主題10:地球上的生物

單元肆:植物界

 

一、植物界生物的特色

植物界的成員是一群多細胞的真核生物,具有細胞壁。大多數都含有葉綠體,可行光合作用,自行製造養分。植物界的生物是由綠藻類演化而來的,依演化的先後,可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中蘚苔植物不具維管束,因此沒有真正的根、莖和葉等構造,屬於無維管束植物。蕨類植物、裸子植物和被子植物則具有維管束,因此有真正的根、莖和葉等構造,屬於維管束植物。

維管束植物體內的維管束組織貫穿根、莖和葉等器官,使植物體內的水分和養分的輸送加快,並且可支持植物體,使其直立,也因此這類植物長得比蘚苔植物高大。現生的蕨類植物不產生種子,但是會產生孢子而散播。裸子植物和被子植物則靠種子繁殖,因此合稱為種子植物。以下整理了植物界生物的分類檢索表,以下各單元將陸續介紹各植物的特色。

 

二、蘚苔植物的特色

蘚苔植物大約於4億年前出現,是最先出現在陸地的植物。它們的外表演化出角質層,可以保護植物,以防止水分的過度散失,所以可以登陸地面而生活;但由於植株尚未演化出維管束的構造,所以水分和養分的運輸速度很慢,因此個體都很矮小。在潮溼的地面、牆壁或樹幹上,常常可以發現這一群綠色矮小的植物。常見的蘚苔類有地錢與土馬騌(如下圖)。

圖片來源:國立編譯館

 

三、蕨類植物的特色

蕨類植物是由蘚苔植物演化而來,已演化出具有維管束的構造,所以在植物個體上已不再像蘚苔植物如此矮小。蕨類植物又常被稱為低等維管束植物,因為它有別於種子植物,不產生種子,而是靠產生孢子來繁殖下一代。蕨類植物多生長在陰暗潮溼的地方,植物的莖常埋於地下,稱為地下莖,但有些種類的蕨類,如:筆筒樹,則具有直立且高大的莖。

蕨類的葉多呈羽狀複葉,幼葉通常成捲曲狀,成熟後的蕨葉背面常有孢子囊聚集成堆,孢子囊內的孢子很微小,需要用顯微鏡觀察,成熟後會由孢子囊散出,隨風飄散並繁殖下一代。

今曰我們燃燒的煤炭,大都是古代高大的蕨類植物深埋於地層中,經過長久的時間而形成的。

 

圖片來源:國立編譯館

圖片來源:國立編譯館

 

四、裸子植物的特色

裸子植物是由蕨類植物演化而來,與蕨類植物最大的區別就在於其利用種子繁殖而非孢子繁殖。而後裸子植物再演化形成被子植物,此兩種植物相同點為皆產生種子而繁殖,合稱為種子植物。

植物於演化上趨向於利用種子來繁殖,原因在於乾燥的種子不但可以長期保存,抵抗乾燥,而且種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育所需,因而增加了種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力,使得種子植物成為現今地球上的優勢種類。

而裸子植物與被子植物最大的差異在於其繁殖構造上的不同,裸子植物利用毬果繁殖,因不具有子房構造所以種子形成後並沒有被果實包覆而裸露在外,故稱為裸子植物。而被子植物利用花來繁殖,因花中具有子房構造,所以於受精完成後會發育成果實將種子包覆起來,故稱被子植物。

的胚珠即發育為裸露的種子。許多裸子植物的種子具有翅,可以隨風散播到遠處。

圖片來源:國立編譯館

裸子植物主要分布於溫帶地區,或熱帶、亞熱帶海拔較高的山區。常見的有松、杉、柏等,它們的樹幹高大挺直,葉子多呈針狀,故又被稱為針葉樹。台灣中高海拔地區的神木,大多是紅檜,樹齡已達數千年,它的樹幹挺直,木材紋理細緻美觀,質地堅實,且含有精油可防蟲,為建築、製造家具的最佳木材。而松樹的種子,可提供食用和提煉松子油。蘇鐵亦屬裸子植物,是常見的庭園植物。

大部分的裸子植物會產生毯果,毯果皆由許多鱗片組成,有雌、雄之分。雄毯果成熟時,鱗片下側產生的花粉粒,由風傳播至雌毯果上。雌毯果的各鱗片內側有裸露的胚珠,胚珠內含有卵,受精後

圖片來源:國立編譯館

 

五、被子植物的特色

被子植物的繁殖器官為花,所以亦被稱為開花植物。被子植物的種子被包於果實內,以獲得保護或可藉此來幫助種子傳播。

被子植物依種子內子葉的數目分為單子葉植物和雙子葉植物。大部分單子葉植物的葉具平行脈,花瓣為三或三的倍數,如百合、稻、麥、甘蔗、玉米、竹、蔥和蒜等。大部分雙子葉植物的葉具網狀脈,花瓣為四、五或其倍數,常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓。詳細的比較如下表所示:

被子植物的種類很多,如我們日常所見的樹木、花草和蔬菜等,它們可供食用、藥用或觀賞,與人類的關係十分密切。

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