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第91章 蕨类植物

什么是蕨类植物

蕨类植物是具有根、茎、叶等营养器官、以孢子繁殖、植物体内有维管组织的陆生植物。蕨类植物的植物体更加完善,根的出现是对陆地环境的进一步适应。同时蕨类植物体内还出现了维管系统,这对蕨类植物能形成高大的植物体有重要的意义。但是蕨类植物的受精作用依旧没有摆脱对水分的依赖,所以蕨类植物还不是完全的陆生植物。

蕨类植物

大型叶和小型叶

蕨类植物的叶很复杂,从类型上说有两种,一种是小型叶,一种是大型叶。小型叶都是单叶,几乎没有叶柄,叶片细小,叶内只有单一不分枝的叶脉,没有叶隙,石松和卷柏类的叶片是小型叶。大型叶的叶片具有叶柄,叶内的维管束多数有分枝,而且有叶隙,蕨类植物中除了石松和卷柏,其他种类的叶片都是大型叶。

孢子叶和雷养叶

蕨类植物的叶从功能上说有两种,一种是孢子叶,一种是营养叶。孢子叶是产生孢子囊的叶,石松、卷柏和楔叶植物的孢子叶集中生长在茎的顶端;营养叶上具有叶绿体,是进行光合作用、制造营养成分的。也有些蕨类植物的叶片兼顾两种功能,叶的正面进行光合作用,叶背面长有孢子囊群。有的种类的营养叶也会有变化,如巢蕨的有些叶片会变成贮水的碗叶。

蕨类植物的维管系统

和苔藓植物不同,蕨类植物体内开始出现维管束。维管束其实就是植物体内的管道系统,它由两部分组成,一部分长在木质部里面,作用是输送水分;另外一部分存在于韧皮部里,作用是输送有机物。蕨类植物体内出现维管束的意义巨大,它使水分和养分可以在植物体内快速便捷地传送,使植物从根部吸收的水分源源不断地运送到植物体的顶端,那里阳光充沛,是光合作用最理想的地方。

蕨类植物的孢子

蕨类植物的繁殖方式有营养繁殖、无性生殖和有性生殖3种。无性生殖产生孢子,所以说蕨类植物是孢子植物。蕨类植物的孢子囊,通常生在叶的背面、边缘或叶腋中,单生或集生。蕨类植物的孢子通常分为两面型和四面型两类。孢子有内外两层壁,外壁厚、平滑。在同一类群植物中,孢子的性状大小都相同的是同形孢子,若孢子的大小有差异称异形孢子。孢子的异形化在植物的进化史上有重要意义。

观赏与绿化

蕨类植物的叶片美丽,常作为观叶植物栽培,著名的品种有巢蕨、鹿角蕨、铁线蕨、卷柏、桫椤、槲蕨等。桫椤形如巨伞,状若华盖,苍劲挺拔,四季常青,树形优美,享有“蕨类植物之王”的美誉,常被用来装饰庭院和园林。

蕨类植物的经济价值

蕨类植物和人类的关系十分密切,除了古时候的蕨类形成了丰富的煤炭资源,为人类提供大量能源外,今天蕨类的经济开发也是多方面的,从观赏、食用到工业及医药上的,在农业、林业生产上的指示作用也是必不可少的。

蕨类植物的种群与类别

蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一个大类群,有根、茎、叶的分化,依靠孢子繁殖,由较原始的维管组织构成输导系统。现今地球上生长的蕨类约有12万种,其中绝大多数为草本植物。在中国生长的有2600余种,多数分布在西南地区和长江流域以南各省区以及台湾等地。

松叶兰

松叶兰生于热带、亚热带温暖潮湿的地区,在中国分布在南方各个省区。在现生的蕨类植物中,松叶兰是最原始的,因为它没有根,叶片退化且为鳞片状,不能完成光合作用。松叶兰的茎为翠绿色,可作观赏植物,此外还可入药。全草能祛风湿,舒筋活血,化瘀。

石松

石松植物种类很多,在中国南北各地很常见,有些种可以入药,有些种可以作观赏植物。和松叶兰相比,石松显得有明显的进化,因为它具有真正的根和叶,尽管它的叶是小型叶。石松具有真正的根,可以使它的植物体很好地固定在土壤中,也能有效地吸收水分和矿物质营养。

卷柏

卷柏在中国分布很广,从南到北,遍及全国。它又名还魂草,非常耐受干旱,常常生长在垂直裸露的岩石上。和石松不同的是,卷柏具有孢子异形现象,也就是说有大孢子叶和小孢子叶的分化,大孢子叶上长有大孢子囊,位于孢子叶穗的基部,小孢子叶上生长小孢子囊,位于孢子叶穗的顶端。

水韭

全世界水韭植物约有30种。中国的水韭主要分布在长江下游地区,生长在沼泽、渠沟的淤泥地中。水韭属于水生蕨类植物,生于水中,叶片形状为条带状,多数丛状,状若韭菜,故称为水韭。水韭的根状茎粗、短,呈肉质块状,它的下面长有很多须根。水韭的叶都是孢子叶,长15厘米~30厘米,粗1毫米~2毫米,基部为黄白色,上部绿色,孢子囊长在叶的基部。水韭也是孢子异形的植物,大孢子囊生在外围叶上,小孢子叶生于内侧。

问荆

问荆属于楔叶亚门,为多年生草本,植物体高30厘米~50厘米。问荆在中国主要分布在北方,地上茎可以入药。问荆的植物体主要由茎组成,茎有明显的节与节问的区分。在节间的位置长叶,但是叶很小,退化成牙齿状,像叶鞘一样,轮生一圈。由于叶片不发达,光合作用的功能主要由茎进行。

瓶尔小草

瓶尔小草多分布在温暖潮湿的环境下。瓶尔小草可以入药,具有清热解毒、消臃肿、治毒蛇咬伤等功效。瓶尔小草株高只有15厘米~25厘米,有一个直立的根状茎,上面长有一些肉质根,向下扎入土中,起固着和吸收水分、矿物质的作用;从根状茎向上长出一个柄,叫做“总柄”,在总柄的一定高度只长出一片单叶,在叶片的上方,总柄继续延长,末端形成孢子囊穗。

巢蕨

巢蕨生长在热带雨林,在中国分布于云南西双版纳地区和海南省。巢蕨因为所有的叶片都以一定的角度向外倾斜,在中央形成一个类似鸟巢的空间而得名。这种形状有利于接受从树上落下的枯枝败叶和沙尘鸟粪,经雨水的作用腐烂后,在叶柄的基部和相互交织的不定根中间形成一层很厚的腐殖质,为整个植物体提供充足的水分和养分,这种情形和鹿角蕨如出一辙。巢蕨通常附生在树干上,或树林下的石头上。巢蕨是一种良好的观叶植物,常被栽培在温室或居家中以供观赏。桫椤是现今蕨类植物中最高大的种类,也是中国的一级保护植物之一。

桫椤

桫椤多生长在温度较高、湿度较大的林下和阴地上,在中国主要分布在南方热带、亚热带地区。桫椤是和恐龙同时代的生物,所以显得无比珍贵。桫椤的外形很像一棵树,所以又被称为树蕨。在所有现存的蕨类植物中,惟独桫椤是木本植物。桫椤有一段直立并且不分枝的茎,在茎的顶端着生十几片巨大的叶子,是三回羽状复叶,其长度可达3米,所以一株繁茂生长的桫椤,酷像一把巨大的绿伞。桫椤不但形态美观,是庭院绿化美化的理想植物,而且还可食用、入药。

石韦

石韦主要分布在亚洲的热带和亚热带地区,在中国多分布在长江流域和南方的各个省区,常生长在潮湿的土地、石头的表面以及树皮上,所以又被叫做“石皮”,高10厘米~30厘米。石韦的根状茎有棕黑色的鳞片,叶片从根状茎上长出,叶柄很长,叶片戟形,肥厚、肉质,基部有一个关节与根状茎相连接。为药用植物,可治尿结石、尿血等病症。

鹿角蕨

鹿角蕨在全世界共有15种,分布在热带雨林中。鹿角蕨是附生植物,它比较喜欢阳光,总是附生在高大树木的茎干上。鹿角蕨的叶片有两种类型,一种是正常的绿色叶片,能进行光合作用;另外一种类型的叶是腐殖叶,不进行光合作用,主要功能是为植物体收集枯枝落叶、尘土和雨水等,在细菌和其他微生物的帮助下,把有机物分解成无机物,供植物体生长发育之所需。鹿角蕨常作为观赏植物被引种和栽培。

铁线蕨

铁线蕨在中国主要分布在南方暖温带、亚热带和热带气候区的各省区,其生态习性是喜温暖湿润和半阴环境。铁线蕨为中小型陆生蕨,是多年生草本植物,高20厘米~50厘米。它的根状茎水平生长,密生棕色鳞毛,上面长叶,叶柄细弱,紫黑色,有光泽,很像铁线,所以叫“铁线蕨”。铁线蕨是很好的观叶植物,很多公园、植物园都有种植。由于它株形小巧、形态优美,也极适合小盆栽培和点缀山石盆景。在蕨类植物中,铁线蕨是栽培最普及的种类之一。另外,铁线蕨还可入药。

鳞木

鳞木是一种生长在石炭纪时代的大型蕨类植物,到二叠纪以前逐渐绝迹。现在根据对化石材料的研究可知,鳞木属植物高达30米~50米,有主干,直径约为2米,二权分枝形成树冠。树皮极厚。茎上密生针形小叶,呈螺旋状排列,老叶脱落后,茎上留有鳞片状的叶基,鳞木也正因此而得名。茎内有维管形成层和木栓形成层。树干基部有类似根的器官,称为根座,根座二权分枝,其上密生小根。孢子囊着生在小枝的顶端,有大小孢子囊之分,大孢子囊通常含大孢子8个~16个,小孢子囊含小孢子多个。

萍属在全世界总共有60种~70种。萍在蕨类植物中算是比较特殊的,它为水生或沼生植物,多年生,常生长在浅水边缘或沼泽湿地。萍的根状茎很发达,水平生长,在节的部位向下长根,向上长叶。叶片沉水、浮水、挺水的情况都有。有种比较常见的萍,叶片形状为倒三角形,常规则地排列成田字形,因此也被称为“田字草”。田字草在中国广泛分布于南方各地,可以全草入药,能清热解毒、利尿、消肿、安神。

满江红

满江红在热带和温带广泛分布,在路旁的沟渠、池塘和浅水稻田常见。它是自由漂浮在水面上的蕨类植物,植物体很小,长和宽大约1毫米~15毫米,但是往往呈三角形,幼时的颜色为绿色,年老植物体颜色往往为棕色,大片生长时,远远望去,经常看到水面一片棕红或棕黄,满江红的名字就来源于此。满江红重要的经济意义表现在生物固氮方面,利用农闲时间在稻田里养殖满江红可以提高农田肥力,促进水稻增产,现在这已经作为一项农业增产技术在全世界得到广泛应用。

蕨,又名蕨菜,是凤尾蕨科多年生草本植物。高达1米左右,叶片革质,卵状三角形,叶柄长而粗,主叶脉十分明显。孢子囊呈群条形,沿着小羽片边缘连续着生。蕨的分布是世界性的,除了地球的两极和非洲的撒哈拉,世界各地均有踪迹。中国的蕨类分布非常广泛,从东北、西北到东南、西南以及华中、华南各个地区都有生长。

金毛狗脊

金毛狗脊是一种比较大型的蕨类植物,在中国主要分布在南方热带和亚热带地区。一它的叶片较大,高可达3米~4米,为三回羽状复叶,叶片革质,阔卵状三角形,边缘有浅锯齿,侧脉单一,或在不育裂片上分为二权。叶柄粗壮,褐色。在它的根状茎和叶柄的基部被一层密密麻麻、蓬松柔软、金黄色的宿存长茸毛,所以人们把这种蕨类叫做“金毛狗脊”。