根、茎、叶的分化
蕨类植物(图一)
蕨类植物是植物中主要的一类,是高等植物中比较低级的一门,也是最原始的维管植物.蕨类植物也称为羊齿植物,它和苔藓植物一样都具有明显的世代交替现象,无性生殖是产生孢子,有性生殖器官具有精子器和颈卵器. 蕨类植物大都为草本,少数为木本.蕨类植物孢子体发达,有根、茎、叶之分,不具花,以孢子繁殖,世代交替明显,无性世代占优势.通常可分为水韭、松叶蕨、石松、木贼和真蕨五纲,共约12000种,大多分布于长江以南各省区.多数蕨类植物可供食用（如蕨）、药用（如贯众）或工业用（如石松）包括了原始的脉管类,例如蕨类、木贼和石松.这三种植物,有同样的发展史,都是在泥盆纪开始出现.繁殖过称中,所有的蕨类植物都需要静止的水,新生的植物只能存活在肥沃的地方.因此,不容易在整年干燥的地方或四季变化极大的地点看见它们的踪迹. 但是蕨类植物的孢子体远比配子体为发达,并且有根、茎、叶的分化和由较原始的维管组织构成的输导系统,这些特征又和苔藓植物不同.蕨类植物产生孢子,而不产生种子,则有别于种子植物.蕨类植物的孢子体和配子体都能独立生活,这点和苔藓植物及种子植物均不相同.总之,蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一个大类群.[1][2]
编辑本段分类
蕨类植物(图二)
蕨类植物对于蕨类植物的分类系统,由于植物学家意见不一致,曾经把蕨类植物作为一个门,其下5个纲,即松叶蕨纲、石松纲、水韭纲、木贼纲（楔叶纲、有节纲）、真蕨纲.前四纲都是小叶型蕨类植物,是一些较原始而古老的蕨类植物,现存在较少.真蕨纲是大型叶蕨类,是最进化的蕨类植物,也是现代极其繁茂的蕨类植物.中国的蕨类植物学家秦仁昌将蕨类植物分成5个亚门,即将上述5个纲均提升为亚门. 蕨类植物是高等植物中比种子植物较低级的一个类群,旧称“羊齿植物”,志留纪晚期开始出现,在古生代泥盆纪、石炭纪繁盛,多为高大乔木.二叠纪以后至三叠纪时,大都灭绝,大量遗体埋入地下形成煤层.现代生存的大部分为草本,少数为木本,主要生活在热带、亚热带湿热多雨的地区.孢子落地萌发成原叶体,其上产生颈卵器,受精卵在颈卵器内发育成胚胎.[1][3]
编辑本段分布
蕨类植物(图三)
蕨类植物分布很广,除了海洋和沙漠外,无论在平原、森林、草地、岩隙、溪沟、沼泽、高山和水中,都有它们的踪迹,尤以热带和亚热带地区,为其分布中心. 地球上生存的蕨类约有12000 种,分布世界各地,但其中的绝大多数分布在热带亚热带地区.中国约有2600种,多分布在西南地区和长江流域以南.中国多分布于长江以南各地.如铁线蕨、卷柏、贯众、 肾蕨、满江红、鳞木和桫椤等,属之约12000种,中国约有2600种,多种蕨类植物可供食用（如蕨,紫萁）,药用（如贯众、海金沙）或工业用（如石松）. 中国西南地区是亚洲、也是世界蕨类植物的分布中心之一,云南的蕨类植物种类达到约1400种,是中国蕨类植物最丰富的省份.中国宝岛台湾,面积不大,但蕨类植物有630余种之多,台湾是中国蕨类植物最丰富的地区之一,也是世界蕨类物种密度最高的地区之一.[4] [5]
编辑本段生境
蕨类植物(图四)
蕨类植物体内输导水分和养料的维管组织,远不及种子植物的维管组织发达,蕨类植物的有性生殖过程离不开水,也不具备种子植物那样极其丰富多样的传粉受精、用以繁殖后代的机制,因此,蕨类植物在生存竞争中,臣服于种子植物,通常生长在森林下层的阴暗而潮湿的环境里,少数耐旱的种类能生长于干旱荒坡、路旁及房前屋后. 其实,除了大海里、深水底层、寸草不生的沙漠和长期冰封的陆地外,蕨类植物几乎无处不在.从海滨到高山,从湿地、湖泊,到平原、山丘,到处都有蕨类的踪迹.它们有的在地表匍匐或直立生长,有的长在石头缝隙或石壁上,有的附生在树干上或缠绕攀附在树干上,也有少数种类生长在海边、池塘、水田或湿地草丛中.蕨类植物绝大多数是草本植物,极少数种类,比如桫椤,能长到几米至十几米高.[6][5]
编辑本段特征
孢子体的形态
蕨类植物(图五)
蕨类植物的叶脉比较简单,现在的蕨类植物是进化水平最高的孢子植物.孢子体发达,有真正的根、茎、叶的分化,大多数的蕨类植物为多年生草本,仅少数为一年生. 1、根：通常为不定根,形成须根状. 2、茎：大多数为根状茎,匍匐生长或横走.少数具地上茎,直立成乔木状,如桫椤.茎上通常被有鳞片或毛茸.鳞片膜质,有各种形状,鳞片上常有粗或细的筛孔.毛茸有单细胞毛、腺毛、节状毛、星状毛等. 3、叶：蕨类植物的叶多从根状茎上长出,有簇生、近生或远生的,幼时大多数呈拳曲状,是原始的性状.根据叶的起源及形态特征,可分为小型叶和大型叶两种.小型叶没有叶隙和叶柄,仅具1条不分枝的叶脉,如石松科、卷柏科、木贼科等植物的叶.大型叶具叶柄,有或无叶隙,有多分枝的叶脉,是进化类型的叶.如真蕨类植物的叶.大型叶有单叶和复叶两类. 蕨类植物的叶根据功能又可分成孢子叶和营养叶两种.孢子叶是指能产生孢子囊和孢子的叶,又叫能育叶；营养叶仅能进行光合作用,不能产生孢子囊和孢子,又叫不育叶.有些蕨类植物的孢子叶和营养叶不分,既能进行光合作用,制造有机物,又能产生孢子囊和孢子,叶的形状也相同,称为同型叶,如常见的贯众、鳞毛蕨、石韦等；另外,在同一植物体上,具有二种不同形状和功能的叶.即营养叶和孢子叶,称为异型叶,如荚果蕨、槲蕨、紫萁等.[7]
孢子囊和孢子
蕨类植物(图六)
蕨类植物的孢子囊和孢子,在小型叶类型的蕨类植物中,孢子囊单生于孢子叶的近轴面叶腋或叶的基部,通常很多孢子叶紧密地或疏松地集生于枝的顶端形成球状或穗状,称孢子叶球或孢子叶穗,如石松和木贼等.大型叶的蕨类植物不形成孢子叶穗,孢子囊也不单生于叶腋处,而是由许多孢子囊聚集成不同形状的孢子囊群或孢子囊堆,生于孢子叶的背面或边缘.孢子囊群有圆形、长圆形、肾形、线形等形状,孢子囊群常有膜质盖,称囊群盖,孢子囊的细胞壁由单层（薄囊蕨类）或多层（厚囊蕨类）细胞组成,在细胞壁上有不均匀的增厚形成环带．环带的着生位置有种种形式,如顶生环带、横行中部环带、斜行环带、纵行环带等,这些环带对于孢子的散布有重要作用.孢子的形状常为两面形、四面形或球状四面形,外壁光滑或有脊及刺状突起或有弹丝.多数蕨类植物产生的孢子在形态大小上是相同的,称为孢子同型,少数蕨类如卷柏属和水生真蕨类的孢子大小不同,即有大孢子和小孢子的区别,称为孢子异型.产生大孢子的囊状结构叫大孢子囊,产生小孢子的叫小孢子囊,大孢子萌发后形成雌配子体,小孢子萌发后形成雄配子体.[8]
维管组织
蕨类植物的孢子体内部有了明显的维管组织的分化,形成各种类型的中柱,主要有原生中柱、管状中柱、网状中柱和散状中柱等.其中原生中柱为原始类型,仅有木质部和韧皮部组成,无髓部,无叶隙.原生中柱包括单中柱、星状中柱、编织中柱.管状中柱包括外韧管状中柱、双韧管状中柱.网状中柱、真中柱和散状中柱是演化到最进化的类型,在种子植物中常见.
配子体
蕨类植物的孢子成熟后散落在适宜的环境里萌发成一片细小的呈各种形状的绿色叶状体,称为原叶体,这就是蕨类植物的配子体,大多数蕨类植物的配子体生于潮湿的地方,具背腹性,能独立生活.当配子体成熟时大多数在同一配子体的腹面产生有性生殖器官,即球形的精子器和瓶状的颈卵器.精子器内生有鞭毛的精子,颈卵器内有一个卵细胞,精卵成熟后,精子由精子器逸出,借水为媒介进入颈卵器内与卵结合,受精卵发育成胚,由胚发育成孢子体,即常见的蕨类植物.[2]
编辑本段组织
蕨类植物(图七)
1、植物体有根、茎、叶的分化和较原始的维管组织； 2、根多为有交较好吸收能力的不定根,原始的种类具假根； 3、茎为地下茎（根状茎）或地上茎（气生茎）,维管系统构成中柱（原生中柱、管状中柱、网状中柱、多环中柱）,具有保护作用的毛和鳞片； 4、叶： 小型叶：没有叶隙和叶柄,仅有一条不分枝的叶脉,是原始类型. 大型叶：均有叶隙和叶柄,叶脉多分枝,是进步类型. 孢子叶（能育叶）：能产生孢子囊和孢子的叶. 营养叶（不育叶）：仅能进行光合作用,能产生孢子囊和孢子的叶. 同型叶：营养叶与孢子叶不分,既能制造有机物又可产生孢子. 异型叶：同一植物体具2种不同形状和功能的叶.[9] [10]
