植物生殖與生活史
薄情女
概念
植物的生殖(亦稱繁殖),即植物孳生后代的現(xiàn)象,是植物的基本特征之一。植物的生活史(又稱生活周期),是指植物在一生中所經(jīng)歷的生長發(fā)育和繁殖階段的全過程。孢子植物的生活史指從孢子萌發(fā)開始,經(jīng)過生長和發(fā)育階段,最后又產(chǎn)生同一種孢子為止所經(jīng)歷的過程。種子植物的生活史是指從種子開始經(jīng)萌發(fā)產(chǎn)生幼苗、成年植株、開花、受精到果實(shí)形成,直至種子成熟為止的過程。植物的生活史最終通過植物的生殖而完成。
類型
植物的生殖方式,一般可分為2種,即無性生殖和有性生殖。無性生殖又可分為營養(yǎng)生殖和孢子生殖2種。也就是說,營養(yǎng)生殖(繁殖)和孢子生殖均屬于無性生殖的范疇。營養(yǎng)生殖是由植物的根、莖和葉等營養(yǎng)器官形成新個(gè)體的一種繁殖方式。高等植物具有營養(yǎng)生殖,低等植物的營養(yǎng)體斷裂,細(xì)胞裂殖以及出芽生殖也應(yīng)屬于營養(yǎng)生殖之列。孢子生殖是指植物通過產(chǎn)生無性生殖細(xì)胞(即孢子),生殖細(xì)胞不經(jīng)兩性結(jié)合,而直接發(fā)育成新個(gè)體的過程。有性生殖是指植物產(chǎn)生兩種不同性別的生殖細(xì)胞(雄配子和雌配子),然后由雄配子(精子)和雌配子(卵子)相結(jié)合產(chǎn)生新個(gè)體的生殖方式。有性生殖又可以分為同配生殖,異配生殖和卵式生殖。孤雌生殖(單性生殖)是有性生殖的特殊形式。
植物的生活史可以通過營養(yǎng)生殖、孢子生殖和有性生殖單獨(dú)完成,也可由孢子生殖和有性生殖兩種生殖方式共同完成。這樣就形成了不同類型的植物生活史。
1)營養(yǎng)生殖型 生活史中不行孢子生殖和有性生殖,而僅行營養(yǎng)生殖,或者在營養(yǎng)條件非常適合的條件下,主要靠一些細(xì)胞裂殖或出芽完成,如藍(lán)藻門和裸藻門的多數(shù)種類及酵母菌等某些單細(xì)胞的植物種類。屬于這種類型的植物生活史,其特點(diǎn)是沒有減數(shù)分裂,所以沒有世代交替和核相交替,植物體的核相不發(fā)生任何變化。
2)孢子生殖型 生活史僅由孢子生殖完成,沒有有性生殖,或者是在營養(yǎng)非常適宜條件下,主要靠孢子生殖完成。小球藻、柵列藻僅靠孢子生殖完成,而衣藻等在營養(yǎng)條件非常好的情況下,主要是靠孢子生殖完成生活史。屬于這種類型的植物的生活史,其特點(diǎn)也是沒有減數(shù)分裂,因此也無核相交替和世代交替。
3)有性生殖型 生活史僅由有性生殖完成,沒有無性生殖。根據(jù)減數(shù)分裂發(fā)生的部位又分為兩種,一種是合子減數(shù)分裂型,一種是配子減數(shù)分裂型。合子減數(shù)分裂型的生活史特點(diǎn)是只有一種單倍體核相的植物體,僅有核相交替,無世代交替,減數(shù)分裂(R·D)發(fā)生在合子萌發(fā)(圖C),如衣藻、水綿和輪藻等由有性生殖完成的生活史。配子減數(shù)分裂型的生活史,其特點(diǎn)是生活史中只有一種雙倍體核相的植物體,僅有核相交替,無世代交替,減數(shù)分裂(R·D)發(fā)生在配子囊產(chǎn)生配子時(shí),如松藻、鹿角藻和某些硅藻等由有性生殖完成的生活史。
4)孢子減數(shù)分裂型(孢子生殖和有性生殖結(jié)合型或居間減數(shù)分裂型) 生活史是由孢子生殖和有性生殖共同完成的,其特點(diǎn)是其中有兩種核相的植物體(某些紅藻有3種植物體),一種是單倍體核相,另一種是雙倍體核相,既有核相交替,又有世代交替,減數(shù)分裂(R·D)發(fā)生在孢子囊產(chǎn)生孢子時(shí)。世代交替中,雙倍體的植物體,又叫孢子體,行無性生殖,經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子,這一階段又叫無性世代。單倍體的植物體又叫配子體,行有性生殖,產(chǎn)生雌、雄配子,這一階段又稱有性世代,許多藻類和高等植物均屬這種類型生活史。在孢子減數(shù)分裂型的生活史中,如果配子體和孢子體的形態(tài)結(jié)構(gòu)基本上相同,稱為同形世代交替,如石莼、剛毛藻、水云和多管藻等。如果配子體和孢子體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)不相同,稱為異形世代交替,如海帶、紫菜及所有的高等植物。
植物生殖方式的演化是沿著營養(yǎng)生殖、孢子生殖、有性生殖的方向發(fā)展。因此植物生活史的演化順序則對(duì)應(yīng)是營養(yǎng)生殖型、孢子生殖型、有性生殖型、孢子減數(shù)分裂型。
主要植物類群的生活史
1 種子植物 包括被子植物和裸子植物,多為種子繁殖,其生活史屬于具有異形世代交替的孢子減數(shù)分裂型。孢子體特別發(fā)達(dá),有根、莖、葉的分化,結(jié)構(gòu)復(fù)雜而完善,適應(yīng)性強(qiáng),在生活周期中占絕大部分時(shí)間。而配子體極為退化,結(jié)構(gòu)簡單,雄配子體僅由2~3個(gè)細(xì)胞組成,雌配子體也只由幾個(gè)細(xì)胞組成,均不能獨(dú)立生活,必須依附在孢子體上,生活時(shí)間很短。
2 蕨類植物 生活史屬異形世代交替的孢子減數(shù)分裂型,孢子體世代發(fā)達(dá),配子體世代退化。綠色植物均為孢子體。與種子植物不同的是:配子體(原葉體)盡管微小,結(jié)構(gòu)簡單,但卻有一段很短暫的獨(dú)立生活階段。
3 苔蘚植物 屬異形世代交替的孢子減數(shù)分裂型,由孢子萌發(fā)成原絲體,原絲體上產(chǎn)生配子體,配子體發(fā)達(dá),孢子體退化,孢子體寄生于配子體上,平時(shí)看到的綠色植物就是配子體。
4 真菌 真菌可以通過孢子生殖或營養(yǎng)繁殖完成生活史,也可通過有性生殖完成生活史。凡是通過有性生殖完成的生活史,有點(diǎn)類似于合子減數(shù)分裂型。擔(dān)子菌生活史中,最大的特點(diǎn)是有一個(gè)較長的雙核階段。
5 藻類植物 藻類生活史類型比較復(fù)雜,包含了前邊所述的所有類型。如藍(lán)藻和裸藻等多為營養(yǎng)生殖型,小球藻、柵列藻等為孢子生殖型,衣藻和水綿等為合子減數(shù)分裂型,松藻、鹿角菜、硅藻等為配子減數(shù)分裂型,石莼、剛毛藻、水云和多管藻等屬于有同形世代交替的孢子減數(shù)分裂型,海帶、紫菜等屬于具有異形世代交替的孢子減數(shù)分裂型。