生物學的歷史105
1. 第三種無種子植物後來演化成羊齒和種子植物。羊齒(Pterophyta)森林是另一個煤礦時期的重要森林。(現在的石油是過去地球上的植物沈積而成的,那段時期稱為煤礦時期)
2. 羊齒最先出現在泥盆紀Devonian,後來在石炭紀Carboniferous漸漸興盛,數量繁多。
3. 跟其他無種子植物相比,羊齒數量衰退得沒那麼嚴重,有許多現代羊齒物種存留到今日。
4. 羊齒有健全的維管束系統和真正的根、莖、葉。它們的葉子跟石松或木賊的小型針葉截然不同,羊齒的葉子大而扁平,有大量分枝的維管束系統。
5. 一般認為,大片的葉子是從分枝網狀的莖演化而成的,縱橫交錯莖枝間的空隙後來被組織填滿,於是形成了扁平的葉子。
6. 這些大型葉子提供更大的表面空間來行光合作用;羊齒的葉子是複葉,一片葉子分裂成無數小葉子,這讓葉子看起來像車上蕾絲邊。
7. 熱帶地區有像樹那樣高大的羊齒,大部分的羊齒有匍匐生長(平行)在地表或地底的莖,大型葉子是一般我們比較會注意的部分。
8. 長出大葉子的羊齒植物是在雙倍體孢子囊階段。葉子的孢子囊以減數分裂製造出「孢子」,有些種類的羊齒孢子囊就在葉子背面,其他種類則是長在長而尖的植物結構上。
9. 當孢子囊乾燥之後,孢子囊就會破裂扔出孢子,孢子接著成長為一個小小的、心型的植物,稱為配子體,配子體上面有雄性生殖器官和雌性生殖器官。
10. 精卵結合的時候需要濕潤有水的環境,這樣有鞭毛的精子才能從雄性生殖器官游泳到雌性生殖器官,讓卵子受精,然後受精卵開始長成孢子體胚胎。
11. 雖然大部分的人都見過羊齒的孢子體,但是很少人知道羊齒的配子體,少數過見羊齒配子體的人,也完全沒有把它跟羊齒聯想在一起。
12. 雖然羊齒的配子體很小、不容易被看見,但它確實是一個獨立生存、能行光合作用的有機體。
13. 到此,生命週期的五個主要階段都說明,這五個階段是:
1.多細胞雙倍體的孢子體(常見的羊齒)→(減數分裂)2.孢子→3.多細胞單倍體的配子體→(有絲分裂)4.配子→5.受精卵→生長成1.多細胞雙倍體的孢子體(常見的羊齒)。
14. 在羊齒的生命週期中,多細胞單倍體階段(配子體)時間短很多,孢子體階段是主要生命型態(佔絕大多數時間)。
15. 雖然至今我們還不了解化石紀錄中的那幾種羊齒,不過一般認為,無種子植物的生命週期循環十分類似羊齒,具備體型很小、無維管束的配子體、有鞭毛的精子,生命的主要型態是孢子體。
16. 從某個角度來看,無種子的維管束植物對陸地的適應性並沒有比較苔蘚好。具備維管束組織,讓孢子體可以生活在比較乾燥的地方,並且長得比較大株,但是有許多原因限制了羊齒的發展:
17. 因為它們的無維管束配子體只能生活在潮濕的地方;因為無維管束配子體的精子是有鞭毛的,必須在潮濕有水分的環境才能游到雌性器官裡的卵細胞;因為受精之後的胚胎沒有辦法保護在種子裡面……
18. 以上這些限制因素,讓羊齒只能在充滿水分的地方生長。
(翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton的《Biology-An Exploration of Life生物學》)
圖片來源:
http://www.pbase.com/duckliondog/image/65331457
http://phobos.ramapo.edu/~spetro/labsyllabus/slide_review_index
http://www.britannica.com/EBchecked/topic-art/463192/118305/The-life-cycle-of-the-fern
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