彩球传情——从传粉到受精
彩球传情——从传粉到受精
在我国的古代和现在的一些少数民族地区,妙龄姑娘选择意中人用的是搭彩楼,抛彩球的办法,由此曾引出许多动人的故事和传说。但是这种方法的“发明专利”却应该属于一些古老的种子植物,因为早在3亿多年前的古生代泥盆纪可能就开始这样做了。
种子植物的“彩球”就是花粉粒,与人类的习惯相反,花粉粒这种“彩球”是由“新郎”抛给“新娘”的。当植物的生殖器官发育成熟时,在子孢子囊(这时被称为花粉囊或花药)内由小孢子母细胞经减数分裂产生小孢子,小孢子细胞向外分泌出由纤维素和孢粉素构成的厚壁,就形成了单枝花粉。单枝花粉(小孢子)进一步发育成雄配子体。种子植物的雌雄配子体都相当简化(结构比较复杂的雄配子体只有几个细胞,而雌配子体也只有几千个细胞),而且多数情况下不能独立生活,只能寄生在抱子体花药(小孢子囊)和胚珠(大孢子囊)中;只是“彩球”——花粉有些例外,它们在发育到一定时期被抛出花粉囊之外,经历千辛万苦,飘飘荡荡,才落到意中的花柱柱头(或胚珠)上,这个抛接的过程的植物学术语叫“传粉”。
花粉粒的外形千姿百态,玲珑剔透,非常美观,而且色彩鲜艳。这主要归功于它的外壁。在扫描电子显微镜下可见到其外壁上有各式各样的精巧花纹,萌发孔(或沟)均匀地装点其间,比人造的彩球要漂亮许多。花粉不仅美丽,其重要的科研价值和经济价值也越来越引起人们的注意。花粉研究现在已形成了一个专门的分支学科——孢粉学,通过研究各种花粉的形态和孢粉组合,去分析生态、地理、气候环境,寻找石油矿藏,甚至帮助公安人员破案。另外,花粉的营养价值高,是新型的保健食品。
传粉的方式也有多种。根据传媒不同可分为风媒传粉和虫媒传粉;根据花柱上能接受的花粉不同可分为自花传粉、异花传粉等等。裸子植物的胚珠裸露,传来的花粉可直接落到胚珠中;而被子植物有了真正的花,胚珠被包在子房中,所以花粉先落在柱头上,花粉萌发长出花粉管,这些花粉管中只有少数有亲合性的才能进入柱头,沿花柱组织向前生长直到把精子送入胚囊(雌配子体)和卵受精。这又是一个漫长的过程,比如玉米的花粉管要在其花柱中跋涉30—40厘米。可见从传粉到受精,花粉真是历经磨难,九死一生。
传粉和花粉管的出现是植物系统进化的一次革命性飞跃,标志着种子植物的有性生殖过程脱离了水的束缚,从而完全适应了陆生生活。而被子植物更采取了卵和极核同时受精的“双受精”方式,传粉过程也在进化中变得更加复杂有效,种子又受到了果实的庇护,繁殖效率更高,成为广袤陆地上占统治地位的绿色植物。