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药用植物学
1.17.1 第一节 被子植物的主要特征
第一节 被子植物的主要特征

被子植物同裸子植物都属于种子植物,被子植物形成种子时胚珠由心皮(carpel)所包裹,形成子房(ovary),最后发育为果实,因此区别于裸子植物而得名被子植物。它的营养器官和繁殖器官都比裸子植物复杂,根、茎、叶内部组织结构更适应于各种生活条件,具有更强的繁殖能力。

被子植物早在中生代侏罗纪以前已开始出现,是目前植物界进化最高级,种类最多,分布最广的一个类群。自新生代以来,被子植物在地球上占据着绝对优势,现知被子植物有1万多属,23.5万种,种类占植物界的一半以上。我国有2700多属,约3万种,其中药用植物11000余种。大多数中药和民间药物都来自被子植物。被子植物能有众多的种类,有极其广泛的适应性,这和它的结构复杂化和完善化分不开,特别是繁殖器官的结构和生殖过程的特点,提供了它适应、抵御各种环境的内在条件,使它不断产生新的变异,产生新的物种。被子植物的主要特征概括如下。

(1)具有高度特化的真正的花。开花过程是被子植物的一个显著特征,故又称有花植物(flowering plants)。被子植物的花由花被(花萼、花冠),雄蕊群和雌蕊群等部分组成。花被的出现,一方面加强了保护作用,另一方面增强了传粉效率,以适应虫媒、鸟媒、风媒、水媒等传粉条件,在自然选择中,得到保留并不断加强。

(2)胚珠包被在心皮形成的子房内。胚珠包被在由心皮闭合的子房内,得到子房的保护,避免了昆虫的咬噬和水分的丧失。子房受精后发育成果实,包被于由胚珠形成的种子之外,故称被子植物。果实具有不同的色、香、味,多种开裂方式;果皮上常具有各种钩、刺、翅、毛等附属物,这些特征对保护种子成熟,帮助种子传播起着重要作用。

(3)具有独特的双受精现象。双受精现象是在被子植物中才出现的,在受精过程中。两个精细胞进入胚囊以后,1个精子与卵细胞结合形成合子(受精卵),另1个精子与2个极核结合,发育成三倍体的胚乳,这种胚乳为幼胚发育提供营养,具有双亲的特性,和裸子植物预先由大孢子经过大量游离核分裂形成的胚乳形成鲜明的对照。被子植物的双受精是推动其种类的繁衍,并最终取代裸子植物的真正原因。

(4)孢子体高度发达,配子体进一步简化。被子植物具有多种多样的习性和类型。木本植物包括乔木、灌木、藤本,为多年生的,有常绿,也有落叶的;草本植物有一年生、二年生及多年生的。体形小的如无根萍Wollfia arrhiza Wimm.,植物体无根也无叶,呈卵球形,长仅1~2mm,是世界上最小的被子植物;但它的体内仍然具有维管束,而且能开花、结果、形成种子。体形大的如杏仁桉Eucalyptus regnans Libill.,高达150m。有寿命长达6000年的植物,如龙血树Dracaena angustifolia L.;也有在3周内开花结籽完成生命周期的植物(一些生长在荒漠的十字花科植物);有水生、沙生、石生和盐碱地生的植物;有自养的植物,也有腐生、寄生的植物。在解剖构造上,被子植物的次生木质部有导管,韧皮部有筛管和伴胞;而裸子植物中一般均为管胞(只有麻黄和买麻黄类例外),韧皮部无筛管和伴胞,输导组织的完善使体内物质运输畅通,适应能力得到加强。被子植物的配子体随着孢子体的不断发展和分化而趋于简化,雌雄配子体不但是寄生的,而且进一步简化。被子植物的小孢子(单核花粉粒)发育为雄配子体,大部分成熟的雄配子体仅具2个细胞(2核花粉粒),1个为营养细胞,另1个为生殖细胞,少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次,产生2个精子,所以这类植物的雄配子体为1个粉管细胞、2个精子组成的3核花粉粒。被子植物的大孢子发育为成熟的雌配子体称为胚囊,通常只有8个细胞,即1个卵细胞,2个助细胞,2个极核和3个反足细胞。反足细胞是原叶体营养部分的残余;助细胞和卵细胞合称卵器,是颈卵器的残余。由此可见,被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力,终生寄生在孢子体上,结构比裸子植物更简化。雌雄配子体结构上的简化是适应寄生生活的结果,丝毫未减低其生殖机能,反而可以合理地分配养料,在生物学上具有进化的意义。

(5)具有更高度的组织分化,生理机能效率高。在形态结构上,被子植物组织分化细致,表现在有70余种细胞类型。输导组织的木质部中一般都有导管、薄壁组织和纤维。导管和纤维都是由管胞发展和分化而来,这种机能上的分工需要促进了专司输导水的导管和专司支持作用的纤维等的产生。在裸子植物里,未发展分化出纤维,管胞兼具水分输导和支持的功能。输导组织的完善使体内物质的运输效率大大提高。

被子植物具有的上述特征,表明它比其他各类植物所拥有的器官和功能要完善得多,代表了植物界最高的演化水平,它的内部结构和外部形态高度地适应地球上极悬殊的气候环境,因而不论在种数和构成被子植物的重要性方面都超过了裸子植物和蕨类植物,在植物界树立了无与伦比的地位。被子植物的产生,使地球上出现了色彩鲜艳、类型繁多、花果并茂的景象。在化学成分方面几乎包含了所有天然化合物的各种类型,并随着植物的演化在不断地发展和复杂化。