解剖花背後的科學 - 愛科學的恐龍哥哥

2021-01-15 愛科學的恐龍哥哥

春天到了,春暖花開,萬物生長,一派生機勃勃的景象,那麼花也會伴隨春天有自己千姿百態的樣子,婀娜多姿,這些美麗的花兒讓我們陶醉,讓我們欣賞。春天來了,花兒就會開放,並且開的絢爛多姿。你們家的花兒都開花了嗎?同學們,今天恐龍哥哥將為你介紹一下花兒的世界。

花兒是什麼?本質就是被子植物的生殖器官。被子植物的種子被蒴果包覆的開花植物,其生物學功能是結合雄性精細胞和雌性卵細胞已產生種子。換句話說就是節間縮短並具有繁殖能力的徑的變態。花是被子植物(又稱有花植物或開花植物)的繁殖器官,它的生物學功能這一過程始於傳粉,然後是受精,從而形成種子並加以傳播,而其節結構也可以看做是葉的高度變態,被子植物是具有胚植物中為數最多且最為人熟悉的一種,它是植物界最多樣化的種類,約有34000種。同時開花植物,是現實地球上演化最先進及優勢的植物種類,開花植物和裸子植物一起被合稱為種子植物開花植物,開花植物可以是由一系列衍徵將其與其他的種子植物相區隔開來,被子植物這一詞最早先有保羅赫爾曼瑜1690年所提出,作為其植物界裡面的主要一門,指種子被蒴果包圍覆蓋的開花植物,與其裸子-瘦果的開花植物(整個果實或其實每一部分再次被視為是一顆種子且裸露在外)相對,首先提出這一觀點的是德國的詩人,劇作家以及博物學家歌德,他認為花是適合於繁衍作用的變態枝,這一觀點得到了化石記錄以及很多系統發育及個體發育證據的支持,並且能較好地解釋多數被子植物花的結構,因而沿用至今。

上面提到的裸子植物就是指植物的種子是裸露著的。提到的被子植物大約有30多萬種,就是能開花種子,一般包裹在果實內,植物界最大最高級的一類。常見到裸子植物有松柏綱和銀杏綱,銀杏綱在幾億年前出現,至今仍在地球上存活的銀杏綱植物只有一個品種-銀杏,它之所以能夠保存至今,是因為古代的中國人和日本人喜歡在他們的花園裡種植一些花花草草。而銀杏結果需要20年的時間,所以銀杏也叫公孫樹,有句古語說公種而孫得之,說銀杏結果老人們種下之後,後代的子孫才能夠吃到,是這個意思。有一種叫做遼寧古果,是我們已知史上最早的有花生物,是目前發現最早的被子植物。

可以想像一下,30多萬種被子植物就有30多萬種花。種類有很多,每一種植物都有其獨特的花的形態。研究花兒的構造,可以將它分為完全花和不完全花,完全花包括萼片,花瓣,雄蕊,雌蕊。可以將其分為兩性花,同屬具有雄蕊和雌蕊,以及單性花雌雄同株,雌雄異株,甚至還有無性花。常見的完全花,比如白菜花和桃花。如果是缺少其中一至三,是不完全花,比如南瓜花,黃瓜花,缺雄蕊或雌蕊。比如桑樹花,慄樹花,缺花瓣,雄蕊或雌蕊。再比如楊樹花,柳樹花缺萼片,花瓣雄蕊或雌蕊。而常見的單性花有玉米葫蘆科植物,常見的兩性花有楊柳科植物。一般廣義上也包括裸子植物的袍子葉球,如銀杏就是雌雄同株。被子植物最普遍的花裡面可以見到兩性花,比如櫻花,薔薇,百合等。還有一種分類是按照作物按授粉方式,分為自花授粉,異花授粉和常異花授粉三類。

那麼雌雄同株的異花一般是雄蕊生於植株的頂端為圓錐花序兒,雌蕊生於植物中部的葉腋內,為肉穗花序。通過對玉米的觀察就可以發現它的雌雄蕊部分。雌雄異株的,比如柳樹和楊樹啊,就很明顯能夠分別出來。

向日葵是一朵花嗎?從植物學角度講,向日葵不是一朵花兒,而是一頭狀花序。都知道向日葵黃色的是花瓣,它的花兩種,一種是舌狀,生長在花絮邊緣,是不能結食的無性花,向日葵黃色的是花瓣,就是這些舌狀花的花瓣。另一種是管狀花,生長在中央管道能產生花粉,又能結果,是兩性花。

花朵都有共同的結構,包括我們常見的柱頭(花粉的受體),花蕊,花葯,花絲,花柱(花粉粒萌發後花管道進入子房的通道),花瓣,子房,萼片,花託,花梗,胚珠(含雌配子),雌蕊,雄蕊這些結構。

花粉的受精過程一般分為以下幾步,第一,花粉傳播,第二授粉,第三花粉管的生長,第四授精,第五胚珠發育成種子,第六子房發育成果實。

花粉的傳播方式有很多,第一類靠生物類動物傳播,比如昆蟲,鳥還有蝙蝠。有花植物通常面臨著自然選擇壓力,因而會使用最適合其的傳粉方式,這點鮮明地體現在花的形態和植物的行為上。花粉可通過一些「媒介」在植物間傳播:有些植物利用非生物媒介,如風(風媒)或較罕見的水(水媒);而其他植物則利用生物媒介,包括昆蟲(蟲媒)、鳥類(鳥媒),蝙蝠(蝙蝠媒)及其他動物。有些植物能利用多種媒介,但大多都不是高度特化的。在這一過程中,花完全開放並發揮作用的時期稱為花期。水媒傳播的植物有:金魚藻、黑藻、水鱉等。

不同的花朵又賦予特定的含義。許多花在東西方文化中都被賦予了特定的內涵。在中國傳統文化中,不少花卉都被賦予了美好的性格特徵:梅花象徵著民族之風骨,菊花象徵著文人之高潔,牡丹象徵著富人之華貴,蘭花象徵著君子之氣節。而在西方文化中,對各種花賦予的各種象徵意義稱為花語,比如紅玫瑰象徵愛情、美麗和熱情,罌粟花象徵對死亡的悼唁,鳶尾和百合在葬禮中象徵著「復活」和「生命」等。此外,在世界上的許多文化中,花同樣是女性的象徵。

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