植物传粉
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《现代生命科学进展》
课程感想
绿色开花植物传粉的多姿多彩
课程名称:现代生命科学进展
主讲教师:王玉凤
学号:2009211632
姓名:代冬月
绿色开花植物传粉的多姿多彩
摘要高等植物固着生长的特性使它们不能主动寻找“配偶”,而必须依靠“中间媒介”或自身的某些特殊的适应机制【2】来传递花粉。花粉传递之所以重要,在于其中包裹着精子。除少数植物能进行自花授粉之外,大多数植物需要外力的帮助才能实现传粉。如果缺乏传粉媒介,精子输送受阻,将导致花不能受精结实。因此,能否将花粉输送到合适的柱头之上,决定了花儿开放的命运【5】。花粉携带精子的运动,很大程度上决定了植物的交配方式,并且影响后代的遗传组成,从这个角度上看,花粉的命运就是植物未来的命运。传送花粉的媒介有风力、昆虫、鸟、哺乳动物和水,最为普遍的是风和昆虫。据估计,2/3以上的植物是靠昆虫授粉。
关键词绿色开花植物传粉哺乳动物风媒虫媒黄花大苞姜大根槽舌兰
由花粉囊散布的花粉借助予一定的媒介力量被送到同一花或另一花的柱头
的过程称为传粉【1】。植物传粉有自花传粉和异花传粉两种方式。自花传粉,就是花中雄蕊的花粉传到同一朵花的柱头上,如大麦、小麦、大豆、豌豆、芝麻等都是自花传粉植物。异花传粉,就是一朵花的花粉传到同一植株的另一朵花的柱头上,或一朵花的花粉传到不同植株的另一朵花的柱头上。异花传粉时,雌雄两方的生殖细胞在差别较大的环境中产生,两者的遗传差异圈套,产生的后代就具有较高的生活力和较强的适应性。因此在进化过程中异花传粉逐渐被选择并得到发展,成为大多数被植物的传粉方式【1】。
从生物学意义来讲,异花传粉比自花传粉更进化,因为自花传粉时,雌雄两方的生殖细胞处于同一环境条件,它们的遗传性差异较小,连续自花传粉,可使后代的生活力逐渐衰退【7】。自然界里至今仍然保留着自花传粉的植物,这是植物在长期进化过程中形成的一种合理的适应现象,是与繁殖后代有关系的。当环境条件不适于异花传粉时,植物通过自花传粉就可以完成生殖过程。其实自然界里没有一种植物是绝对进行异花传粉的。在它们中间总有很少一部分个体在进行着自花传粉,这些比例很少的自花传粉的后代,对野生植物而言,足以维持物
种的延续。再则,自花传粉也有它有利的一面,它能避免花粉受雨水的淋湿和昆虫的吞食,并且自花传粉植物具有稳定的特性。
高等植物固着生长的特性使它们不能主动寻找“配偶”,而必须依靠“中间媒介”或自身的某些特殊的适应机制【2】来传递花粉。花粉传递之所以重要,在于其中包裹着精子。除少数植物能进行自花授粉之外,大多数植物需要外力的帮助才能实现传粉。如果缺乏传粉媒介,精子输送受阻,将导致花不能受精结实。因此,能否将花粉输送到合适的柱头之上,决定了花儿开放的命运【5】。花粉携带精子的运动,很大程度上决定了植物的交配方式,并且影响后代的遗传组成,从这个角度上看,花粉的命运就是植物未来的命运。传送花粉的媒介有风力、昆虫、鸟、哺乳动物和水,最为普遍的是风和昆虫。据估计,2/3以上的植物是靠昆虫授粉。
一.异花授粉
1. 风媒靠风力传送花粉的方式称为风媒。如杨树、栎树、桦木及大部分禾本科植物等都是风媒植物,它们的花叫风媒花。风媒花的花被不显著,没有鲜艳的颜色,或不具花被,没有香气和蜜腺。它们的花粉光滑、干燥而轻,便于被风吹送,花粉的量多,更多地保证了传粉的机会【3】。有些风媒植物的雄花序长而倒悬,微风吹拂,动摇不已,所含花粉任风吹送;有些风媒植物的花在植株放叶前或放叶的同时开放,这样由于阻碍较少而利于花粉的传送;禾本科植物雄蕊的花丝比较长,花药悬垂花外,随风摇曳,散布花粉。所有这些摆动的花序和花药都是风媒植物对风媒传粉的一种适应。同时,风媒花的雌蕊为增加接受花粉的机会,一般是柱头扩展非常显著突出,例如稻的羽状柱头。
2.虫媒借助昆虫传送花粉的方式叫虫媒,靠昆虫传粉的花叫虫媒花。适应昆虫传粉的虫媒花一般具有鲜艳美丽的花被,芳香的气味和有蜜腺分泌的蜜汁。此外,虫媒花的花粉体积较大,表面粗糙突起,有的甚至粘着成块,易附着在昆虫身上,利于携带【3】。
3. 鸟媒借助鸟类传送花粉的方式称为鸟媒。全世界大约有两千种鸟起传粉作
用,最重要的传粉鸟有:蜂鸟、太阳鸟、啄花鸟、绣眼鸟、食蜜鸟和具刷状舌的鹦鹉。传粉鸟的体型较小,如蜂鸟只有蜜蜂那么大,嘴细长呈管状,舌能自由伸缩,多偏爱红色,对气味不敏感,以植物的花粉、花蜜及一些小昆虫为食。除蜂鸟为翱悬式取食外,其它传粉鸟都是停栖在枝条上取食【4】。
鸟类传粉的植物很多,无特定专一性,只有啄花鸟、太阳鸟似乎对桑寄生更偏爱。鸟媒是含羞草科植物最常见的传粉方式。据资料记载,在我国有十几种鸟类参与花的传粉。如在我国海南岛,太阳鸟、啄花鸟、绣眼鸟不仅为热带森林或灌丛中许多植物传粉,也为栽培的椰树、油棕、荔枝、芒果、腰果等植物传粉。
4. 哺乳动物传媒蝙蝠是最常见的传粉哺乳动物。某些蝙蝠已经变成纯粹的“花朵动物”,比如在南亚和太平洋地区的“巨舌”蝙蝠,它们的蛋白需求完全由花粉和花蜜提供,故这些蝙蝠采集并消耗大量的花粉【2】。除了蝙蝠外,一些不能飞行的哺乳动物如啮齿类、有袋类和灵长类都有传粉作用【5】。
5. 水媒靠水力传送花粉的方式称为水媒。水媒传粉仅发生在少数的水生植物中,其中包括水表传粉和水下传粉两种类型【7】。最著名的水媒例子可能是水鳖科的苦草属植物,它们把整个雄花而不是单个的花粉粒释放到水体表面;花粉粒本身并不接触水。雌花在水体表面张力作用下形成一个个的凹陷,这些凹陷能让附近漂浮的雄花滑入其中,并使花药接触到雌花的柱头完成传粉【2】。
二.自花授粉
1. 花粉滑动传粉2004年我国科学家发现黄花大苞姜的授粉过程非常独特,其花的结构与兰花相似,但它不借助于风和昆虫传粉,而是在花药开裂的同时分泌油状液体,带有花粉的油状液体从花粉囊溢出成球形,很快铺满于花药表面,并慢慢流向柱头的喇叭口,从而实现白花传粉,这种花粉滑动白花授粉的方式在自然界还是首次被发现【8】。黄花大苞姜是我国特有的姜科多年生宿根革本植物,生长于我国广东、广西的亚热带季雨林中的高度潮湿的林内、石壁或山沟瀑布边石壁上【9】。它的这种传粉方式是植物有性生殖系统对高湿度、无风和少昆虫环境的适应。