2010年6月6日 星期日

種子植物最大變革是演化出「開花植物」


生物學的歷史108


1.     開花植物(division Anthophyta )通常稱為被子植物angiosperm,最早出現在1.2億年前。這個族群經歷巨大的適應性輻射演化,變成形形色色的開花植物,在新生紀 Cenozoic era成為陸上植物中的優勢族群。


2.     在各種使開花植物成功的特徵中,最重要的演化是:(1)花朵來有性生殖後代(2)二次受精(3)胚珠密封在果實中


3.     我們已經知道松樹的繁殖組織是松果,種子就裸露在松果表面的鱗片上,這是裸子植物。相反地,被子植物angiosperm的繁殖組織是花朵。花朵是適應環境出現的重大演化,目的是為了吸引傳遞花粉的昆蟲和鳥類


4.     開花植物的胚珠ovules被葉子蛻變成的「心皮carpels」包裹,這些心皮合在一起形成花朵的子房ovary


5.     在花朵子房裡有許多胚珠會進行的減數分裂,產生「大孢子megaspores。每個胚珠裡會有一個孢子有絲分裂成「胚囊embryo sac」,這就是小小的雌性配子體


6.     胚囊embryo sac」由7個細胞組成,完全倚賴(寄生)孢子體(整個植物)來維持生命。


7.     「胚囊」裡有1個細胞比其他細胞大,這個細胞有2個單倍體的細胞核,稱為「極核polar nuclei」。「胚囊」的7個細胞中,最低處有1個細胞是卵細胞


注:單倍體,指有1份基因的細胞;雙倍體,基因是單倍體基因的2倍。


8.     花朵花蕊上的孢子囊也會進行「有絲分裂」,產生許多單倍體的「小孢子microspores」。每個小孢子會生長為「雙核two-nucleate」的雄性配子體花粉,這些花粉將從花蕊釋放出來。


9.     當花粉落到花朵的雌性配子體上(花柱),花粉就長出一個花粉管,花粉管會沿著花柱往下生長,最後進入「胚珠」(裡面有卵子)。


10.  接著,從花粉管的頂端直些運送2個精細胞核到胚囊,然後開始「雙受精Double fertilization」作用:第一個單倍體的「精子細胞」與「卵子細胞」結合;受精卵繼續成長為「孢子體胚胎 embryo sporophyte」。


11.  第二個「精子細胞」和2個「極核polar nuclei」結合成三倍體的核(3n)這個細胞分裂無數次後形成三倍體的組織,稱為胚乳endosperm。胚乳的功能是儲存養分,提供胚胎豐富的食物來源。(複習一下,針葉樹胚胎的儲存食物養分的地方是雌性的配子體組織,這是單倍體)


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


徐弘毅:


1.     被子植物angiosperm的繁殖組織是花朵。花朵是適應環境出現的重大演化,目的是為了吸引傳遞花粉的昆蟲和鳥類。」


2.     被子植物的懂得滿足其他物種的需求,來達成自己繁衍的目的,跟藻類、苔蘚、蕨類相比,真是一種智慧型植物。


3.     胚囊embryo sac7個細胞組成,「胚囊」裡有1個細胞比其他細胞大,這個細胞有2個單倍體的細胞核,稱為極核polar nuclei。「胚囊」的7個細胞中,最低處有1個細胞是卵細胞。」


4.     為了孕育卵子,胚珠裡的孢子分裂成7個細胞,同時,有二個細胞的命運已經確定了,一個細胞是將來要提供胚乳養分的極核,另一個是準備受精的卵細胞;被子植物從製造卵子開始進行組織分化,顯示它是高度精密的生命體。


5.     「當花粉落到花朵的雌性配子體上(花柱),花粉就長出一個花粉管,花粉管會沿著花柱往下生長,最後進入「胚珠」(裡面有卵子)。」


6.     原始的植物需要藉助環境中的水來精卵結合,被子植物的花粉會自己生長花粉管運送精子,這樣就可以克服陸地環境缺水的限制。


7.     被子植物的精子,不只是製造受精卵,也負責製造養分


8.     花粉有二個細胞核,分裂成二種精細胞進行「雙受精Double fertilization」作用,產生「胚胎」與「胚乳」。胚胎一出生就有父母準備好的胚乳作為養分,生存機率更大。


9.     以上這些的智慧資本,就是被子植物打敗競爭對手、生存至今的關鍵。


10.  查爾斯‧欽古斯里:不管做任何事情,都能盡力而為,才可以獲得自制力、堅強的意志和滿足感,也才能具備懶惰的人所想像不到的許多美德。


11.  湯瑪斯‧巴斯頓:無論遇到任何事情,一直到最後一分鐘,也要抱持反敗為勝的決心。如果沒有這一種強韌的決斷力,即使環境再好,才能再高,機會再佳,也不會成功。


12.  湯瑪斯‧卡拉爾:所有偉大的事業,在開始的時候,都被認為是不可能的事


13.  羅德‧喬治:達到靈感的道路,就是準備。不努力的人,即使才能再高,一定失敗。


14.  薩彌爾‧詹森:完成偉大的事業,不只是靠體力,而且還要靠耐力與努力,加上不斷地動腦筋


 


圖片來源:
TutorVista.comhttp://www.mun.ca/biology/scarr/Angiospermae.html


參考資料:Youtube 被子植物的精卵結合過程


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