早在葉子還沒有誕生以前,植物的體軸朝著兩個方向發展來增加對太陽光的接觸麵積。一個發展方向是體軸的表皮細胞凸出,形成細刺狀來增加對太陽光的接觸麵積。後來細刺慢慢變粗、加長,有的長成鱗片狀。由於鱗片狀的小型葉的裏麵沒有維管束(即通常所說的葉脈),缺乏支持葉子維持一定形狀的骨架和保證水分和無機鹽與營養物質進行上下交換的輸導組織。因此這就妨礙了葉子本身向更大的麵積發展,而且也限製了對光合作用效率的提高。距今3.9億年前的泥盆紀早期時,大都是屬於這樣的小型葉。另外一個發展方向是:有些原始陸地植物的地上部分兩分叉的軸器官中,其中有一部分兩分叉的軸器官的頂端扁化,與同一個兩分叉出來的軸經過扁化以後慢慢靠攏、聯合,進而相鄰兩分叉且扁化了的軸之間再相互靠攏、聯合,最後呈楔狀葉,兩分叉且扁化了的軸聯合得越多,楔形葉的形狀越寬。多到一定程度就成了扇形葉,現在常見的草本蕨類植物鐵線蕨,木本植物的銀杏葉子以及被子植物毛茛科的獨葉草都是這種形式。這種葉子中的葉脈,相當於最原始陸地植物軸器官的中柱。在闊葉類植物中,這種脈序是最原始的形式。其他網狀脈(如木蘭葉,楊樹)、平行脈(如稻葉、麥葉),和羽狀脈如(芭蕉)等脈序都是後來才演化成的。葉脈,特別是中脈的產生,不僅方便了葉子內部無機物和有機物之間的交換,而且也為葉子向大型化方向發展提供了支持的保障。被子植物的生殖器官,則是葉子進一步演變並變得麵目全非的結果。

植物的花

我們日常生活中常見的也是最美的植物器官是花,姹紫嫣紅的花人見人愛。那麼,花是怎麼產生的?原來花是植物枝條頂端長葉的地方不是長葉,而是長成了花萼、花瓣、雄蕊、心皮和胚珠的結果。胚珠常常被兩個或幾個心皮聯合起來把它包住,聯合的心皮上端伸長變成花柱。花柱的頂端形成喇叭兒狀的部分叫柱頭。花萼、花瓣是由葉子演化而來的,這很容易被人們理解、接受。雄蕊和雌蕊與葉子的形態差別如此大怎麼會也是由葉子變來的呢。

我們現在看花裏麵的雄蕊形態和構造似乎很簡單。但是它演變成現在這個樣子卻是花了將近4億年的演變時間。最相鄰的生長在軸頂的孢子囊相互聯合,聯合擴大以後的軸成了扁形,有的似葉狀,有的幹脆稱它為“孢子葉”。這種“孢子葉”的孢子囊慢慢地向頂端集中最後成了花藥。葉狀的扁形軸向著變細方向發展最後變成了花絲。花在完成受精後很快就凋謝。此時雄蕊萎落,花瓣離花而去,花萼在有些植物的果實上留下痕跡,但是在有些植物果實中卻維持原樣,當果實長大以後它就相對變小了。如蠶豆莢、荷蘭豆莢、蕃茄、柑桔和柿子等。惟獨由心皮組成的子房,開花以後仍變幻無窮。

觀察雌蕊的外形,它是由子房、花柱和柱頭三部分組成。子房是由心皮組成的,從內部來看,子房把胚珠緊密地包住,隻有花粉落在柱頭上萌發後產生的花粉管,才能從花柱中伸進去把精子送到胚珠上受精,其他的東西很難進入子房,就連微生物也都是很難進去的。胚珠在子房的嚴密保護下,使它能保持一定的濕度、得到足夠的養料供應,避免幹燥空氣的威脅,免受菌類和小動物的侵害。加上子房外麵還有一層或多層比它大得多的花瓣以及比它堅實得多的花萼包圍住。這樣使胚珠有多層的安全保障,足夠的營養供應,在受精後順利地發育成種子也就有了充分的保證。這是最有利於保護後代繁殖的結構形式。胚珠將來發育成種子。胚珠外麵的心皮則發展成為果實。如荷蘭豆莢,我們吃的部分主要是它的心皮。從這裏可以看出這種豆莢最早的種子是長在葉子邊緣。葉子慢慢地由縱向對疊,最後它就成了把種子包在裏麵的豆莢。我們吃的西瓜就是由三片邊緣長種子的葉子變來的,也就是說是由三個心皮聯合的結果。

漂亮的紅香蕉蘋果,它的花蒂一端呈五棱形突起,橫切開來五粒種子呈五角星狀排列。它是由5片葉子(心皮的前身)演變而來的。蘋果的果肉部分還包含了開花時的花托。

細胞加工廠

細胞的發現應歸功於虎克。1665年英國人虎克用顯微鏡觀測軟木切片,發現了許多排列有序的呈蜂窩狀的小室,他就將其稱之為“cell”即細胞。現在我們知道,他看到的隻是死細胞的細胞壁,但他的發現仍然是劃時代的。因為細胞是一切生物體的基本結構單位,是生物的基本功能單位。雖有不同的生物種類,但細胞的構造是相同的,都由細胞膜、細胞質、細胞核三部分組成。細胞膜起保護作用,細胞質提供最佳環境,細胞核是首腦機關。