變性植物

變性植物

大千世界,無奇不有。近年來,人體變性似乎已成為人們茶餘飯後議論的話題之一。其實,在低等動物群體中,變性是一種常見的現象。脊椎動物中的魚類,也存在著由於雄性與雌性的競爭而產生的變性現象。如黃鱔幼小時,都是雌性的,長大以後則全部變成雄性,等等。令人感到驚訝的是,植物界中也存在著變性現象。

基本介紹

  • 中文學名:變性植物
  • :植物界
  • :被子植物門
  • :雙子葉植物綱
  • :唇形目
  • :唇形科
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典型代表

1、印度天南星就是為數不多的變性植物之一。
它是一種生長在溫帶和亞熱帶地區的林下或小溪旁的多年生草本植物。它雌雄異株,且有雄株、雌株和無性別的中性株三種類型。有趣的是,這三種植株可年復一年的互相轉換性別,直到死亡為止。在通常環境條件下,它生長的第一年,一般全為雄株;當長得較大超過一定的高度時,就轉變為雌株,如果環境變得惡劣,如連續乾旱,土壤肥力不足等,其性別又會逆轉,由雌性變為雄性。當環境條件好轉後,又再變為雌性。根據印度天南星性別變化與植株體型大小密切相關的現象,科學家提出雌雄植株的體型優勢模型。該模型表明,雌株往往高於雄性和中性株。在一定高度範圍內的植株,都可以發生性別的變化。
印度天南星能隨環境條件而改變性別的特性對其生殖有重要意義。植物在開花,尤其是在結實時需要以消耗大量營養物質為代價,具有體型高大的植株才能製造更多的養分供結實需要,所以大型植株多為雌株,這樣,小型植株多為雄株。前一年為雌株的大型植株,由於結實消耗了大量的營養,第二年便又變為雄株。當環境惡劣時,雌株沒有足夠的養分開花結實,如果它們轉變為雄株,便可以使相距較遠、生長在環境較好地方的雌株有較多機會獲得花粉。至於中性植株的存在,也是由體內營養物質決定的。而且同樣與環境條件有關。當它既不能變為雌株,又不“甘心”變為雄株時,就只好暫為中性了。
異葉天南星異葉天南星
掌握了植物的這種特性,對那些較易改變性別的植物進行研究,通過適當的改變外界環境條件,就可以有效地控制一些植物的性別。
2、美國波士頓大學植物學家發現,北美洲的紅楓樹也是變性植物之一。
3、番木瓜——溫度變化引發變性
番木瓜,也是一種可以改變性別的植物。它是熱帶亞熱帶水果,原產於墨西哥南部以及鄰近的美洲中部地區,在我國主要分布在廣東、海南、廣西、雲南、福建、台灣等省(區)。
從事番木瓜組培及育種研究的碩士研究生廖芬說,人們很早就知道番木瓜樹是分公母的,公木瓜樹不結果。在民間一直流傳著,如果在公樹上砍上幾刀,或是用鋤頭把根弄傷,公番木瓜樹就會變成母木瓜樹,然後可以正常結果。事實是怎樣的呢?
通過研究,植物學家解開了謎底。番木瓜不止分雄株和雌株,還有一種株性——兩性株。三種不同株性番木瓜所開的花分別是雄花、雌花和兩性花。公木瓜樹所開的花為雄花,這種花只傳粉不結果。母木瓜樹所開的花為雌花和兩性花,雌花會結出圓圓胖胖的果子。母木瓜樹所開的另一種花稱為兩性花,兩性花再細分還可以分為長圓形兩性花、雄型兩性花和雌型兩性花。長圓形兩性花所結的果實為長圓形,市場上賣的番木瓜水果均為這種花所結的果實。而雄型兩性花所結的果瘦小或畸形,雌型兩性花所結果實會起梭或是畸型。雌型兩性花和雄型兩性花所結果實外觀不佳,一般沒多少經濟價值。
科學研究發現,番木瓜的性別改變,主要發生在兩性株上,一般溫度在26℃~32℃之間開的大多數是長圓形兩性花,低於26℃或高於32℃便出現趨雌或趨雄現象。而受到創傷,如刀砍或是鋤頭砍傷引起花性轉變,還只是民間的說法,未得到科學證實,引起番木瓜花性改變的原因主要還是溫度。
4.一把傘南星--季節性變性
一把傘南星一把傘南星
一把傘南星(學名:Arisaema erubescens) 又叫天南星、虎掌南星、一把傘、蛇包穀等,是天南星科的多年生草本植物。它的葉一枚,小葉片7-23,輪生於葉柄頂端,小葉片線形、披針形或倒披針形,頂端細絲狀。花雌雄異株。花序柄短於葉柄,佛焰苞通常綠色或上部帶紫色,少有紫色而具白色條紋;肉穗花序,附屬器為棍棒狀。漿果,紅色。昆明植物所的胡光萬博士在2008年完成了他對一把傘南星的繁殖生物學研究的課題。研究後發現一把傘南星是一種能變性的植物,它是一種季節性的雌性異株植物,同一植株的性別在不同生長季節中可以發生變化。

植物變性的價值

高等植物的性別並不像多數動物那樣,在胚胎時就已決定,而是要在其生長、分化和發育成熟後的某個階段才能確定,因此,高等植物的性別分化具有不確定性。外界環境條件,如營養、溫度、濕度、光強、植物激素等因素都對其有不同程度的影響。掌握了植物的這種特性,對那些較易改變性別的植物進行研究,通過適當地改變外界環境條件,就可以有效地控制一些植物的性別,使之向人們意願的方向轉化。
雌雄異花同株的黃瓜,人們可以在種植過程中通過噴灑植物生長調節劑、遮陰或增加水分和氮肥,來增加雌花的數量。
人們所吃的水果,大多數是兩性花的子房經受精發育而來,果實是雌性功能的體現。對於銀杏這樣的雌雄異株來說,種苗的時候應該針對性地選擇更多的雌株,這樣,一片銀杏林就能收穫更多的白果了。但是,也一定要有雄性銀杏株才行,不然沒有花粉傳到雌株上就不能結出白果了。
變性植物變性植物
在農業生產上,為了提高產量人為地增加雌花數量之後,往往要進行輔助的人工授粉,以保證花粉的供應。
當然,雄花除了傳粉功能,還有其他很多功能,比如水燭香蒲的花粉,有止血、化瘀、通淋等功效。雄花作為食用的就更多了,比如南瓜的雄花、核桃雄花的花序梗都可以作為蔬菜食用。南瓜的雄花食用的部分主要是花瓣,而核桃的主要是花序梗。
研究發現,與動物一樣,一些植物的性別也是由存在於染色體上的基因決定的,通過對植物種子或幼苗進行染色體檢查,就能準確地鑑別出楊樹、柳樹、銀杏等樹木的性別。

發展

研究植物性別形成的本質,尋找控制性別的途徑,是探索植物世界奧秘的熱點之一,這方面的研究還在不斷深入。不久的將來,如果人類能去控制植物的性別,成為大自然的主人,農業生產將會更上一層樓。

延伸閱讀

植物中的“胎生”現象

開花,然後結果,最終瓜熟蒂落,種子在適宜的條件下萌發、長成幼苗。絕大部分基本上都遵循這樣一條繁殖路線。
可偏偏有一部分植物,學著動物的樣子“胎生”,即種子成熟後不肯離開母體,還不停地吸收母體的營養,直到萌發成小植株,才離開母體,獨立生活。
植物的“胎生”現象不難見到,紅樹就是一種典型的胎生植物。紅樹是一種小喬木,生活在熱帶、亞熱帶沿海一帶的海灘上。我國廣東、海南島、福建和台灣的沿海地區,都有它的分布。
紅樹林植物的胎生現象可分為顯胎生和隱胎生。種子萌發的時候,下胚軸明顯伸長,逐漸突破果皮,形成樣子如同長長“水筆”的胎生苗,屬於顯胎生。紅樹林中進行顯胎生繁殖的植物,主要集中在紅樹科,其中紅樹屬的紅樹、紅海欖,木欖屬的木欖、海蓮、尖瓣海蓮,角果木屬的角果木,秋茄屬的秋茄,都在果實外長有長長的胎生苗,形成“樹掛幼苗”的奇觀。
海灘上每天都有漲潮和退潮,漲潮時紅樹的樹幹全被海水淹沒,樹冠在水面上蕩漾;退潮後,棵棵樹木又挺立在海灘上,形成了海灘上的奇特景觀。
如果紅樹種子成熟後,馬上脫落墜入海中,就會被海浪沖走,得不到繁殖後代的機會;可是,紅樹靠著種子胎生,就能在海灘上繁衍生息。

胎生植物

植物界的“胎生”現象,也見於佛手瓜和胎生早熟禾等植物中。另外,生長在非洲摩洛哥和南美的奶樹,也是胎生。更奇特的是,南美地區生長的奶樹所流出的汁液,其營養可與最好的牛奶媲美。

變性植物 - 總結

由此可見,高等植物的性別並不像動物那樣,在胚胎時期就已決定,而要在其生長、分化和發育成熟後的某個階段才能確定。因此高等植物的性別分化具有不穩定性。外界環境條件如營養、溫度、濕度、日長、光強、植物激素等因素都對其有不同程度的影響。掌握了植物的這種特性,對那此較易改變性別的植物進行研究,通過適當的改變外界環境條件,就可以有效地控制一些植物的性別,使之向美人們意願的方向轉化。如黃瓜多施氮肥、澆水,提高室內氣溫,就可我開雌花多結瓜;大麻少施氮肥多施鉀肥,可多得雄株,等等。

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