2010年5月12日 星期三

現代的陸地植物-非維管束植物

生物學的歷史102


1.     習慣上,苔蘚moss、地錢liverworts、金魚藻hornworts都被歸類為苔蘚植物/蘚類植物bryophytes


2.     但分類學家發現它們其實分屬不同族系:地錢liverworts(胎類植物門Hepatophyta)苔蘚moss(角胎植物門Antherocerophyta)苔蘚moss(蘚類植物門Bryophyta)。不過,我們通常用「苔蘚植物/蘚類植物bryophyta」來泛指這三類族群。


3.     長久以來,人們認為維管束植物是從古老的非維管束植物演化而來的,但是化石證據顯示,「苔蘚植物」和「維管束植物」都是從古老的「綠藻」演化而來的並且分裂演化成不同的族群。


4.     事實上,目前所確認最早的「苔蘚植物」化石大約3.7億年前,最早的維管束植物化石大約4.3億年前。


5.     「苔蘚植物bryophytes」是非常小的植物,生長在潮濕的環境,例如長在潮濕的石頭或斷木上、森林的地面、濕地或沼澤或溪流池塘裡。有些種類的「苔蘚植物bryophytes」休眠、暫停生長的方式,熬過一段時間的乾旱。


6.     簡單說,「苔蘚植物bryophytes」生活在陸地上,但是並沒有完全脫離它們祖先的水生環境,因此它們不是陸上的優勢物種。


7.     它們高度倚賴潮濕環境有二個原因:(1)它們雄性性器官裡的精子有鞭毛,精子會必須在高度含水的環境中才能利用鞭毛游泳到卵細胞。(2)它們缺乏維管束組織木質部和韌皮部因此缺乏內部運輸系統來運送水和養分。


8.     「苔蘚植物bryophytes」並沒有真正的根、莖、葉,因為依照定義,這些組織必須充滿維管束才行。


9.     雖然大部分陸地植物的演化趨勢是減少單倍體的配子階段,和增強雙倍體的孢子階段,但是苔蘚並不是這樣,它們明顯以單倍體配子階段為主。


10.  苔蘚植物或地錢長得像葉子的部分就是配子體。這些植物有雄性性器官雌性性器官,配子(精卵)就在這些器官裡面,它們透過有絲分裂產生。


11.  「雄性性器官」釋放出有鞭毛的精子,然後游泳穿過一段濕潤環境,例如雨水或大露珠到雌性生殖器,在這裡卵細胞受精,產生接合子(受精卵)


12.  苔蘚植物的孢子體結構相當簡單,葉狀綠色配子體下面埋在土裡的部分是根部foot,然後是莖部stalk囊部 capsule。雖然孢子體sporophyte會進行一些光合作用,但是,它是透過寄生配子體gametophyte得到養分的,孢子體會永久黏在配子體上。


13.  有絲分裂在囊部capsule裡面進行,產生單倍體的孢子體,然後把孢子釋放出來。每個孢子發芽長成絲狀植物,稱為protonema 原絲體,原絲體長得很像綠藻。


14.  原絲體植物長大以後,一部分的分枝長成深入地底的假根rhizoids,假根能固定植物,並且吸收水分和養分;另一些分枝往上發芽,長成成熟的配子體。


15.  我們最熟悉的苔蘚是常在草皮看到的地錢liverworts,某些地錢的配子體很像葉子。地錢的生命週期很像苔類moss,差別只有孢子體階段更短。


16.  地錢也能夠無性生殖,它配子體像葉子的表面上,有杯狀的結構,會產生一種特殊的細胞,稱為「無性芽gemmae。雨水下到這些杯狀結構,沖刷無性芽,無性芽就會長成新的配子體植物。


17.  地錢的繁殖跟苔類很像,有鞭毛的精子必須從雄性性器官,游到雌性性器官才能精卵結合,繁殖下一代。


 (翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)


徐弘毅:


1.     面對物競天擇的壓力,綠藻分裂演化出二個族群,「苔蘚植物」和「維管束植物」


2.     苔蘚植物的生存條件,縮小體型,這樣一來,只要生長在濕潤的環境,就不需要維管束運送水分與養分。


3.     有些苔蘚植物可用休眠、暫停生長的方式,熬過一段時間的乾旱,這是另一種生存優勢。


4.     苔蘚植物生命週期的主軸是單倍體配子階段,這種生存模式接近原始的綠藻,例如絲藻,這有一個好處,原始的生物往往能同時進行「有性生殖」與「無性生殖」。


5.     例如「地錢」就能夠無性生殖,它配子體像葉子的表面上,有杯狀的結構,會產生一種特殊的細胞,稱為「無性芽gemmae」。雨水下到這些杯狀結構,沖刷無性芽,無性芽就會長成新的配子體植物。


6.     苔蘚,生存在濕潤的環境,並非一種族群發展的限制,因為地球上一定會有濕潤的環境,潮濕的石頭或斷木上、森林的地面、濕地或沼澤或溪流池塘,甚至老舊房舍的角落、漏水的管線旁,在這些地方,苔蘚成為最大贏家。


7.     所有存活的物種都是物競天擇下的優勝者。達爾文:微乎其微的優異,往往會帶來勝利


8.     尼采:人,意志力的力度,決定了自由的強度。意志軟弱者,無權自由,因為他不能要求自己和為事負責,所以只能服從別人、接受命令。


9.     人是自由的動物,因為人類需要與最嚴酷的命運抗爭,才能生存和發展,只有自由的人才有足夠的戰鬥力,才能不斷得勝。


10.  尼采:只有在創造中才有自由。作為創造者,你超越了你自己。唯一的幸福,在於創造。


11.  尼采:追求真實、真理的意志,就是創造的意志。人用他的理智、概念、意志、愛,創造了人自己的世界。


12.  創造者,必定累積許多的求知痛苦,經歷更多的變難,這是勇者的人生。人沒有創造力,文明就不會進步。


 


圖片來源:


http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Mosses/SexRepro-1.htm


http://www.microview.org.uk/millennium/Pages/moss_lifecycle.htm


http://www.teara.govt.nz/en/liverworts-and-hornworts

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