第五章  蕨类植物

第一节 维管植物

维管植物——具有维管系统(主要由木质部和韧皮部组成)的高等植物,包括蕨类植物和种子植物。

第二节  蕨类植物的形态特征

现在地球上生存的蕨类植物约有12000种;我国2600种,广布各地(海洋、沙漠除外),主要分布在南方热带、亚热带温湿地区,仅云南1000种,无愧“蕨类王国”,它们既是孢子植物又是维管植物

盾蕨、蜈蚣蕨*

贯众、铁线蕨、巢蕨、石韦*
桫椤*

赤水桫椤自然保护区-桫椤*

赤水桫椤*

一、孢子体

      即平时所见的植物体,是具根、茎、叶分化的茎叶体。

1、根   

常具不定根,着生在根状茎上(但原始类松叶蕨为假根),其固着力和吸收力较大。

2、茎

      多为根状茎,少直立,常二叉分支。

      具原始中柱,主要成分是管胞和筛胞,多无形成层,属于原始维管植物。

3、叶

      有大型叶和小型叶之分;孢子叶和营养叶之分。 

      小型叶:

      大多鳞片状,由茎表皮突出而成;无叶柄,无叶脉(松叶蕨)、或仅具单一不分支叶脉,如石松、卷柏等的叶。P135

      大型叶:

      分化为叶柄、叶片,可以是单叶或羽状复叶(由叶轴、羽轴、羽片、小羽片组成);幼时拳卷,叶脉多分支,较进化,如真蕨。P151

垂穗石松、荚胞蕨(示叶型)*                          

      营养叶(不育叶):呈绿色,仅行光合作用的叶。

      孢子叶(能育叶):能产生孢子囊和孢子的叶。

      同型叶:同一植物上的叶形态结构相同,同时行光合作用和产生孢子,如大多数蕨类的叶。H93

      异型叶:同一植物上的叶形态结构不同,分营养叶和孢子叶,如紫萁的叶。P150

同型叶、异型叶*

4、孢子囊及孢子(主要分类依据)

      孢子囊——由蕨叶表皮一个或一群细胞发育而成的无性生殖结构,形式有多种。

      孢子叶球(穗)P132——小型叶蕨中,孢子叶通常聚生在枝的顶端,形成球状或穗状,而孢子囊单生在孢子叶的近轴面叶腋或叶基部,属较原始类型,如石松。

      孢子囊群(堆)——较进化的真蕨中,孢子囊通常聚集成群,在分布在孢子叶的背面、边缘或集生在一个特化的孢子叶上(如问荆的孢囊柄 P144和苹的孢子果 P158),如大多数真蕨。

      大多数真蕨的每一个囊群外有一囊群盖(膜质,保护作用),较原始的无盖。

      水生蕨类的孢子囊群生在特化的孢子果(荚)中。P158

      孢子囊中的孢子母细胞减数分裂——孢子(分同型孢子和异型孢子)——配子体(原叶体)。

      原叶体 —— P132P136图、P153

二、配子体(又叫原叶体)

1、能独立生活,但生活期很短。

圆柱状体:原始类,占少数,如石松  P136 图。

叶状体:进化类,占多数,如蕨  P153图。

2、配子体上产生精子器和颈卵器,精子具鞭毛,借助于水受精。

3、具胚胎发育(胚在配子体上发育为孢子体)

三、生活史特征

      有明显的世代交替。常见的绿色植物体为孢子体,占优势;配子体退化,但能独立生活。是苔藓植物到种子植物的过渡类群。

四、生态环境

    主要在阴暗潮湿处,少旱生。是森林植被中草本层的主要组成部分。

第三节  蕨类植物的分类及代表 植物

我国植物学家把蕨类植物分为5个亚门:

      石松亚门

      水韭亚门

      松叶蕨亚门

      楔叶蕨亚门

      真蕨亚门

第四节  石松亚门

1、主要特征:   P135

      小型叶,为延伸起源,仅1条叶脉,螺旋状或对生排列;

      孢子叶成孢子叶球。

2、分类及常见种:石松目和卷柏目

      石松(狮子尾)

      垂穗石松(铺地蜈蚣)

      千层塔(蛇足石松)

      卷柏(还魂草)

      江南卷柏

芒萁*

第五节  松叶蕨亚门(略)

第六节  楔叶蕨亚门(有节亚门、木贼亚门))

1、主要特征:茎有明显的节与节间之分,节间中空,茎上有纵肋,茎表面富含硅质而粗糙。小型叶成鞘状,孢子叶特化为孢囊柄、聚生成孢子叶球。 

2、分类及常见种

问荆:茎二型,分营养枝和生殖枝。

节节草:无营养枝和生殖枝之分*

第七节  真蕨亚门

一、主要特征

1、除树蕨外,均为根状茎,茎表往往具有鳞片或毛。

2、大型叶,幼时拳卷,单叶(如瓶尔小草)或一至多回羽状复叶(有的有深裂,如蕨)。中轴依次叫叶轴——羽轴——小羽轴——主脉——细脉;

脉序类型  P147图*

      分离型:叶脉二叉分枝,末端分离。

      中间型:近中脉的侧脉联结,边缘侧脉分离。

      网结型:所有叶脉联结成封闭网状,网眼内有一条不连接小脉,进化类型。

3、孢子囊聚集成孢子囊群,常有囊群盖,分厚壁孢子囊(囊壁多层细胞,无环带)和薄壁孢子囊(囊壁单层细胞,有环带,进化)P148图。

4、配子体:呈背腹性心型。P153

5、分为3纲6目,最大目为真蕨目,约占95%。

6、常见种类:P149-160

      瓶尔小草:单叶,孢子囊群成穗状。

      紫萁:有营养叶和孢子叶之分,孢子囊群成穗状,野菜中叫薇菜。

      蕨:幼叶即常见的蕨菜。

      海金沙:攀缘缠绕蕨。

      芒萁:成片生长,常用作垫草或薪柴。

      肾蕨:孢子囊散生叶脉顶,盖成肾形,羽叶与叶轴间有关节,可插花用。

      井栏边草:凤尾草,可作为花卉。

      狗脊蕨:

      瓦韦:孢子囊分别在主脉二侧排列成2行。

      石韦:孢子囊布满叶背侧脉间。

      贯众:孢子囊布满叶背。

      铁线蕨:叶轴黑铁线状,花卉用。

      桫椤:树蕨,珍稀濒危保护植物。

      苹:又叫四叶苹或田字草,茎长而匍匐,叶柄长而软,能随水位高涨而伸长,使叶片漂浮在水面上,具孢子果。可食用。

      槐叶苹:是小型浮水植物,无根,3叶轮生,上侧2叶漂浮水面;下侧1叶形如根,是沉水叶。

      满江红:又叫绿苹或红萍,植物体小,漂浮水面,须根下垂水中;叶内有大量的红色花青素,幼时绿色,秋冬时转为红色;与鱼腥藻(具固氮作用)共生,是良好的绿肥,也可做饲料。(区别于单子叶植物浮萍)

莲座观音、荚胞蕨*
满江红、凤尾蕨*

第八节  古代蕨类举例

      距今大约4亿年前开始出现蕨类植物,而到了距今2.8亿年前的二叠纪,巨大的乔木状蕨类植物开始衰退,相继灭绝,成为古代的蕨类化石植物或形成日后的大煤田。

      在系统演化上的代表:P160-163自学)

      最早登陆成功的裸蕨同“属”的一类蕨。

第九节  蕨类植物的起源和演化

      对蕨类植物的起源各抒己见,一般认为:

      细菌、蓝藻等原核生物——水生绿藻——裸蕨 (古代和现代蕨类植物的共同祖先,最早登陆成功的原始陆生植物)——蕨类植物……

      演化:沿着石松类、木贼类和真蕨类3条路线进行演化和发展。

      蕨类植物的经济价值   P166

蕨类植物的演化*