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植物界分類的系統單位,由上而下分別是 界 - 門 - 綱 - 目 - 科 - 屬 - 種。世界上的植物可分成四大植物門;約有八十萬到一百萬種。
四大植物門:蘚苔植物門、蕨類植物門、裸子植物門、被子植物門
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。這一群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。植物為了適應陸地生活,需具備對抗乾燥的能力,例如開花植物的生殖細胞與受精過程等,都有避免乾燥的保護構造,及葉子包覆一層蠟質角皮層和氣孔多位於葉底面等。
植物中僅蘚苔植物不具維管束(為輸導組織),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都具有維管束,因此具有真正的根、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。因此,維管束植物長得比蘚苔植物高大。
維管束植物中,有些植物不產生種子,如蕨類,它們會產生風媒孢子來散播,這些植物又稱為無種子維管束植物。裸子植物和被子植物靠種子繁殖,因此被稱為種子植物,種子植物直到中生代才開始興盛。乾燥的種子不但可以長期保存,抵抗乾燥,而且在適宜環境下萌芽時,種子內儲藏的養分可以供給其內的胚發育,增加種子植物繁殖和擴張生長範圍的能力。因此,種子植物在現今地球陸地上占了大部分的生長面積。
1. 蘚苔植物
蘚苔植物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;但由於植株尚未演化出維管束,所以水分和養分的運輸速度很慢,且個體都很小。此外,蘚苔植物的受精作用需要外界的潮濕環境;因此,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。常見的蘚類植物如地錢(圖4-1-1-1),其綠色的植物體平鋪於地面上,腹部的假根則固著在土壤內,以吸收水分。常見的苔類植物如土馬鬃(圖4-1-1-2),具有直立的假莖,其上著生假葉,並有假根固著在土壤內。
2. 蕨類植物
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,而是靠產生孢子散佈繁殖。蕨類植物多生長在陰溼的地方。植物的莖常埋於地下,稱為地下莖;有些蕨類的莖則直立且高大,如筆筒樹(圖4-1-2)。蕨類的葉多呈羽狀複葉(圖4-1-3)。蕨葉的背面常有孢子囊聚集成堆,稱之孢子囊堆(圖4-1-4)。孢子囊內的孢子很微小,需要用顯微鏡觀察(圖4-1-5、活動10-2),成熟後會由孢子囊散出,隨風飄散。今曰我們燃燒的煤炭,大都是石炭紀高大的蕨類植物大量死亡後,深埋於地層中,經過長久的時間,未完全分解並受到擠壓而形成的。
3. 裸子植物
裸子植物產生種子繁殖,但種子裸露,並不似被子植物的種子是包藏於果實中。大部分的裸子植物會產生毬果(圖4-1-6),有雌、雄之分,毬果皆由許多鱗片組成。雄毬果成熟時,鱗片下側產生的花粉粒,由風傳播至雌毬果上。雌毬果的各鱗片內側有裸露的胚珠,胚珠內含有卵。受精後的胚珠即發育為裸露的種子沒有覆蓋。許多裸子植物的種子有翅,可以隨風散播到遠處,無果實的形成。
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 (圖4-1-7),它們的樹幹高大挺直,葉子多呈針狀,故又被稱為針葉樹。本省俗稱的神木,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。松樹樹脂經過地層長久的作用,成為今日美麗的琥珀。此外,尚有些種類的種子,如松子,可供食用。蘇鐵亦屬裸子植物,是常見的庭園植物。
4. 被子植物
被子植物具有花,為其生殖器官,生殖構造位於花內;花亦能吸引傳粉者,幫助受精作用的發生。所以,被子植物亦被稱為開花植物(圖4-1-8)。在新生代時,被子植物成為佔優勢的陸生植物;其種子包覆於果實內,獲得保護;果實亦可幫助種子的散播。依種子內子葉的數目,被子植物可分為單子葉植物和雙子葉植物。大部分單子葉植物的葉為平行脈,花瓣為三或三的倍數(圖4-1-9),如百合、稻、麥、甘蔗、玉米、竹、蔥和蒜等。大部分雙子葉植物的葉為網狀脈,花瓣為四、五或其倍數(圖4-1-10),常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓,水生的荷與睡蓮等(圖4-1-11)。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。