苔蘚植物

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引言

苔蘚植物門是一個包含約12,000-14,000種非維管植物的類群，包括蘚類、苔類和角苔類，屬於胚植物亞界。它們是非木本草本植物，具有相對較小且簡單的植物體結構。它們被譽為“植物界的兩棲動物”，在生態和經濟方面具有重要意義。

苔蘚植物的一般特徵

• 苔蘚植物被稱為“植物界的兩棲動物”，因為它們的生長需要大量的水分和溼度。

• 植物體結構可以是葉狀體或片狀體。

• 葉狀體具有簡單的葉狀“假葉”和莖，沒有維管組織。它們代表配子體。

• 片狀體在地面上匍匐生長。在某些物種中，片狀體可能只有一層細胞厚，而在其他物種中則可能有多層細胞厚。

• 植物體透過假根附著在基質上。

• 除了一些蘚類外，沒有維管組織。

• 水分吸收是透過毛細作用進行的。

• 它們缺乏真正的葉和根。但是，存在功能上等同於葉的結構。

• 苔蘚植物生活史中的優勢階段是配子體

• 孢子體具有足、柄和含有孢子的孢蒴。孢子體壽命短暫，部分或完全依賴於配子體。

• 孢子可能含有彈絲，有助於孢子的傳播。

• 雌性生殖器官是瓶狀的頸卵器。苔蘚植物是進化上最早發育出頸卵器的植物。

• 雄性生殖器官稱為精子器，是一種橢圓形的結構。精子是雙鞭毛的鞭毛型。

• 卵細胞的受精作用在水中進行，產生合子，合子經過連續分裂形成胚胎。

苔蘚植物的分類

苔類（Hepatophyta/Marchantiophyta）

• 約9000種

• 名稱來源於其片狀體類似肝臟的形狀。

• 配子體可以是葉狀的（例如，Schistocila balfouriana）或片狀的（例如，Marchantia）。

• 片狀體通常分化為光合細胞、貯藏細胞和氣室。

• 片狀體的上表麵包含光合細胞，而下表面則有單細胞假根，有助於附著在基質上。

• 孢子體由含有孢子的孢蒴組成。葉狀苔類具有稱為柄的莖，其頂端帶有孢蒴。存在彈絲。

• 有性生殖涉及頸卵器和精子器。受精作用在水中進行。

• 無性生殖透過斷裂和芽胞在芽杯中進行。

  例如——地錢、Riccia、Scapania、Pellia等

角苔類（Anthocerotophyta）

• 已知約350種

• 名稱來源於孢子體世代角狀的形狀。

• 僅包含一個目，即角苔目。

• 配子體為背腹性和片狀體，常呈蓮座狀。

• 光滑壁的假根有助於附著在基質上。

• 植物體未分化，不含氣室。

• 精子器和頸卵器凹陷在片狀體的背面。

• 孢子體是線形的孢子囊，從基部分生組織產生，位於片狀體的背面。存在假彈絲。

• 無性生殖透過斷裂、芽胞、塊莖、無融合生殖和持續生長的頂端進行。

• 有性生殖透過精子器釋放的精子和頸卵器釋放的卵細胞的受精作用進行。根據物種的不同，片狀體可以是雌雄異株或雌雄同株的。

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

真蘚類（Bryopsida）

• 約15000種

• 配子體由螺旋狀排列的葉組成，這些葉是單層細胞的。原絲體階段先於葉狀階段。

• 假根是多細胞的，具瘤狀突起且分枝。

• 配子體可以是雌雄同株或雌雄異株的。

• 孢子體由足、柄和具有蓋的孢蒴組成。

• 沒有彈絲。

  例如——小立碗蘚、泥炭蘚、大金髮蘚等

苔蘚植物的生態意義

• 苔蘚植物的密集生長有助於防止水土流失。

• 據發現，蘚類可以增加土壤中的氮含量。例如，Pleurozium與固氮藍細菌形成共生關係，有助於增加土壤中氮的濃度。

• 泥炭地蘊藏著世界總碳量的三分之一。這意味著泥炭作為燃料的日益使用也導致了全球變暖。

• 鑑於泥炭蘚的保水能力，它也被用於維持土壤水分水平。

• 蘚類是生態演替中的先鋒物種——它們是第一個在岩石和貧瘠土地上定居的陸地植物。

苔蘚植物的經濟意義

• 泥炭蘚，即Sphagnum是苔蘚植物中一種重要的經濟物種。這種蘚類與苔類一起，在許多歐洲和亞洲國家被用作燃料來源。

• 泥炭蘚也是已知有機物泥炭的來源，泥炭被廣泛用於農業作為土壤改良劑和有機肥料。

• 泥炭蘚具有極好的保水能力，因此可用作運輸活體材料的包裝材料。

• 一些苔蘚植物，如地錢、Riccia、角苔等，被廣泛用於治療肝病、肺結核、腎結石和膽結石等疾病，以及作為抗菌劑和解熱劑。

苔蘚植物的生活史

與所有其他植物一樣，苔蘚植物的有性生活史表現出世代交替現象，其中植物體在產生配子的配子體世代（單倍體）和透過減數分裂產生孢子的孢子體世代（二倍體）之間交替。

由此產生的單倍體孢子開始配子體世代。孢子萌發成配子體，配子體同時具有兩種性器官，即精子器（產生精子）和頸卵器（產生卵細胞）。

精子最終從精子器釋放到周圍的水中，在那裡它們遊動到頸卵器。頸卵器釋放的趨化物質促進了這種運動。

受精作用導致形成二倍體合子，標誌著配子體世代的開始。合子進行多次有絲分裂形成多細胞胚胎。

結論

• 苔蘚植物也被稱為植物界的兩棲動物。

• 它們是非管束植物，包括苔類、角苔類和蘚類。

• 它們表現出世代交替，其中配子體是生活史中的優勢階段。

• 它們可以透過斷裂、芽胞等進行無性生殖。

• 有性生殖是透過精子器釋放的精子與頸卵器受精進行的。受精作用是外生的，需要水。

• 苔蘚植物具有生態和經濟意義，它們被用作燃料並用於改善土壤肥力。

常見問題

Q1. 為什麼苔蘚植物被稱為非管束植物？

答：一些苔蘚植物具有用於輸送水分和養分的細胞鏈。因此，非管束植物比非維管植物更合適的術語。

Q2. 人類也具有單倍體階段（配子）。說人類也表現出世代交替是否正確？

答：不正確。這是因為世代交替這個術語只適用於單倍體和二倍體階段都是多細胞的生命週期。人類的單倍體階段僅由單細胞配子表示。

Q3. 哪種苔蘚植物不含葉綠素？它如何獲得營養？

答：隱苔缺乏葉綠素，依賴於一種真菌物種獲取食物。

Q4. 哪類植物缺乏氣孔？

答：苔類

Q5. 角苔已知與哪種微生物形成共生關係？

答：念珠藻，一種藍藻，存在於片狀體的粘液腔中。