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植物分雌雄不时玩变性

文章来源:春城晚报  |  发布时间:2012-08-15  |  作者:杨质高  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

近年来,媒体上关于变性的报道屡见不鲜,不过“变性”可不是人类才有的“专利”,在植物界也有很多变性高手。比如,天南星属植物就是著名的可变性植物,它一生中能变性几次。

1 天南星

一生中能变性几次

植物世界里,有一些植物因为某些外在因素的改变就能改变了性别。

“天南星属植物,就是比较著名的可变性植物。”中科院昆明植物研究所牛洋博士说。如果仔细观察天南星属植物的一些种类,人们会发现它们当中具有雄株、雌株和两性株三种类型。

牛洋说,这些种类的天南星在开花的第一年往往比较矮小,只开雄花,扮演“父亲”的角色;过几年,它厌倦了当“父亲”的生活,又摇身一变,做起了“母亲”——全开雌花。而有时,它既不能变为雌株,又不“甘心”变为雄株时,就只好暂时为中性了。

为什么会发生这样的性别转变呢?牛洋说:“天南星根据自身资源的多少,来权衡自己的性别身份。”随着资源投入的增加,作为雄性和作为雌性所获得的收益情况是不同的。个子小、资源匮乏时,天南星选择做“父亲”,父亲的角色对资源投入的要求较少,尽管收益有限,但这样的投入和收益关系在此时最为合理;而资源充足、身板结实时,它会选择扮演“母亲”的角色,尽管结实需要消耗大量资源,但由此带来的收益也会更高。

有时候,当了一年的“母亲”后,天南星可说是元气大伤,这时它需要“修养生息”(变成两性或雄性株),待恢复了元气再变成雌性。

科学研究进一步发现,这种植物一生能变性几次。变性同其植株体型的大小密切相关,其高度在100毫米以下的幼株没有花,是无性的,以后既能转变为雄性,也能转变为雌性。

由此,如果要想让成片的天南星多结果子,可以改变它们的生长环境和营养状况。

2 番木瓜

温度变化引发变性

番木瓜,也是一种可以改变性别的植物。它是热带亚热带水果,原产于墨西哥南部以及邻近的美洲中部地区,在我国主要分布在广东、海南、广西、云南、福建、台湾等省(区)。

从事番木瓜组培及育种研究的硕士研究生廖芬说,人们很早就知道番木瓜树是分公母的,公木瓜树不结果。在民间一直流传着,如果在公树上砍上几刀,或是用锄头把根弄伤,公番木瓜树就会变成母木瓜树,然后可以正常结果。事实是怎样的呢?

通过研究,植物学家解开了谜底。番木瓜不止分雄株和雌株,还有一种株性——两性株。三种不同株性番木瓜所开的花分别是雄花、雌花和两性花。公木瓜树所开的花为雄花,这种花只传粉不结果。母木瓜树所开的花为雌花和两性花,雌花会结出圆圆胖胖的果子。母木瓜树所开的另一种花称为两性花,两性花再细分还可以分为长圆形两性花、雄型两性花和雌型两性花。长圆形两性花所结的果实为长圆形,目前市场上卖的番木瓜水果均为这种花所结的果实。而雄型两性花所结的果瘦小或畸形,雌型两性花所结果实会起梭或是畸型。雌型两性花和雄型两性花所结果实外观不佳,一般没多少经济价值。

科学研究发现,番木瓜的性别改变,主要发生在两性株上,一般温度在26℃~32℃之间开的大多数是长圆形两性花,低于26℃或高于32℃便出现趋雌或趋雄现象。而受到创伤,如刀砍或是锄头砍伤引起花性转变,目前还只是民间的说法,未得到科学证实,引起番木瓜花性改变的原因主要还是温度。

控制植物性别提产量

▼ 利用价值

高等植物的性别并不像多数动物那样,在胚胎时就已决定,而是要在其生长、分化和发育成熟后的某个阶段才能确定,因此,高等植物的性别分化具有不确定性。外界环境条件,如营养、温度、湿度、光强、植物激素等因素都对其有不同程度的影响。掌握了植物的这种特性,对那些较易改变性别的植物进行研究,通过适当地改变外界环境条件,就可以有效地控制一些植物的性别,使之向人们意愿的方向转化。

雌雄异花同株的黄瓜,人们可以在种植过程中通过喷洒植物生长调节剂、遮阴或增加水分和氮肥,来增加雌花的数量。

人们所吃的水果,大多数是两性花的子房经受精发育而来,果实是雌性功能的体现。对于银杏这样的雌雄异株来说,种苗的时候应该针对性地选择更多的雌株,这样,一片银杏林就能收获更多的白果了。但是,也一定要有雄性银杏株才行,不然没有花粉传到雌株上就不能结出白果了。

在农业生产上,为了提高产量人为地增加雌花数量之后,往往要进行辅助的人工授粉,以保证花粉的供应。

当然,雄花除了传粉功能,还有其他很多功能,比如水烛香蒲的花粉,有止血、化瘀、通淋等功效。雄花作为食用的就更多了,比如南瓜的雄花、核桃雄花的花序梗都可以作为蔬菜食用。南瓜的雄花食用的部分主要是花瓣,而核桃的主要是花序梗。

研究发现,与动物一样,一些植物的性别也是由存在于染色体上的基因决定的,通过对植物种子或幼苗进行染色体检查,就能准确地鉴别出杨树、柳树、银杏等树木的性别。

植物性别比人类要复杂

▼ 新闻助读

人分男人、女人,这是很多人头脑里的知识。但除了这两种,还有两性人。两性人是指既有男性特征又有女性特征的人,医学上把这种具有两性特征的人叫做“两性畸形”。

但是,性别系统在植物界里却要更复杂。中科院昆明植物研究所任宗昕博士说,所有的生物,除了无性生殖的物种外都是有雌雄之分的,但表现形式不一样,植物性别的表现形式非常复杂。

从花的水平来说,大多数植物的花都是两性花,就是一朵花上既有雌性器官(雌蕊)和雄性器官(雄蕊),但一些植物的花却只有单性,要么是雌花,要么是雄花。

对于单性花,雄花通过传播花粉使雌花的胚珠受精而当上“父亲”;雌花在花媒(风、昆虫等)的帮助下受粉受精,结出种子,成为优秀的“母亲”。

生活中,人们可以看到一株植物上所开的花可不止一朵,于是麻烦就来了,三种类型的花可以组合成好几种类型:全株只开雄花的雄株或全株只开雌花的雌株(雌雄异株),如大麻、菠菜、芦笋等;一个植株既有雄花也有雌花(雌雄同株),如玉米、蓖麻、黄瓜、南瓜及葫芦科的其他大多数植物;雄花和两性花同株;雌花和两性花同株;雌花、雄花和两性花都开的植株。

人们比较熟悉的雌雄异株有银杏、铁树等,银杏树雄株不会结果,只能传粉给雌株,白果是雌株花受粉受精后结的。雌铁树的花是圆球形的,雄铁树的花是长条形的。

植物中的“胎生”现象

▼ 延伸阅读

开花,然后结果,最终瓜熟蒂落,种子在适宜的条件下萌发、长成幼苗。绝大部分基本上都遵循这样一条繁殖路线。

可偏偏有一部分植物,学着动物的样子“胎生”,即种子成熟后不肯离开母体,还不停地吸收母体的营养,直到萌发成小植株,才离开母体,独立生活。

植物的“胎生”现象不难见到,红树就是一种典型的胎生植物。红树是一种小乔木,生活在热带、亚热带沿海一带的海滩上。我国广东、海南岛、福建和台湾的沿海地区,都有它的分布。

红树林植物的胎生现象可分为显胎生和隐胎生。种子萌发的时候,下胚轴明显伸长,逐渐突破果皮,形成样子如同长长“水笔”的胎生苗,属于显胎生。红树林中进行显胎生繁殖的植物,主要集中在红树科,其中红树属的红树、红海榄,木榄属的木榄、海莲、尖瓣海莲,角果木属的角果木,秋茄属的秋茄,都在果实外长有长长的胎生苗,形成“树挂幼苗”的奇观。

海滩上每天都有涨潮和退潮,涨潮时红树的树干全被海水淹没,树冠在水面上荡漾;退潮后,棵棵树木又挺立在海滩上,形成了海滩上的奇特景观。

如果红树种子成熟后,马上脱落坠入海中,就会被海浪冲走,得不到繁殖后代的机会;可是,红树靠着种子胎生,就能在海滩上繁衍生息。

植物界的“胎生”现象,也见于佛手瓜和胎生早熟禾等植物中。另外,生长在非洲摩洛哥和南美的奶树,也是胎生。更奇特的是,南美地区生长的奶树所流出的汁液,其营养可与最好的牛奶媲美。 本报记者 杨质高

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原本山川 极名草木