爲什麼被子植物能成爲演化最成功的植物?

被子植物的成功,全賴於以下幾個本領。其一,被子植物生有極度簡化的雌、雄配子體。其二,被子植物的胚珠有心皮包被。其三,被子植物具有柱頭的識別機制。其四,被子植物具有雙受精作用。其五,被子植物體內的導管性能優異。其六,被子植物的篩管效率很高。其七,被子植物傳粉的方式多種多樣。

爲什麼被子植物能成爲演化最成功的植物?

被子植物種類繁多、數量龐大,是當今地球上演化最成功的植物。它的成功,全賴於以下幾個本領。

其一,被子植物生有極度簡化的雌、雄配子體。植物從發芽、長大一直到產生下一代成熟種子的全過程,稱爲一個完整的有性生活史。這個過程中的某一段時間,植物體內的遺傳物質會減半,此時植物便處於配子體世代,反之則處於孢子體世代。生命中的大部分時間,讓抗性較強的孢子體面對風霜。參天的大樹是孢子體,未抽薹的油菜也是孢子體。配子體世代是決定植物下一代質量的關鍵時期,配子體越簡單、體積越小,本身就越安全,配子體世代也就越短越高效。陸生植物越高等,配子體世代就越簡單。配子體分雌、雄。被子植物的雌配子體藏在花的胚珠珠心中,只有7個細胞,叫作胚囊;而雄配子體則是由花葯播撒出去的小小花粉粒,更是隻有區區2~3個細胞。

爲什麼被子植物能成爲演化最成功的植物? 第2張

其二,被子植物的胚珠有心皮包被。一朵花的中心有雌蕊,雌蕊的下部膨大,此處稱作子房,內生胚珠。每顆胚珠除了包着珠被外,還裹有心皮。胚珠外裹心皮,就是被子植物名字的來歷。現生的植物,除了被子植物外都沒有心皮。正是這層心皮,讓被子植物的後代多了一層保護。

其三,被子植物具有柱頭的識別機制,落在雌蕊柱頭上的花粉,只有符合柱頭上的特殊蛋白的要求,才能長出長長的花粉管,讓花粉內的精細胞有機會與胚珠相會,完成受精,發育成種子。不同種的植物花粉和這朵花本身的花粉都不能完成受精,而只有同種植物的不同花朵所提供的花粉才能獲得成功。有了如此精巧的機制,遠緣雜交和近親交配都不可能發生。

其四,被子植物具有雙受精作用。被子植物胚珠中的胚囊有7個細胞,其中5個起輔助作用,另2個都可以與外來的精細胞融合,這種融合被稱爲雙受精現象。通過花粉管到達胚珠的精細胞有2個:其中的一個與卵細胞結合,完成傳統的受精過程,孕育新的生命;另一個則與極核細胞結合成胚乳,爲新生的胚提供營養

爲什麼被子植物能成爲演化最成功的植物? 第3張

其五,被子植物體內的導管性能優異。陸生植物的體內有一種死細胞,堅硬的外壁形成一根根細小的管道,幫植物把水分和無機鹽從根運送到身體的各個部位。在蕨類植物和裸子植物等類羣裏,這類死細胞叫管胞。它們的外壁仍保持相對完整,各個管胞頭尾尖尖,相互拼接,通過細胞壁上的叫“紋孔”的小洞運輸物質。而在被子植物體內,這類細胞卻叫導管,它們兩端的細胞壁完全溶解,各個導管分子首尾相接,變成一根貫穿植物體的虹吸管道,與管胞相比運輸效率大爲提高。

其六,被子植物的篩管效率很高。植物體內起輸導作用的組織,除了導管、管胞這些運輸水分和無機鹽的死細胞外,還有一類運輸糖分的活細胞,可以爲植物各部分提供能量。這類活細胞在裸子植物中叫篩胞,在被子植物中叫篩管。同樣,各篩管首尾相接成爲貫穿植物體上下的細長管道,它們接合處的孔洞比篩胞更大,運輸糖分也就更加高效。篩管是一種極度特化的活細胞,必須依靠一種叫伴胞的細胞才能生存。

其七,被子植物生存於各式各樣的環境中,傳粉方式也是五花八門。除了常見的以風力傳粉的風媒、由昆蟲傳粉的蟲媒外,還有水媒、鳥媒等方式。果實、種子散佈也是如此,靠風力傳播者如榆錢、柳絮,靠水力傳播者如蓮蓬、椰子;蒼耳等長了倒刺能鉤住動物的皮毛,隨它們走四方;好吃的櫻桃被鳥兒吞下,種子隨鳥的糞便飛到別處;鳳仙花等的果皮像彈弓,成熟時急劇開裂把種子彈出很遠。正是這些形形色色的花粉和種子的散佈方式,讓被子植物的生存範圍變得如此之大。