雖然我們不是植物學(xué)家,但知曉植物分類(lèi)對我們的園藝實(shí)踐和野外識別有諸多好處。畢竟園藝本身就是植物學(xué)和園林藝術(shù)的完美組合,而植物分類(lèi)又是植物學(xué)中最古老和最具綜合性的一個(gè)分支。
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1969年,惠特克在林奈(瑞典植物學(xué)家)和??藸?德國生物下家)等人的觀(guān)點(diǎn)基礎上提出"五界系統",將生物領(lǐng)域總體分為原核生物界(Monera)、原生生物界(Protista)、植物界(Plantae)、真菌界(Fungi)和動(dòng)物界(Animalia)。這種分類(lèi)系統便于認知,但也存在缺陷。
在對自然界的研究歷程中,面對生物如此豐富的多樣性,人們一直設法按照生物各自相似的特征將其分門(mén)別類(lèi)。根據此過(guò)程中使用的分類(lèi)系統,所有的生物都被分入到若干個(gè)被稱(chēng)為"界"(Kingdom)的主要類(lèi)群。今天我們重點(diǎn)介紹植物界的幾個(gè)主要類(lèi)群。
藻類(lèi)
我們日常對藻類(lèi)的興趣可以說(shuō)非常有限。然而,這些簡(jiǎn)單的生命形式構成了植物界很大一部分,并在生態(tài)系統中發(fā)揮了極其重要的作用。藻類(lèi)有著(zhù)極高的多樣性,盡管我們大多數人都只對多細胞的海藻比較熟悉,但單細胞的浮游藻類(lèi)同樣十分普遍,它們遍布海洋、湖泊、河流,甚至是積水或陰暗潮濕的地表。
海藻是海帶、紫菜、裙帶菜等海產(chǎn)藻類(lèi)的總稱(chēng)。
池塘是我們最能邂逅藻類(lèi)的地方。條件適宜的情況下,藻類(lèi)可以迅速使池塘的水變色并形成難看的浮渣,或是長(cháng)滿(mǎn)一層密密的"藻毯",任其發(fā)展的話(huà),水中的氧氣很快會(huì )被耗盡,并最終威脅池塘里的其他生命。
想要清除池塘中的藻類(lèi)是一件非常困難的事,雖然化學(xué)藥品可以殺滅藻類(lèi),但隨后的問(wèn)題會(huì )變得更棘手。死去的藻類(lèi)腐爛反而會(huì )加劇水體富營(yíng)養化。在水中種植一些浮水或沉水的植物可以吸收水中的營(yíng)養物幫助改善水體,更好的選擇則是安裝一個(gè)過(guò)濾器,以去除營(yíng)養物質(zhì)和藻類(lèi)。
在"五界系統"提出前,藻類(lèi)一直作為植物學(xué)的研究領(lǐng)域。如今,藻類(lèi)除藍藻門(mén)被列入原核生物界外,其余諸如金藻門(mén)、黃藻門(mén)、硅藻門(mén)、甲藻門(mén)、褐藻門(mén)、紅藻門(mén)、裸藻門(mén)、綠藻門(mén)和輪藻門(mén)等9門(mén)均被劃入原生生物界。
硅藻是最為常見(jiàn)的藻類(lèi),幾乎出現在一切光線(xiàn)充足且潮濕的地方。
苔類(lèi)和蘚類(lèi)植物
對于植物學(xué)家來(lái)說(shuō),這類(lèi)生物一般被稱(chēng)為苔蘚植物。它們通常僅在潮濕的生境中存在,甚至有不少水生種類(lèi)。
苔蘚幾乎會(huì )出現在所有的花園里,在潮濕隱僻的地方長(cháng)成一片。
相比之下,苔類(lèi)植物并不起眼:在外形上,它們與蘚類(lèi)差異頗大。苔類(lèi)有著(zhù)一副扁平革質(zhì)的"身材",有時(shí)具淺裂;蘚類(lèi)的結構則更為精細,它們常常會(huì )豎起直立的嫩枝,嫩枝上還會(huì )長(cháng)有一些"小葉"。
苔蘚植物是由多細胞組成的結構較復雜的植物體,它們擁有閉合的、被稱(chēng)為孢子囊的繁殖器官,其有性繁殖只能在有水存在的環(huán)境中進(jìn)行,通過(guò)孢子傳播擴散。如果沒(méi)有水作為介質(zhì),精子和卵子將無(wú)法相遇并最終受精。
地錢(qián)綱苔類(lèi)植物。
對于園藝家而言,蘚類(lèi)的出現常常是個(gè)麻煩:它們會(huì )侵擾排水不良以及隱僻處的草坪,進(jìn)一步阻塞排水系統;或是長(cháng)在鋪石路面和木質(zhì)結構上,有礙觀(guān)瞻。盡管如此,某些蘚類(lèi)仍具有一定的觀(guān)賞價(jià)值。比如,在日式花園里,蘚類(lèi)常被用來(lái)裝飾老舊的建筑,還被廣泛用于盆景覆土及吊籃中保水固定的材料等。
磚、木頭和混凝土以及人造凝灰巖都很適合蘚類(lèi)生長(cháng)附著(zhù),在此基礎上,可以施加一些營(yíng)養使它們變得更加"宜居",比如使用牛奶、酸奶、有機肥或上述三者的混合物,這些都可以為蘚類(lèi)提供營(yíng)養。
泥炭蘚被認為是一類(lèi)相當有益的苔蘚,因為它是泥炭的重要組成部分。
地衣
直到150年前,植物學(xué)家才搞清楚地衣的本質(zhì)。如今,地衣的分類(lèi)是依照其真菌的組分進(jìn)行的,這使得地衣被排除出了植物界。但此前,地衣一直作為植物學(xué)的一個(gè)研究領(lǐng)域,故也略微提及一下。
地衣似乎能在地球的任何環(huán)境中生存,以至于在某些極端環(huán)境下,如兩極地區裸露的巖石上。
蕨類(lèi)植物及其近親
越來(lái)越多的蕨類(lèi)植物被廣泛用于花園和室內觀(guān)賞,且總能成為花園中生長(cháng)最好的。
從進(jìn)化的角度看,蕨類(lèi)及其近親相比上述兩類(lèi)(藻類(lèi)和苔蘚植物)有了明顯的進(jìn)步,植物體細胞的分化程度顯著(zhù)提高,還產(chǎn)生了最早的維管系統,可以為植物體輸送水分和營(yíng)養,并支撐植物結構。由此,蕨類(lèi)植物成為第一批真正適應陸地生活的植物。
與苔蘚植物一樣,蕨類(lèi)植物也有孢子囊,依靠孢子傳播擴散。蕨類(lèi)植物的孢子體呈現直立分枝或葉狀,有時(shí)更加特化出專(zhuān)門(mén)的生殖枝(或葉),上面生有許多微小的孢子囊。孢子囊破裂,孢子隨之釋放,在風(fēng)力作用下傳播。
#鳥(niǎo)巢蕨# 真蕨亞門(mén)/鐵角蕨科的一屬。
蕨類(lèi)植物是不產(chǎn)生種子的。一個(gè)孢子通常比一個(gè)種子要小得多,并且孢子的產(chǎn)生并不依賴(lài)受精。將孢子撒在培養土上,給予充足的水分及所需的光照,孢子就會(huì )開(kāi)始萌發(fā),但它們并不會(huì )直接長(cháng)成幼年的蕨類(lèi),而是進(jìn)入到生活史的下一個(gè)階段:配子體世代,即生成原葉體。若環(huán)境保持濕潤,它們才會(huì )慢慢開(kāi)始長(cháng)成新的蕨類(lèi)。
植物生活史 | 指植物在一生中所經(jīng)歷的以細胞分裂、細胞增殖、細胞分化為特征,最終產(chǎn)生與親代基本相同的子代的生殖、生長(cháng)和發(fā)育的循環(huán)過(guò)程。
配子體 | 是指在植物世代交替的生活史中,產(chǎn)生配子和具單倍數染色體的植物體。形成配子并進(jìn)行繁殖的世代稱(chēng)為配子體世代。
苔蘚植物配子體世代占優(yōu)勢,常見(jiàn)的植物體為配子體,其孢子體寄生在配子體上;蕨類(lèi)植物的配子體稱(chēng)原葉體,雖能獨立生存,但演變期短,孢子體占優(yōu)勢;種子植物(含裸子植物和被子植物)的配子體即花粉粒和胚囊,不能獨立生存,孢子體占絕對優(yōu)勢。
#鹿角蕨# 真蕨亞門(mén)/鹿角蕨科的一屬。
全世界大約有10,000種蕨類(lèi)植物,它們的體型大小和生長(cháng)環(huán)境差異很大。此外,植物學(xué)家還把石松類(lèi)植物、真蕨類(lèi)植物和木賊類(lèi)植物都歸為蕨類(lèi)。
紅豆杉是為數不多的帶有"漿果"的裸子植物,其球果高度特化。
裸子植物隸屬于一個(gè)更大的植物類(lèi)群:種子植物。顧名思義,種子植物即所有產(chǎn)生種子的植物,它們都具有復雜的維管系統和特化的解剖結構,如起到支持作用的木質(zhì)部組織和用于繁殖的球花。除了裸子植物,種子植物還包括被子植物。
種子的出現是植物進(jìn)化中的突破。蕨類(lèi)這些較低等的植物類(lèi)群,它們微小的原葉體在外部環(huán)境中顯得格外脆弱,這也是此類(lèi)植物的致命弱點(diǎn)。為了克服這一類(lèi)問(wèn)題,種子植物進(jìn)化出了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的結構--胚珠。它保護著(zhù)卵細胞。精子則包藏在花粉粒中并由此進(jìn)入胚珠,二者相遇受精,胚珠便發(fā)育成種子。
自侏羅紀時(shí)期至今,蘇鐵的變化甚微。
術(shù)語(yǔ)"Gymnosperm"的意思是"裸露的種子",對我們而言,這是個(gè)相當晦澀的詞語(yǔ)。它指的是一個(gè)微小的解剖學(xué)結構,結構雖小,但有和無(wú)的差異卻很顯著(zhù):被子植物的胚珠包裹在子房里,而裸子植物的胚珠缺乏子房的保護。
現代裸子植物主要包含銀杏門(mén)、松柏門(mén)、蘇鐵門(mén)和買(mǎi)麻藤門(mén),喜歡植物的人僅憑外觀(guān)就能認出常見(jiàn)的裸子植物:哪些是松柏,那些是蘇鐵。銀杏也許是一個(gè)例外,因為它們是落葉闊葉樹(shù),看起來(lái)和長(cháng)滿(mǎn)針葉的其他裸子植物相差甚遠。
銀杏是著(zhù)名的"活化石",其化石記錄最早出現在距今約2.7億年前,植物學(xué)上找不到它任何近親。
相比被子植物,裸子植物的種類(lèi)相對較少,但它們同樣占據了地球表面大片的陸地。自然狀態(tài)下,它們的分布貫穿了整個(gè)北半球的廣闊森林,還有一些針葉林延伸到南部,特別是在寒冷的高海拔地區。
裸子植物為多年生的木本植物,大多為單軸分枝的高大喬木,少為灌木,稀為藤本。長(cháng)于寒冷氣候下的裸子植物的樹(shù)冠通常呈狹圓錐形,這有助于它們抖落積雪;來(lái)自強日照地區的裸子植物枝葉往往帶有清白色或銀色,這有助于反射紫外線(xiàn)。
被子植物(有花植物)
被子植物是陸地上種類(lèi)最多且最多樣的植物類(lèi)群,與裸子植物同屬種子植物類(lèi)。其所以能夠成為一個(gè)獨立的類(lèi)群,完全憑借它們的一個(gè)獨門(mén)絕技:產(chǎn)生花朵。
在被子植物的進(jìn)化歷程中,動(dòng)物始終伴隨在周?chē)?,從它們的花朵樣式中也能觀(guān)察到兩者協(xié)同進(jìn)化的作用。
除了能開(kāi)花,在植物學(xué)上,被子植物與裸子植物的差異還包括:
種子包裹在子房中,心皮是產(chǎn)生種子的基本單位。
種子受精后,心皮顯著(zhù)發(fā)育,形成果實(shí)并將成熟的種子包圍起來(lái),產(chǎn)生真正的果實(shí)。
種子中含有營(yíng)養豐富的胚乳,為新生的植物提供能量。
被子植物起源于裸子植物。根據現有的化學(xué)石記錄,第一株真正的被子植物出現在距今1.3億年前,便是早已滅絕了的遼寧古果(Arcbaefrucrus Liaoningensis),和所有其他早期被子植物一樣,遼寧古果很快就被更成功的物種取代了?,F在仍有一些原始被子植物在暖溫帶和熱帶地區存活下來(lái),最好的例子就是無(wú)油樟(Amborella tricbopoda),它是一種僅生長(cháng)在太平洋上的新喀里多尼亞島的珍稀灌木。
無(wú)油樟,又名互葉梅,自成一目、一科、一屬,是現存被子植物中已知最古老和其他被子植物分開(kāi)進(jìn)化的。
約在1億年前,被子植物開(kāi)始接管曾經(jīng)被蕨類(lèi)植物和蘇鐵類(lèi)植物占據的棲息地。6000萬(wàn)年前,它們已經(jīng)在很大程度上取代了裸子植物成為優(yōu)勢物種。起初,被子植物都是木本,隨后草本被子植物的出現為這一類(lèi)群的進(jìn)化帶來(lái)了另一次飛躍。在這一時(shí)期,另一個(gè)獨立的被子植物世系--單子葉植物也出現了。整個(gè)被子植物類(lèi)群由此劃分:單子葉植物約占被子植物總數的1/3,雙子葉植物占其余的2/3。
早期被子植物化石,現已滅絕。
據估計,現存被子植物種數大約在250,000至400,000之間。
絕大多數觀(guān)賞植物都是被子植物。隨著(zhù)栽培品種數量的日益增大,它們宛如一個(gè)巨大的調色板,以便園藝家們從中選取"顏料"妝點(diǎn)花園。
此外,我們人類(lèi)農業(yè)的建立幾乎完全依賴(lài)于被子植物。幾乎所有植物性食物和大部分牲畜飼料都由被子植物提供。在所有被子植物中,禾本科是迄今為止最重要的一個(gè),它貢獻了世界上許多種重要作物,如大麥、玉米、燕麥、水稻和小麥。
地球陸地大約有20%覆蓋著(zhù)草,禾本科則包括多種俗稱(chēng)"某某草"的植物。
在植物界,被子植物站在進(jìn)化的頂峰,其區別于其他類(lèi)群植物的特征給予了它們巨大的生態(tài)優(yōu)勢,幫助它們成功占據了地球上的大部分地區,并且能在其他植物不能生存的地方繁衍生息。
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