什么是蕨类植物？

数亿年前，整个地貌都被一种看起来像蕨类的非开花植物覆盖着。这些陆生维管植物在苔藓植物和种子植物之间占据着过渡性的地位。在植物学中，科学家卡尔·林奈将它们归类为蕨类植物，属于隐花植物门。

蕨类植物在地球上有超过12000个物种，保留着它们祖先的特征。这个词来源于希腊语 Pteron（意为羽毛）和 phyton（意为植物）。植物王国中的大多数植物通过种子繁殖，但蕨类植物通过孢子繁殖。

蕨类植物的基本例子有：

蕨类植物的历史/分类

• 首先，Eichler 将植物王国分为隐花植物（Cryptogamia）和显花植物（Phanerogamia）。
• 隐花植物被细分为三个部分：藻类植物（Thallophyta）、蕨类植物（Pteridophytes）和苔藓植物（Bryophyta）。
• 苔藓植物和蕨类植物被归入胚胎植物（Embryophyta）。
• 1935年，Sinnott 引入了一个新术语“导管植物”（Tracheophyta），该术语进一步分为四个部分。
• 1936年，Eames 将导管植物分为四个部分：木贼纲（Sphenopsida）、裸蕨纲（Psilopsida）、蕨纲（Pteropsida）和石松纲（Lycopsida）。
• 裸蕨纲（Psilopsida）根据形态分为三种：裸子植物（Gymnospermae）、被子植物（Angiospermae）和真蕨类（filicinae）。
• Smith（一位植物学家）将蕨类植物分为以下几类：真蕨类（Filicineae）、石松类（Lycopodineae）、木贼类（equisetineae）和裸蕨类（psilophytineae）。

蕨类植物的分类

1942年，Oswald 和 Tippo 将它们分为四个主要类别。

a) 裸蕨纲（Psilopsida）

• 这些植物最为原始，具有假根，没有叶子。它们的茎二歧分枝（从根状茎上长出小的假根）。裸蕨纲的例子是叉叶蕨（Thelypteris）和合柱蕨（Psilotum）。
• 它们是最古老的维管植物，现已灭绝。
• 地下有根状茎代替根，并有地上枝，有助于吸收水分和盐分。
• 合柱蕨（Psilotum）的叶子结构呈螺旋状，或如毛叶蕨（Tmesipteris）的叶状附体。
• 孢子囊直接位于茎上（茎生孢子囊）或茎的顶端，并且光合作用也在此发生。
• 配子体与真菌共生，是非光合性的，因为它没有叶绿素（非绿色）。
• 在这些植物中，雄配子呈螺旋状卷曲并带有鞭毛。

b) 石松纲（Lycopsida）

• 石松纲称为石松。它们的孢子体有两种：同型孢子或异型孢子。石松（Lycopodium）和卷柏（Selaginella）是两个例子。
• 茎为二歧分枝，孢子囊位于叶状孢子叶（排列在球穗上）的腋部。
• 植
• 物体可以分为茎、根、叶状孢子叶和叶。
• 配子体独立生长。

c) 木贼纲（Sphenopsida）

• 这类植物是同型孢子的，孢子囊生长在球穗上。
• 另一个名称是“ Horsetail”（问荆），因为根从地下根状茎的节上生长出来，有鳞片状叶和茎。例如：问荆（equisetum）。
• 植物的茎有不同的节间和节，它们呈轮生排列。
• 问荆是唯一现存的同型孢子属，
• 雄配子有多个鞭毛。
• 孢子囊形成于一种称为孢子囊柄的特殊附属物上。

d) 蕨纲（Pteropsida）

• 蕨纲是世界上蕨类植物中最大的类群，该类群有超过9000个物种。
• 蕨类植物是这类植物中最为显著的成员，它们分布在不同的生境，包括陆生、阴湿处、水下，少数是附生植物。
• 这些植物的身体有根、叶（螺旋状排列）和茎。例如：狗脊蕨（Dryopteris）、凤尾蕨（Pteris）和铁线蕨（Adiantum）。
• 根状茎粗短，雄配子多鞭毛。
• 它们有同型孢子或异型孢子的孢子体。
• 大型叶片称为大叶（羽状复叶），称为叶轴。这些叶轴在卷曲状态。
• 叶片边缘和顶端（叶片腹面）也带有孢子囊，形成孢子囊群。

蕨类植物的一些重要特征

1. 蕨类植物是最早在陆地上进化的植物

根据理论，生命起源于海洋，经过数千年的进化，生命才开始在陆地上繁衍。地球上最早出现的植物就是蕨类植物。

2. 具有多种特性（隐花植物、无籽、维管）

蕨类植物具有维管组织（但缺乏韧皮部细胞和木质部导管）。这些植物无籽，但通过孢子繁殖。

3. 蕨类植物具有完整的身体结构

这类植物具有完整的身体结构，如茎、叶和根。

4. 通过孢子繁殖而非种子

孢子囊位于叶子的顶端，有两种类型的孢子，当孢子被风带走时，繁殖就发生了。

同型孢子 = 产生一种类型的孢子。

异型孢子 = 产生两种类型的孢子。

5. 产生孢子囊称为孢子叶

孢子囊存在于叶子上，称为孢子叶。蕨类植物的叶子向内卷曲，以保护脆弱的生长部分。

6. 多细胞性器官

同时具有两性器官：雄性器官称为藏精囊（antheridia），雌性器官称为藏卵器（archegonia）。

7. 真正的世代交替

在蕨类植物中可以看到两种世代：

孢子体世代（二倍体世代）

配子体世代（单倍体世代）

蕨类植物的生命周期

蕨类植物的生命周期与苔藓植物和种子植物略有不同，因为它们显示了世代交替（孢子体和配子体世代）。生命周期的交替称为“世代交替”（二倍体世代与单倍体世代的交替）。

二倍体世代 - 这是产生孢子的孢子体。

单倍体世代 - 这是产生配子的配子体。

孢子体和配子体都具有独立和自由生活的能力。

关于孢子体（二倍体世代）

• 它是比配子体更长、更占优势的阶段。
• 在这里，通过植物产生的孢子进行繁殖，孢子也会被风带到远处。
• 一个称为减数分裂的过程负责由母孢子细胞产生孢子。
• 产生相似孢子的植物称为同型孢子，例如石松。
• 产生不同种类孢子的植物称为异型孢子。产生两种类型的孢子，称为小孢子和大孢子。
• 在有利条件下，这些孢子可以萌发成小型的配子体（独立生长），称为原叶体（prothallus）。

关于配子体（单倍体世代）

• 小型独立配子体称为原叶体，可以在潮湿、阴凉的地方生长，但生长受到限制。
• 配子体的性别分类如下：
  • 雌先现（Protogynous）= 在这里，藏卵器比藏精囊更早成熟。
  • 异株（Dicicous）= 这种配子体可以产生雄性藏精囊（精子）或雌性藏卵器（卵细胞）。
  • 同株（Monoicous）= 单个独立的配子体产生雄性藏精囊和雌性藏卵器（执行雄性和雌性功能）。
  • 雄先现（Protandrous）= 在这个阶段，藏精囊比藏卵器先成熟。
• 它们都是多细胞且具有光合作用的。
• 执行雄性和雌性功能。
• 受精卵的形成是通过藏精囊中的精子与藏卵器中的卵子融合而发生的。
• 受精后的受精卵进一步发育成多细胞的孢子体。

结论

蕨类植物是植物王国中突出且古老的植物物种。它们仍然存在于花园中，并因其鲜绿的叶子而被用作装饰品。

物种被用于不同的目的。例如：

卷柏（Selaginella）用于水土保持，而满江红（marsilea）是部落食用的丰富淀粉来源。

石松（Lycopodium clavatum）- 用于治疗皮肤病，并用作利尿剂。狗脊蕨（Dryopteris）- 用于制作驱虫药和治疗绦虫感染。

在苔藓植物之后，蕨类植物是植物界的“蛇”，因为它们是地球上最早“爬行”于大地（繁殖）的植物。它们的不同物种遍布地球，因此被称为“植物界的蛇”。