苔藓植物

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引言

苔藓植物门是一个包含约12,000-14,000种非维管植物的类群，包括藓类、苔类和角苔类，属于胚植物亚界。它们是非木本草本植物，具有相对较小且简单的植物体结构。它们被誉为“植物界的两栖动物”，在生态和经济方面具有重要意义。

苔藓植物的一般特征

• 苔藓植物被称为“植物界的两栖动物”，因为它们的生长需要大量的水分和湿度。

• 植物体结构可以是叶状体或片状体。

• 叶状体具有简单的叶状“假叶”和茎，没有维管组织。它们代表配子体。

• 片状体在地面上匍匐生长。在某些物种中，片状体可能只有一层细胞厚，而在其他物种中则可能有多层细胞厚。

• 植物体通过假根附着在基质上。

• 除了一些藓类外，没有维管组织。

• 水分吸收是通过毛细作用进行的。

• 它们缺乏真正的叶和根。但是，存在功能上等同于叶的结构。

• 苔藓植物生活史中的优势阶段是配子体

• 孢子体具有足、柄和含有孢子的孢蒴。孢子体寿命短暂，部分或完全依赖于配子体。

• 孢子可能含有弹丝，有助于孢子的传播。

• 雌性生殖器官是瓶状的颈卵器。苔藓植物是进化上最早发育出颈卵器的植物。

• 雄性生殖器官称为精子器，是一种椭圆形的结构。精子是双鞭毛的鞭毛型。

• 卵细胞的受精作用在水中进行，产生合子，合子经过连续分裂形成胚胎。

苔藓植物的分类

苔类（Hepatophyta/Marchantiophyta）

• 约9000种

• 名称来源于其片状体类似肝脏的形状。

• 配子体可以是叶状的（例如，Schistocila balfouriana）或片状的（例如，Marchantia）。

• 片状体通常分化为光合细胞、贮藏细胞和气室。

• 片状体的上表面包含光合细胞，而下表面则有单细胞假根，有助于附着在基质上。

• 孢子体由含有孢子的孢蒴组成。叶状苔类具有称为柄的茎，其顶端带有孢蒴。存在弹丝。

• 有性生殖涉及颈卵器和精子器。受精作用在水中进行。

• 无性生殖通过断裂和芽胞在芽杯中进行。

  例如——地钱、Riccia、Scapania、Pellia等

角苔类（Anthocerotophyta）

• 已知约350种

• 名称来源于孢子体世代角状的形状。

• 仅包含一个目，即角苔目。

• 配子体为背腹性和片状体，常呈莲座状。

• 光滑壁的假根有助于附着在基质上。

• 植物体未分化，不含气室。

• 精子器和颈卵器凹陷在片状体的背面。

• 孢子体是线形的孢子囊，从基部分生组织产生，位于片状体的背面。存在假弹丝。

• 无性生殖通过断裂、芽胞、块茎、无融合生殖和持续生长的顶端进行。

• 有性生殖通过精子器释放的精子和颈卵器释放的卵细胞的受精作用进行。根据物种的不同，片状体可以是雌雄异株或雌雄同株的。

  例如——角苔、Dendroceros、Megaceros、Phaeoceros和Notothylas

真藓类（Bryopsida）

• 约15000种

• 配子体由螺旋状排列的叶组成，这些叶是单层细胞的。原丝体阶段先于叶状阶段。

• 假根是多细胞的，具瘤状突起且分枝。

• 配子体可以是雌雄同株或雌雄异株的。

• 孢子体由足、柄和具有盖的孢蒴组成。

• 没有弹丝。

  例如——小立碗藓、泥炭藓、大金发藓等

苔藓植物的生态意义

• 苔藓植物的密集生长有助于防止水土流失。

• 据发现，藓类可以增加土壤中的氮含量。例如，Pleurozium与固氮蓝细菌形成共生关系，有助于增加土壤中氮的浓度。

• 泥炭地蕴藏着世界总碳量的三分之一。这意味着泥炭作为燃料的日益使用也导致了全球变暖。

• 鉴于泥炭藓的保水能力，它也被用于维持土壤水分水平。

• 藓类是生态演替中的先锋物种——它们是第一个在岩石和贫瘠土地上定居的陆地植物。

苔藓植物的经济意义

• 泥炭藓，即Sphagnum是苔藓植物中一种重要的经济物种。这种藓类与苔类一起，在许多欧洲和亚洲国家被用作燃料来源。

• 泥炭藓也是已知有机物泥炭的来源，泥炭被广泛用于农业作为土壤改良剂和有机肥料。

• 泥炭藓具有极好的保水能力，因此可用作运输活体材料的包装材料。

• 一些苔藓植物，如地钱、Riccia、角苔等，被广泛用于治疗肝病、肺结核、肾结石和胆结石等疾病，以及作为抗菌剂和解热剂。

苔藓植物的生活史

与所有其他植物一样，苔藓植物的有性生活史表现出世代交替现象，其中植物体在产生配子的配子体世代（单倍体）和通过减数分裂产生孢子的孢子体世代（二倍体）之间交替。

由此产生的单倍体孢子开始配子体世代。孢子萌发成配子体，配子体同时具有两种性器官，即精子器（产生精子）和颈卵器（产生卵细胞）。

精子最终从精子器释放到周围的水中，在那里它们游动到颈卵器。颈卵器释放的趋化物质促进了这种运动。

受精作用导致形成二倍体合子，标志着配子体世代的开始。合子进行多次有丝分裂形成多细胞胚胎。

结论

• 苔藓植物也被称为植物界的两栖动物。

• 它们是非管束植物，包括苔类、角苔类和藓类。

• 它们表现出世代交替，其中配子体是生活史中的优势阶段。

• 它们可以通过断裂、芽胞等进行无性生殖。

• 有性生殖是通过精子器释放的精子与颈卵器受精进行的。受精作用是外生的，需要水。

• 苔藓植物具有生态和经济意义，它们被用作燃料并用于改善土壤肥力。

常见问题

Q1. 为什么苔藓植物被称为非管束植物？

答：一些苔藓植物具有用于输送水分和养分的细胞链。因此，非管束植物比非维管植物更合适的术语。

Q2. 人类也具有单倍体阶段（配子）。说人类也表现出世代交替是否正确？

答：不正确。这是因为世代交替这个术语只适用于单倍体和二倍体阶段都是多细胞的生命周期。人类的单倍体阶段仅由单细胞配子表示。

Q3. 哪种苔藓植物不含叶绿素？它如何获得营养？

答：隐苔缺乏叶绿素，依赖于一种真菌物种获取食物。

Q4. 哪类植物缺乏气孔？

答：苔类

Q5. 角苔已知与哪种微生物形成共生关系？

答：念珠藻，一种蓝藻，存在于片状体的粘液腔中。