被子植物

什么是被子植物？

被子植物是开花植物，也被称为**Magnoliophyta**或**Angiospermae**。Angiosperm一词源于希腊语，其中angeion意为**“容器”**，sperma意为**“种子”**。它们是地球上最多样化、最重要的植物类别之一。根据现有数据，被子植物包含约453个科，26万个现存物种。几乎80%的绿色植物都属于被子植物。它们几乎遍布所有生境，除了最高山脉、极地地区和最深的蓝色海洋。

被子植物的特征

被子植物的一些基本特征如下：

• 与其他植物相比，被子植物可以使用更**物种特异性的繁殖系统**。这是因为这些植物的花具有独特的生殖器官。
• 这些植物的**雄蕊**携带**花粉**。这种特性使这些植物能够防止**自花授粉**，从而增加了为同一植物的其他花或另一株植物授粉的机会。通过这个过程，被子植物在其物种中产生更高的遗传变异性。
• 这些植物的雄配子体和雌配子体比已知为**裸子植物**的种子植物的配子体要小。
• 这些植物有一个闭合的**心皮**，包围着**胚珠**。心皮与其他的附属部分一起形成果实。果实是植物的重要器官，有助于种子传播。
• 这些植物会发育出**胚乳**。胚乳是一种营养组织，有助于**胚胎**或幼苗的形成。

解剖结构

被子植物的解剖结构如下：

• 根系：根在吸收土壤中的水分和矿物质后，作为向植物各部分供应水分和矿物质的供应商。这些养分通过茎运输。根系分为两类：**主根系**和**侧根系**。主根系有直根，直根垂直向下生长。之后，直根会分出各种较小的侧根，这些侧根可以斜向或水平生长。主根与侧根不同，因为它们是寿命很短的根。
• 茎系统：茎是植物的中心部分，起着支撑植物其他所有部分的作用。它在性质上是空中轴。茎还负责将水分和矿物质从根部输送到叶、花和其他部分。为此，茎直接连接到根系，因此养分流动保持连续。这种流动通过一个称为**下胚轴**的过渡区域发生。叶子在**节**处连接到茎，两个连续节之间的区域称为**节间**。这些植物有两种分枝形式，包括**腋生**和**二叉**。腋生分枝进一步分为两种模式：**单轴**和**合轴**。
• 叶：叶是开花植物的另一个重要部分。叶的结构由叶基、叶柄、托叶和叶片（也称为**叶面**）组成。叶基的每个转弯处都有成对的**托叶**。**叶柄**将叶片与叶基连接。这些叶片支持植物中称为**光合作用**的食物形成过程。正是由于这个过程；在大多数植物中，叶片看起来是扁平且绿色的。有些叶子没有叶柄，而有些则没有托叶。这意味着叶子的基本结构因植物而异，取决于其功能。这些植物中的叶序可以是互生、对生、丛生和轮生。

被子植物的繁殖

• 这些植物是产生种子的，并能在雄配子体和雌配子体的帮助下进行**双重受精**。
• 这些植物生命周期中的主要阶段是成年阶段，此时它们开始繁殖。这个阶段被称为**孢子体**。
• 这些植物是**异孢**的，这有助于它们产生**小孢子**和**大孢子**。
• 小孢子负责形成含有雄配子体的花粉粒。每个花粉粒有两个细胞。在这两个细胞中，一个细胞形成花粉管，另一个细胞是生殖细胞，进一步分裂成两个精子。另一方面，大孢子产生含有雌配子体的胚珠。胚珠包含**胚珠**，胚珠被子房壁保护。
• **减数分裂**在这个胚珠中发生。在此过程中，产生一个大的和一个小的三个大孢子。
• 从这些大孢子中，只有一个大的存活下来并转化为**胚囊**。然后，这个大孢子分裂三次，导致形成八细胞阶段。
• 之后，细胞开始迁移，其中八个细胞中的四个移动到胚囊极。其中只有两个细胞到达赤道，形成**二倍体极核**。
• 成熟的胚胎包含一个**胚卵囊**，三个**抗合体细胞**，中心有两个**细胞核**，以及两个辅助细胞，称为**助细胞**。
• 当花粉粒到达柱头时，花粉管从细胞延伸出来。因此，两个精子细胞被置于胚囊中。
• 双重受精过程在精子细胞被滴入胚囊时开始。它导致一个卵细胞和一个精子结合，有助于未来胚胎的发育。另一方面，第二个精子与第二个极核融合导致**胚乳**的形成。植物中的食物储存在这种胚乳组织中。
• 此外，**合子**有助于单子叶植物和双子叶植物（双子叶植物）的发育。它们是导致植物中胚生叶片数量不同的两种被子植物。在胚胎表面，储存有脂质、蛋白质和碳水化合物。
• **子叶**为发育中的胚胎提供分解的食物储备。
• 被子植物分为三个物种，包括：
• 雌雄同株：它们在同一朵花上具有雌蕊和雄蕊。
• 单性同株：它们在同一株植物的不同花上具有雌蕊和雄蕊。
• 单性异株：它们在不同植物的不同花上具有雌蕊和雄蕊。

被子植物授粉

在这些植物的繁殖过程中，授粉起着至关重要的作用。花粉的形成发生在植物的雄性生殖器官**雄蕊**中。然后将这些花粉转移到植物的雌性生殖器官**雌蕊**中。花粉从雄蕊到雌蕊的转移过程称为**授粉**。植物中的授粉由一些媒介完成，包括风、昆虫、无脊椎动物和其他哺乳动物。授粉有两种形式，包括**自花授粉**和**异花授粉**。

被子植物的类型

我们可以将被子植物分为两类：

1. 单子叶植物：这是草状开花植物，通常称为**单子叶植物**。这些植物的独特之处在于它们的种子只有一个胚生叶或子叶。

• 例子：单子叶植物约有**6万个物种**。该组中最突出的科是**兰科**，有2万多个物种。从经济角度来看，兰花是该类别的基本成员。大多数农作物属于这一类。它们包括谷物、饲料草、甘蔗和竹子。其他经济植物包括棕榈、香蕉等。除此之外，还有一些单子叶植物因其花朵而被栽培。
  • 水果：香蕉、菠萝、枣子、椰子等。
  • 蔬菜：大蒜、芦笋、姜黄、豆蔻、芦笋、灯芯草、洋葱、莎草科。
  • 谷物：玉米、小麦、水稻、燕麦、大麦等。
  • 树木：棕榈树、松树等。
  • 花：郁金香、水仙花、百合、番红花、鸢尾花、兰花、美人蕉、蓝铃花、朱顶红。
  • 一些不寻常的单子叶植物：草、竹子、甘蔗等。

2. 双子叶植物：这是开花植物的组，通常称为**双子叶植物**。这些植物与单子叶植物不同的独特之处在于它们的种子有两个胚生叶或子叶。

• 例子：双子叶植物约有20万个物种。以下列出了各种双子叶植物：
  • 水果：苹果、葡萄、芒果、草莓、梨、西瓜、石榴等。
  • 蔬菜：胡萝卜、大豆、萝卜、番茄、茄子、彩椒、抱子甘蓝、南瓜等。
  • 树：杏仁树、橡树、山茱萸、颤抖杨、栗子树等。
  • 花：蜀葵、毛地黄、向日葵、秋海棠、老鹳草、金鱼草、玫瑰、万寿菊等。
  • 一些不寻常的被子植物：白藜芦，大花草，鹈鹕花，猴面包树，捕虫堇等。

单子叶植物和双子叶植物的区别

以下比较图表解释了单子叶植物和双子叶植物之间的主要区别：

被子植物的生态重要性

被子植物的生态重要性如下所述：

• 这些植物是陆地环境的重要组成部分，为动物和人类提供食物。
• 植物的新陈代谢和营养需求由**碳水化合物**满足。碳水化合物还为植物提供细胞结构。被子植物将其能量转移到许多异养生物。
• 它们也是**食物链**的重要组成部分。首先，植物在其组织中储存太阳能，将其转化为化学能。然后，这种能量转移到食草动物（吃植物的动物）身上，再从它们转移到食肉动物（吃其他生物的动物）身上。
• 在森林中，一株被子植物可以喂养成千上万的动物。这表明了被子植物对**生态网**和**食物链**的重要性。
• 大量的昆虫和无脊椎动物以这些植物的营养部分为食。
• 这些植物的花、果和种子为许多动物和人类提供能量。
• 被子植物还为蜜蜂提供**花粉**。
• 这些植物还产生各种次生化合物，包括**糖苷、油和生物碱**。这些有毒化合物可以保护植物免受外来食草动物的侵扰。

被子植物的经济重要性

除了生态重要性之外，被子植物还具有很高的经济重要性。这一点可以从以下几点来理解：

• 这些植物在**制药**业中非常有用。几乎所有的药物都是直接从这些植物中提取或合成的，然后从中获得重要成分。这些药物包括抗生素、维生素、阿司匹林、奎宁和麻醉剂。
• 从这些植物中提取的药物用作：
  • 奎宁：治疗疟疾。
  • 长春新碱：治疗白血病。
  • curare：在心脏直视手术中放松肌肉。
  • 薯蓣皂苷元：用作口服避孕药的先驱。
• 研究发现，某些被子植物在治疗**癌症、白血病和多种心脏病**方面非常有效。这是因为它们的**毒性**。
• 这些植物的多功能性为环境提供了大量的食物和氧气，这是生命的两大核心要素。

被子植物的协同进化

这是两个物种随着时间推移而适应的过程。它有助于它们相互影响。协同进化的各种类型如下：

• 捕食者与猎物：开花植物也是被称为**捕食者**的动物的猎物。这表明了它们之间的捕食者与猎物关系。植物不希望牺牲它们的叶子、茎、根和花来传播种子。为了保护自己免受兔子或其他捕食者的侵害，植物会开发出各种机制。它们包括强烈的**气味、毒药和刺**。例如，万寿菊的活性精华使它们免受兔子和鹿的侵害。它们苦涩的味道也保护它们免受捕食。植物用于保护的最有效方法是刺和棘。玫瑰和仙人掌是最好的例子。另一个例子是荨麻，它有尖刺的毛来阻止捕食者。
• 寄生虫与宿主：有时，被子植物充当寄生虫的宿主。几乎所有的寄生植物都是被子植物。一些常见的寄生植物是附生植物和藤蔓。**槲寄生**是这类植物中一种受欢迎的植物，它生长在树木和灌木的顶部。寄生虫将其连接到宿主的血管系统以获取养分。这种持续的养分和水分流失会损害树木的健康。寄生虫不会杀死树木，但会使其变弱。寄生植物的另一个例子是**菟丝子**，它用轻微的木本植物覆盖宿主树。寄生植物的另一个例子是藤蔓，它可以迅速占领整个花园。藤蔓将它们的根插入宿主的茎中。
• 竞争：所有被子植物都是竞争的一部分。正如我们所见，巨大的树木会伸展它们的树枝来吸收更多的阳光。这会阻止阳光到达较低的植物。其中一些还会试图挤占彼此的空间以争夺所有可用空间。被子植物必须吸引蜜蜂和鸟类等传粉者来进行授粉。为此，这些植物会发展出极好的香味、形状和颜色。为了生存，开花植物不仅要与其他植物竞争，还要与其他植物竞争。
• 互利共生：互利共生是许多昆虫和植物之间的关系。例如，在南美洲，一些金合欢树和蚂蚁之间存在互利关系。树木为蚂蚁生产**花蜜**，这是它们的食物，作为回报，蚂蚁保护这些植物免受昆虫和捕食者（如臭虫）的侵害。除此之外，植物还在它们的空心刺中为蚂蚁提供安全的家。由于蚂蚁和树木都从对方那里获得好处，这种关系就表现为协同进化。