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植物的性:有花植物的性別系統複雜到你無法理解

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有花植物的性別系統:複雜到你無法理解的程度

植物的性:有花植物的性別系統複雜到你無法理解


花之性


花是植物的性器官。在有花植物的性別系統中,大多數植物都是雌雄同花(約72%),也稱之為兩性花,如桃花、梨花之類,一朵花中既有雌蕊也有雄蕊。也有的植物是分公母的,雌雄花開在不同的位置或不同的植株之上。甚至諸如番木瓜之類的奇葩植物,顯示出更加複雜的五種性別。雖然我已一一撰文來討論這些現象,但依然無法展現出有花植物複雜的性別系統。因此特地再多寫一篇,把植物一些特殊的性別系統再與大家分享一下,通過一些獨特的植物,讓大家體會一下植物的奇妙性別;其次通過這些複雜的性別,給大家講講植物性別系統的進化問題。


首先大家介紹最常見,最簡單也是最有效的植物性別---雌雄同花或叫兩性花(hermaphrodite)。如桃花、梨花、荷花之類,雌蕊和雄蕊都在同一朵花內,昆蟲一次拜訪即可帶走雄蕊的花粉,同時幫助雌蕊授粉。這類花佔據了有花植物的大多數,約佔植物的72%左右。

然後是雌雄異花,可分為同一植株上的雌性異花(monoecy)和不同植株上的雌雄異花(dioecy),如黃瓜、日日櫻等,同一個植株上既有雄花,也有雌花,這就叫雌性同株(monoecy),這類植物約佔有花植物的5%左右;如銀杏和葎草,有的植株個體是雄性,有的是雌雄,各不相同,這就叫雌雄異株(dioecy),這類植物約佔有花植物的4%左右。


雌雄同花的荷花、雌雄同株的日日櫻(+黑面神)、雌雄異株的葎草

植物的性:有花植物的性別系統複雜到你無法理解



第三是介紹那些處於進化中間狀態的獨特性別,如有的兩性花植物,它上面突然出現了單一雄性的花朵,這就叫雄全同株(andromonoecy),這類植物約佔有花植物的1.7%左右,如分布於滇西北的開瓣百合和分布於甘肅一帶的耐旱植物文冠果就屬於這種性別系統;若兩性花植物上出現了單一的雌性花朵,那這就叫雌全同株(gynomonoecy),這類植物約佔有花植物的2.8%左右,如我國新疆的沙生多短命植物異翅獨尾草就屬於雌全異株。

文冠果(雄全同株:同一植株上既有兩性花,又有單一的雄花)

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異翅獨尾草(雌全同株:同一植株上既有兩性花,又有單一的雌花)


第四一類是在雌雄異株的基礎上進化而來的兩種性別系統。第一類叫雌全異株(gynodioecy),即不同的個體性別不一樣,有的植物是兩性花,有的個體則完全開雌花。這類植物約佔有花植物的1%左右;第二類叫雄全異株(androdioecy),有的個體植物是兩性花,有的個體則完全開雄花。這種性別系統的植物極為罕見,如中國特有的珍稀孓遺植物銀鵲樹(又叫癭椒樹)就屬於這種極為奇特的性別系統。

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白玉草(雌全異株:不同植株里,有的是兩性花,有的是雌花)

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癭椒樹(雄全異株:不同植株里,有的是兩性花,有的是雄花)


植物中還有一些其它難以用一個詞來描述的性別系統,如隆水生植物寬葉慈姑,既有既有雌雄異花同株,也有雌雄異株的種群;常見的花卉植物一品紅,一個花序上既有兩性花,又有分離的雌花和雄花,展現出另外一番獨特的性別系統。


寬葉慈姑既有雌雄異花同株也有雌雄異株的種群

植物的性:有花植物的性別系統複雜到你無法理解



最後,這些種類繁多複雜的植物性別系統是如何而來的呢?植物學上大致有一個初步的共識。認為,植物最早是雌雄同花,也就是以兩性花為基礎發生改變的。植物最容易發生的突變是雄蕊的丟失,控制雄蕊發育的某些基因突變之後,兩性花逐步進化成為雌雄,便產生了雌全同株,或產生了雌雄同株異花(monoecy)的現象;雌雄異株(dioecy)則是植物為了避免自交,盡最大可能地促進異交而進化出來的一種類型。雄全異株則認為是雌雄異株植物的一種繁殖保障進化策略,為了保證能有後代,部分植株回到了兩性花的階段。


總之,植物性別進化系統研究還不是那麼完善,在中國系統研究這方面的專家不多,只是偶見幾個案例報道。這一塊仍然有很多空白和誤區,值得深入探索。植物性別系統進化的大致過程和例子

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