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为什么蕨类植物分为两类(为什么蕨类植物长得比较高大)

时间:2023-10-24 13:46:02
蕨类植物是怎么划分的?各自的特点是什么?

蕨类植物通常可分为水韭、松叶蕨、石松、木贼和真蕨五纲,大多分布于长江以南各省区。 蕨类植物对于蕨类植物的分类系统,由于植物学家意见不一致,曾经把蕨类植物作为一个门,其下5个纲,即松叶蕨纲、石松纲、水韭纲、木贼纲(楔叶纲、有节纲)、真蕨纲。前四纲都是小叶型蕨类植物,是一些较原始而古老的蕨类植物,现存在较少。真蕨纲是大型叶蕨类,是很进化的蕨类植物,也是现代极其繁茂的蕨类植物。中国的蕨类植物学家秦仁昌将蕨类植物分成5个亚门,即将上述5个纲均提升为亚门。 蕨类植物传统上是被归类在蕨纲(Filices)里的,但现代的分类法则是将其置于植物界的一门-蕨类植物门(Pteridophyta)内。 传统上,有三个植物类群被认为是蕨类:两个厚囊蕨类-瓶尔小草科Ophioglossaceae(瓶尔小草属、阴地蕨属和蕨萁属)和合囊蕨科Marattiaceae,以及薄囊蕨类。合囊蕨科是赤道蕨类的主要类群,有着肥大的地下茎,且被认为是蕨类主要类群-薄囊蕨类的近亲。而还有其他一些的植物类群被认为是“蕨类相关”:石松、卷柏、石松门里的水韭、松叶蕨科里的松叶蕨和木贼科里的木贼。但是,较现代的基因研究却显示,石松门和任何其他的维管植物之间都只是远远地关连着,是由维管植物分支的基底演化伸展出去的。而松叶蕨与木贼则和瓶尔小草跟合囊蕨一样是“真正的”蕨类。事实上,松叶蕨和瓶尔小草毫无疑问地是一个分支,而木贼跟合囊蕨则可以认为是另一个分支。 Smith et al. 于2006年提出了基于现代基因系统学研究,加上形态学的资料所规划出来的新分类法。此一分类法将蕨类植物分成四个纲: 松叶蕨纲 Psilotopsida 木贼纲 Equisetopsida 合囊蕨纲 Marattiopsida 真蕨纲 Polypodiopsida 很后一个类群包含着大多数主要被视为蕨类的植物。

蕨类植物门的一般特征

植物体已有真正的根、茎、叶和维管组织的分化。已属维管植物的范畴。木质部只有管胞、韧皮部只有筛管或筛胞,没有伴胞,不开花、不产生种子,主要靠孢子进行繁殖,仍属孢子植物。生活史中有明显的世代交替现象,孢子体世代占优势。

配子体弱小,生活期较短,称原叶体。孢子体和配子体均为独立生活的植物体。习见植物体为孢子体,一般为多年生草本,少数种类为高大的乔木,如生活在热带的树蕨,高可达20米。根通常为须状不定根。茎多为地下横卧的根状茎,少数种类具有地上直立或匍匐的气生茎。叶有单叶和复叶之分,叶形变化很大。有些蕨类植物,同一植物体上的叶可区分为形态和功能各异的孢子叶和营养叶(即异形叶)。孢子叶背面,边缘或叶腋内可产生孢子囊,在孢子囊内形成孢子,以此进行繁殖,故又称能育叶。营养叶仅有光合作用功能,不产生孢子囊和孢子,故又称不育叶。 孢子体 无性世代植物体,具根、茎、叶和输导系统的分化。

①根:蕨类植物只有不定根而无主根,通常丛生于直立的根状茎末端,或散生在横走根状茎腹面,借以固定根状茎。根内具原生中柱,无次生生长,不能加粗,表面生有根毛,吸收水分和营养物质。

②茎:除桫椤科和蚌壳蕨科的部分种类具高大乔木状直立茎外,绝大多数蕨类植物的茎都贴近地面称根状茎,或短而直立,斜升,或细长横走,少数为缠绕藤本,极少数呈灌木状。其顶端通常被毛或鳞片,有的种类还被叶柄残茎组成的防护罩所保护。

形态特征

从横切面看,茎的表皮层由外层加厚细胞组成,其内为皮层及中柱体。蕨类植物的中柱体较为复杂,随科属而不同,有时同一株植物随不同发育年龄而有所改变,如桫椤的茎,其基部为原生中柱,中部为 ,顶部为网状中柱。中柱的主要类型有:原生中柱,中柱中央分化为木质部,内层为韧皮部;管状中柱,中柱中央为薄壁细胞组成的髓,向外为木质部和韧皮部,由于韧皮部的位置不同,又可分为外韧管状中柱和双韧管状中柱,前者仅木质部外围有一圈韧皮部,后者木质部的内外均有一圈韧皮部;网状中柱,由管状中柱分裂而成的一种,但维管束仍呈管状排列;多环中柱,网状中柱的各个维管束再次分裂成不规则的分散状排列。和种子植物一样,蕨类植物的茎的维管束由管胞、筛管、薄壁组织和内皮层组成,但无形成层,不能进行次生生长。在高大如乔木的种类中,其茎干也只是由于薄壁细胞的增加而有限的加粗。

③叶:通常兼有营养和生殖两种功能,即绿色的叶片在全部或部分羽片的下面一定部位,都可产生孢子囊,是谓叶片一型。有的科属在同一植株上,先后长出两种不同形状的叶片,一种为正常的绿色营养叶或称不育叶,另一种幼时为绿色,不久即长出孢子囊而失去绿色的孢子叶,又称能育叶,这种类型叫叶片二型。少数种类,如紫萁属(Osmunda)中,同一片叶上生有能育和不育两种不同形状的羽片,这叫羽片二型。

传统上根据叶片不同把蕨类植物分为两大类:小叶型蕨类,或称拟蕨类,叶小,长宽仅数毫米(如石松、卷柏),或退化成鳞片状(如松叶蕨),或为膜质(如木贼),仅水韭叶大而成线形,但和其他拟蕨一样,无柄,都只有一条中肋而无完善的叶脉系统(据很新发现,热带的石松中有个别种具简单的分枝叶脉),孢子囊生于叶腋;大叶型蕨类,即真蕨类,除槐叶的沉水叶变为须根状,少数属种的叶轴顶端延伸成鞭伏,能着地生根,以及部分科的植物叶轴能无限生长外,其余都为正常叶。幼时通常拳卷,长大分叶柄和叶片两部分,除单叶外,复叶的叶片有叶轴。按分裂的次数不同,而有一回、二回……羽状复叶;羽片,一回小羽片、二回小羽片……;以及羽轴、一回小羽轴、二回小羽轴……之分(图2),在一回羽状复叶中,如果羽片边缘分裂,则按分裂的深浅,称之为叶片一回羽状,羽片浅裂,或叶片一回羽状,羽片深裂(达羽轴的狭翅或阔翅),习惯上也统称之为二回羽状浅裂,或二回羽状深裂(达羽轴的狭翅或阔翅)。如果羽片裂达羽轴,裂片彼此分离,或形成小羽柄,则称这种叶片为二回羽状,其分离的裂片称小羽片。依此类推,直至末回裂片。

蕨类植物的叶片结构除少数属种有栅状组织和海绵组织分化外,一般仅有海绵状、多少有空隙的叶肉层,有的甚至连叶肉层也没有,光合作用全靠表皮来完成。通常上表皮不具气孔或有极少气孔,下表皮的气孔类型很多,因属种而不同。但也有同一种叶片下表面具好几种气孔型的。 蕨类植物的叶脉比较简单,绝大多数是分离的,少有简单网结,网眼无内藏小脉或仅有少数内藏小脉。

有些属种,叶片侧脉的分出和小羽片的分出一样有上先出和下先出之分。先从各回羽轴上侧分出的小羽片,叫小羽片上先出,反之叫下先出。同样,先从主脉上侧分出的侧脉叫上先出脉,又叫上行脉序,反之叫下行脉序。这一特征,在某些属种中稳定而有鉴别价值。

④毛被:蕨类植物的毛被相当复杂,分毛和鳞片两大类,或调节叶面空气湿度,或保护孢子囊群。有些腺毛可能和代谢有关,分泌蜡质粉末的腺毛,有保持水分的功能。

⑤孢子囊:无性繁殖器官,产生在叶片的一定部位,由于它的构造和形成的不同,可分为厚囊和薄囊两大类,前者的囊壳由多层细胞组成,后者的囊壳仅 1层。在发育上,两者的原始细胞都经横断分裂成上下两枚细胞,所不同的是厚囊蕨类的上枚为囊壳细胞,下枚为孢原细胞,而薄囊蕨类的下枚细胞为柄细胞,以后发育成孢子囊柄,上枚细胞经鱼鳞式斜分裂成四面体,再分裂为囊壳和孢原细胞。因此厚囊蕨的孢子囊壁厚而无柄,薄囊蕨的孢子囊壁薄而有柄。

⑥环带:薄囊蕨类孢子囊释放孢子的机构。由数个到数十个U形加厚细胞和多个扁平的薄壁细胞(包括唇细胞)组成,环绕囊壳。当孢子成熟时,由于环带的U形细胞失水收缩而产生的拉力,孢子囊的唇细胞被拉开,而将孢子弹出。环带的有无和存在部位,常和进化有一定关系。通常较原始的无环带,如厚囊蕨,或仅有不发达的环带(如紫萁),逐渐发展为顶生环带(如海金沙)、横生中部(如芒萁)、斜行环带(如瘤足蕨)和进化类型的纵型而中断于囊柄的水龙骨型环带。

⑦孢子囊群:拟蕨类的孢子囊常近轴而单生于叶腋,其中有些属种,如石松、卷柏的一些种和木贼属。长孢子叶的枝缩短而形成或长或短的孢子囊穗。真蕨类孢子囊通常远轴而生于叶片下面(原始类群的生于叶缘)。它们通常多数聚生在位于叶脉的表皮分化形成的囊托上,而呈各种形状的孢子囊群(sorus),有些厚囊蕨类的孢子叶常形成穗状或圆锥花序状。较原始类群的孢子囊群的孢子囊数目少而同时发育,发展为从内向外逐渐发育,而进化类型的孢子囊群中的孢子囊为混合发育,即一个囊群里有的发育早,有的发育晚或败育,这在有些种里,败育的孢子囊就成为一种隔丝。

⑧隔丝:又称夹丝。是一种毛状不育器官,混在孢子囊群中起内外保护作用。一般都有长柄,顶部呈各种形状,覆盖幼孢子囊群,如石韦的星状毛隔丝,瓦韦的盾状隔丝等。也有许多隔丝。虽有长柄,但不伸出囊群之外,夹在囊群中起内保护作用。 ⑨囊群盖:在薄囊蕨纲中异型孢类的孢子囊有一个由叶片特化形成的外壳,包被在大、小孢子囊外面,称之为大、小孢子果,而同型孢类的孢子囊群大都有囊群盖。它主要由叶片表皮细胞分化而来,初时绿色,老时黄褐色,用以保护孢子囊群。囊群盖由于在囊托上形成的位置不同而有上位和下位之分。囊群盖环绕囊托的基部生出,把孢子囊包在盖内的叫囊群盖下位,或叫上位囊群,而囊群盖生于托的顶端或一侧,从上面覆盖孢子囊群的叫囊群盖上位,有的虽生于一侧,但被成熟的孢子囊压在下面,有如半下位。还有些孢子囊群靠近叶边生的,其叶边往往多少特化变质而向下反卷覆盖孢子囊群,这种称为假盖。而有些种类的盖则以毛或鳞片形式出现(如岩蕨属中),囊群盖的形式多样,为鉴别属的重要特征。

区别

通常肉眼所见到的绿色蕨类植物即是它的孢子体,孢子体上产生孢子囊每一个孢子囊内产生大量的、肉眼看不清的、直径10-100微米的孢子。孢子比重小,悬浮于空气中,随气流或水流漂移到各处,在适当的环境中萌发,长出微水的绿色(少数不具叶绿素,不能自养)叶状体──配子体(原叶体)。除部分拟蕨类和水生真蕨类孢子体产生大、小两种孢子,萌发后成长的配子体有雌雄之分外,绝大多数蕨类都属于同型孢类,它们的孢子无大小之分,并在孢子萌发后产生的配子体上的不同部位,产生颈卵器和藏精器。并由此分别产生雌配子——卵子和雄配子——精子,雌雄配子结合后形成合子,然后发育成胚,再成长为常见的绿色孢子体。这个过程就是蕨类植物特有的世代交替生活史。在整个生活史中,常因环境等条件的影响而改变其中某一过程,导致一些不正规的繁殖。常见的为无配子生殖和无孢子生殖。

常见的植物可以分为哪两类,依据是什么

分为两类是种子植物、孢子植物,依据是繁殖的时候是根据种子还是孢子来繁殖的。

1、种子植物

种子植物,又叫显花植物,种子植物分布于世界各地,是植物界很高等的类群,所有的种子植物都有两个基本特征,就是体内有维管组织——韧皮部和木质部、能产生种子并用种子繁殖。

与种子出现有密切关系的是花粉管的产生,它将精子送到卵旁,这样在受精这个十分重要的环节上,就不再受环境水的限制。

它们的孢子体发达,高度分化,并占绝对优势;相反配子体则极为简化,不能离开孢子体而独立生活。种子很早产生于裸子植物中的种子蕨目,其中很原始的化石种子蕨植物在上泥盆纪地层中发现。种子植物和蕨类植物同具有世代交替。

2、孢子植物

孢子是植物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞,能直接发育成新个体,孢子一般微小,单细胞。由于它的性状不同,发生过程和结构的差异而有种种名称。

植物通过无性生殖产生的孢子叫“无性孢子”,如分生孢子、孢囊孢子、游动孢子等;通过有性生殖产生的孢子叫“有性孢子”,如接合孢子、卵孢子、子囊孢子、担孢子等。

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