第四章 苔藓植物
长白山林下苔藓群落
高等植物包括苔藓植物门、蕨类植物门和种子植物门,是进化系统上较为高级的一类植物。绝大多数陆生,其植物体有根、茎、叶的分化,都有适应陆生环境的维管系统,世代交替明显。生殖器官是由多细胞构成的。受精卵形成胚,再长成植物体,所以称为有胚植物。
第一节 苔藓植物的一般特征 1. 小型多细胞的绿色植物,具假根与类似茎、叶的分化。 第一节 苔藓植物的一般特征 1. 小型多细胞的绿色植物,具假根与类似茎、叶的分化。 2. 生活史中具明显的世代交替,配子体世代占优势,孢子体寄生于配子体上。 3. 雌雄生殖器官分别称颈卵器和精子器,由生殖细胞和器官壁细胞组成。 4. 受精卵(合子)发育成胚,胚发育成孢子体,经减数分裂产生孢子。 5. 孢子萌发经丝状体(原丝体)阶段,原丝体上发育出新的配子体,产生精子和卵,精子具鞭毛,受精需要水。
配子体:小型、绿色、单倍体 叶状体:有背腹之分,为无茎、叶分化的叶状 体具单细胞假根。 茎叶体:有类似茎、叶的分化,单或多细胞假根。 假根:单细胞或是单列细胞,固着和吸收。 茎:无中柱,略有皮层与中轴的分化。 叶:单层细胞,无叶脉或有中肋。
地 钱(叶状体) 苔 藓(叶状体)
第一节 苔藓植物的一般特征 孢子体的结构特征:寄生在配子体上 孢蒴:孢子体上端的孢子囊 。 产生孢子的组织称为造孢组织。 蒴柄:位于孢蒴下的柄。 基足:位于蒴柄最下部,深入配子体的组织中 吸收养料。 原丝体:孢子在适宜的条件下萌发形成的丝状体。
蒴帽 孢蒴 蒴柄 基足
颈卵器:形如瓶,外围有一层细胞构成颈卵器的壁,上部称颈部,下部称腹部。颈卵器成熟前,颈部有一串颈沟细胞,腹部有一个腹沟细胞和一个卵细胞。成熟时,颈沟细胞和腹沟细胞消失,仅有卵细胞留在底部。 颈 部 颈沟细胞 腹沟细胞 卵 腹 部
颈卵器壁 颈沟细胞 腹沟细胞 卵
精子器:椭圆形或棒形,外有一层细胞构成精子器壁,内有许多精子,每个精子具两条鞭毛。当精子成熟时,精子器破裂,精子溢出,借助水进入颈卵器,并与卵结合,成为合子。
受精过程及孢子体发育 精子(借助于水) (通过颈部、腹部)卵合子(直接分裂)胚(在颈卵器内发育)孢子体(孢蒴capsule、蒴柄seta、基足foot) 造孢组织(sporogenous tissue)(在孢蒴内)孢子母细胞(减数分裂)孢子(成熟后从孢蒴中散出)原丝体(protonema)(具分枝的丝状体)配子体
苔藓植物的生活史
第二节 苔藓植物的分类 (一)苔纲 一般特征: 1、苔类植物一般要求较高的温、湿条件,在 热带亚热带绿林内种类尤为丰富。 2、营养体(配子体)很不一致,有叶状体, 也有茎叶的分化,但多位背腹式。 3、孢子体简单,孢蒴无蒴齿,多数种也无蒴 轴,但有弹丝。 4、孢子萌发时,原丝体阶段不发达。 5、通常分为3目:地钱目,叶苔目,角苔目。
地钱 [药用植物] (1)叶状体:扁平二叉分枝,背腹两面,背面深绿色。 (2)配子体:雌雄异株。 (3)孢子体:孢蒴,蒴柄,基足。 (4)生殖:有性,无性,营养繁殖。 (5)生活史:世代交替
地钱,生于阴湿的环境,配子体为叉状分枝的绿色扁平叶状体。叶状体的腹面(近地面)长有假根。
背面 腹面 地钱
地钱,营养繁殖方式,是在配子体背部产生胞芽杯,内有胞芽,当胞芽成熟后,落入土中即发育成新的配子体。
第三节 苔藓植物的分类 (二)藓纲 1.一般特征:5个方面 2.代表植物: 2.1泥炭藓属 2.2黑藓属 2.2葫芦藓属
(二)藓纲 1.一般特征 a.种类繁多,遍布世界,比苔类耐低温。 b.配子体:茎叶体,无背腹之分。有的种,茎 中轴分化,叶螺旋式排列,故辐射对称。有 的叶具中肋。 c.孢子体构造复杂,蒴柄坚挺,孢蒴内无蒴 轴,无弹丝,成熟时多盖裂。 d.孢子萌发时,原丝体发达,并常形成多个植株。 e.分类:泥炭藓目,黑藓目,真藓目
泥炭藓属(Sphagnales) 泥炭藓目,只1 科1属 a.配子体 b.雌雄同株 c.孢子体 d.生活史:与地钱相似,但雌雄同株。 e.分布
a.配子体: 生境:生于水湿或沼泽地区。 形状:成垫状,上部生长,下部死亡,无假根。 叶:无中脉,有两种细胞 小型,绿色的活细胞 大型,无色的死细胞,吸水、贮水作用很强。 茎:强枝直立,弱枝下垂
b.雌雄同株: 精子器,颈卵器分别生于主茎顶端不同小枝上。 精子器,球形,具长柄,小枝叶腋处。 颈卵器,也有柄,小枝的顶端。 c.孢子体: 孢蒴:球形,蒴盖(无蒴帽),蒴轴(半圆形)。 蒴柄:不延伸,极短。 基足:基部膨大,埋于配子体内。 假蒴柄:生有孢子体的小枝顶端。
e.分布 泥炭藓属植物约300多种,世界各地均有分布,北温带分布较广。我国主要分布在东北,西北和西南部高寒地区。
黑藓属(Sphagnales) 黑藓目,只1科2属,我国只有黑藓属。 a.配子体 b.生殖器官 c.孢子体 d.生活史:与地钱相似,但雌雄同株。 e.分布
黑藓属(Sphagnales) a.配子体:棕色或黑棕色,直立丛生。茎叶全由 厚壁细胞构成,茎无中轴分化,叶中肋1 -2条或退化。 b.生殖器官:雌雄同株或异株 c.孢子体:孢蒴,蒴柄,基足。 孢蒴:有蒴帽,但无蒴盖,有蒴轴。 孢子囊壁:四纵裂,原丝体片状。
黑藓属(Sphagnales) e.分布:生于高山,寒地或两极地方。 全世界约123种,我国中类不多见,常见于1 800m以上高山的花冈岩石上。
葫芦藓属(Sphagnales) 真藓目中最常见 的藓类,真藓目在藓类中种类最多,分布最 广,遍布世界各地,是藓类中的1个大目。 a.配子体 b.雌雄同株 c.孢子体 d.生活史:与地钱相似,孢子体寄生,不能独立生活。
雌器苞 孢子体 雌枝 孢子体 雄器苞 雄枝 雌雄同株的茎叶体
葫芦藓属(Sphagnales) a.配子体 根:假根 茎:短小,表皮,皮层,中轴 茎顶端,具生长点,生长点顶细胞呈倒金 字塔形,三面分裂,生成侧枝和叶。 叶:丛生上部,卵形或舌形,排列疏 松,1条中肋。
b.生殖器官: 雌雄同株,但在不同的枝上。 精子器:枝顶端叶形较大,外形像花,雄 器苞(精子器,侧丝) 颈卵器:枝顶端如顶芽,其中有数个颈卵 器。瓶状,颈部(细长),腹部 (膨大),长柄(腹下,着生于枝 端)。
c.孢子体: 基足,蒴柄,孢蒴,蒴帽。 蒴盖:1层细胞,覆于顶端。 孢蒴:环带(外),蒴齿(内,32枚, 内外各16) 蒴壶:表皮,蒴壁,气室,蒴轴。 蒴台:最下部,气孔,薄壁细胞(叶绿 粒,光合) 原丝体:绿丝体,轴丝体,假根。
第三节 苔藓植物的分类 项目 苔纲 生活环境 高纬区,寒冷,低温区,对热要求低 低纬,温热区,对热要求高 配子体 孢子体 原丝体 藓纲 苔纲 生活环境 高纬区,寒冷,低温区,对热要求低 低纬,温热区,对热要求高 配子体 辐射对称,无背腹之分,茎状体,假根单列细胞,茎有中轴,叶有中脉 两侧对称,有背腹之分,叶状体,假根单细胞,茎无中轴,叶无中脉 孢子体 孢蒴有蒴柄,蒴齿,无弹丝,蒴柄在孢蒴成熟前伸长 孢蒴有弹丝,成熟成瓣裂。蒴柄短,在孢蒴成熟后伸长 原丝体 丝状,可生多个配子体 片状,可生一个配子体 生殖 生于茎、枝顶端 有专门的生殖托
第四节 苔藓植物的分类 一、起源与演化: 二、演化: 三、在植物中的位置: 四、苔藓植物在自然界中的作用: 五、苔藓植物研究的历史:
(一)起源: 1、起源于藻类: A 起源于绿藻 B 起源于轮藻 2、起源于裸蕨 裸蕨为一类原始的已经灭绝了的蕨类植物。
A 起源于绿藻: (1)有相同的叶绿素,叶黄素和细胞构成。 (2)蛋白核和贮花角茎和绿藻更相同。 (3)产生游动精子及合子在配子体中发育和 绿藻类相似。 (4)50年代在日本发现了藻苔——从藻到苔 的中间类型。
B 起源于轮藻: (1) 生殖器官都为多细胞。 (2) 体形也有茎叶分化。 (3) 也有合子萌发的原丝体。 轮藻无孢子体世代。
2、起源于裸蕨 理由: (1)角蕨属和鹿角蕨属。没有真正的叶和根。 有假根,和苔藓植物相似。 (2)在角蕨属,孢囊蕨属,孢子囊中也有和藓 一样的蒴轴。 (3)裸蕨中维管束有逐渐退化的趋势,认为角 茎的蒴轴就是由裸蕨退化而来的。 (4)裸蕨出现于志留纪,而苔藓出现于泥盆纪 中期。
二、演化: 1、如果起源于鞘毛藻类,即先演化成有背 腹之分的苔类。 2、如果起源于轮藻,则先产生藓类。 3、起源于裸蕨,先出现角苔。
三、在植物中的位置: 1、苔藓植物,体形小,无维管束、生殖细,有鞭毛。配子体占优势,无真正的根、茎、叶等,这些都是原始的性状,是对水生生活具有依赖性的体现,同时也是不适应陆生生活的具体表现。 2、苔藓植物从简单到复杂,植物体可直立生活,有类似根茎叶的分化,生殖器官多细胞,有胚的产生,孢子体直立,有专门释放孢子体的结构,孢子可随风为媒,扩大其生活范围等都是进化的特征,是适应陆生生活的具体表现。 所以说,苔藓植物是一类原始的没有维管束的高等植物。它和蕨类、裸子一起构成颈卵器植物。
四、苔藓植物在自然界中的作用: 1、可在地衣创造的环境中生活为其他植物创造 条件,故称拓荒者。 2、涵养水源,保持水土。 3、对水生环境有一定适应性,可使湖泊、沼泽 演替为森林。 4、可吸收固定空气中的水分。 5、对环境的综合指示作用。例:泥炭藓常和落 叶松、冷杉同生;金发藓和红松、云杉共生。 6、作用:药用。对金黄色葡萄球菌有抗性。 7、林土、黄木的包装、运输。
五、苔藓植物研究的历史: 我国对苔藓植物的研究最早,在晋代、唐代(300—750年)开始在本朝的博物志,各物志中都有。 1841年,我国南京中山植物原有样本。 1910年,我国植物学家开始研究。