裸子植物
裸子植物就是具有裸露种子的植物。它们相比种子植物要低级一些,其种子由胚珠发育而成,胚珠没有心皮的包被,裸露在外,因此称为裸子植物。裸子植物的优越性主要表现在用种子繁殖上,它是地球上最早用种子进行繁殖的植物。它们主要依靠孢子体产生大量孢子,飞散至各处,在温暖潮湿的气候条件下,萌发成为配子体。裸子植物的代表植物有银杏、苏铁、巨杉、侧柏、红豆杉等。
裸子植物的形态
裸子植物的出现表明了植物的进化又迈进了一大步:一是出现了新的繁殖器官——种子;二是出现了花粉管;三是具有次生生长特性。
裸子植物的产生和发展具有悠久的历史,最早可以追溯到古生代,到了中生代及新生代 [1] 时,它们已经广泛分布在地球上了。之后,在地球环境大变迁时,大批量裸子植物先后灭绝,现存下来的也仅八百余种。
铁树
裸子植物是植物中较低级的一类。有颈卵器,又属颈卵器植物,是能产生种子的种子植物。但它们的胚珠外面没有子房壁包被,不形成果皮,种子是裸露的,故称裸子植物。图为裸子植物代表——铁树。
裸子植物与蕨类植物不同,它的出现表明植物的进化又迈进了一大步:一是出现了新的繁殖器官——种子,种子是由胚、胚乳和种皮三部分组成,它的胚来自受精卵,即新一代的孢子体,胚乳来自于雌配子体,种皮源于珠被,是老一代的孢子体,这是植物进化过程中的一次重大革命;二是出现了花粉管,这是裸子植物新出现的一种结构,当花粉粒落在胚囊上发育成雄配子体,就会长出花粉管,它通过颈卵器深入到卵的附近,释放出精子,与卵相结合形成受精卵。这样就能使植物的受精作用摆脱对水的依赖,使它能进一步适应陆地环境;三是裸子植物具有次生生长特性,它们中的大部分都成长为参天大树(次生结构的产生本是植物为了更好地适应陆地环境而演化出来的) 。
裸子植物大多为重要的森木,它们广泛分布于南北半球,从低海拔至高海拔、从低纬度至高纬度几乎都有分布。
裸子植物在现实生活中具有很大用途,也拥有极高的经济价值。世界50%以上的木材都是裸子植物长成的,它们也是纤维、树脂等原料的树种。
裸子植物代表
常见的裸子植物有银杏、苏铁、巨杉、侧柏、红豆杉、油松等,它们都具有十分重要的研究意义和经济价值。
银杏树又叫白果树,古称鸭脚树或公孙树,与雪松、南洋杉、金钱松并称世界四大园林树木。银杏树是第四纪冰川运动后遗留下来的最古老的裸子植物,是古代银杏类植物在地球上存活的唯一品种,也是世界上十分珍贵的树种之一,因此被科学家称为“活化石”“植物界的熊猫”。
在四大园林树木中,银杏的栽培历史最悠久、种植最广泛。银杏树为高大落叶乔木,躯干挺拔,树形优美,抗病害能力强、耐污染力高,寿龄绵长,可达数千年。它以其苍劲的体魄、清奇的风骨、较高的观赏价值和经济价值备受世人青睐。除此之外,它适应性较强,只要自然环境合适,就能生存。而且,它还具有药用价值,尤其是果实(白果) ,品味甘美,医食俱佳。果实经过加工之后,可以制成色泽鲜艳,气味浓郁,香甜可口的各种风味饮料和老幼皆宜的保健食品,并具有止咳润肺的药效。此外,银杏的根、叶、皮也含多种药物成分,临床应用价值较高。因此,可以说银杏全身是“宝”。
银杏
银杏是著名的活化石植物,也是珍贵的药材和干果树种,具有许多原始性状,对研究裸子植物系统发育、古植物区系、古地理及第四纪冰川气候有重要价值。
裸子植物的另一代表是苏铁,它为常绿乔木,是热带及亚热带南部树种,喜好阳光充沛、气候温暖、干燥及通风性良好的环境,一般生长在肥沃、疏松、微酸性的沙质土壤中。不过,苏铁不耐寒,生长也比较缓慢。它躯干挺拔,呈圆柱形,整体呈伞状,叶为大型羽状复叶,丛生于躯干顶端,由数十对乃至百对以上细长小叶组成,小叶呈线形,幼时向内卷,成熟后挺拔刚硬,叶子长达2~3米,深绿色,有一定的光泽。
苏铁是雌雄异株,其雄球花为黄色,外观呈圆柱形;雌球花头状扁球形,其上密生褐色绒毛。苏铁种子为棕红色,呈倒卵形,微扁。一般而言,苏铁花期为6—7月,种子一般10月份成熟。它种类繁多,全世界目前有三科一属二百四十多种。它不但具有许多利用价值,还因为株形古雅、主干粗壮、叶片坚硬如铁、有一定光泽、四季常青而深受人们喜爱,是珍贵的观赏树种。苏铁的种子(即通常所说的西米) 也很有价值,它富含丰富的淀粉,味道鲜美。此外,苏铁的许多部位都可入药,能治疗多种疾病。
巨杉,顾名思义就是巨大的杉树。巨杉原产于美国加利福尼亚州,以其巨大的身躯闻名于世。现在,巨杉被引进到世界各地进行栽培和种植,但生长在加利福尼亚州的巨杉依然是世界上最大的生物体。一些巨杉胸径超过10米,树身可高达100米,约30层楼房的高度。巨杉喜好阳光温暖的环境,在阳光充沛和水分养料适宜的条件下,生长极快,尤其是在它生命中的前500年,生长速度更是十分迅速。由于巨杉耐腐耐火,因此常被用作铁路上的枕木和电线杆等,具有极高的经济价值。
侧柏属常绿乔木,又称柏树、香柏,小枝扁平,因此也称扁柏。侧柏生长缓慢,但寿命极长,喜光,其幼苗、幼树有一定耐荫能力;较耐寒,但抗风力较差;耐干旱,喜湿润,但不耐水淹;耐贫瘠,可在微酸性至微碱性土壤中生长。树高可达20~30米,胸径在1米左右。树皮较薄,呈浅灰色,纵裂成条片;木质软硬适中,纹理细致,微有香气,耐腐力强,适用于上等木材的家具;枝条较稀疏,向上伸展;叶片较小,呈鳞形,长度在1~3毫米之间,交互对生。此外,侧柏的种子、根、叶和树皮均可入药,种子还可榨油,供制皂、食用或药用。侧柏幼树的树冠如一座尖塔,老树树冠则为宽圆。侧柏的植物体为雌雄同株,球果呈卵圆形,长度在1~2厘米之间,在尚未成熟时果肉为蓝绿色,成熟后则呈鲜红褐色。与以上树种一样具有较高的经济价值。
红豆杉又名紫杉、赤柏松,别名美丽红豆杉,属常绿针叶,因秋季会结出樱桃般大小的奇特红豆果而得名。它是第四纪冰川运动后遗留下来的世界珍稀濒危植物,自然分布极少。其叶四季常绿,即使冬天也不落叶,因此常被作为绿化植物。红豆杉与其他裸子植物相比,生长较为缓慢,但也正是如此,其材质十分坚硬,结构细致,坚韧耐用,纹理均匀,属于上等木材。此外,红豆杉因含有抗癌特效药物成分紫杉醇而显得更加珍贵,这种神奇的药物是继阿霉素 [2] 和顺铂 [3] 之后,目前世界上最好的抗癌药物。
油松属常绿乔木,高达25米,胸径在1米左右。壮年时树冠呈塔形或卵形,老年时则呈盘状伞形。其树皮为灰棕色,呈鳞片状开裂,裂缝红褐色,上枝较粗壮,光滑无毛,一般呈褐黄色。油松也属于雌雄同株,雄球花为橙黄色,雌球花为绿紫色。小球果呈卵形,长4—9厘米,种鳞顶端有刺。无柄或有极短柄,可宿存枝上达数年之久,油松花期一般在4—5月份,次年10月份果子成熟。此树为阳性树种,浅根性,喜光、抗瘠薄、抗风,在土层深厚、排水良好的酸性、中性或钙质黄土上均可生长,分布范围极广。油松心材呈淡红褐色,边材为淡白色,纹理顺直,结构细密,材质较硬,富含树脂,耐腐抗朽,是绝对的上等木材;其松脂也可供工业使用。此外,油松树树干挺拔苍劲,四季常青,不畏风雪严寒,是极好的园林绿化植物。
[1] 古生代、中生代、新生代:古生代(Paleozoic,距今5.7亿年前至2.45亿年前),三叶虫软体动物繁盛;中生代(Mesozoic Era,距今约2.5亿至6500万年),为恐龙时代;新生代(Cenozoic Era,6500万年前至今),随着恐龙的灭绝,中生代结束,新生代开始。
[2] 阿霉素:一种抗肿瘤抗生素,可抑制RNA(核糖核酸,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传载体)和DNA的合成,对RNA的抑制作用最强,广谱抗瘤,对多种肿瘤均有作用,属周期非特异性药物,对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。
[3] 顺铂:属细胞周期非特异性药物,具有细胞毒性,可抑制癌细胞的DNA复制过程,并损伤细胞膜上结构,有较强的广谱抗癌作用。