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2012年5月9日星期三

种子

种子

稻米的种子

种子是种子植物的胚珠经受精后长成的结构,一般有种皮、胚和胚乳等组成。胚是种子中最主要的部分,包括胚芽、胚根、胚轴和子叶,萌发后长成新的个体。胚乳含有营养物质。
种子是裸子植物和被子植物特有的繁殖体,它由胚珠经过传粉受精形成。被子植物的种子包被在由子房中胚珠长成的,子房发育成果实,被子植物的种子由于在它发育过程中胚乳是否被吸收而分为有胚乳种子(如稻、麦、蓖麻等)和无胚乳种子(如豌豆、花生、蚕豆等)。裸子植物的种子裸露则在外而无包被。

种子和果实的传播方式

种子可借由风力、弹力、水力以及动物传播:


风力传播是指较轻或有辅助的翅的种子,借由风力将种子传播至较远的地区。例如:木棉、蒲公英等植物。


弹力传播是果实成熟时,会将种子弹开,使种子可以进行传播。例如:酢浆草等。


藉水传播是生长在海边或河水边的植物,在果实成熟时掉入水中,借由水力将果实传播至远处;由于水可促使种子发芽,因此这种植物大多由完整的果实保护。


动物传播又可分两种,一种是动物咬食,另一则是附在动物的身体上。动物咬食的果实大多比较重,而且可以食用,无法消化的种子经由排泄传播。例如:百香果、番石榴。附在动物身上的果实大多有逆刺,可以勾在动物的身上。例如:大花咸丰草。

种子的胚乳

稻米种子的构造,说明了胚乳的位置

胚乳是种子贮藏营养物质的地方,供种子萌发时胚的生长之用。胚乳贮藏主要是淀粉、脂肪和蛋白质等。此外,还有无机盐和维生素等物质。植物种类不同,其种子中所含淀粉、蛋白质和脂肪的比例也不同,如小麦、大麦、水稻、玉米、荞麦等种子中大部分是淀粉;大豆的种子中大部分是蛋白质;蓖麻、花生、向日葵、芝麻、油菜、胡桃、松子中大部分是脂肪。此外,还有些植物种子中的贮藏物是纤维素,存在于胚乳或子叶的加厚细胞壁中,如柿子、咖啡。

胚乳的大小在不同的种子中也不同,有些种子胚乳体积较大,占种子的大部分,这类种子叫有胚乳种子,如玉米、小麦的谷粒和蓖麻的种子。而有些植物的种子,成熟时不具有胚乳,这是因为在种子发育过程中,胚乳的贮藏养料转移到子叶中了,因此当种子成熟时,看不到胚乳或仅能看到胚乳的遗迹(一层干燥的薄膜),而胚具有肥厚的子叶,这类种子叫无胚乳种子,如花生、豆类及瓜类的种子。

种子中胚乳和子叶占种子的大部分,贮藏大量的营养物质。因此在农业生产中选种时,要选粒大而饱满的种子,以保证种子萌发时有充足的养料,使初期的幼苗生长健壮。

玉蜀黍种子的构造

有胚乳种子

大多数的单子叶植物、部分双子叶植物的胚乳较大,种子成熟后依然维持完整的胚乳,这类植物称为“有胚乳种子”(Albuminous Seed),这类植物的代表有禾本科植物、车轴草、皂荚、牵牛花等等,其中车轴草和皂荚在种子成熟后还维持胚乳,甚至外层还有糊粉层,皂荚等,成熟后胚乳还是主要的养分储藏器官。

无胚乳种子

有些双子叶植物的种子在胚发育的过程中,会逐步吸收胚乳的养分,等到成熟时,胚乳全部消失。这些种子称为无胚乳(exalbuminous)种子。这类植物的代表有豆科植物、兰花、油菜、甘蓝、杏仁等。这些植物通常有明显的子叶负责养份供应问题,像我们常吃的豆类,主要是在吃其储存养分的子叶。
但无胚乳种子成熟后也不是完全缺乏胚乳组织,有些也具有一层至数层萎缩的胚乳组织,如杏仁、芥子,其中芥子的这种组织里面还含有大量油脂组织。

特殊的胚乳

椰子汁是液状胚乳
我们常喝的椰子汁是椰子胚囊中充满的水液,也就是液状的胚乳。到后期由于继续集中的细胞分裂,慢慢形成细胞状的胚乳(椰子果肉),所以椰子放越久剩余的椰汁就越少。另外,由于椰子胚乳的空腔很大,椰汁通常无法填满整个胚乳。

米饭和玉米
我们吃的米饭或玉米等禾本科植物主要也是胚乳。其中糙米是稻米剥壳后的产物,糙米去掉糠层(果皮、种皮和糊粉层)就是胚芽米,胚芽米再去掉外层的胚芽后就成白米。所以白米仅剩最里层的胚乳。


种子萌发的条件

成熟、干燥的种子,在没有取得一定外界条件时,是处在休眠状态下的,这时,种子里的胚几乎完全停止生长,一旦休眠的种子解除了休眠,并获得合适的环境条件时,处在休眠状态下的胚就转入活动状态,开始生长,这一过程称为种子萌发(seed germination)。萌发所不可缺少的外界条件是:充足的水分,适宜的温度和足够的氧气;有些种子萌发时,光也是一个必要的因素。

(一)种子萌发必须有适量的水分

干燥的种子含水量少,一般仅占种子总重量的5-10%,在这样的条件下,很多重要的生命活动是无法进行的,所以种子萌发的首要条件是吸收充分的水分,只有种子吸收了足够的水分以后,才能使生命活跃起来。
水在种子萌发过程中所起的作用是多方面的,首先,种子浸水后,坚硬的种皮吸水软化,可以使更多的氧透过种皮,进入种子内部,加强细胞呼吸和新陈代谢作用的进行,同时使二氧化碳透过种皮排出种子之外。其次,种子内贮藏的有机养料,在干燥的状态下是无法被细胞利用的,细胞里的酶物质不能在干燥的条件下行使作用,只有在细胞吸水后,各种酶才能开始活动,把贮藏的养料进行分解,成为溶解状态向胚运送,供胚利用。此外,胚和胚乳吸水后,增大体积,柔软的种皮在胚和胚乳的压迫下,易于破裂,为胚根、胚芽突破种皮,向外生长创造条件。
不同种子,萌发时的吸水量是不一致的,这决定于种子内贮藏养料的性质。一般种子需要的吸水量超过种子干重的30%左右,有的甚至更多,例如水稻的籽粒吸水量为40%,小麦为56%,棉为52%,油菜为48%,落花生为40-60%,大豆为120% ,豌豆为186%,蚕豆为150% 等,以上数字,反映了含蛋白质多的种子,萌发时吸水量较大,这与蛋白质的强烈亲水性质有关,蛋白质需要吸附较多的水分子,才能被水饱和。含脂肪多的种子吸水量较少,因为脂肪是疏水性的。含淀粉的吸水量一般不大。另外,种子也能吸收大气中的水分,如果大气中的湿度相当高,或竟达饱和点时,成熟的种子也能在植株上或空气中萌发,这种现象,在谷类、豆类作物中有时可以见到。

(二)种子萌发要有适当的温度

种子萌发时,种子内的一系列物质变化,包括胚乳或子叶内有机养料的分解,以及由有机和无机物质同化为生命的原生质,都是在各种酶的催化作用下进行的。而酶的作用需要有一定的温度才能进行,所以温度也就成了种子萌发的必要条件之一。
一般说来,一定范围内温度的提高,可以加速酶的活动,如果温度降低,酶的作用也就减弱,低于最低限度时,酶的活动几乎完全停止。酶本身又是蛋白质类物质,过高的温度会破坏酶的作用,失去催化能力。所以,种子萌发对温度的要求,表现出三个基点,就是最低温度、最高温度和最适温度。最低和最高温度是二个极限,低于最低温度或高于最高温度,都能使种子失去萌发力,只有最适温度才是种子萌发的最理想的温度条件。几种常见作物种子萌发的温度范围。-
不同植物种子萌发时,对温度条件的不同要求,是这类植物生长在某一地区(南方或北方)长期适应的结果,是由这一植物的遗传性所决定的。了解种子萌发的最适温度以后,可以结合植物体的生长和发育特性,选择适当季节播种,过早或过迟都会对种子的萌发发生影响,使植株不能正常生长。

(三)种子萌发要有足够的氧气

种子萌发时,除水分、温度外,还要有足够的空气,这是因为种子在萌发时,种子各部分细胞的代谢作用加快进行,一方面,贮存在胚乳或子叶内的有机养料,在酶的催化作用下就很快地分解,运送到胚,而胚细胞利用这部分养料加以氧化分解,以取得能量,维持生命活动的进行,还把一部分养料经过同化作用,组成新细胞的原生质,所有这些活动是需要能量的,能量的来源只能通过呼吸作用产生。所以种子的萌发,氧气就成为必要的条件之一,特别是在萌发初期,种子的呼吸作用十分旺盛,需氧量更大。作物播种前的松土,就是为种子的萌发提供呼吸所需要的氧气所以十分重要。旱地作物如高粱、落花生、棉等种子,如果完全浸于水中或埋在坚实的土中,以致正常的呼吸不能进行,胚就不能生长。水稻籽粒长期浸泡水中,同样不能萌发,或不能正常生长。所以播种前的浸种、催芽,需要加强人工管理,以控制和调节氧的供应,萌发才能正常进行。

其他条件

三者缺乏任何一条,都不能使种子萌发。一般种子萌发和光线关系不大,无论在黑暗或光照条件下都能正常进行,但有少数植物的种子,需要在有光的条件下,才能萌发良好,对这些种子,光就成为萌发的必要条件之一,如烟草、杜鹃等植物。相反,也有少数植物的种子,如苋菜、菟丝子等,只有在黑暗条件下才能萌发。光照所以能促进某些植物种子萌发,或抑制另一些种子萌发是通过植物内一种称为光敏素(Phytochrome)的特殊物质的作用来产生影响的。再如土壤的酸碱性,对种子萌发也有一定关系。一般种子在中性、微酸性或微碱性的情况下,萌发良好。酸碱度过高对一般种子萌发不利。


种子的萌发
外生萌发

双子叶植物无胚乳种子如大豆、棉花、油菜和各种瓜类的幼苗,以及双子叶植物有胚乳种子如蓖麻,都属于这种类型。这类植物的种子在萌发时,胚根首先突破种皮,伸人土中,形成根系。然后下胚轴加速伸长,将子叶和胚芽推出土面,所以幼苗的子叶是出土的。種子的發芽和生根幾乎是同一時間發生,根的成長帶動胚莖的生長,將保護胚莖的子葉推出土壤外面,直到長出第一批本葉後,子葉才萎縮凋落。這種發芽方式,小苗成長的速度较快,不過,萬一嫩芽受傷,植物的生長就終止了。

内生萌发


双子叶植物无胚乳种子,如蚕豆、豌豆、荔枝、柑桔和有胚乳种子如核桃、橡胶树及单子叶植物种子如小麦、玉米、水稻等幼苗,都属于这一类型。这类种子萌发的特点是上胚轴伸长,而下胚轴却不伸长。種子發芽時,將子葉留在土裏,只將胚莖伸出土壤外面,再從胚莖頂端長出第一片本葉。所以子叶并不随胚芽伸出土面,而是留在土壤中,直到养料耗尽而死去。如蚕豆种子萌发时,胚根先突出种皮,向下生长,形成主根,由于上胚轴的伸长,胚芽不久就被推出土面,而下胚轴的伸长不大,所以子叶不会被推出土面,而始终埋在土里。
這種發芽方式的好處是,當嫩芽受到傷害時,種子還能長出另一個次生芽,增加生存的機會。

受精作用

受精作用



在这一段时期,发生的事态有:

花粉萌发和花粉管在花柱中生长 :花粉由各种媒介传到雌蕊的柱头上后,立即与雌蕊发生相互作用。在亲和的情况下,花粉萌发长出花粉管并钻入柱头。花粉管进入柱头后,继续在花柱中生长。不同植物的花柱在结构上是不同的。主要有两种形式:
①花柱中有宽广的中空花柱道(如百合);
②花柱是实心的,中央常有特殊的引导组织(如棉花、番茄)。花粉管通过中空的花柱道时,一般是沿着通道表面及在通道细胞分泌的物质中生长。在实心花柱中,花粉管通常是在引导组织充满基质的细胞间隙中穿行。一般认为胞间隙中的基质成分是碳水化合物,主要是果胶物质。此外,花粉管还可能穿过引导组织的细胞壁生长(如棉花)或从细胞壁与质膜之间穿行(如菠菜)。

花粉管依赖其末端生长,当生长到一定长度后,原来在花粉中含有的物质全部集中到花粉管的前端。在生长过程中花粉管除利用自身的贮藏物质外,同时也可能从花柱中吸收营养。
花粉管进入胚囊和释放内容物  

花粉管伸入子房后,沿子房内壁或胎座继续生长,直达胚珠,经珠孔进入胚珠,最后到达胚囊。关于花粉管沿一定道路生长的现象,一般认为是受化学物质的吸引,多数学者认为这种化学物质是由助细胞分泌的。


花粉管进入胚囊后的途径也有各种说法,如穿入一个助细胞、从卵与一助细胞之间或卵与胚囊壁之间通过等等。经过对十多种植物,如棉花、玉米、矮牵牛等的电子显微镜研究,证实花粉管是从一个助细胞进入的,而且所进入的那个助细胞常常是在花粉管进入之前解体。花粉管就在此助细胞的位置释放出内容物。
通过电子显微镜观察发现有些植物的花粉管的末端(如矮牵牛、荠菜)或末端一侧(如棉花)具有一孔,因此推测花粉管中的精子和其他内容物是通过此孔释放的。

双受精


通常把精子与卵的融合称为配子配合,而精子与极核的融合称为三核并合。这两种融合是差不多同时发生的。关于配子配合过程的研究主要集中在下列几方面:

雄配子与雌配子是如何并合为一体的

 过去有人把融合比作两个油滴的并合,或推测是由于两种配子的原生质体接触后质膜突然破裂而得以融合。20世纪60年代后应用电子显微镜研究已明确精子与雌配子是通过局部质膜的接触和溶解而融合的。1973年,美国植物胚胎学家W.A.詹森提出了被子植物双受精作用中精子转移至卵细胞和中央细胞的模式图:精子先释放至退化的助细胞(质膜已经消失),由于花粉管内容物释放时的力量,两个精子被分别转移至卵细胞的质膜和中央细胞的质膜处并与之接触,接触处的质膜溶解,两个精核分别转移至卵和中央细胞的细胞质中。

精子的细胞质是否参与融合

  按W.A.詹森的精子入卵模式,只是精子核转移至雌性细胞中。实际上在被子植物的受精作用中,精子的细胞质是否参加迄今尚无定论。应用电子显微镜的研究,也得出两种不同的结论:如在棉花的受精卵内看不到精子的细胞质,推测只有核参加受精;但在红萼月见草的合子中则发现有精子的质体;在白花丹受精后的卵和中央细胞中也发现有精子的线粒体和质体,表明细胞质也参与融合。


更详细的解释,请点击以下连接:
植物的双受精作用
植物双受精过程的模型制作

植物的传粉

植物的传粉

传粉,指成熟花粉从雄蕊花药或小孢子囊中散出后,传送到雌蕊柱头或胚珠上的过程。传粉是高等维管植物的特有现象,雄配子借花粉管传送到雌配子体,使植物受精不再以水为媒介,这对适应陆生环境具有重大意义。

在自然条件下,传粉包括自花传粉和异花传粉两种形式。传粉媒介主要有昆虫(包括蜜蜂、甲虫、蝇类和蛾等)和风。此外蜂鸟、蝙蝠和蜗牛等也能传粉,还有些植物通过水进行传粉。自花传粉(self-pollination),另一是异花传粉(cross pollination)。这两种传粉方式在自然界都普遍存在。

自花传粉:植物成熟的花粉粒传到同一朵花的柱头上,并能正常地受精结实的过程称自花传粉 。生产上常把同株异花间和同品种异株间的传粉也认为是自花传粉。
能进行自花传粉的植物称自花传粉植物,如水稻、小麦、棉花和桃等,豌豆和花生在花尚未开放,花蕾中的成熟花粉粒就直接在花粉囊中萌发形成花粉管,把精子送入胚囊中受精,这种传粉方式是典型的自花传粉,称闭花受精 。

异花传粉,即使是两性花,一般情况下既是是两性花,同一朵花的雌雄蕊也不会一起成熟,因而,一般花的雌蕊接受的花粉是另一朵花的花粉,这就是异花传粉。当然,雌雄异株植物,雌雄同株中开单性花的,就只有进行异花传粉了。
油菜、向日葵、苹果树等是异花传粉的植物。

植物进行异花传粉,必须依靠各种外力的帮助,才能把花粉传布到其他花的柱头上去。在自然条件下,昆虫(包括蜜蜂、甲虫、蝇类和蛾等)和风是最主要的两种传粉媒介。此外蜂鸟、蝙蝠和蜗牛等也能传粉。有花植物在植物界如此繁荣,与花的结构和昆虫传粉是分不开的。

蜂媒  蜂是访花昆虫中最重要的类群,大约有2万种蜂访花采蜜。在蜜蜂采蜜时,它们的口器、体毛和躯体上的其他附属物,特别是背和腿最易沾上花粉。大多数蜂不能辨别红花的色调,往往把红的看成黑的,但大黄蜂可为红花传粉。蜂媒花的花瓣鲜艳,一般为蓝色或黄色,蜜腺明显,花上常有某种“登陆台”,便于蜜蜂着落。兰科Ophrys属植物的传粉有一奇妙适应,其花象飞翔的雌黄蜂。早春兰花开放时,雄蜂企图与雌蜂似的兰花交尾时,花粉便沉积在雄蜂的身躯上。

蛾和蝴蝶传粉  蛾和蝴蝶传粉的花在许多方面象蜂媒花,因为这些昆虫都是靠视觉和嗅觉访花寻食的。有些蝴蝶能看到红、蓝、黄和橘黄的颜色。典型的蛾媒花是白色的,傍晚之后散发浓郁的芬芳气味和甜味以吸引夜间飞行的蛾,如烟草属中几种植物的花就是这样的。另一些蛾媒花虽非白色,但在黑暗背景下显出其颜色来,如黄花月见草和桃色孤挺花。以蛾或蝴蝶为媒的花,蜜腺通常长在细长花冠筒或距的基部。只有它们的长舌才能伸进去舔到。
甲虫传粉  最早的传粉媒介是白垩纪的甲虫。现今也有许多被子植物依靠甲虫传粉,它们的花大,单生,如木兰、百合、芒果和野玫瑰等;有些花小、聚集成花序,如梾木属、接骨木属和绣线菊属等。甲虫是这些鲜花的常客。甲虫的嗅觉比视觉灵敏,它们传粉的花一般为白色或阴暗色调,常有果实味、香味或类似发酵腐烂的臭味。这些气味与蜜蜂、蛾和蝴蝶传粉的花的气味不同;有些花能分泌花蜜。有些甲虫常直接咬花瓣、叶枕或花的其他部分,也能吃花粉。因此,甲虫传粉的花,胚珠多深埋在子房深处,以避免甲虫咀咬。

鸟媒  大约有2000种鸟可以为植物传粉。在有的地方热带鸟类作为传粉者甚至比昆虫更重要。最大的是燕八哥、画眉和乌鸦;最小的是蜂鸟。世界上最小的蜂鸟只有大黄蜂那么大,体重约2克;但它们的食量很大,每天要吃掉与自身体重相当的食物。据统计,一只蜂鸟在6.5小时内可采访1311朵花。蜂鸟爪尖、喙硬,长约6~125毫米。它的嗅觉不灵,但对颜色敏感。鸟媒花一般大而鲜红,红、黄是最普遍的颜色,无气味,花瓣很厚,花丝和花柱僵硬和木质化,花蜜丰富。美洲小蜂鸟是紫葳藤和美国凌霄花的传粉者;而南非的太阳鸟则为鹤望兰传粉。此外倒挂金钟、西番莲、桉树、木槿、仙人掌和一些兰科植物的花,也靠鸟传粉。
蝙蝠传粉  在热带地区,蝙蝠多以花为食。蝙蝠传粉的花也很大,或雄蕊很多,猴面包每朵花就有1500~2000个雄蕊。这种花具有大量花蜜;轻木属植物(Ochromapyramidale)每朵花可产1.5毫升的花蜜。由于蝙蝠是在夜间寻食,因此这种花多在夜间开放,花的颜色也不鲜艳,但能散发强烈霉味或具果实的味道以吸引蝙蝠。蝙蝠的嘴和舌都很长,有一种蝙蝠的身体只有80毫米长,而舌长达76毫米。它们通过嗅觉访花,当它舐花蜜或吃花粉时,花粉便粘在毛皮上,起到传粉的作用。蝙蝠传粉的植物有吉贝、猴面包和电灯花等。

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。被子植物风媒花柱头大,分枝,粗糙具毛,常暴露在外,适于借风传粉。如玉米雌花的花柱很长,便于接受花粉。有些植物花丝很长,将花药高高撑起,这样花粉容易为风所带走;花粉量多,光滑不粘,一般颗粒较小,易于被气流带到很远的地方,这些花粉能生存几天到几周。裸子植物如松、杉、柏等基本上是风媒植物。

水媒  水媒有两种情况:一种是水上传粉,如伊乐藻属、黑藻属和苦草属等植物。一种是水下传粉,如茨藻属、金鱼藻属和大叶藻等。此外,还有雨媒花,下雨时花不关闭,借雨水流动传粉。水媒花的花粉有耐水力。例如驴蹄草在下雨时开放中的花能积蓄雨水,使其花药与柱头浮漂在同一水平,这样花粉可以通过水表漂越到柱头上实现自花传粉。黑胡椒、毛茛属和金红花属的有些植物(如Ranuculus flammula和Narthecium ossifragum)也以这种方式传粉。

裸子植物主要借助风力传粉,这种方式带有被动性质。昆虫是被子植物传粉的主要媒介。大约在4000~6000万年以前,蜜蜂与蝴蝶已大为繁荣,它们对被子植物传粉和花的适应性起了很大的推动作用。由于被子植物的演化和千姿百态的形式,对各种昆虫更富有吸引力;而且花和花粉直接为昆虫提供食物来源。在生物界中,昆虫和被子植物这种相互依存和相互促进的现象,称为共同进化(coevolution)。但是,花吸引昆虫造成了另外一个问题,即胚珠常有被昆虫侵食的危险,这样在植物的进化史上,就产生了花的适应性,如子房下位等。由于昆虫的有效传粉,也引起两性花的发展。

虫媒花和风媒花


风媒花



风媒花(anemophilousflower),即利用风力作为传粉媒介的花,如玉米和杨树的花。这种花,一般小而不鲜艳,花被常退化或不存在,也没有香味和蜜腺。但它产生的花粉数量特别多,而且表面光滑,干燥而轻,便于被风吹到相当的高度与距离相当远的地方去。据估计,约有1/10的被子植物是风媒的,大部分禾本科植物和木本植物中的栎、杨、桦木等都是风媒植物。

风媒植物的花多密集成穗状花序或柔荑花序等,以形成集体效应。风媒花产生的花粉数量特别多,细小、表面光滑、干燥而轻,便于被风吹到相当的高度与距离相当远的地方去。禾本科植物如小麦、水稻等的花丝特别细长,花药早期就伸出在稃片之外,受风力的吹动,使大量花粉吹散到空气中去。

风媒花雌蕊花柱较长,柱头往往膨大成羽状,便于接受花粉。有些风媒花的柱头会分泌黏液,便于粘住飞来的花粉。稻、麦等花的柱头分叉,象两只羽毛,这样可以增加接受花粉的机会。有些花序细软下垂或花丝细长以及花药悬挂花外,随风摆动,这样就有利于花粉从花粉囊里散落出去;有些风媒花的花被退化有利于传粉时减少阻碍;还有些落叶的木本植物,有先花后叶的特性,可使传粉时花粉不受叶片的阻碍。这些,都是风媒花在长期的进化中发展起来的。

多数风媒植物有先叶开花的习性,开花期在枝上的叶展开之前,散出的花粉受风吹送时,可以不受枝叶的阻挡。此外,风媒植物也常是雌雄异花或异株,花被常消失,不具香味和色泽,但是这些并非是必要的特征。有的风媒花照样是两性的,也具花被,如禾本科植物的花是两性的,枫、槭等住屋的花也具花被。


虫媒花

靠昆虫为媒介进行传粉方式的称虫媒(entomophily),借助这类方式传粉的花,称虫媒花(entomophilous flower)。多数有花植物是依靠昆虫传粉的,常见的传粉昆虫有蜂类、蝶类、蛾类、蝇类等,这类昆虫来往于花丛之中,或是为了在花中产卵,或是以花朵为栖息场所,或是采花粉、花蜜作为食料。在这些活动中,不可避免地要与花接触,这样也就将花粉传送出去。

虫媒花大都具有鲜艳美丽的花被,有芳香或其他气味,或有蜜腺。花粉粒通常较大,表面有突起或花纹,花药开裂时花粉不易被风吹散,常粘成块状,便于粘附在昆虫体上,花粉量一般较风媒花的少。适应昆虫传粉的另一特点是白昼开花的花多具红、黄等鲜艳颜色,夜间开花的花多为白色,以便于夜间活动的昆虫识别。虫媒花多为两性花,在有一定数量昆虫存在的条件下,两性花的传粉机会较单性花多1倍。能够传粉的昆虫很多,如蜂、蝶、蛾、蚁、蝇等。虫媒花的结构常和特定传粉昆虫的特点相适应,如鼠尾草的花。但风媒传粉和虫媒传粉都不是绝对的。


适应昆虫传粉的花,一般具有以下特征:
1、虫媒花多具特殊的气味以吸引昆虫。不同植物散发的气味不同,所以趋附的昆虫种类也不一样,有喜芳香的,也有喜恶臭的。
2、虫媒花多半能产蜜汁。蜜腺或是分布在花的各个部位,或是发展成特殊的器官。花蜜经分泌后积聚在花的底部或特有的距内。花蜜暴露于外的,往往由甲虫、蝇和短吻的蜂类、蛾类所趋集;花蜜深藏于花冠之内的,多为长吻的蝶类和蛾类所吸取。昆虫取蜜时,花粉粒粘附在昆虫体上而被传布开去。
3、虫媒花的另一特点是花大而显著,并有各种鲜艳色彩。一般昼间开放的花多红、黄、紫等颜色,而晚间开放的多纯白色,只有夜间活动的蛾类能识别,帮助传粉。
4、虫媒花在结构上也常和传粉的昆虫间行程互为适应的关系,如昆虫的大小、体型、结构和行为,与花的大小、结构和蜜腺的位置等,都是密切相关的。
5、虫媒花的花粉粒一般比风媒花的要大;花粉外壁粗糙,多有刺突;花药裂开时不为风吹散,而是粘在花药上;昆虫在访花采蜜时容易触到,附于体周;雌蕊的柱头也多有粘液分泌,花粉一经接触,即被粘住;花粉数量也远教风媒为少。



昆虫和花草之间的默契

勿忘草蓝色花朵的中间有一个黄色的圈,这个圈是干什么用的呢?这个圈是在向昆虫们暗示:到这儿来采蜜。原来勿忘草花的这个黄圈所在的地方,正是它分泌花蜜的地方的人口,黄色圈使昆虫和勿忘草之间达成了一种默契,勿忘草用黄圈向昆虫示意,照着这个黄圈走吧,肯定会有收获。其实这种默契在许多其他的花虫之间也有。

花草的颜色和香味也是一种花草与昆虫达成默契的方法。昆虫从很远的地方就可循着花香去找合作伙伴,花草的颜色引诱昆虫前来合作。合作的对象地点确定之后,便进入实质性阶段:昆虫与花草之间通过食物——花蜜和花粉来完成默契。为了使昆虫容易找到花蜜,花草各自准备好了特殊的“引诱”设备,在分泌花蜜的管道人口处长出与花的其他部位不同的颜色,或是深色,或是浅色,或是长成色斑,这些各式各样的“花蜜指路牌”,指引昆虫达到采集食物的目的地,可以吃到甜滋滋的花蜜和花粉,同时带出一些花粉,为花草们传宗接代尽心尽力。花草为与昆虫达成默契使出了浑身解数,昆虫又是怎样来辨别这些暗示的呢?请接着往下看。

昆虫寻花的本领

花的颜色是引导昆虫寻花的标志。蜜蜂通过视觉可以在五彩缤纷的大草原中,选择它中意的那些花。蜜蜂的视觉只能辨别4种颜色,它们只能看见黄色、蓝绿色、蓝色和人看不见的紫外线色,凡是能显出以上颜色的花,都是蜜蜂采集的对象。那么,红花怎么办呢?蝴蝶是唯一能辨别红色的昆虫,红花是蝴蝶拜访的对象。还有一些高大植物所盛开的鲜红色的花,就必须靠鸟类来传粉了。



各类昆虫中,蜜蜂无疑是为植物传粉授精的“主力军”,但蜜蜂只能辨别4种颜色,它是否能胜任呢?其实蜜蜂也拜访白花、红花。在人类看起来是白色、红色的花、其实是由多种颜色混合而成的。比如一种人类看起来是红色的罂粟花,它除了红色外,还含人类看不见的紫外线色,蜜蜂虽看不见红色、但它却能辨别紫外线色。白色花实际上是由多种颜色混合之后,反映到人们视觉中为白色,而且白花几乎都能吸收紫外线,同时反射出黄和蓝色,因此,看起来是白色的花,蜜蜂看起来可能是蓝绿色。这样蜜蜂寻花的范围就扩大了很多。

仅仅从颜色来寻花不能保证蜜蜂不犯错误,蜜蜂还必须根据花的形状和气味来辨别各种植物的花朵。帮助蜜蜂判断花的形状和气味的是触觉器官和嗅觉器官,这些器官都长在蜜蜂的触角上。花朵的颜色在很远的地方就吸引着蜜蜂,飞到较近的距离时,蜜蜂就根据气味来作最后的挑选,好从相似的颜色中认出自己需要的花来。蜜蜂的嗅觉器官和触觉器官都长在它能活动的触角上,所以触角所到之处,在嗅到气味的同时,也触及了被嗅党的花的外形,“测量”到了花的“尺寸”。气味和形状对了,花就不会认错了。

昆虫寻花还要靠它们的味觉器官,即通过口腔中的味觉器官,判别花蜜的滋味,合口味的便是所要寻找的花朵。有趣的是;并不是所有的昆虫的味觉器官都生在口腔里。苍蝇是用腿的尖端来感觉味道,蝴蝶是用脚的尖端来试味。

昆虫寻花的本领可用色、形、味、香等4个字来概括,经过对花的颜色、形状,气味、滋味一系列的判别,才能从万花丛中找到自己所需要的花。



2012年5月2日星期三

果实


果实

果實分果皮及種子兩部分,為子房(Ovary)在胚珠受精後繼續發育而成,為植物傳播後代的重要繁殖構造;當子房發育時,花萼(Calyx)、花托(Receptacle)或其它與子房相連的部份也有可能伴隨子房長成為果實

果皮(Pericarp) 
子房壁發育而成的果實部分,分為內果皮,中果皮,外果皮。

a.肉質果


1.單果
由單一子房發育成的果實 :

漿果(Berry) 
由一或多數心皮的子房發育而來,外果皮薄,中果皮和內果皮肥厚多汁,含多粒種子

柑果(Hesperidium)
由多數心皮的子房發育而來,外果皮與中果皮形成果壁,內果皮瓣狀,內側表皮向內突出形成楔形汁囊

瓠果或瓜果(Pepo) 
由多數心皮的子房發育而來,花托與外果皮合生成瓜皮,內含多數種子

核果(Drupe) 
內果皮由石細胞構成堅硬組織,保護種子,中果皮發育成肉質, 外果皮較薄

仁果梨果(Pome)
由下位子房與花筒癒合發育而成的假果。僅中央為子房發育而成,其外果皮與花筒沒有明顯界限。

2.集生果(Aggregate Fruit)
有一朵花中的多數子房發育而成的果實,如草莓。


3.聚花果(Multiple fruits)
由整個花序發育而成,如鳳梨。





















b.乾果 
果实成熟时,果皮呈现干燥的状态,称为干果。

閉果
果皮在成熟后不开裂的干果。闭果中有坚果,如栗子、橡子等;瘦果,如向日葵等;颖果,如水稻、玉米、小麦等;翅果,如枫树、榆树等。

瘦果(Achene) 
含種子一枚 ,果皮與種皮不癒合,成熟時果皮不開裂。

穎果(Caryopsis) 
含種子一枚,成熟時果皮與種皮癒合成皮膜狀。為禾本科所特有。

翅果(Samara)
閉果的一種類型。果皮部分延伸成翅狀物,翅數通常1或2,可借風力傳播。

堅果(Nut)
果皮堅硬而不開裂,內含種子一枚,殼斗科的堅果具由總苞發育成的殼斗。

分離果(Schizocarp)
由兩心皮的子房發育而成,兩室,成熟時兩室分開,懸於中軸或果柄上。

裂果 
果皮在成熟后开裂的干果。裂果中,果皮沿两道缝开裂的,叫做荚果,例如大豆、台湾相思树等;果皮沿两道缝开裂,有假隔膜,有多数种子的,叫角果。例如白菜、萝卜、荠菜等。

莢果(Legume)
由單子房的一個心皮發育而成,成熟時沿兩腹縫線,背縫線開裂,果皮裂成兩瓣。

蓇葖果(Follicle)
由單子房的一個心皮或離生心皮子房發育而成,成熟時只沿腹縫線或背縫線開裂。

蒴果(Capsula)
由兩個或兩個以上心皮的複子房發而成,成熟時有多種開裂方式。

角果
由2心皮的复雌蕊发育而成,侧膜胎座,子房常因假隔膜分成2室,果实成熟后多沿2条腹缝线自下而上地开裂。。

这里有很漂亮的图片可以参考