块组织,甚至单个细胞也能长成完整的植株。如今,植物的组织培养已成为一门促进农作物、花卉、药用植物等大规模繁殖的新技术。
【责任编辑】王亚娜
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