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      認真科普:逆境生存策略——植物的“胎生”

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      知識點

      • 胎生不只是哺乳動物的專屬詞匯,植物同樣有胎生。

      • 植物胎生分為真胎生與假胎生,前者通過有性生殖產生后代;后者則通過無性繁殖產生繁殖體,類似營養繁殖。

      • 真胎生植物常見于紅樹植物。

      • 紅樹植物大多分布于熱帶、亞熱帶的沿海濕地。

      • 佛手瓜、蕎麥、椰子等植物也具有胎生現象。

      胎生,《辭海》里的解釋是“胎兒產出后即有活動能力的繁殖方式”。

      《生物學大辭典》里的解釋如下:


      這似乎是一個哺乳動物專屬的詞匯,畢竟鯊魚和海豚都像魚一樣生活在水中,但胎生的海豚就不是魚了。

      動物的胎生好理解,那植物的胎生是怎么回事呢?

      首先來回憶下種子植物一般的繁殖方式:種子成熟以后,馬上脫離母樹,經過一段時間的休眠,在適宜的溫度、水分和空氣的條件下,萌發成植株。概括下來就是:


      那么,根據以上已知信息,對照動物的胎生過程,可以推測出植物胎生的過程:


      所以植物的胎生會不會是 種子成熟后先不急著離開母體,而是在母體中繼續發育成幼苗后,再脫離母體?

      還真是這么回事!

      學界比較公認的關于胎生植物的描述是這樣的:

      胎生植物的種子沒有或有很短的休眠期,它們直接在母體植株的果實中萌發,形成胚芽、下胚軸、胚根結構,脫離母體定植后繼續生長。

      植物的胎生現象在植物界中以紅樹植物最為常見。

      紅樹植物是對紅樹科(Rhizophoraceae)植物的統稱,其特征可參見“中國生物志庫”中《中國植物志》記錄的描述:


      紅樹族 Trib. Rhizophoreae Benth et Hook. 包括紅樹屬、角果木屬、秋茄樹屬、木欖屬4個屬。

      其特征為:種子無胚乳常于果實未離母樹前即萌發,有長而粗的胚軸;生于淺海鹽灘;子房下位,花柱單生;葉對生,有托葉。

      ——《中國植物志》

      其中"長而粗的胚軸"就是“胎兒”,也是紅樹林的一大奇觀。

      下面欣賞幾種各屬有代表性的植物:

      紅樹屬 Rhizophora Linn.

      模式種:美洲紅樹Rhizophora mangle Linn.

      我國有3種。

      紅樹Rhizophora apiculata


      來源:中國生物志庫 《中國高等植物彩色圖鑒》

      紅茄苳Rhizophora mucronata


      來源:中國生物志庫 Flora of China

      紅海蘭Rhizophora stylosa


      來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》

      角果木屬 Ceriops Arn.

      我國僅產1種。

      角果木Ceriops tagal


      來源:中國生物志庫 《中國高等植物彩色圖鑒》

      秋茄樹屬 Kandelia Wight et Arn.

      秋茄樹Kandelia candel

      南方又稱其為“水筆仔”。


      來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》

      木欖屬 Bruguiera Lamk.

      模式種:木欖 Bruguiera gymnorrhiza (Linn.) Savigny

      我國有3種和1變種。

      海蓮Bruguiera sexangula


      來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》

      尖瓣海蓮Bruguiera sexangula var. rhynchopetala


      來源:中國生物志庫 《中國植物志》

      木欖(lǎn) Bruguiera gymnorrhiza


      來源:中國生物志庫 《中國高等植物彩色圖鑒》

      那怎么其他植物都“按部就班”,偏偏紅樹族的植物這么特殊呢?

      這還得從它們生長的環境說起。

      紅樹林主要生長在熱帶、亞熱帶靜水河口海灘沼澤土(酸性硫酸鹽土)上。廣東、廣西、福建、臺灣、海南等沿海常見。


      木欖群叢 來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》


      紅海蘭群叢 來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》


      老鼠簕群叢 來源:《中國濕地植被與植物圖鑒》

      可見其生長環境最大的特點就是水淹

      土壤長期或周期性(潮汐)浸泡在水中,加上高鹽環境造成的滲透壓,使種子的發芽難上加難。

      于是胎生紅樹植物的果實成熟后,便會連同胎苗脫離母體鉆入淤泥中,數小時內就可扎根生長成新的植株。如不幸遭遇漲潮被海流帶走,其幼苗包被間隙內的空氣也可維持流浪期間的生命力,一旦被沖上海灘,便能立即扎根生長。

      這種胎生方式,可以最大限度提高幼苗的存活率,擴大種群優勢,這也是植物適應環境的一種進化表現,生物生存的究極意義就在于繁衍呀。

      還有

      知識點

      目前已報道的胎生植物,除了紅樹植物外,還有包含佛手瓜、椰子、麻瘋樹、蕎麥在內的25科78種植物。

      嚴格意義上,真胎生現象包括4類:

      1. 遺傳上以胎生為繁殖方式,如紅樹植物。

      2. 生長于熱帶、亞熱帶的某些頑拗性種子植物,如Coryphantha vivipara 等少數仙人掌科植物。

      3. 某些處于特殊環境中的植物,如水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)的種子在高溫、高濕條件下提前萌發,但不會從母體中吸收營養。

      4. 與休眠有關的植物激素脫落酸(ABA)合成或響應通路有關的突變體植株,或因種子中休眠基因功能缺失而不能進入休眠,在母體直接萌發的。

      胎生植物的生境不是海岸就是濕地,不是干旱就是炎熱。

      由此可見,植物胎生也是“逼不得已”,畢竟適者生存。


      紅樹林

      既然改變不了環境,

      那就去適應。

      與君共勉!

      資料來源:

      中國生物志庫:http://species.sciencereading.cn

      生命科學術語庫 :http://species.sciencereading.cn/biology/v/terminology/122/SYK.html

      Elmqvist, T. and P. A. Cox. 1996. The evolution of vivipary in flowering plants. Oikos 77:3–9.

      周曉旋. 紅樹植物胎生現象研究進展. 植物生態學報, 2016, 40(12):1328-1343.
      趙魁義, 姜明,田昆,等. 中國濕地植被與植物圖鑒. 北京: 科學出版社, 2020.

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