所属分类: 植物分类 植物名称 生物学 生物理论 种子植物 自然理论 裸子植物

裸子植物
裸子植物
裸子植物是原始的种子植物,其发生发展历史悠久。最初的裸子植物出现在古生代,在中生代至新生代它们是遍布各大陆的主要植物。现代生存的裸子植物有不少种类出现于第三纪,后又经过冰川时期而保留下来,并繁衍至今的。裸子植物是地球上最早用种子进行有性繁殖的,在此之前出现的藻类蕨类则都是以孢子进行有性生殖的。裸子植物的优越性主要表现在用种子繁殖上。

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裸子植物 - 主要特点

种子植物中较低级的一类。具有颈卵器,既属颈卵器植物,又是能产生种子的种子植物。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。
  

裸子植物
裸子植物
孢子体即植物体,极为发达,多为乔木,少数为灌木或藤木(如热带的买麻藤),通常常绿,叶针形、线形、鳞形,极少为扁平的阔叶(如竹柏)。大多数次生木质部只有管胞,极少数具导管(如麻黄),韧皮部只有筛胞而无伴胞和筛管。大多数雌配子体有颈卵器,少数种类精子具鞭毛(如苏铁和银杏)。
  
裸子植物出现于古生代,中生代最为繁盛,后来由于地史的变化,逐渐衰退。现代裸子植物约有800种,隶属5纲,即苏铁纲、银杏纲、松柏纲、红豆杉纲和买麻藤纲,9目,12科,71属。中国有5纲,8目,11科,41属,236种及一些变种和栽培种。
  
裸子植物很多为重要林木,尤其在北半球,大的森林80%以上是裸子植物,如落叶松、冷杉、华山松、云杉等。多种木材质轻、强度大、不弯、富弹性,是很好建筑、车船、造纸用材。
  
苏铁叶和种子、银杏种仁、松花粉、松针、松油、麻黄、侧柏种子等均可入药。落叶松、云杉等多种树皮、树干可提取单宁、挥发油和树脂、松香等。刺叶苏铁幼叶可食,髓可制西米,银杏、华山松、红松和榧树的种子是可以食用的干果。

据统计,目前全世界生存的裸子植物约有850种,隶属于79属和15科,其种数虽仅为被子植物种数的0.36%,但却分布于世界各地,特别是在北半球的寒温带和亚热带的中山至高山带常组成大面积的各类针叶林。

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裸子植物 - 发展历程

爬行动物王国植被景观
爬行动物王国植被景观
当古生代的蕨类植物形成地球上第一次原始森林的时候,比蕨类植物更加进步的裸子植物已经在泥盆纪晚期悄然出现了。但是在当时,地球上的气候温暖潮湿,蕨类植物的发展更为顺利,裸子植物还不能获得优势。到了二叠纪晚期,气候转凉而且变得干燥,蕨类植物不能很好地适应这样的新环境,逐渐退出了植物王国的中心舞台,裸子植物开始发挥出其潜在的优越性而得到了大发展,并将它的繁盛一直持续到白垩纪晚期。可以说,爬行动物王国里的植被是以裸子植物为特征的。

二叠纪晚期之前,蕨类植物之所以能够得到大量繁殖,主要依靠其孢子体产生大量孢子,飞散到各处,在温暖潮湿的气候条件下,很容易萌发成为配子体;配子体独立生活,在水的帮助下受精形成合子,合子萌发后形成新一代的孢子体。但是在干燥的气候条件下,孢子很难萌发成配子体,萌发出的配子体也不易存活;特别是,没有水不能受精,这就使蕨类植物的繁殖不能正常进行。

裸子植物的配子体不脱离孢子体独立发育,而是受到母体保护;它的受精不需要水作为媒介,而是采用干受精的方式。受精卵在母体里发育成胚,形成种子,然后脱离母体。此时如果遇到不利条件,种子可以不马上萌发,但却继续保持着生命力,待到条件合适时,它们再萌发成为新的植物体。因此,裸子植物保存和延续种族的能力就大大增强了。

裸子植物起源于既有真蕨类特征,又有裸子植物特征的植物,即前裸子植物,其中包括古羊齿类戟枝蕨类。古羊齿类生活在4亿多年前的晚泥盆世,主茎有1.6米粗、35米高。戟枝蕨类生活在中泥盆世到晚泥盆世,有主茎和枝系之分,可高达10多米。

在晚泥盆世,由前裸子植物进化出一支乔木状的植物。它的叶子大多是典型蕨叶型的羽状复叶,但是却有种子,因此被称为种子蕨。种子蕨虽然有了种子,但却没有胚;虽然有了花粉粒,但是还没有花粉管,也就没有花。这一方面证明了种子蕨是处于原始状态的种子植物的先驱,另一方面也证明了植物系统发育中种子的出现早于花和

果实。

在此基础上,裸子植物分化出了苏铁类松杉类两大类,并在中生代得到蓬勃的发展,成为爬行动物王国里植被中的优势成员。

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裸子植物 - 中国概况

裸子植物
裸子植物
(1)中国裸子植物的多样性

中国疆域辽阔,气候和地貌类型复杂。在中生代至新生代第三纪一直是温暖的气候,第四纪冰期时又没有直接受到北方大陆冰盖的破坏,基本上保持了第三纪以来比较稳定的气候,致使中国的裸子植物区系具有种类丰富,起源古老,多古残遗和孑遗成分,特有成分繁多和针叶林类型多样等特征。

据统计,中国的裸子植物有10科34属约250种,分别为世界现存裸子植物科、属、种总数的66.6%、41.5%和29.4%,是世界上裸子植物最丰富的国家。在中国的裸子植物中有许多是北半球其他地区早已灭绝的古残遗种或孑遗种,并常为特有的单型属或少型属。

如特有单种科——银杏科(Ginkgoaceae);特有单型属有水杉(Metasequoia)、水松(Glyptostrobus)、银杉(Cathaya)、金钱松(Pseudolarix)和白豆杉(Pseudotaxus);半特有单型属和少型属有台湾杉(Taiwania)、杉木(Cunninghamia)、福建柏(Fokienia)、侧柏(Platy-cladus)、穗花杉(Amentotaxus)和油杉(Keteleeria),以及残遗种,如多种苏铁(Cycas spp.)、冷杉(Abies spp.)等。

中国的裸子植物虽仅为被子植物种数的0.8%,但其所形成的针叶林面积却略高于阔叶林面积,约占森林总面积的52%。在中国东北、华北及西北地区的针叶林中裸子植物物种较少,在西南地区针叶林中则有丰富的裸子植物物种。在华南、华中及华东地区除原生针叶林外,更常见的是大面积人工杉木林、马尾松林和柏木林。

(2)中国裸子植物面临的威胁及其保护问题

虽然中国具有极为丰富的裸子植物物种及森林资源,但由于多数裸子植物树干端直、材质优良和出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使利该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。如50年代中国最大的针叶林区——东北大、小兴安岭长白山区的天然林被不同程度地开发利用,60年代至70年代另一大针叶林

裸子植物
裸子植物
区——西南横断山区的天然林又相继被强烈采伐,仅在交通不便的深山和河谷深切的山坡陡壁,以及自然保护区内尚有天然针叶林保存。华中、华东和华南地区,因人口密集和经济发展的需求,中山地带的各类天然针叶林多被砍伐,代之而起的是人工马尾松林、杉木林和柏木林。随着各类天然针叶林采伐和破坏,原有生态环境发生改变,加快了林下生物消失和濒危的速度。同时,具有重要观赏价值和经济价值的裸子植物亦破坏严重,如攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、贵州苏铁(C. guizhouensis)、多歧苏铁(C. multipinnata)和叉叶苏铁(C. micholitzii)均在新发表或新的分布点发现后就遭到大肆破坏。三尖杉(粗榧)属(Cephalotaxus)和红豆杉(紫杉)属(Taxus)植物自60年代和80年代末至90年代初发现为新型抗癌药用植物后,就立即遭到大规模采伐破坏,使资源急剧减少。

初步查明,中国裸子植物绝灭种有崖柏(Thuja sutchuanensis,现已重新发现,并未灭绝);仅有栽培而无野生植株的野生绝灭种有苏铁(铁树)(Cycas revoluta)、华南苏铁(C. taiwaniana)、四川苏铁(C. szechuanensis);分布区极窄,植株极少的极危种(critically endangered)有多歧苏铁、柔毛油杉(Keteleeria pubescens)、矩鳞油杉(K. oblonga)、海南油杉(K. hainanensis)、百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)、元宝山冷杉(A. yuanbaoshanensis)、康定云杉(Picea montigena)、大果青杄(P. neoveitchii)、太白红杉(Larix chinensis)、短叶黄杉(Pseudotsuga brevifolia)、巧家五针松(Pinus squamata)、贡山三尖杉(Cephalotaxus lanceolata)、台湾穗花杉(Amentotaxus formosana)和云南穗花杉(A. yunnanensis)等。濒危和受威胁的裸子植物约63种,约占种数的28%,其中百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)和台湾穗花杉(Amentotaxus formosana)被列入世界最濒危植物。

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裸子植物 - 保护工作

对中国裸子植物的保护已受到注意,已建立了少数以残遗或濒危裸子植物为保护对象的保护区(如银杉、百山祖冷杉、攀枝花苏铁、元宝山冷杉、水杉等)。另一些裸子植物物种已列为在其产地所建保护区的主要保护对象。为保持中国在裸子植物类群上的优势,应禁止或限制天然针叶林的采伐,必须采伐时应选择适宜的采伐方式,确保天然更新。还应在极危种(如多歧苏铁等)的原产地建设自然保护区。

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