2010年6月10日 星期四

評論 開花植物的生命週期


生物學的歷史109


徐弘毅:


1.     三倍體的胚乳是開花植物成功的關鍵,因為豐富的營養來源使得胚胎發育迅速。」三倍體的胚乳,是胚囊中一個擁有2個組DNA的細胞「極核」,與花粉的「精子」結合發育而成的。


2.     胚乳令我聯想到植物的變態莖或變態根,它們特別膨大來儲存養分,而胚乳似乎是一種變態的受精卵,好像一對雙生子,其中一個較大的受精卵犧牲自己的生命,來成全另一個雙倍體的受精卵。


3.     「演化出果實對開花植物的成功有巨大貢獻,因為1.果實不但保護種子免於乾掉,也2.幫助種子分布利用各種管道繁衍到各個地方風會把果實與種子吹到各處,吃下果實的動物也會把果實帶到其他地方。」


4.     原始的藻類植物只會用周遭環境的水資源來繁殖,但是,開花植物卻懂得利用複雜的生態環境資源來繁衍,包括利用動物的慾望,這是演化史的一大進化。


5.     開花植物的求生方式,如同現代社會具備高度知識的個人。把社會的所有特質當作我們一種「資源」來使用,來貫徹我們個人的行動和理想的實現


6.     因為社會是由每一個人所組成的,個人的意見如果太強烈或太有智慧,必定影響社會的發展和規範的改變。開花植物利用動物、風力來擴大繁衍領域,把陸地從苔蘚、蕨類、沙漠的世界變成以開花植物為主的森林世界,這個改變重寫動物世界物競天擇的法則。


7.     「雙子葉植物種子的胚胎,有2個子葉單子葉植物的胚胎,則只1個子葉。」子葉裡面除了胚胎,裡面也儲存胚乳養分,以結構來看,種子的子葉與胚胎是二個獨立的結構,子葉似乎是極核細胞發育而來的。


8.     雙子葉植物可能是極核細胞受精之後,先分裂成2個對等的細胞,然後繼續分裂成2片差不多大小的子葉;單子葉植物可能是,「極核」細胞受精之後,直接分裂而成的。一開始些微的差異造成後來植物體很大的不同。


9.     「雙子葉植物通常有維管束新生組織,莖裡面的維管束會排列成一圈,或某些維管束互相融合成環狀的維管束管道;葉子通常是網狀的葉脈,葉柄。


10.  新生組織代表莖可以外擴,莖幹可以變得非常;維管束會排列成一圈,支撐植物體重量的能力較強;維管束甚至互相融合,代表輸送水分主要通路可以變寬。


11.  網狀的葉脈結構,葉子的面積,會比葉脈長度一樣但是結構是平行的葉脈來得大,葉子的面積愈大,光合作用愈多,獲得的能量更多,植物體愈有潛力長得強壯而高。因此雙子葉植物中,有像橡樹、楓樹、榆樹、柳樹、玫瑰這類高壯的樹木。


12.  「單子葉植物通常沒有維管束新生組織,維管束是分散的。葉子是平行的葉脈,沒有葉柄」。


13.  沒有新生組織,代表莖長粗的幅度有限。維管束是分散的,代表能夠支撐的重量有限、較小平行的葉脈結構,與網狀葉脈相較之下,葉面較小,能夠行的光合作用的面積較少,對於這個弱點,單子葉植物似乎用直接從莖上長出葉子來彌補。


14.  就整個族群而言,單子葉植物族群長得比雙子葉植物族群矮小一些,單子葉植物玉米、麥子、黑麥、燕麥、水仙、鴛尾植物、野百合、鬱金香,都是比較矮的植物,棕櫚是比較高大的單子葉植物。


15.  為什麼雙子葉或單子葉會造成這樣不同的結果?


16.  可能是因為精卵分裂成種子的時候,雙子葉植物以胚胎為中心點互相對生來發展,這個模式造成以莖心為軸的維管束,排列的時候追求前後左右對稱的環狀維管束組織,和以葉柄為軸追求左右對稱的網狀的葉脈。


17.  雙子葉植物的花瓣的數量,按照子葉對生的方法長成4瓣或4瓣的倍數;那5瓣的花應該怎麼看?可能應該把其中一瓣看成是從中心軸線直接生長出來的。(圖右)


18.  而單子葉植物的種子,只有一個子葉,生長的時候直接以胚胎的結構為模子往上長,維管束是一個個從胚胎延長出去的組織,葉子是從莖上一個點往外延伸加長;花瓣從一個中心點往外擴散成3瓣或3瓣的倍數。(圖左)


19.  這種差異令人聯想到動物的生長可分為「左右對稱」與「輻射對稱」。雙子葉植物似乎比較接近「左右對稱」的結構,單子葉植物好像比較類似「輻射對稱」的結構。


圖片來源:mrswolfgang.wikispaces.comoak.cats.ohiou.eduludwigia_octovalvis


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