开花植物

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开花植物,又名有花植物、被子植物。生物学分类称被子植物门。它是有胚植物中为数最多且最为人熟悉的一种,是植物界最多样化的种类,约有304000种。同时开花植物是现时地球上演化最先进及优势的植物种类。开花植物和裸子植物一起被合称为种子植物。开花植物可以由一系列的衍征将其与其他的种子植物相区隔开来。

分类

“被子植物”这一词最先是由保罗·赫尔曼于1690年所提出,做为其植物界里的主要一门,指种子被蒴果包覆的开花植物,与其裸子植物-具瘦果的开花植物(整个果实或其每一部分在此被视为是一颗种子且裸露在外)相对。卡尔·林奈对此一名词和其反义词亦维持着相同的意涵,但做较局限的应用,做为其二强雄蕊纲(Didynamia)内目的名称。而它要演进至现今所指的范畴,则是直到了罗伯特·布朗于1827年在苏铁和松柏目中确立了真实裸露胚珠的存在,正确地称呼它们为裸子植物后,才变得可能。在此之前,只要裸子植物被(且通常)指为双子叶开花植物的话,被子植物就会被用做其反义名,加上不同的局限,以做为其他双子叶植物的总称。 霍夫梅斯特于1851年发现了开花植物中胚珠的变化过程,且决定了其和维管植物间的关系,此一进展将裸子植物修正为和双子叶植物不同的一纲,而被子植物则渐渐被接受来指裸子植物之外的整个开花植物,且因此包括双子叶植物纲和单子叶植物纲。这即是现今所接受且使用的名词意义。 在大多数的分类学里,开花植物都被视为是一相关的群体,但其阶层并不一定。韦特施泰因系统和恩格勒系统使用 Angiospermae(被子植物亚门) 这一名称,且将其列为亚门;而 Reveal 系统则是使用 Magnoliophytina(木兰亚门)这一名称,亦列为亚门,但随后便将其分成木兰纲(相当于木兰类植物)、合百纲(单子叶植物)和蔷薇纲(包含大多数真双子叶植物)。塔赫他间系统和克郎奎斯特系统使用 Magnoliophyta(木兰门)这一名称,并列为门。戴尔根系统和索恩使用Magnoliopsida(木兰纲)这一名称,并列为纲。但是,1998年的APG系统和2003年的APG II系统并不为其设立正式的分类层级,而把它视为一个演化支,称之为被子植物分支。

特征

花 开花植物的花朵是其和其他种子植物间最显著的不同。花朵让开花植物能够有更广阔的演化关系,且延展了其生态上的利基,以致能使开花植物在陆地上的生态系中称霸。 含有两对花粉囊的雄蕊 开花植物的雄蕊比起和其相对应的裸子植物的器官要轻小的多,且随着时间使花朵更具多样性,因其对不同特定的授粉方式的适应能力,如某些特殊的授粉媒介。雄蕊亦随着时间演化出了防止自体授粉的机制,更增加了其多样性,让开花植物有着更多的优势。 缩小的雄体 开花植物雄体的缩小可能是演化来减少其由授粉(即花粉到达母株)至进入子房受精的时间缩短。在裸子植物中,受精的时间可能长达一年之久,而开花植物则可以在授粉后的很短时间内开始其受精的程序。这使得开花植物能够比裸子植物以极快的速度来产生种子。 紧密地包围着胚珠的心皮(心皮和其他补助部分可能会变为果实) 被子植物紧密的心皮允许其去适应不同的授粉方式,且避免其自体授精的发生,因此维持其多样性的续增。当胚珠受精了之后,心皮和其他周围的组织便会发展成一颗果实,另一个使被子植物可以增加其在陆地生态系优势的机会,以其演化出多样机制的适应能力。 缩小的雌体 缩小的雌体如同缩小的雄体一般,演化成有较快结实的能力,终致开花植物有一年生草本的生命周期,而使其占有更多的利基。 胚乳 胚乳约在受精后至受精卵第一期前开始成形,有很高的养分可提供胚胎发育之用,且有时亦可提供给幼苗。 这些不同的特征一齐使得被子植物为最多样性且大量的陆生植物,并且也对人类最有经济重要性。开花植物在陆地生态系中的优势,有个重大的例外,即在针叶林里。

开花植物的多样性

开花植物的物种数量估计约有二十五万至四十万种之多。在 APG (1998) 中,共有462科;而在 APG II (2003) 中,则共有457科,但其中有55种建议选择,所以最小值会是402科。 下表为开花植物中含最多物种的科,依多至少排列如下:

  1. 菊科:23,600种
  1. 兰科:21,950种
  1. 豆科:19,400种
  1. 茜草科:13,150种
  1. 禾本科:10,035种
  1. 唇形科:7,173种
  1. 大戟科:5,735种
  1. 野牡丹科: 5,005种
  2. 桃金娘科: 4,625种
  3. 夹竹桃科: 4,555种
  4. 莎草科:4,350种
  5. 锦葵科:4,225种
  6. 天南星科:4,025种
  7. 杜鹃花科: 3,995种
  8. 苦苣苔科:3,870种
  9. 伞形科:3,780种
  10. 十字花科:3,710种
  11. 胡椒科:3,600种
  12. 爵床科:3,500种
  13. 蔷薇科:2,830种
  14. 紫草科:2,740种
  15. 荨麻科:2,625种
  16. 毛茛科:2,525种
  17. 樟科:2,500种
  18. 茄科:2,460种
  19. 桔梗科:2,380种
  20. 棕榈科:2,361种
  21. 番荔枝科:2,220种
  22. 石竹科:2,200种
  23. 列当科:2,060种
  24. 苋科:2,050种
  25. 鸢尾科:2,025种
  26. 番杏科:2,020种
  27. 芸香科:1,815种
  28. 叶下珠科:1,745种
  29. 玄参科:1,700种
  30. 龙胆科:1,650种
  31. 旋花科:1,600种
  32. 山龙眼科:1,600种
  33. 无患子科:1,580种
  34. 仙人掌科:1,500种
  35. 五加科:1,450种

上表中,兰科、禾本科、莎草科、天南星科和鸢尾科为单子叶植物,胡椒科、樟科和番荔枝科为木兰类植物,其他的则为双子叶植物。 根据植物分类学家大卫·弗洛丁(David Frodin)在2004年所做的分析,一共有57个开花植物的属包括500个以上的种。种的数目都是估计的,因为其中许多属并没有最近的研究专著。例如,兰科的Pleurothallis属中种的数量的估计从1120种到2500种。在其它的维管植物中,也有拥有大量种的属,包括卷柏属(Selaginella),铁角蕨属(Asplenium)和桫椤属(Cyathea)。


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