一阵微风,就可以把许多风媒花的花粉卷扬起来。这种花粉一般可被风带到距离地表面200米~500米的空中,少数也可达到2000米的高空。松树、云杉、冷杉的每粒花粉都像个圆面包连着两个大气囊,显然这对它们在空气中的飘浮传播起着重要的作用。所有风媒的花粉都很轻,因此能够传播很远。榛树、桦树和其他许多的树木一样也依靠风力传送它们的花粉。几乎所有依靠风媒传粉的树木,它们的花都是先叶开放的,因为等树叶都长起来之后,花粉的传播就会受到树叶的阻挡。风媒传粉植物的另一种特征就是怕雨。为了避开暴风雨,风媒植物通常在早春和秋季气候较温和时开花。同样的道理,禾草类植物的花会在清晨或黄昏时开放,此时温度形成的气流不会把花粉刮到几百千米外。
水媒传粉
沉水植物完全沉浸在水中,没有水上形态,它们多生长在水较深的地方,根长在土里,叶片通常呈线形、带状或丝状。大部分的种类会在繁殖期将花挺出水面,以便授粉。但是也有少数水生植物,一生完全在水中度过,就连开花也不例外。比如苦草,它是雌雄异株的植物。它生长在小河里,扎根在水下的淤泥中。花粉成熟时,雄花就从花梗上脱落,浮在水面上,漂浮的雄花接近雌花,由于水面的动荡,相互碰撞,雄花就把花粉传给雌花了。
鸟媒传粉
在长期的自然进化过程中,在不同环境下生存的植物都发展出了不同的传粉方式,鸟媒传粉就是一些植物独特的传粉方式。鸟媒传粉主要是由蜂鸟来完成的。蜂鸟产于美洲,以体形极小而闻名。产于古巴的蜂鸟体长只有5.6厘米,体重仅2克。蜂鸟目共有319种,多数以花蜜为食。蜂鸟飞行技术高超,可以在空中停留甚至可以倒退飞行。当蜂鸟在花朵间飞行采食植物的花蜜时,用嘴插入花朵里,这时它的头部羽毛,就会粘上许多花粉,当它再飞到其他的花上采蜜时,就顺便把花粉传播了一回。
虫媒传粉
最常担任传粉信差任务的不是哺乳类动物,不是鸟类,也不是爬行类,而是昆虫,全世界的昆虫有100多万种。事实上,昆虫提供的传粉服务不仅经济而且效率极高。桃花香甜的花蜜藏在花托里,很不容易吸取。蜜蜂在花上爬来爬去,花粉也就粘在蜜蜂身上,随着蜜蜂在花丛中飞动,就将一朵花的花粉传到另一朵花的柱头了。鼠尾草花的结构最适合蜜蜂前来走动。鼠尾草是唇形科植物,它有唇形的花冠,在它的唇辦下面,有一个雌蕊和两个雄蕊。这种花雄蕊的基部是活动的,因为雄蕊呈丁字形,结构十分别致,就像两条杠杆并列在花筒的入口处。当丸花蜂或其他的蜜蜂踏上唇辦把头伸进花中采蜜时,“杠杆”因受蜜蜂推动而下垂,正好把花药打落,花粉从中散出落在昆虫背上。花朵的结构令人叹为观止。
果实的产生
在现代植物中,果实是被子植物特有的特征。也就是说,凡是结果实的植物,皆为被子植物,而被子植物开花传粉后,一般都会结出果实。
果实的由来
真正的果实本是由花中雌蕊的下半部分一子房发育而成的。雌蕊由花柱和子房上下两部分组成。子房就是“种子的房屋”的意思。子房和花柱的关系就好比一个花瓶的大肚和长脖一样。种子在幼时称做胚珠。子房(雌蕊的大肚部分)后来特定发育成果实,子房内部的胚珠特定发育成种子。
子房发育成真果
在果实逐渐发育成熟以后,花柱(雌蕊的长脖部分)和花萼、花辦、雄蕊会逐渐凋落,花托则会相对萎缩。花梗当然不会脱落,它变成了果梗。这种直接由子房发育而成的果实叫真果,比如桃、李、西红柿、柿子等等。也有些植物的果实除子房发育外尚有其他部分,比如花被和花托等,这种果实叫假果。
果实的产生
花萼参加发育形成的假果
苹果、梨、柿子、石榴等水果就是假果。其花托在有花时虽然小些,但在花谢果实发育成熟时还一直宿存着花萼。花托就是紧连在花萼下面的结构,果实成熟了,花萼还在,花托自然是参与了果实的发育。
包在花托里面的假果
有的植物子房在开花时就是包在花托里面的,在花谢后,花托就和子房一起共同发育成了果实,这是假果的另一种类型。例如黄瓜,在鲜黄的花朵还没有绽放的时候,我们就能看见一根小小的黄瓜已经长在花朵的后面了,那是黄瓜花的子房藏在它的花托里。这时候的黄瓜虽然没有种子,但十分鲜嫩。其他的瓜类也是同样的情况,所以都是假果。
肉穗花序变果实
一些植物具有密集的肉穗花序,这些植物上结出来的果实就包括花序轴或花序托的成分,所以它们也是假果。如无花果,它的花序托是从外向里包围的,把许许多多的小花都包在了里面,前面所留的封口很小,几乎看不出来,仅够某种小虫子钻进去传粉。由于人们从外面看不到无花果的花,因此就称它为“无花果”。
果实的结构与类别
植物的果实虽然多种多样,但通过解剖可以发现它们在构造上具有共同点——均有果皮和种子。根据参与果实形成的部位不同,可以把果实分为真果、假果。当果实成熟后,根据果皮的状况,果实又可以分为两类:一类是果皮干燥无汁的,称做干果,如板栗、皂荚等;另一类肥厚多汁的,称做肉果,如葡萄、草莓等。
翅果的果皮向外延伸威翅状,有利于随风飘扬。榆、槭、臭椿等植物的果实,本身都具有瘦果的性质。
坚果的外果皮木质坚硬,里面只含有一粒种子,像板栗、栎、榛等的果实,均称为坚果。
颖果是玉米、水稻、小麦等禾本科植物所特有的果实,果实内只含有一粒种子,果皮与种皮愈合在一起,不易剥离,我们通常所见的玉米粒、小麦粒,即是单枚的颖果。
豌豆、皂荚等豆科植物的果实,是由单雌蕊发育而成的,果实成熟时,果皮一般沿腹缝、背缝裂开,这样的果实称做荚果,荚果亦有成熟时不开裂的,如合欢、花生等的果实。
向日葵、养麦、白头翁、南瓜子等的果实非常瘦小。里面只含有一粒种子,种皮与果实易分离,这样的果实被称做瘦果。
种子
果实和种子都是植物的繁殖器官。不同的是,果实其实起的是保护和传播种子的作用,而种子的职责则是延续植物的生命,繁殖后代。种子也是裸子植物和被子植物特有的繁殖器官,孕育着植物的新生命,预示着植物生长的明天。自然界中能形成种子的植物有20多万种,占高等植物的绝对优势。
种子的形成
种子由卵受精生成,含有一个胚,是植株的起始,它还储备了植物早期生长所需的全部养料。养料通常贮藏在称为胚乳的组织中。有些植物的种叶(或称子叶)中也贮藏有养料。
种子的结构
种子植物的种子由种皮、胚和胚乳3部分组成。种皮由珠被发育而成,主要功能是保护胚和胚乳;胚由受精卵发育而成,发育完全的胚由胚根、胚轴、胚芽和子叶组成,将来会发育成植株的各个部分;胚乳则负责为种子生长提供营养。
种子的休眠
成熟而有生命力的种子,如果没有遇到适宜的条件,便能保持一种“沉睡”状态,暂不萌发,称为休眠。在休眠期间,种子新陈代谢非常缓慢,处于相对静止状态,但仍然保持着生命力。这是植物对自然环境的一种适应。
萌发
种子在条件适合时,就开始摄入水分慢慢生长。最初是胚根穿破种皮向下伸入土壤。此后不久,胚芽开始向上生长。种子萌发有两种不同的方式:子叶在生长过程中留在地下的称为地下性萌发,冒出地面并通过光合作用制造食物的称为地上性萌发。
胚乳
胚乳为很多植物的胚芽积蓄养料,同时,也为人类提供了营养物质。人们种植农作物,可以从农作物的胚乳中获取营养物质。例如,水麦和其他的果实大部分是粉末状的胚乳。
果实与种子的传播
果实和种子都是植物的繁殖器官。不同的植物由于生长于不同的环境中,形成了不同的生物和生态学特性。种子的职责是延续植物的生命,繁殖后代,果实则起着保护和传播种子的作用。果实和种子的传播方式多种多样。有些植物的果实和种子凭借自身的力量传播,有些植物的果实和种子则借助外力传播。
果实对种子的保护
一粒种子能长成美丽的植物,一株植物能结出许多种子,种子的安全与否对植物能否成活起着至关重要的作用。裸子植物由于不具有果实结构,无法对种子起到保护作用,对于种子的传播也不利。比起裸子植物,被子植物有了更高的进化。它的种子生在果实里,好比生在摇篮里。有了摇篮的保护,被子植物的种子很安全,对种子的传播也更有利。
自身弹射
植物种子传播最直接的方式是利用果实本最值得一提的种子传播自身弹射。这方面最明显的例子,如老鹳草、大豆、含羞草等。老鹳草的果实为中轴胎座,5片果辦围绕在果实中央的主轴上,在果实接近成熟时。稍有风吹草动,5片果辦会猛烈由基部向外向上拳曲掀起,从而将种子弹射到很远的地方去。干熟的大豆,两片果皮急剧扭曲,能把豆粒甩出很远。含羞草的荚果到了熟透的时候,其拳曲得像钟表发条似的果皮也能把种子弹出老远。
自动播种机
有一种植物叫风滚草,就是能随风滚动的草。它没有固定的家,每当到了干燥酷热的旱季,为了保存体内的水分,会自己把根从地下拔出来,把枝条上的叶片抛掉,卷成一个圆球,随风滚动。遇到潮湿有水的地方,便将蜷曲的枝条伸展开来,扎在泥土中定居下来。如果再遇到干旱,它会再次弯起身体,流浪旅行。在旅程中,它把自己的种子到处撒播。
乘风飞翔
有些植物种子的外皮紧贴住果实的内皮,不容易与果实分开。这时候的种子在旅行时就如同在飞翔一般,因此被称为翅果。翅果种子大都具有特殊的飞翔本领,比如枫树的果实长有两个飞翔的翅膀,能够带着里面的种子飘落到很远的地方;榆钱、云南黄杞等也都各具特色,均能够带着种子四处飘游。
降落伞
有的果实或种子借助身上长的毛状物飞翔。蒲公英、苦荬菜的果实即有许多的冠毛,轻轻一吹,漫天飞舞。以蒲公英为例,其花序会在一两周内变成精巧的球状,那是许多的果实簇生在一起。每个果实的头顶上都长着一束冠毛。当果实成熟后,在天气晴朗的日子,只要风儿轻轻吹来,果实上的冠毛就像降落伞般带着果实腾空而起,开始空中旅行。因为在拥挤的蒲公英聚居地,下一代没有可以生长的地方,所以种子必须另找栖身之处。借助风力,它们可以流浪到很远的地方。
随水漂流
随水漂流的果实有很多,如红树的果实、椰子等。一颗大大的椰子果实里面只有一粒种子,然而周遭的包裹却相当坚固。它具有松软纤维状的外果皮,漂浮在海面上绝对不会沉下去,能随海浪漂泊到很远的地方。遇到适宜的海滩,它便会安家落户,直至长成一棵新的椰子树。
请动物帮忙
鲜美的果子被动物吃到嘴里,其种子洒落到地上或通过动物的消化道最后回到土里并萌发,这就是种子的一种旅行方式。也有的植物的果实外面长着不少的钩爪,能附着在人或动物的身上旅行,如苍耳、蒺藜和鬼针草等就是这样。全身长满浓密毛发的动物,是一些植物传播果实或种子的最好媒介。牛蒡果实身上长满了倒钩,这些倒钩的功效卓越,动物迟早会将身上的针球舔掉、拔掉或者甩掉,如果牛蒡走运的话,它的种子会被带到很远的地方。
聪明的植物
为了传播种子,更聪明的植物不是等待与动物偶遇,而是诱使动物上门。在非洲南部,很多植物利用勤劳的蚂蚁当信差,因为它们的种子上有蚂蚁无法抗拒的美食,所以等蚂蚁将种子拖到蚂蚁窝,种子也就有了一个安身立命并发芽的地方了。在墨西哥,一只小型长鼻蝙蝠飞行时看到了裂开的紫红的仙人掌果肉,便到果肉面前来尝鲜,随后仙人掌的种子会随着蝙蝠的排泄物重新播撒。
仙人掌的果肉被蝙蝠消化殆尽,种子则随其排泄物到远方安家。
濒危的秤锤树
秤锤树是中国珍稀濒危植物,现在野生分布仅在江苏南部个别山区。虽然它濒危的原因是多方面的,但据科学家们分析,这与其果实结构有很大关系:这种颇似秤锤的植物的果实十分坚硬,没有动物会吃它;果实虽然结了不少,但落在母树下,又阴又暗,很难发芽,更不能扩大分布范围。
最长命的种子
植物种子的寿命差别很大,一些短命种子,像柳树种子之类,在露天之下只要一个星期就会丧失发芽能力。当然大部分种子的寿命要高得多。有700多种植物种子寿命在10年以上,其中60多种植物的种子寿命高达100年,而最长寿的20多种植物种子当中,寿命极限竞可逾千年之久。