1.探秘植物王國
從19世紀以來,有很多的科學家對植物的許多植物學家開展了廣泛的植物調查,並進行了植物地理學、古生物學、生態學、考古學、語言學和曆史學等多學科的綜合研究,先後總結提出了世界栽培植物的起源中心理論。
1.德坎道爾栽培植物起源中心論
在有關植物研究的記載中,人們通常將德坎道爾認為是世界上最早研究栽培植物起源的科學家。他通過對植物學的深入研究,以及探究栽培植物地區起源,出版了《世界植物地理》、《栽培植物的起源》這兩部著作。他在《栽培植物起源》一書中提到說,經過考證了247種栽培植物後得出,其中有199中植物是起源於舊大陸,占植物種類總數的88%以上。同時他還指出中國、西南亞和埃及、熱帶亞洲地區可能是最早馴服這些植物的地方。
2.瓦維洛夫栽培植物起源中心學說
世界上的植物研究中,研究栽培植物起源最著名的科學家就是瓦維洛夫,他根據先人研究的學說和方法,進一步的加深研究栽培植物的起源問題。1923年,他組織了植物考察隊,在世界上的60個國家進行了大規模的植物栽培起源考察,曆時10年,一共搜集了共25萬多份有關栽培植物的材料,對這些材料進行了綜合分析和科學實驗後,出版了《栽培植物的起源中心》一書,發表了“育種的植物地理基礎”的論文,提出了世界栽培植物起源中心學說,把世界分為八個栽培植物起源中心,論述了主要栽培植物,包括蔬菜、果樹、農作物和其他近緣植物600多個物種的起源地。
3.勃基爾的栽培植物起源觀
科學家勃基爾在《人的習慣與栽培植物的起源》一書中,係統講解了植物隨人類氏族的活動、生長和遷徙而馴化的過程,論證了東半球多種栽培植物的起源,並總結出了有關瓦維洛夫方法學上主要缺點,認為全部證據都取自植物而不問栽培植物的人。同時他還提出有關影響植物馴化和栽培的一些重要觀點,如“馴化由自然產地與新產地之間的差別而引起。”和“對馴化來說隔離的價值是絕對重要的。”這兩個重要理論點。
4.達林頓的栽培植物的起源中心
學者達林頓在研究植物的栽培和起源時,主要是利用細胞學方法用染色體進行研究和分析,並采納了許多人提出的寶貴意見,將世界栽培植物的起源中心劃為9個大區和4個亞區,有西南亞洲、地中海以及歐洲亞區;埃塞俄比亞和中非亞地區;中亞;印度和緬甸;東南亞;中國;墨西哥和北美,以及中美亞區;秘魯和智利;以及巴西和巴拉圭亞地區。除了新增加了歐洲亞區以外,基本上與瓦維洛夫的劃分相近。
2.植物的起源
人類對植物的認識和使用,最早要追溯到遠古的舊石器時代,這些認識都是人類在尋找食物的過程中,通過采集不同植物的種子、莖、根和果實的過程中慢慢累積起來的。在希臘、埃及、巴比倫、中國、印度等文明古國中,有很多的有關植物知識的記述。如中國《詩經》就記載了古人“多識於鳥獸草木之名”。
藻類植物
距今二十五億年前,地球史上主要的植物還是處於菌類和藻類的形態,但是隨著時代的變遷,藻類生物發展的非常繁盛。直到四億三千八百萬年前的誌留紀時期,有的藻類生物擺脫了水域環境的束縛,首次登陸大地,進化為蕨類植物,這也就標誌著大地開始出現植物類生物了。到了三億六千萬年前的石炭紀,蕨類植物開始大麵積的出現絕種現象,但是還是有一部分生存了下來,但是這時的大地已經是石鬆類、楔葉類、真蕨類和種子蕨類的世界了,有這些種子形成沼澤森林遍布大陸的每一個角落。古生代盛產的主要植物於二億四千八百萬年前(三疊紀)幾乎全部滅絕,而裸子植物開始興起,進化出花粉管,並完全擺脫對水的依賴,形成茂密的森林。到了一億四千五百萬年前的白堊紀時代,被子植物開始出現,並在白堊紀晚期迅速發展,取代了裸子植物在陸地上的主導地位,形成被子植物時代,並一直延伸到現在,例如現在的鬆、柏,甚至像水杉、紅杉等植物,都是在這時期進化出現的。
植物的生長離不開氧氣和水分,孕育生命的初始地就是海洋。海洋是孕育生命的搖籃,藍藻和細菌是海洋中出現最早的植物,也是地球早期出現的生物。這些生物在結構上比蛋白質團要完善得多,但是和現在最簡單的生物相比卻還是要簡單得多。這些生物沒有細胞結構,連細胞核也沒有,因此被稱為原核生物。但是地球上的藍藻數量極多,且繁殖速度很快,這些生物在新陳代謝當中能把氧氣放出來,它的出現在改造大氣成分上做出了驚人的成績。在所後的生物進化過程中,逐漸出現了產生能自己利用太陽光和無機物製造有機物質的生物,這種生物還進化出了細胞核,如紅藻,綠藻等新類型。藻類在地球上稱霸了幾萬世紀後,它們植物體的組織發展的逐漸複雜起來,達到了更完善的程度。隨著時代氣候的變遷,生長在水裏的一些藻類,被迫接觸陸地,逐漸演化為蕨類植物,也就是裸子植物。又經過了大約一億年的演變,地球的大陸又出現了新的植物物種,這種植物一直衍生到今天,他就是今天我們隨處都可見到的被子植物。
植物的進化是經曆了漫長的歲月中,幾經演變,幾經興衰,由最初的無生命力到今天有生命力活躍,由低級到高級,由簡單到複雜,由水生到陸生,經過這樣複雜的發展曆程,才出現了現代這些形形色色的植物種類。在植物演變和發展的過程中,苔蘚植物因為結構和生殖上特點,限製了苔蘚植物進一步向陸生生活的發展,而蕨類植物由於能更好地適應陸生生活,所以得到了很好的發展,甚至有一部分原始蕨類植物逐漸進化成為種子植物。
3.植物有多少種分類
植物界是由一群多細胞的真核生物組成的,這些生物都具有細胞壁,大多數都含有葉綠體,可自主進行光合作用,製造供給自身生長的養分。這一群生物最早是由海洋中的綠藻類演化而來的,依演化的先後,可分為蘚苔植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。
苔蘚植物
蘚苔植物是陸地上出現最早的植物,它是由海洋中的藻類植物演化而來的。苔蘚類植物的外表有角質層,可以很好的保護自己的身體,防止水分的快速過度散失。但是由於苔蘚類植株沒有演化出維管束,所以水分和養分的運輸速度很慢,這就是造成了其生長的個體體積小的重要原因。此外,蘚苔植物繁衍需要在潮濕的環境中進行,因此,在潮濕的地麵、牆壁或樹幹上,常常可以發現這一群綠色矮小的植物。常見的苔蘚類植物有地錢和土馬鬃這兩種。
蕨類植物
蕨類植物又常被科學家稱為低等維管束類植物,這主要是因為蕨類植物不產生種子,而是靠產生孢子散布來繁殖後代的。蕨類植物喜歡生長在陰暗潮濕的地方。蕨類植物的莖常埋於地下,稱為地下莖,有些蕨類的莖呈直立狀且體態高大,例如筆筒樹。蕨類的葉多呈羽狀複葉,而且在背麵常有孢子囊聚集成堆,這些袍子囊被稱之孢子囊堆。孢子囊內的孢子很微小,需要用顯微鏡觀察才能看到,成熟後的孢子會從孢子囊中膨散出,隨風飄散。今天我們燃燒的煤炭,大都是石炭紀高大的蕨類植物大量死亡後,深埋於地層中,經過長時間演化後形成的。
裸子植物
裸子植物是靠產生植物種子繁殖後代的,而且裸子植物的種子是裸露在外麵的,大部分的裸子植物產生的種子都呈現出毬果狀,這些毬果種子皆是由許多鱗片組成,有雌、雄之分。當雄毬果成熟時,鱗片下側產生的花粉粒,由風傳播至雌毬果上。雌毬果的各鱗片內側有裸露的胚珠,胚珠內含有卵。受精後的胚珠即發育為裸露的種子沒有覆蓋。許多裸子植物的種子都帶有隱形的翅膀,可以隨風散播到很遠的地方,然後落地生根。在現實生活中,如常見的鬆、杉、柏等植物都是裸子植物。
被子植物
被子植物就是可以開花,並且將花作為其生殖器官的植物。由於被子植物不能自己將雄蕊和雌蕊進行受精行為,就將生殖器官演變成為花的結構,吸引傳粉者,幫助其進行受精行為,所以被子植物亦被稱為開花類植物。在幾經演變的過程中,被子植物成功的占據了大陸植物的主導地位。被子植物的種子包裹在果實內,獲得保護,再由果實幫助種子進行的散播。人們可以依據種子內子葉的數目,將被子植物分為單子葉植物和雙子葉植物。大部分單子葉植物的葉為平行脈,花瓣為三或三的倍數,如百合、稻、麥、甘蔗、玉米、竹、蔥和蒜等植物。大部分雙子葉植物的葉為網狀脈,花瓣為四、五或其倍數,常見的如杜鵑、榕樹、菊、芹菜和草莓,水生的荷與睡蓮等植物。被子植物有很多的種類,如我們日常所見的樹木、花草和蔬菜等大都是被子植物,被子植物可以供人類食用、藥用或觀賞,在人類的生活中具有極其重要的地位。
人們還可以根據植物對光照強度需求的不同,將其分為陽性植物、陰性植物和耐陰植物三大類。也可以根據植物在開花過程對太陽光照射時間的長度和反應的不同,將其分為長日照植物、短日照植物、日中性植物和中日照植物四類。
4.認識植物細胞
植物的身體是有眾多形狀和大小是各不相同的細胞組成的,其不同部位細胞的形狀和大小與它們行使的功能密切相關。
顯微鏡下的植物細胞
直徑在10~200微米之間的細胞是組成高等植物的重要因子。不同的植物,其組成的細胞大小差異也很大,一般必須在顯微鏡下才能看到。在組成種子植物的細胞中,這些細胞的直徑一般都是在10~100微米之間,較大細胞的直徑也不過是100~200微米,也有少數植物的細胞較大,通過人類的肉眼就可以分辨出來,例如番茄果肉、西瓜瓤的細胞,這些植物的細胞的直徑可達1mm;有的細胞極長,如苧麻纖維細胞可長達55cm,還有最長細胞體的長度可達到數米,甚至是數十米之長,例如橡膠樹的乳汁管,但這些細胞的橫向直徑很小。植物細胞的大小是由遺傳因素所控製,其中主要是由於細胞核的作用。
(1)細胞核控製能力的限製。細胞核與細胞質是掌握細胞生長、發育和保持細胞的正常代謝活動重要因素,細胞核對於細胞質數量的數量生長有一定的限製,細胞核是影響細胞生長大小的重要因素。