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有花植物的性别系统:复杂到你无法理解的程度

创作时间:
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@小白创作中心

有花植物的性别系统:复杂到你无法理解的程度

引用
科学网
1.
https://wap.sciencenet.cn/blog-300114-987096.html

有花植物的性别系统远比我们想象的要复杂得多。从最常见的雌雄同花到各种奇特的性别变异,植物界展现出了惊人的多样性。本文将带你走进这个奇妙的世界,探索植物性别系统的奥秘。

最常见:雌雄同花

在有花植物的性别系统中,大多数植物都是雌雄同花(约72%),也称之为两性花,如桃花、梨花之类,一朵花中既有雌蕊也有雄蕊。这种性别系统最为常见,也是最有效的,因为昆虫一次拜访即可带走雄蕊的花粉,同时帮助雌蕊授粉。

雌雄异花

同一植株上的雌雄异花(monoecy)

有些植物在同一植株上同时具有雌花和雄花,如黄瓜、日日樱等。这种现象被称为雌性同株(monoecy),约占有花植物的5%左右。

不同植株上的雌雄异花(dioecy)

有些植物则将雌花和雄花分别生长在不同的植株上,如银杏和葎草。这种现象被称为雌雄异株(dioecy),约占有花植物的4%左右。

进化中的独特性别系统

雄全同株(andromonoecy)

有些植物主要为两性花,但偶尔会出现单一雄性的花朵,这种现象被称为雄全同株(andromonoecy)。例如,分布于滇西北的开瓣百合和分布于甘肃一带的文冠果就属于这种性别系统,约占有花植物的1.7%左右。

雌全同株(gynomonoecy)

有些植物主要为两性花,但偶尔会出现单一雌性的花朵,这种现象被称为雌全同株(gynomonoecy)。例如,我国新疆的沙生多短命植物异翅独尾草就属于这种性别系统,约占有花植物的2.8%左右。


文冠果(雄全同株:同一植株上既有两性花,又有单一的雄花)


异翅独尾草(雌全同株:同一植株上既有两性花,又有单一的雌花)

雌雄异株基础上的进化

雌全异株(gynodioecy)

有些植物群体中,有的个体是两性花,有的个体则完全开雌花,这种现象被称为雌全异株(gynodioecy)。例如,白玉草就属于这种性别系统,约占有花植物的1%左右。

雄全异株(androdioecy)

有些植物群体中,有的个体是两性花,有的个体则完全开雄花,这种现象被称为雄全异株(androdioecy)。这种性别系统的植物极为罕见,如中国特有的珍稀孓遗植物银鹊树(又叫瘿椒树)就属于这种性别系统。


白玉草(雌全异株:不同植株里,有的是两性花,有的是雌花)


瘿椒树(雄全异株:不同植株里,有的是两性花,有的是雄花)

其他特殊性别系统

有些植物展现出更为复杂的性别系统,如宽叶慈姑既有雌雄异花同株,也有雌雄异株的种群;一品红一个花序上既有两性花,又有分离的雌花和雄花。

性别系统进化

植物性别系统的研究表明,植物最早是雌雄同花,也就是以两性花为基础发生改变的。植物最容易发生的突变是雄蕊的丢失,控制雄蕊发育的某些基因突变之后,两性花逐步进化成为雌雄,便产生了雌全同株,或产生了雌雄同株异花(monoecy)的现象;雌雄异株(dioecy)则是植物为了避免自交,尽最大可能地促进异交而进化出来的一种类型。雄全异株则认为是雌雄异株植物的一种繁殖保障进化策略,为了保证能有后代,部分植株回到了两性花的阶段。

总之,植物性别进化系统研究还不是那么完善,在中国系统研究这方面的专家不多,只是偶见几个案例报道。这一块仍然有很多空白和误区,值得深入探索。

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