衣藻在环境条件适宜时能连续进行很多次无性生殖。无性生殖时藻体通常静止,失去鞭毛变成游动孢子囊。细胞核先分裂,形成4个子核,有些种分裂3~4次,形成8~16个子核。随后细胞纵裂,成2、4、8或16个原生质体,每个原生质体分泌一层细胞壁,并生出两条鞭毛,子细胞由于母细胞壁胶化破裂而放出,长成新的植物体。
衣藻进行无性生殖多代后再进行有性生殖。生殖时细胞失去鞭毛,原生质体分裂产生8、16、32或64个小细胞,这些小细胞叫做配子,配子的形态和孢子无大差别,但更小一些。成熟配子从母细胞放出后,游动不久,即成对结合,形成具有4条鞭毛能游动的合子。合子游动数小时后变圆,分泌厚壁,内贮大量食物,可以度过不良环境。合子经过休眠,环境适宜时萌发,经过减数分裂产生4个单倍核的原生质体,也有反复多次分裂,产生8、16、32个单倍核的原生质体。以后合子壁胶化破裂,单倍核的原生质体被放出,并在几分钟之内生出鞭毛,发育成新个体。
衣藻多数种的有性生殖为同配,即相结合的两个配子大小相同;也有数种为异配,即相结合的两个配子大小不同;还有更少的种是卵式生殖,即靠卵和精子的结合进行有性生殖,卵式生殖是有性生殖的高级形式。从衣藻属中可以看到有性生殖从同配、异配到卵配的进化趋势。
天麻的孳生
天麻是一类珍贵的药材。它那好似马铃薯的块茎里,含有丰富的香草醇、甙类及微量的生物碱,具有息风定惊的作用,故能治疗抽搐痉挛,小儿惊风等多种病症,自古有“神草”之称。然而你见过生长中的天麻吗?它可是一种与众不同的植物啊!因为它虽无根无叶,但照样能生长和繁衍。
天麻是一种与真菌共生的兰科多年生直立草本植物,高可达1米。成熟的植物体有肉质肥厚的地下块茎和黄赤色的直立的地下茎。经过漫长的进化,天麻原有的根系已全部退化,叶也退化成薄膜质的鳞片,全身都不含叶绿素,无法进行光合作用。那么它是怎样获取营养的呢?原来,天麻生长在荫蔽和比较潮湿的森林下层腐殖质较多的土壤上。在随着根系退化的过程中,逐渐形成了与蜜环菌等一些真菌共生的习性,从菌体中吸收营养物质。蜜环菌是一种兼性寄生的真菌类植物,生于针叶树或阔叶树树干基部。它能分解植物的纤维素,专靠吸取其他植物的养料为生。当它接触到天麻的地下块茎时,能破坏其表皮组织细胞,侵入块茎皮层的细胞内。于是皮层细胞内的内质网就分泌出很多小囊泡,里面包着能够消化真菌的酶。侵入的菌丝体一旦被这些小囊泡包围后,就会被这些特殊的酶所消化。
块茎皮层细胞将吸收的这些营养物质转化成自身需要的营养物质,并输送到地上部,天麻就能生长、开花和结果了。天麻的花小,赤黄色,在茎端排成总状花序。它的果实为长圆形的蒴果,里面含有许多小种子。
根据天麻与蜜环菌共生的生物学特性,近年来进行人工栽培时,都首先要培养蜜环菌能寄生的树根和树干,然后用块茎进行繁殖。
黄蜂“巧制”无花果
人们可以吃上无花果,全靠小黄蜂帮忙。没有黄蜂,无花果树结出的只是无籽果实,而这种果实不像由黄蜂授过粉的好吃。世界各地有近600种无花果,都是小黄蜂给它们传授花粉。每种无花果树都有专门授粉的黄蜂。
无花果与黄蜂为什么结下了不解之缘呢?原来无花果的结构与黄蜂的生活有密切的关系。
将无花果纵向切开,你会看到它里面是空的,形状像“罐子”,有很多带细柄的小籽。这个“罐子”不是真正的果实,而是其花轴向内凹陷形成的。
我们平常看不到的花原来就是藏在这个“罐子”里。“罐子”内壁上部生着许多雄花,下部生着许多雌花。雌花又有两种,各生于不同的“罐子”里:一种雌花花柱很短,柱头不发育,是不孕性雌花。虽然它不能进行繁殖,但却成了黄蜂幼虫的“托儿所”。这种花做成的“摇篮”,称为“虫瘿花”;另一种雌花花柱较长,为正常可孕性雌花。
无花果花能分泌甜蜜,黄蜂最习惯吃它。当雌黄蜂从“罐子”的顶端小孔钻进去后,若停留在虫瘿花丛上,就将其很短的产卵管刺入子房里产一枚卵,由于此种花的花柱很短,所以可把卵产在胚珠上。若是飞到长柱花的雌花丛中,顺着花丛爬来爬去,可是被长花柱所阻挡,不能产卵于子房内,但无意间却把雄花花粉涂抹在柱头上。产在虫瘿花中的虫卵很快孵化幼虫,它吃胚珠长大,终于长出翅膀,羽化成小蜂。此种小蜂往往属雌性,从无花果的小孔中飞出去与雄蜂交尾后,又去寻找别的虫瘿花。如此反复循环,使无花果的长柱花都能借助于黄蜂完成授粉作用。
黄蜂“巧制”无花果这一生物现象,表明了植物与昆虫在长期演化过程中,相互依赖是何等的巧妙与默契!
种子与阳光
世界上很多的种子植物,它们的种子在萌发时,只要有适宜的水分、温度和空气,有光无光都能发芽。如小麦、向日葵等。
然而有些植物的种子萌发时,除了需要上述条件外,对光线还有特殊的“感情”。有光时,它们才能正常发芽,无光时则发芽缓慢,如烟草种子。
有些植物的种子,对光的需要更加严格,只有在有光的条件下,才能正常发芽。如果把它们放在暗处,则完全不发芽,黑暗时间长了,种子甚至会死去。
我们把这类需要光线才能发芽的种子叫做需光种子。
需光种子在萌发过程中对光的要求程度有一定差异。有的种子需要连续光照;有的需要明暗交替;有的需要短时间的光照就足够了。例如,烟草种子在播种前只需要1小时的光照,就能满足它们对光照的要求,播后就能发芽。
在农业生产上,对于需光种子常常实行浅播,以便让它们接受到较多的阳光。如在播种烟草时,应该选择向阳、光线充足的土壤。
有些植物的种子跟需光种子相反,它们萌发时对光“讳莫如深”。例如苋菜、茄子、番茄、洋葱、瓜类和鸡冠花等的种子,经过光照以后反而发不了芽。我们把这类种子叫做嫌光种子。在农业生产上,对于嫌光种子,应该播得深一些,有时还要用秸秆遮掩畦面,以免受到光线的伤害。
目前已知的需光和嫌光种子都不多。大多数农作物种子萌发,均不受光照影响。种子发芽对光的需要与否是种子本身的一种生物学特性,这种特性的形成与它在原产地的自然生长环境有密切关系。人们认为,种子发芽需要光是一种保护作用。一些特别小的种子,其中贮藏的食物很少,如果它们埋得太深,就可能在未长出地面时,储藏物质消耗一空,而萌发对光的需要,保证了种子只能在地面或靠近地表萌发。嫌光种子萌发时为光所抑制,同样也是一种保护作用。它可使缓慢生长的种子免于在一次阵雨后地面上萌发。
因为在这种情况下,它们可能在根系长出以前干燥死亡。