植物界—被子植物（上）

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植物界

被子植物

被子植物（英語：Angiosperms），又稱開花植物（英語：flowering plants）、真花植物或有花植物，是指有胚植物中的一類種子植物，其種子有較完整的保護構造，在胚胎時期即被子房包覆；可依其子葉數目，再細分為雙子葉植物與單子葉植物。

被子植物是當今世界植物界中最進化、種類最多、分布最廣、适應性最強的類群。現知全世界被子植物共有20多萬種，占植物界總數的一半以上。中國已知的被子植物約2700多屬，3萬餘種。 被子植物與人類有着極為密切的關系，如中國的被子植物可提供食物的達2000餘種；果樹有300多種；花卉植物數不勝數；藥用被子植物有10027種（含種以下分類單位），占中國藥用植物總數的90%，是藥用種類最多的類群，絕大多數中藥均來自于被子植物。

開花植物的花朵是其和其他種子植物間最顯著的不同。花朵讓開花植物能夠有更廣闊的演化關系，且延展了其生态上的利基，以緻能使開花植物在陸地上的生态系中稱霸。

花是被子植物（又稱有花植物或開花植物）的繁殖器官，其生物學功能的是結合雄性精細胞與雌性卵細胞以産生種子。這一進程始于傳粉，然後是受精，從而形成種子并加以傳播。對于高等植物而言，種子便是其下一代，而且是各物種在自然分布的主要手段。同一植物上着生的花的組合稱為[花序]。

被子植物具異形孢子，亦即能産生兩種生殖孢子。花粉（小孢子，雄性）和胚珠（大孢子，雌性）分别産生于不同器官，但典型的花則同時含有大小孢子，因為它兩種器官兼有。

花可視為節間縮短并具繁殖能力的莖的變态，而其節結構也可看作是葉的高度變态。從本質上說，花的結構是由頂端分生組織的花芽和“體軸”分化形成的。花可以多種方式着生于植物上：如果花沒有任何枝幹，而是單生于葉腋，即稱為“無柄花”，而其他花上與莖連接并起支持作用的小枝則稱為“花柄”。若花柄具分支且各分支均有花着生，則各分支稱為小梗。花柄的頂端膨大部分稱為花托。

花的各部分輪生于花托之上，四個主要部分從外到内依次是：

花萼：位于最外層的一輪萼片，通常為綠色，但也有些植物的花萼呈現花瓣狀。花萼和花冠合稱為“花被”。

花冠：位于花萼的内輪，由花瓣組成，較為薄軟，常有顔色以吸引昆蟲幫助授粉。和花萼合稱為“花被”。

雄蕊，又稱雄花器：可有一枚或多枚。花藥着生于花絲頂部，是形成花粉的地方，花粉中含有雄配子。

雌蕊，又稱雌花器：可有一枚或多枚。組成雌蕊的基本單位稱為心皮，包含有子房，而子房室内有胚珠（内含雌配子）。一枚雌蕊可由一片心皮單獨形成，稱作單雌蕊；一枚雌蕊也可由數片心皮聯合形成，稱作複雌蕊。其中，複雌蕊又可依心皮間以合生或離生的聯合樣态，分型為合生心皮或離生心皮。雌蕊的黏性頂端稱為柱頭，是花粉的受體。花柱連接柱頭和子房，是花粉粒萌發後花粉管進入子房的通道。

雖然上述結構體現了花的“典型”構造，但自然中各植物的實際構造具有很大的差異性。這些差異對于被子植物的進化具有重大意義，并被植物學家廣泛用于确立各植物的種間關系。例如，被子植物的兩個亞綱可以通過其花瓣數加以區分：雙子葉植物通常有4或5（或者4或5的倍數）片花瓣，而單子葉植物多為3或3的倍數。

開花植物的雄蕊比起和其相對應的裸子植物的器官要輕小的多，且随着時間使花朵更具多樣性，因其對不同特定的授粉方式的适應能力，如某些特殊的授粉媒介。雄蕊亦随着時間演化出了防止自體授粉的機制，更增加了其多樣性，讓開花植物有着更多的優勢。

開花植物雄體的縮小可能是演化來減少其由授粉（即花粉到達母株）至進入子房受精的時間縮短。在裸子植物中，受精的時間可能長達一年之久，而開花植物則可以在授粉後的很短時間内開始其受精的程序。這使得開花植物能夠比裸子植物以極快的速度來産生種子。

被子植物緊密的心皮允許其去适應不同的授粉方式，且避免其自體授精的發生，因此維持其多樣性的續增。當胚珠受精了之後，心皮和其他周圍的組織便會發展成一顆果實，另一個使被子植物可以增加其在陸地生态系優勢的機會，以其演化出多樣機制的适應能力。

縮小的雌體如同縮小的雄體一般，演化成有較快結實的能力，終緻開花植物有一年生草本的生命周期，而使其占有更多的利基。

胚乳約在受精後至受精卵第一期前開始成形，有很高的養分可提供胚胎發育之用，且有時亦可提供給幼苗。

這些不同的特征一齊使得被子植物為最多樣性且大量的陸生植物，并且也對人類最有經濟重要性。開花植物在陸地生态系中的優勢有個重大的例外：即為北方針葉林生态系，其屬于裸子植物。

真正的花為被子植物獨具的主要特征，所以被子植物又叫有花植物。花基本上由4個系列的成分組成：

①外層系列為由萼片組成的花萼，通常呈綠色，有保護花的作用；

②内層系列為由花瓣組成的花冠，通常質地柔軟多汁，色澤鮮豔，具有引誘傳粉者的作用；

③一至多個系列的生有花粉的雄蕊，合稱雄蕊群；

④一個（至多個）系列的内含胚珠的心皮，構成子房或雌蕊群。

被子植物群，通過子房上的花柱和柱頭接受花粉粒（雄配子體）。花粉萌發後，雄配子體有1個粉管細胞和2個精子（雄核）；在胚珠中，雌配子體（胚囊）通常有8個細胞（1個卵細胞、2個助細胞、3個反足細胞、2個極核細胞）。雙受精後，由一個花粉粒産生的雄核（配子）與卵受精發育成胚，另一個雄核與二個雌核結合發育成胚乳。花的樣式和不同綱的傳粉者的感覺或知覺作用緊密相連，而且在昆蟲與花的相互關系上存在着平行的協同進化。原始的葉狀心皮通過折疊和邊緣或縫線的愈合而封閉很可能與蟲媒授粉有關，這不僅可以保護胚珠免受攫食昆蟲的侵食，而且可以利用來訪昆蟲作為傳遞花粉的媒介。

被子植物細胞的結構和分化水平也是最進化的，除了若幹原始的成員外，在水分輸導組織（木質部）中都有稱為導管的管狀細胞。在體型上，被子植物大小的變化從高達150米的澳大利亞的桉樹到長不足1毫米的、結構簡單的微粒狀漂浮水生植物無根萍。在熱帶雨林中，巨大的藤本植物（如榼藤子）攀援而上高聳雲霄；也有附生在大樹上的蘭科、天南星科和鳳梨科植物，它們僅依靠樹槎上的薄薄積土而生長；茅膏菜、捕蠅草、狸藻和豬籠草等食蟲植物則在捕蟲設計上結構巧妙和複雜。被子植物中還有各種寄生植物如槲寄生、菟絲子，靠從别的植物中吸取營養物質來生活。特别是分布在加裡曼丹和蘇門答臘的奇異的大花草，營養器官退化到隻剩下幾根生長在其寄主植物的根或莖上的絲狀物，但它那巨大的花，直徑卻達45厘米，重7千克，而且充滿着為蠅類所喜愛的屍臭味。還有原産于中美洲和南美洲荒漠的多漿汁的仙人掌科植物，約有2000種，形态别緻，有高達20米的巨大的仙人柱，有直徑達1米的笨重的仙人球，也有延地而生，形似遊蛇的仙人鞭。幹燥的環境使得這些植物特别耐旱：植物體95%以上都是水，莖的外皮堅硬而不通氣，葉變成了刺，而且有些種遍體密布毛茸——這一切都是為了防止水分蒸發。

高水平的生理效率和範圍廣泛的營養體可塑性以及花的多樣性使被子植物得以占領幾乎所有極端的生境，并使這些生境特征化——森林、草原、沙漠和許多水生生境。被子植物在主要的植物地理區域内形成了一個常由占優勢的科、屬和種為特征的一系列廣泛的生态群落。

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