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裸子植物的特征,裸子植物的重要特征有哪些(终生只有两片叶子的千岁兰)

04-30 互联网 未知 投稿

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1、裸子植物的特征:终生只有两片叶子的千岁兰,为什么能活到2000岁?

沙漠中的“大章鱼”

在纳米比亚地区,生活着一种非常珍稀的植物:千岁兰,千岁兰属于世界温室三大珍稀植物之一,它的珍稀之处在于它数量非常稀少,又是远古时期留下来的一种活化石,并且它们的寿命非常长,根据碳14测定,最长寿的千岁兰已经活了大约2000年,是世界上最长寿的植物之一,也是最珍贵的植物品种之一。

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千岁兰生活在降水量超级少的纳米比亚地区,虽然这里临近海洋,但这里常年受副热带高压的统治。副热带高压统治下的天气为晴朗少云,所以当地年均300天为晴天,阴雨天气非常罕见,以至于这里年均降水量在270毫米,而且70%的降雨集中到11月以及来年3年。

降雨较少,再加上降雨季节分布不均,使得这里形成沙漠,当地的植被也是以耐旱、耐贫瘠的植物为主,千岁兰就是其中之一。

千岁兰生活的地方虽然干燥少雨,但也不是完全没有水分,由于当地靠近海洋,海洋蒸发的水汽有一部分能够形成浓雾,只有演化出能吸收浓雾里的水分的植物才能够在当地生存下去,千岁兰显然就满足了这一点,千岁兰的叶片上有许多气孔,这些气孔会从空气中吸收水分。而且它们的根系非常发达,能够深入到地下10米左右寻找水源,正是凭借着这项本领,当地有不少千岁兰已经在当地生存了上千年之久,并且还能够继续存活下去。

多说一句,千岁兰无法在我国沙漠中存活,这是因为非洲沙漠终年炎热,而我国沙漠则年温差较大。

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千岁兰最大的特点就是终生只有两片叶子,而且这两片叶子永远不会脱落,会一直保持生长。千岁兰的叶子并不是向上生长,而是向两边蔓延,这样可以保持自己根部位置气温较低,同时也可以防止根部位置的水汽蒸腾。

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千岁兰的叶子虽然终生不会脱落,但在生长过程中,叶子的前端会逐渐干枯,但是基部的叶子永远都在保持生长。

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虽然千岁兰只有两片叶子,但是在风力的撕扯之下,千岁兰的叶子会被撕成许多小条,像是翻滚的大章鱼。以至于它们又被称为“沙漠章鱼”。

千岁兰

千岁兰属于裸子植物,相比于被子植物而言,裸子植物有些像前朝遗民。比如:被子植物已经演化出雌雄同株,而大多数裸子植物依旧属于雌雄异株,千岁兰就是如此,尽管从外表上看雌株和雄株的区别不大,但是雌株有较大的雌球果,而雄株有雄花,主要依靠风力以及昆虫传播花粉。

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一般一株千岁兰可以结出10000粒种子,但是这些种子的存活率非常低。这是因为当地的环境实在是太恶劣了。不过一旦千岁兰在当地扎根,就可以存活上千年以上。

一直以来,科学家们都对千岁兰的叶子保持终生生长的能力保持好奇。我们知道,生命的活动离不开细胞增殖,而细胞增殖的次数其实是有限的,以人类为例,人类的染色体两端有一个作用类似于“帽子”一样的物质:端粒,端粒不控制基因,但是端粒会保护染色体内部的基因稳定。

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然而,端粒有一个致命缺点,那就是端粒无法自我复制,细胞每分裂一次它们的长度就会缩短一半,当端粒的长度无法维持分裂时,该细胞就会走向死亡,或者是癌化,正是因为如此,人类才有极限寿命。

然而千岁兰的基部有一个生长带,生长带拥有很强的分化能力,能够不断分化新的叶片组织,就像是老鼠的牙齿一样。正是凭借这个能力,千岁兰才能生存千年之久。至于它们的细胞为什么能持续的分化,目前还没有相关的资料。

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总结

数量少,寿命长,使得千岁兰成为当地的著名景点。不过它们更为珍稀的地方在于,它刚好处于裸子植物演化成被子植物的过渡环节,极具学术价值,因此许多植物园都会引进千岁兰,在我国北京植物园中就有一棵千岁兰。

只不过千岁兰虽然能忍耐沙漠贫瘠的环境,但它们也有致命缺陷,那就是一旦主根受伤,千岁兰将会非常容易死亡。而且千岁兰的根系直立性强,人工栽培比较困难,这也是它们没有摆脱濒危的原因之一。

2、裸子植物的特征,裸子植物的重要特征有哪些

要回答这个问题,首先要了解种子植物的枝干是怎么生长而成的。一颗发育成熟的种子,在适宜的温度、适量的水和空气下开始萌发,胚轴的细胞向上生长和伸长,把胚芽或胚芽连同子叶一起推出土面,胚芽伸出土面,形成茎和叶。随着植物开始进行光合作用,子叶脱落,一株独立的幼苗也就此长成。

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从此以后,负责植物生长的任务交给了一个全新的组织——芽。芽是植物茎上处于休眠状态的雏体,经过营养生长发育成植物的枝条,通常产生于叶腋或茎尖处。在生长素的作用下,分生组织细胞分裂和分化,形成皮系统、基本组织系统和维管系统,称为初生结构。维管系统在生长季进行活跃的细胞分裂,向内和向外分别分化形成木质部和韧皮部,使得植物的茎不断加粗生长,参天大树也就逐渐长成。芽根据位置的不同通常分为顶芽、腋芽和不定芽。不定芽是指从老茎、老根和叶片上所产生的芽,而在新枝的生长发育过程中,顶芽和腋芽的发育程度决定了植物的生长形态。

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在植物的生长过程中,顶芽产生的生长素会向下运输积累临近的侧芽部位。而芽的发育对生长素的浓度非常敏感,低浓度的生长素会促进芽的萌发生长,而高浓度的生长素会抑制芽的萌发,所以受到高浓度生长素的积累,侧芽会停止萌发,茎顶端的顶芽则不断的萌发生长,这在植物学上叫做顶端优势(apical dominance)。当顶芽不断地保持顶端优势生长,这就形成了明显直立的主干。腋芽远离顶芽后才萌发生长形成侧枝,侧枝长大后再形成各级分枝。而由于主茎的顶芽活动始终占优势,所以侧枝以下的各级分枝生长都不会超过主茎,这样就长成了高大直立的植物形态。而这种分枝方式称为单轴分枝,又叫总状分枝,大多数裸子植物和部分被子植物(如杨树)都是这样的分枝方式。而被子植物中,有不少植物主干上的顶芽经过一个生长周期后,生长迟缓、死亡或者分化为花芽,这样临近顶芽的腋芽失去了顶端优势的抑制,代替顶芽继续发育、生长为新的主干枝条。如此交替往复就形成了曲折的枝干形式,这种分枝方式被称为合轴分枝。

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单轴分枝与合轴分枝在分枝的方式上还有二叉分枝和假二叉分枝,这里不做展开。进化角度来看,合轴分枝是比较进化的分枝方式,因为它使得植株上部或树冠呈开展状态,这样可以更有效地获得光合作用的面积。那么为什么裸子植物大多数是单轴分枝呢?相对于被子植物,裸子植物更加古老原始,很多裸子植物——比如银杏——还有“活化石”的称号。相对于现在的气候条件,中生代的气温更高,二氧化碳浓度相对也高,而氧气浓度更低。这也让植物的光合作用更加容易,不需要像被子植物那样通过扩大光照面积来提高光合作用。另一方面,中生代活跃的植食性动物——恐龙——比如今的动物庞大得多。为了不被过度啃食,裸子植物向上生长的生存策略也是符合适者生存的进化规律的。

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中生代假想图,背景植物都是高大直立的

其实在园林植物的栽培养护中,利用植物的顶端优势来“坳造型”是特别常见的手法。自然界中,植物的顶芽因为病虫害、自然意外等外力受到破坏,原本直立生长的裸子植物同样可能呈现不同的分枝方式。而园林绿化中,也有可能根据需要提前摘除顶芽,来调整植物的生长姿态。所以也并不是所有的裸子植物都会长成笔直的形态的。

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不是直立的银杏

作者:雨尘(知乎用户)

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