书城科普读物探究式科普丛书-万紫千红的花
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第2章 精华浓缩——花的结构

当你看到各种各样的花朵时你会想到什么?是它们不同的色彩,或者不同的结构吗?那么你了解花的结构吗?不同的花在结构形态上是不是也不一样呢?

其实,一朵完整的花包括了6个基本部分,即花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群。其中花梗与花托相当于枝的部分,其余四部分相当于枝上的变态叶,合称为花部。一朵四部俱全的花称为完全花,缺少其中的任意一个部分则称为不完全花。

由上面我们知道,花部包括花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四个部分。那么,这四个部分都有什么特点与功能呢?

第一节花萼

花萼在花的最外面,对花的其他部分起保护作用。可分成几个萼片,在形状和构造上十分近似叶子或苞片。绿色的萼片中含有叶绿体,表皮层上具有表皮毛,但很少像叶子那样分化出栅栏组织和海绵组织。花萼在形态学上被视为一种变形的叶子。萼片一般成轮状排列,但有些原始科,例如毛茛科为螺旋排列。它们也可成花瓣状,或与退化的花瓣结合在一起。萼片极度退化时,成为细齿、鳞片、刺毛或成小突起。受精后,花萼脱落或宿存,宿存的花萼对果实的发育有重要的保护作用。

第二节花冠

花冠在花萼之内,通常可以分裂成片状,称为花瓣。花瓣一般比萼片大,在形态学中认为花瓣是一种叶性器官,花萼和花冠合称花被。花瓣的表皮层上,也可有气孔和表皮毛,花瓣的大小和形状有很大变化。有的花瓣很大,有的则相当细小,甚至退化成鳞片、刺毛或各种腺体。花冠除了对花蕊具有保护作用之外,花瓣的颜色和香味,对于吸引昆虫传粉同样起着重要作用。花冠之所以有各种鲜艳的颜色,是由于细胞中含有有色体和细胞液中的色素,并受细胞内、外各种因素变化的影响。有些风媒花的花被很不明显,呈绿色或接近无色。

根据花瓣分离或联合的情况、花冠下部并合而成花冠筒的长短,以及花冠裂片的形状与深浅等特征,可将花冠分为以下几个类型:筒状(向日葵的管状花)、漏斗状(甘薯)、钟状(桔梗)、轮状(番茄)、唇形(芝麻)、舌状(向日葵的舌状花)、蝶形(花生)和十字形(油菜)等。其中由于筒状、漏斗状、钟状、轮状和十字形花冠,其花瓣的形状与大小较一致,故这类花为辐射对称。而唇形、舌状与蝶形花冠,其花瓣形状、大小不一,呈两侧对称。也有些花的花是不对称的,如美人蕉的花。

第三节雄蕊群

雄蕊群是指一朵花中全部雄蕊的总称。各类植物中,雄蕊的数目及形态特征较为稳定,常可作为植物分类和鉴定的依据。一般较原始类群的植物,雄蕊数目很多,并排成数轮;较进化的类群,数目较少,或与花瓣同数,或几倍于花瓣数。在一朵花中,如有四枚雄蕊,其中二枚花丝较长,二枚较短,称之为二强雄蕊,如唇形科和玄参科植物(二者均为双子叶植物菊亚纲的一科,多年生或一年生草本)。

又如一朵花中有六枚雄蕊,其中四枚花丝较长,二枚较短,称为四强雄蕊,十字花科植物是典型的一类。另外,雄蕊中花丝或花药部分,常有并连现象,假如花药完全分离,而花丝联合成一束的,称单体雄蕊,如蜀葵、棉花等;花丝并联成为两束的,称二体雄蕊,如蚕豆、豌豆等;花丝合为三束的,称三体雄蕊,如连翘;花丝合为四束以上的称多体雄蕊,如金丝桃和蓖麻等。相反,花丝完全分离,而花药相互联合,称聚药雄蕊。

雄蕊通常由花药和着生它的一个细的花丝组成,花药在花丝上的着生方式可分为以下几种:①全着药,花药全部着生于花丝上,如莲;②基着药,仅花药基部着生于花丝顶端,大多数被子植物雄蕊的花药着生属此类型;③背着药,花药的背部着生于花丝顶端,如油桐;④丁字着药,花药背部中央一点着生于花丝顶端,易于摇动,如小麦、水稻;⑤广歧药,药室完全分离成一直线,并着生于花丝顶端,如地黄;⑥“个”字药,药室基部张开,上面着生于花丝顶上。

通常情况下,每个花药由两个药瓣组成,每个药瓣有两个花粉囊,其中有花药壁和产生小孢子的药室(孢子囊)。花药壁到发育后期,可由表皮层、药室内壁、中(间)层和绒毡层等四层细胞组成。

每个孢子囊中有许多小孢子母细胞,它们各自经减数分裂后,产生四个单倍体的小孢子。此后每个小孢子(核)又分裂一次,形成一个大的营养细胞(或称管核),和一个小的生殖细胞(核),这时具两细胞的花粉粒(即雄配子体)基本成熟。在成熟花药开裂以前,药室之间的分隔可能已破裂,四个孢子囊的花药即变成两个花粉囊。

花粉粒即从开裂的花药中释放出来。花药开裂方式有:①纵裂,沿两个花粉囊的交界处纵行开裂,如油菜、牵牛花等;②横裂,沿花药中部横向裂开,如木槿、蜀葵等;③孔裂,在花药顶部具小孔状裂口,如茄、番茄等;④瓣裂,花药侧壁开裂成数瓣,如樟树、小檗等。

第四节雌蕊群

一朵花中所有的雌蕊,总称为雌蕊群。雌蕊位于花的中心,由着生胚株的心皮组成。一般认为心皮是组成雌蕊的基本单位,一朵花中可能有一个心皮或多个心皮组成雌蕊群。

心皮是叶子的变态。心皮包卷以后,相接部分所形成的一条缝线,称为腹缝线,而在相对的一边,即心皮的中肋处为背缝线。

由一个或多个心皮形成的雌蕊,常分化出子房以及子房上面不育的部分-花柱和柱头。

依据在花上着生情况的不同,子房可分为:上位子房的子房底部与花托相连,这种花称为下位花。如毛茛和金丝桃;下位子房的整个子房下陷于花托之中,并与花托完全愈合,这种花称为上位花,如南瓜;此外,还有半下位子房,子房的下半部与花托愈合,这种花称为周位花,如甜菜等;周位花的花托扩大成杯状或壶状,子房着生在中央,花被和雄蕊围着子房仍是上位子房,如桃花。

由此可见,周位花可以具有上位子房或半下位子房。此外,根据组成雌蕊的心皮数目和结合方式不同,又可将雌蕊划分为单雌蕊和复雌蕊两大类。单雌蕊又称离生心皮雌蕊,其中一朵花只有一个心皮构成的雌蕊,如大豆、桃等;也有的一朵花中有多数彼此分离的单雌蕊,如毛茛、草莓等;复雌蕊又称合生心皮雌蕊,由两个或两个以上的心皮联合形成,其中子房合生,花柱与柱头分离的,如蓖麻、石竹等;有子房与花柱合生,而柱头分离的,如棉花、向日葵等;也有子房、花柱和柱头三者全部合生,如油菜、柑橘等。如果从系统发育的观点看,单雌蕊是比较原始的类型。

柱头位于花柱的上端,其表面粗糙而带有黏液,这是接受花粉的地方。子房内着生一个或数个胚珠。胚珠着生的地方,称为胎座。胎座通常分为:①边缘胎座,单心皮、子房一室,胚珠着生在心皮的腹缝线上,如豆类;②侧膜胎座,由两个以上心皮构成的子房,胚珠着生于心皮的边缘,如油菜、黄瓜;③中轴胎座,由多心皮构成多室子房,胚珠生于子房的中轴部分,如棉花、柑橘;④特立中央胎座,由多心皮构成一室子房,胚珠着生在与子房壁分开的中轴上,如石竹科植物;⑤基生胎座,胚珠生于子房基部,如菊科植物;⑥顶生胎座,胚珠生于子房的顶部,如瑞香科植物。

胚珠由珠被和珠心组织组成。每个胚珠中,一般有一个大孢子母细胞,经减数分裂后,形成4个单倍体的大孢子,其中3个很快退化,只有1个大孢子经数次有丝分裂,产生多细胞的胚囊(即雌配子体)。

此外,花各部分的基部往往具有蜜腺,称为花内蜜腺。

一朵花,如果具有萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊四部分,就可以称为完全花;若缺少其中一部分,则称为不完全花。一朵花中雄蕊和雌蕊都有,称为两性花;有些植物的花中只有雄蕊或雌蕊,这种花称为单性花。只有雄蕊的为雄花,只有雌蕊的为雌花,例如栎树和柳树花。如果雌花和雄花同在一株上,这种植株称为雌雄同株,例如栎树;如果雌花与雄花各自着生在不同的植株,则称为雌雄异株,例如柳树。有的植物在同一株中可以有两性花,或者同时具有雄花,或者同时具有雌花,而有的种,既有两性花的植株也有雌花植株与雄花植株,如猕猴桃。

第五节坚强后背-枝部

在花朵的下部是和花枝相连的地方,此部分包括花梗和花托。

那什么是花梗与花托呢?顾名思义,就是指能支撑花朵的主要组成部分,它是花的坚强后背。

1.花梗

花梗是指在每一朵花下面生出的小枝,一方面它可以支撑花,使花向各处展开;另一方面将各种物质由茎传运至花中,以达到汲取营养的目的。

花梗也称花柄,多为绿色,不同植物,花梗长短也不同,是花朵和茎相连的短柄。花梗长短视不同植物种类而异,例如垂丝海棠的花梗很长,而贴梗海棠的花梗相对较短,有些植物的花甚至没有花梗。

花梗有分枝的,也有不分枝的。分枝的花梗称小梗,顶端着生一花。

一般花梗的结构和茎的结构极为相似。

2.花托

花托指的是花与茎连接的部分,由节与节间组成,是节上着生花的附属物。这些节往往由于节间的缩短和受抑制而紧密地拥挤在一起,导致花托明显变形,因此在形状、大小和结构上并不像茎。

右图中白色花苞与花梗之间的绿色部分即为花托。

花托上所着生的不育部分(苞片、萼片、花瓣)可螺旋或轮生地紧密排列在一起。轮生排列时,上下轮之间,常成交替的排列。有些植物的同一类器官,例如花瓣,可形成两轮或多轮(重瓣花),如重瓣的茉莉花和碧桃花。

由以上我们可以清楚地了解到花的各个部分的结构及其作用。其实,我们所介绍的花的结构只是众多花中的一种,不同的研究者对花的结构分类也不一样。但是无论怎么分,花的主要结构仍然是这6个部分,缺少其中的任何一个部分都是不完整的。所以,在认识花的结构这一过程中,我们要学会用辩证的眼光去看问题。