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被子植物花的结构-以贴梗海棠为例 精选

已有 5396 次阅读 2025-2-28 00:40 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

       可以开花的植物称为有花植物或开花植物,植物界中只有被子植物可以开花,被子植物也是唯一可以产生果实的植物。同为种子植物的裸子植物,只能产生种子,却不能形成果实。花是植物参与生殖的器官,包含雄蕊和雌蕊,雄蕊可以产生雄配子(花药),雌蕊孕育出雌配子(胚珠)。花的出现让起源于蓝藻的植物在适应陆地环境的过程中达到了新的演化高度。没有花的裸子植物,随风散布的花粉犹如发给随机地址“对象”书信,对方收到书信的概率和时间可想而知;茫茫“植”海,何处“她”在。而对于被子植物,花的出现让找“对象”变得更加快速有效,有了收件“植物”的地址,并且专“虫”“闪送”。而且,花的子房结构形成的果实也让种子传播效率、范围和成功率达到了新高度。

       基于种子中子叶数量是一还是二的这个主要特征,被子植物又分为单子叶植物和双子叶植物。被子植物的一朵花的基本结构包括四个同心轮(图1),由外到内依次为花萼、花冠、花蕊、心皮。

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图1    花四轮结构示意图

       双子叶植物的花的每轮结构有四、五(或四、五的倍数,也称4、5基数)部分,如花被(花萼和花冠的总称)为4的十字花科,花被4~5的蔷薇科,花被为5的豆科;单子叶植物的花的通常每轮结构有三(或三的倍数,也称3基数)部分,如花被为6的石蒜科、百合科、兰科,浆片(退化的花被片)为3的禾本科,无花被或花被退化的莎草科。

       与禾本科、豆科、十字花科植物对粮食作物的重要贡献相似,蔷薇科中的许多植物也与我们的日常生活息息相关。例如,桃、李、杏、梅、梨、苹果、枇杷、樱桃等重要水果都来自蔷薇科;同时,该科还包括许多观赏植物,如各类海棠、樱花、蔷薇,以及上述水果植物的桃花、梨花、杏花、梅花等,为我们的生活增添了丰富的色彩和美感。

       贴梗海棠[Chaenomeles speciosa (Sweet) Nakai]为双子叶植物纲蔷薇目蔷薇科木瓜海棠属植物,又叫皱皮木瓜,落叶灌木。以下花的形态描述主要基于文中此株:

      花先叶开放,多3朵簇生于老枝上,花被5;萼筒钟状,萼片直立,边缘有黄褐色睫毛;花瓣倒卵形或近圆形,大红中略粉红,单瓣(一轮花瓣),稀重瓣;雄蕊45-50,长约花瓣之半,花药丁字,纵裂;花柱5,基部合生,柱头头状,有不显明分裂,约与雄蕊等长,子房下位,中轴胎座,心室五)。

       可知,该株贴梗海棠花的四个同心轮,由内到外每一轮数量分别为5、5、几十不等、5。

图2     贴梗海棠整株;灌木

图3    3朵花簇生于二年生老枝上

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图4    贴梗海棠的完全花的结构

注:完全花是指一朵花中同时具备花萼(由萼片组成)、花冠(由花瓣组成)、雄蕊(产生花粉)、雌蕊(包含子房、花柱和柱头)这四种基本结构的花。

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图5   钟状萼筒,萼片直立

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图6     萼片边缘有黄褐色睫毛

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图7   重瓣(不知是一花瓣掉落还是没发育的原因,只数到9片花瓣)

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图8     下位子房

注:主要根据子房与花冠和雄蕊的相对位置,可分为下位子房、上位子房和子房周位。下位子房是指子房位于花的其他部分(如花萼、花冠和雄蕊,图中黑线以上)下方,并与花托完全融合的结构。子房没有与花托融合,花冠和雄蕊着生于子房的基部,为子房上位。子房没有与花托融合,并被花冠和雄蕊包围的为周位子房,如下图。

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图9     子房周位(左边樱花,右边紫叶李)

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图10   柱头5合生(图中柱头上的黄色颗粒为花粉)

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图11    中轴胎座;5个心皮边缘完全结合,形成一个心室5的子房,每个心室对应相应的柱头

注:

1、中轴胎座指胚珠着生在由多心皮结合形成的中轴上,常见于复雌蕊(由多个心皮组成)的子房中。子房通常被分隔成多个心室,心室数与心皮数一致;

2、植物的心皮可以比作饺子皮——每片心皮原本是一片特化的叶子,演化后向内卷曲包裹胚珠(相当于饺子馅)。当五个心皮组成子房时,它们像五片立起来的饺子皮围成圆柱:每片饺子皮的边缘朝内黏合形成中央的“柱子”,鼓起的部分朝外分隔出五个独立腔室。胚珠像粘在“柱子”上的饺子馅,整齐排列在中央轴线上,这种结构称为中轴胎座。

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图12    放大后的子房纵截面及胚珠(图中黑色是被本为削铅笔的解剖小刀污染所致)

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图12    丁字花药,纵裂(右图为放大后的花药)

       以上只是花的众多形态的一角,那就让我们走到户外,试着从掀起这一角开始,探索被子植物这一演化的新高度。

       不对之处,请指正。

      铭记为此文奉献了自己的几朵小红花、小白花。

注:文中所有的图片都来源于本文作者。



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