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被子植物門(亦被稱為有花植物或開花植物)是有胚植物中為數最多且最為人熟悉的一種。開花植物和裸子植物一起被合稱為種子植物。開花植物可以由一系列的衍徵將其與其他的種子植物相區隔開來。
[編輯] 衍徵
花
開花植物的花朵是其和其他種子植物間最顯著的不同。花朵讓開花植物能夠有更廣闊的演化關係,且延展了其生態上的利基,以致能使開花植物在陸地上的生態系中稱霸。
含有兩對花粉囊的雄蕊
開花植物的雄蕊比起和其相對應的裸子植物的器官要輕小的多,且隨著時間使花朵更具多樣性,因其對不同特定的授粉方式的適應能力,如某些特殊的授粉媒介。雄蕊亦隨著時間演化出了防止自體授粉的機制,更增加了其多樣性,讓開花植物有著更多的優勢。
縮小的雄體
開花植物雄體的縮小可能是演化來減少其由授粉(即花粉到達母株)至進入子房受精的時間縮短。在裸子植物中,受精的時間可能長達一年之久,而開花植物則可以在授粉後的很短時間內開始其受精的程序。這使得開花植物能夠比裸子植物以極快的速度來產生種子。
緊密地包圍著胚珠的心皮(心皮和其他補助部份可能會變為果實)
被子植物緊密的心皮允許其去適應不同的授粉方式,且避免其自體授精的發生,因此維持其多樣性的續增。當胚珠受精了之後,心皮和其他周圍的組織便會發展成一顆果實,另一個使被子植物可以增加其在陸地生態系優勢的機會,以其演化出多樣機制的適應能力。
縮小的雌體
縮小的雌體如同縮小的雄體一般,演化成有較快結實的能力,終致開花植物有一年生草本的生命週期,而使其佔有更多的利基。
[編輯] 分類
單子葉(左)和雙子葉植物「被子植物」這一詞最先是由保羅·赫爾曼於1690年所提出,做為其植物界裡的主要一門,指種子被蒴果包覆的開花植物,與其裸子植物-具瘦果的開花植物(整個果實或其每一部份在此被視為是一顆種子且裸露在外)相對。卡爾·林奈對此一名詞和其反義詞亦維持著相同的意涵,但做較侷限的應用,做為其二強雄蕊綱(Didynamia)內目的名稱。而它要演進至現今所指的範疇,則是直到了羅伯特·布朗於1827年在蘇鐵和松柏目中確立了真實裸露胚珠的存在,正確地稱呼它們為裸子植物後,才變得可能。在此之前,只要裸子植物被(且通常)指為雙子葉開花植物的話,被子植物就會被用做其反義名,加上不同的侷限,以做為其他雙子葉植物的總稱。
霍夫梅斯特於1851年發現了開花植物中胚珠的變化過程,且決定了其和維管植物間的關係,此一進展將裸子植物修正為和雙子葉植物不同的一綱,而裸子植物則漸漸被接受來指裸子植物之外的整個開花植物,且因此包括雙子葉植物和單子葉植物兩綱。這即是現今所接受且使用的名詞意義。
在大多數的分類學裡,開花植物都被視為是一相關的群體,但其階層並不一定。韋特施泰因系統和恩格勒系統使用 Angiospermae 這一名稱,且將其列為亞門;而 Reveal 系統則是使用 Magnoliophytina 這一名稱,亦列為亞門,但隨後便將其分成木蘭綱、合百綱和薔薇綱。塔赫他間系統和克郎奎斯特系統使用 Magnoliophyta 這一名稱,並列為門。戴爾根系統和索恩使用 Magnoliopsida 這一名稱,並列為綱。但是,1998年的APG系統和2003年的APG II系統並不視它為一正式的分類,而把它視為一分支,稱之為被子植物分支。
[編輯] 維管束構造
開花植物組織形成的數量和複雜遠勝過裸子植物的,其莖部維管束的排列使得木質部和韌皮部形成同心圓的形狀。
在雙子葉植物裡,極年輕的莖部維管束會排列成一開放的環,將中間的木髓和外部的皮質層分開。在每一束中,都有一層被稱做形成層的分生組織分開木質部和韌皮部;因著束間形成層的生成,形成了一完整的環,且會週期性地增加其厚度,藉由木質部於裡面及韌皮部於外面的發展。柔軟的韌皮部會變皺,而堅硬的木頭則會持續存在著,並形成莖部的一部份。因為在季節前後產生的物質特性不同,木頭會橫向地刻劃出一個同心圓來,每四季形成一個環,稱之為年輪。
在單子葉植物裡,年輕的莖部會有著更多的維管束,且分散在整個基本組織內。它們沒有形成層,且一旦形成了莖部後,就只有在特殊情形下會再增長。
[編輯] 花、果實和種子
[編輯] 花
主條目:花和植物的性
開花植物的獨有特徵為花。花在樣式和細節上都表示出顯著的變異,並提供了建立開花植物物種間關係的最可靠外部特徵。花的功能是確定胚珠的受精,且發展成包含著種子的果實。花可能最後在一株新芽或由一片葉子的葉腋上形成。有時,像是在紫蘿蘭上,花會單獨地在一片普通葉片的葉腋上長出。但更一般地,植物上長出花朵的部份會和長出葉子的部份明確地相區分,且形成一或多或少精確的,稱之為花序的分枝系統。
由花朵所產生的生殖細胞共有兩種。小胞子會分化形成花粉,為「雄性」細胞且生成於雄蕊中。「雌性」細胞則稱為大胞子,會分化形成卵細胞(大孢子發生),包含在胚珠內且被心皮所包圍。
花朵可能只由幾個部份組成,如柳樹,只有少許的雄蕊或兩個心皮。通常,會出現其他的結構來保護胞子葉和吸引傳粉動物的外表。這些周圍的結構稱之為花萼與花瓣(或瓣狀被片,在如木蘭屬等花萼和花瓣沒有區分的花朵上)。外緣的部份(花萼)通常是綠色的且看起來像是葉子,其功能為保護花朵剩下的部份,尤其是花蕾。內緣的部份(花瓣)一般是白色的或較鮮艷的顏色,且在構造上會比較精緻,其功能為吸引昆蟲或鳥類等傳粉動物。吸引的方式有靠顏色、氣味和花蜜等。這種會吸引傳粉動物的特性說明了花朵和開花植物在人類周圍的興盛。
當大多數花朵都是雌雄同體(在同一朵花上同時有著雄性和雌性的部份)時,開花植物已發展出了許多形態上和生理上的機制來防止其自體受精。異形的花朵會有著較短的心皮和較長的雄蕊(或者相反),以使傳粉動物不容易將花粉傳到雌蕊上。同形的花朵則有一種名為植物自交不和合性的生化機制,以來區別是否為自體的花粉。在其他的物種裡,雄性和雌性的部份也有在形態上被分離開來,而形成在不同的花朵上。
[編輯] 受精和胚胎形成
主條目:受精和植物胚胎形成
雙重受精指兩個精子將子房內的兩個細胞受精的過程。花粉黏至心皮的眼點上後,長出花粉管經由珠孔串穿卵子。兩個精子即經由此管道被釋放到子房內。其中一個精子和卵細胞受精,形成了一個雙套的受精卵(或稱胚胎、胚珠)。另一個精子則會和胚囊中心的兩個單套極核相結合,組成一個三套的細胞。此一三套的細胞會經由有絲分裂形成胚乳-一個果實內富含營養的組織。若種子沒有經由受精而發展的話,此一過程則稱為無融合生殖。
[編輯] 果實和種子
主條目:種子和果實
當胚胎和胚乳在胚囊內成長時,囊壁會增加且和珠心(一樣會增加)與表皮系統相結合以形成「種皮」。子房的外壁則發展成果實或果皮,其形式和種子分佈的方式有著密切的相關。
通常,受精的影響會留在子房裡,且花朵的其他部份亦會參與果實的形成,如蘋果、草莓和其他植物的花托。
種皮的性質和果實的性質有著明確的關係。它們會保護著胚胎並幫助散播,且亦會直接促進發芽。在不開裂果實的植物裡,果實一般會提供對胚胎和散播間的保護。在此一情況下,種皮只會些微地發育。若果實是裂開的,且種子是暴露在外的,則種皮一般會發育得良好,且必會實行在其他方面是由果實所實現的功能。