蕨类植物

蕨类植物蕨类植物特征孢子体发达，常为多年生草本。个别为木本，如桫椤属(Cyathea)。根常为不定根(adventitiousroot)。茎有地上的气生茎和地下的根状茎(rhizome)。蕨类植物大多仅具根状茎。营养叶和孢子叶蕨类植物的叶子中，有仅进行光合作用的叶，称为营养叶或不育叶；也有些叶子的主要作用是产生孢子囊和孢子，称为孢子叶或能育叶。营养叶孢子叶孢子叶局部同型叶与异型叶有些蕨类的营养叶和孢子叶是不分的，而且形状相同，同一叶既可以进行营养也可以进行繁殖，称同型叶；也有孢子叶和营养叶形状完全不相同的，称为异型叶。同型叶异型叶孢子叶营养叶水蕨孢子叶局部：示角果状孢子叶边缘反卷，着生孢子囊。孢子囊群较进化的真蕨类，其孢子囊通常生在孢子叶的背面、边缘或集生在一个特化的孢子叶上，往往由多数孢子囊聚集成群，称为孢子囊群或孢子囊堆。孢子囊和孢子孢子囊是蕨类植物孢子体上产生孢子的多细胞无性生殖器官。孢子囊常成孢子囊群(sorus)，也有2-3个聚生，或单生于孢子叶的叶腋，孢子叶再密集于孢子体分枝的顶端形成球状或穗状，如伏地卷柏。蕨类植物的孢子为孢子母细胞减数分裂而形成的单细胞结构，其形状，大小和结构因种类而异。一般为同型孢子，大孢子萌发产生雌配子体，小孢子萌发产生雄配子体。还不能完全适应陆生环境，一般生活在沟谷和阴湿环境。桫椤桫椤为乔木紫萁紫萁为多年生草本蕨类植物大多仅具根状茎。叶的类型孢子囊孢子囊切面孢子囊（8胞期）孢子囊（16胞期）孢子囊（64胞期）成熟的孢子囊孢子果(示满江红孢子果)水生蕨类的孢子囊群生在特化的孢子果内。槐叶萍孢子果孢子叶球蕨类植物的孢子囊，在小型叶蕨类中是单生在孢子叶的近轴面叶腋或叶子基部，孢子叶通常集生在枝的顶端，形成球状或穗状，称孢子叶球或称孢子叶穗。孢子叶球石松的孢子叶Lucopodiumsporophylls孢子同型与孢子异型多数蕨类产生的孢子大小相同，称为孢子同型，而卷柏植物和少数水生蕨类的孢子有大小之分，称孢子异型。孢子形成时是经过减数分裂的，所以孢子的染色体是单倍的。原叶体蕨类植物的配子体又称为，是由单被体的孢子直接萌发产生的，配子体均很微小，生活时期短，无根茎叶的分化，具单细胞假根。从营养方式分为两类：一类为不含叶绿素，埋生土中，与真菌共生，依靠共生的真菌获取营养，如松叶蕨类，其配子体长约几毫米，直径仅0.5-2mm，褐色，柱状，长二叉分枝，具假根，特别是体内有断续的维管组织。石松类植物中也有和真菌共生的配子体。另一种类型为绿色，光合作自养的配子体，可以独立生活，楔叶类和真蕨类的配子体为此类型。楔叶类的绿色配子体通常被描述为垫状，具许多直立的叶状条片。真蕨类的配子体大多为心形的叶状体。蕨原叶体配子体Gametophyte1000xMC幼配子体YounggametophyteMC原叶体孢子萌发后，形成为配子体。配子体又称原叶体，小型，结构简单，生活期较短。绝大多数蕨类的配子体为绿色、具有腹背分化的叶状体，能独立生活，在腹面产生颈卵器和精子器，和苔类植物相似。蕨配子体精子器颈卵器性生殖器官和受精条件蕨类植物的有性生殖器官为多细胞的颈卵器（雌性器官）和精子器（雄性器官）。但和苔藓植物相比，蕨类植物的颈卵器相对退化，颈卵器的腹部埋入配子体组织中，内有1卵，颈部较短，颈沟细胞也少。精子器多为球形。精子均具鞭毛，除石松类的精子具多条鞭毛并呈螺旋形弯曲的精子。精子器颈卵器精子和卵子精子器AntheridaMC精子器纵切面AntheridialsMC精细胞配子体精子器纵切面AntheridiumlsMC颈卵器近观ArchegoniadetailMC颈卵器纵切面ArchegoniumMC颈卵器侧面观ArchegoniumsideviewMC颈卵器着生情况有卵的腹部埋入原叶体中颈部出露于配子体未成熟的精子器ImmatureantheridiaMC生活的颈卵器LivearchegoniaMC配子体的假根Rhizoids_MC.JPG精子和颈卵器SpermandachegoniumMC多鞭毛的精子精子多鞭毛。配子体产生的精子和卵，在受精时还不能脱离水的环境。胚embryo胚的详细结构embryodetail原叶体和孢子体图示原叶体上长出孢子体。孢子体原叶体受精卵发育成胚，幼胚暂时寄生在配子体上，长大后配子体死亡，孢子体即行独立生活。蕨类配子体上长出幼孢子体Image:YoungsporophyteMC蕨类植物的生活史均具世代交替，孢子减数分裂。但和苔藓植物相比又有所不同，蕨类植物是孢子体发达的异形世代交替，配子体虽微小，但大多可独立生活。六、生活史真蕨生活史蕨类植物的生物史孢子体合子卵精子精子器原叶体颈卵器孢子囊孢子卷柏背腹面DorsalandventralMC卷柏茎的横切面江南卷柏的孢子叶穗孢子叶穗孢子叶穗卷柏孢子叶穗纵切面孢子叶球孢子囊Sporangia孢子叶Sporophyllls孢子叶sporophyll卷柏雄配子体卷柏雌配子体卷柏大、小孢子MegasporemicrosporesMC小孢子大孢子卷柏大孢子叶和孢子Megasporophyllandspore卷柏小孢子叶Microsporophyll卷柏小孢子叶MicrosporophyllMC卷柏小孢子叶Microsporophyllcomp卷柏孢子叶SporophyllsMC小孢子叶大孢子叶卷柏的孢子叶球孢子叶球卷柏幼小孢子体YoungsporophyteMC卷柏的生活史孢子囊单生于孢子叶的叶腋内，有大、小孢子囊之分。着生大孢子囊的叶称大孢子叶，着生小孢子囊的叶称小孢子叶。大、小孢子叶密集在枝端形成孢子叶穗。大、小孢子叶的数目和在孢子叶穗中的着生位置因种而异。有的上部为小孢子叶，下部为大孢子叶；有的大、小孢子叶分列穗轴两侧，即一侧是大孢子叶，一侧为小孢子叶；有的种类仅在孢子叶穗基部有一个大孢子叶。其余均为小孢子叶。大孢子囊通常有一个大孢子母细胞。经减数分裂产生四个大孢子。小孢子囊中有许多小孢子母细胞，经减数分裂产生许多小孢子。卷柏的生活史卷柏的大孢子萌发成雌配子体，小孢子萌发成雄配子体。卷柏属的配子体极度退化，是在孢子壁内发育的，卷柏的雄配子体是由1个精子器和1个原叶细胞（营养细胞）所组成。雌配子体的初期发育也是在大孢子壁内发育的，首先是大孢子中产生大液泡，其内的核经过多次分裂，形成很多游离核，再由外向内产生细胞壁。当大孢子的壁开裂时，该处的细胞露出，变成绿色，并产生假根，有些细胞形成颈卵器。小孢子的壁破裂后，释出精子。在的水条件下进入颈卵器与卵融合，受精卵不经休眠，在颈卵器内发育成胚。成熟的胚由胚柄、基足、根、端和叶组成。胚进一步发育成新一代的孢子体。常见种类江南卷柏(S.mollandorfii)：孢子叶穗四棱形，生于小枝顶端，孢子叶卵状三角形。蛇足石杉（千层塔）(Huperziaserratum)：肾形的孢子囊着生于孢子叶腋，成熟孢子囊沿一侧开裂。伏地卷柏(Selaginellanipponica)：孢子囊腋生，小孢子囊橘红色，内含多数小孢子，大孢子囊淡黄色，内含4枚大孢子。石松(Lycopodiumclavatum)：茎匍匐生长，叉状分枝，小枝密生鳞片状叶。石松（二）水韭纲(Isoetinae)特征：生于水边或水底，叶细长似韭，丛生于短枝的茎上，孢子异形，游动精子具多鞭毛。代表植物——中华水韭（Isoetessinonsis）沼生，叶线状，根茎肉质，块状，大小孢子囊生于孢子叶基部。松叶蕨纲(Psilotimae)特征：孢子体仅具假根，叶为小型叶，茎多次二叉分枝，孢子囊生于孢子叶近顶端，孢子同型，雌雄同体，游动精子螺旋形，具多数鞭毛。代表植物——松叶蕨(Psilotumnudum)松叶蕨(Psilotumnudum):绿色二叉分枝的地上茎，基部棕红色，上部绿色，孢子囊黄色，孢子叶二叉状。孢子囊3室。松叶蕨松叶蕨茎横切PsilotumxsMC松叶蕨茎横切stemxs松叶蕨原生中柱ProtosteleMC松叶蕨的气孔StomataMC气孔松叶蕨表皮气孔Epidermisstomata松叶蕨的地上枝AerialshootMC松叶蕨的孢子枝松叶蕨的配子体GametophyteJC松叶蕨孢子囊纵切面LSsporangiumMC松叶蕨生活史PsilotumLifeCycle孢子体配子体松叶蕨的精子器PsilotumantheridiaJC松叶蕨的根状茎RhizomeMC松叶蕨的孢子SporesMC松叶蕨的聚合囊SynangiumMC木贼纲（Eguisetimae）特征：茎具有明显的节和节间，叶小鳞片状轮生，孢子囊生于枝顶，孢子叶状（Peitate）孢子同型，游动精子具多数鞭毛。节节草问荆的能育茎FertilestemsKS问荆的配子体GametophytesMC问荆营养枝Vegetativeshoot木贼属的生活史木贼属的生活史孢子散落后，生活力仅为几天，在适宜的条件下，萌发成微小的配子体。成熟的配子体一般不足10mm，通常是具背腹性的，仅有几层细胞的垫状组织，向下生假根，向上产生许多薄而不规则的带状裂片。绿色，独立生活，单性或两性。颈卵器生于带状裂片的基部，精子器多生于裂片的先端或在颈卵器的周围。精子器中产生多个螺旋形弯曲的多鞭毛精子。在有水的条件下，进入颈卵器与卵融合，形成受精卵，然后发育成胚。成熟的胚由基足、根、茎端和叶组成。胚进一步发育成孢子体。1、木贼(Hippochaetehiemale)：茎有明显的节和节间。2、犬问荆(Equisetumpalustre)：营养枝节上具多数轮生分枝，生殖枝顶端生孢子叶球3、节节草(Hippochaeteramosissimum)：节、节间明显，叶成为膜状。4、问荆（Equisetumarvense)真蕨纲（Filicinae）真蕨是现今繁茂的蕨类植物，其孢子体发达，叶为大叶型。孢子体有根、茎、叶的分化。绵马贯众蕨孢子体叶为奇数羽状复叶，叶柄基部密生褐色鳞片，具有缩短的地下茎，其上生有卷曲状的幼叶和残留老叶柄及不定根。不定根与拳卷幼叶卷曲状的幼叶蕨孢子体各部分茎密被褐色鳞毛，茎上生有不定根，切面可见2条深色的机械组织。叶片幼时拳卷，叶缘向背面反卷，孢子囊群生于此。紫萁根茎，营养叶和孢子叶其叶背长许多“孢子囊群”。每一囊群上有“孢子囊群盖”。扁椭圆形的孢子囊，每一孢子囊由柄和囊两部分组成，囊壁由一层细胞所成。有一列16个细胞组成的“环带”，自柄绕到囊顶到另一边，环带细胞为三面加厚的细胞，其间有几个薄壁大细胞，称为“唇细胞”。孢子囊群唇细胞裂开孢子叶局部孢子囊发育过程中，产生许多孢子母细胞,经减数分裂产生许多孢子，孢子成熟时于唇细胞裂开处散出。孢子在适宜的环境中，萌发成为心脏形的扁平配子体，称为原叶体。配子体能进行光合作用，行独立生活。为扁平叶状结构，腹面生有假根。唇细胞裂开原叶体配子体的假根之间生有许多精子器。腹面心形凹陷之处生有许多颈卵器。分别产生精子和卵，在有水条件下受精，产生合子。合子在颈卵器中发育成胚，而后成长为幼孢子体，暂依附配子体。不久配子体死去，成长为独立的孢子体。精子器颈卵器精子和卵子幼孢子体世代交替非常明显。从合子起，染色体是2N，便是孢子体世代开始。受精卵在颈卵器中发育成胚，胚发育成幼小的孢子体。孢子体具明显的根、茎、叶，进行独立生活。叶背生孢子囊，孢子囊内的孢子母细胞经减数分裂，产生单倍体N的孢子，便是配子体世代或有性世代的开始。孢子萌发长成心脏形的原叶体(配子体)。原叶体上产生精子器和颈卵器。内有精子、卵，精卵结合产生合子，合子萌发形成孢子体。蕨类的生活史蕨类世代交替蕨类植物的生活史，有两个独立生活的植物体，即孢子体和配子体。从受精卵萌发开始，到孢子母细胞进行减数分裂前为止，这一过程称为孢子体世代，或称为无性世代，它的细胞染色体是双倍的（2n）。从孢子萌发到精子和卵结合前的阶段，称为配子体世代，或称有性世代，其细胞染色体数目是单倍的（n）。在它一生中世代交替明显，而孢子体世代占很大的优势。蕨类生活周期Fernlifecycle蕨类植物生活史肾蕨满江红Azolla40xMC卷柏se