为什么有些植物要改变性别?
植物性变是植物节省能量、生存应变的策略。植物学家发现,印度天南星的叶子被动物吃掉,或者被大树长期遮挡,得不到充足的光线时,它们会由雌性变成雄性。直到不良的处境发生改变后,它们才会变成雌性,开花结果。所以,植物改变性别是为了适应不良环境。
在生物世界中,有雌雄异体,也有雌雄同体的,变化现象并不稀奇。动物有变性的,黄缮的一生中,先是雌的,后来又变成了雄的。红绸鱼只能由雌性变成雄性,而雄性却不能变换成为雌性。
植物会不会变性呢?有,但为数不多。印度天南星就是一个例子。印度天南星是多年生草本,生长在温带和亚热带地区潮湿的林下或小溪旁。植株有雄株、雌株和无性别的中性株三种类型。有趣的是,这些不同性别的植株可以互相转变,而动物只能变性一次。
科学家长期研究和观察后发现,印度天南星的变性同植株体型大小密切相关,植株高度值以398毫米为界,超过这高度的植株,多数为雌株;小于这个高度值的植株,多数为雄株。还发现,植株的高度值在100—700毫米间,都可能发生变性,而380毫米却是雌株变为雄株的最佳高度。
这是为什么呢?原来,植物在开花结实时,需要消耗大量营养物质,只有高大的植株才能满足这种需要,所以大型植株都为雌性。同样原因,小型植株多为雄株了。前一年为雌株(大体型)的, 由于结实消耗了大量营养,第二年便变成了雄株〔小体型)。雄株变雌株的道理相同。中性植株的存在,也是由营养条件决定的,当它不能变为雌株时,就暂时为中性株存在。
美国波士顿大学植物学家发现,北美洲的一种最普通的树木——红枫树,有异乎寻常的性变情况。根据传统的情况,红枫树有时呈雌性,有时呈雄性,有时却雌雄同株。他们在7年中共考察了麻省的79株红枫树,记录了每年每株树的性别与开花的数量。考察结果表明,大多数红枫树(55株)一直为雄性。有4株雄性红枫树会开出一些雌性的花序。另外18株雌性红枫树中的6株却会开出少量雄性花序。还有2株红枫树却是雌雄难辨,它们每年在雌性与雄性之间发生扑朔迷离的变化。 红枫树这种性转变意味着什么呢?波士顿大学植物学家认为, 红枫性变的机制,如果同前面说的三叶天南星那样,这种雌雄同株植物的个体应该大于性别正常的植物,因为它们需要更多的能量来产生性变。可是,事情却不是这样,雌雄同株红枫树的个体并非很大,一般情况下反而小于其他植物。他们推测,这种性别上自相矛盾的树木,可能经历了一个不正常的性发展过程。至于为什么会产生这种现象,有待今后进一步地去探索这个奥秘。
大多数被子植物的雌、雄器官,即雌苏和雄蕊,着生在同一朵花里。这类植物称为雌雄同花植物,以符号表示;在某些植物中,雌、雄芯分别着生在不同的花里,成为单性的雌花和雄花,但雌花和雄花同时出现在同一植株上。这类植物为雌雄同株异花植物,以♂♀符号表示,如玉米和瓜类等。在另一些植物中,雌雄花分别着生在不同植株上,为雌雄异株植物,以♂/♀符号表示,如千年桐、大麻、银杏等。此外还有许多中间类型,有的在同一植株上既有雌雄蕊同在一朵花中的两性花,又有仅具雌蕊或雄蕊的单性花,以♂♀符号表示。
性染色体许多雌雄异株植物都有性染色体,例如酸模的雄株含有12个常染色体和XY染色体(2n=14),而雌雄株则有12个常染色体和XXX染色体(2n= 15)。银杏的雄株具有22+XY染色体,而雌株则有22+XX染色体。不过,有些严格雌雄异株的植物,由于体细胞中,染色体形状较小和数目较多,很难区分出性染色体。
与动物相比,植物的性别是相对不稳定的。它虽然受遗传因子决定,但在外界环境条件和药剂处理的影响下比较容易发生改变。
控制植物的性别分化有重要意义。在雌雄同株异花和雌雄异株植物中,不同性别的器官和植株具有不同的经济价值。如果以种子和果实为收获对象则需要大量的雌花或雌株,而有时为了其他目的,就更欢迎雄株,例如以纤维为收获物的大麻,以雄株为优,因其纤维拉力较强,为了得到银杏种子,宜多种雌株,而如用银杏作行道树,则又以雄株为佳。在雌雄同花植物中,有时为了育种的方便,也需要化学去雄。
自然界性别表现的规律性 在雌雄同株植物中,一般总是雄花先开,然后是两性花和雄花混合出现,最后才是单纯雌花。在蓖麻中这种情况很明显,在黄瓜中,侧枝较主茎形成较多的雌花,随着分枝级数提高,雄花与雌花的比值下降。这一现象说明雌花是在植株开花进入晚期阶段才出现的。
环境条件的影响营养,温度、日照长度、光质、光照强度、水分供应、空气成分等都对植物性别分化有一定的影响。一般说来,充足的氮素营养,较高的空气和土壤温度,较低的气温(特别是夜间低温),蓝光,种子播前冷处理等,有利于雌性分化;高温、红光等因子则促进雄性分化。日照长度的影响因植物光周期类型而异;一般短日照促进短日植物(SDP)多开雌花,使长日植物(LDP)多开雄花;长日照的作用则相反。
性别的化学控制在温室栽培中,很早就有使用熏烟法提高黄瓜结实率的经验。后来查明“烟”中有效成分为一氧化碳。用0.3%一氧化碳处理黄瓜幼苗可使雄花数大大下降,雌花数显著提高。一氧化碳处理不仅可改变雌雄花的比例,而且可改变雌雄花出现的顺序,降低了雌花着生的节位,可使黄瓜提前长成上市。
植物激素,如生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)和乙烯(Eth)对植物的性别分化都有明显的调节控制作用。一般而言,GA促进雄性分化,而IAA、Eth和CTK则促进雌性分化。ABA的作用缺少规律性。Eth能使瓜类,包括黄瓜和瓠瓜提早开雌花,增加雌花数,提高产量,已在生产上应用。
一些生长调节剂,包括类生长素、抗生长素以及激素合成抑制剂,对植物性别分化都有明显的影响。
为了适应周围的环境,更好的繁衍后代
啊,植物性别?
答:既然植物有性别,那么植物是否有变性现象呢?植物学家经过观察和研究,发现了一种典型的变性植物。这种植物名叫印度天南星,是一种喜湿的多年生草本植物,在温带、亚热带地区均有分布,常生活在潮湿的树荫下或小溪旁。这种植物不但会变性,甚至一生还能变几次。例如雌株,它的体型高大健壮,营养物质丰富,...
答:由于生产上的需要,人们有时需要雄花,如大麻,有时又需要雌花,如瓜类。因此,人们希望能控制植物性别的分化,以提高作物的产量与品质。植物的性别不但取决于内在的遗传基础,而且也受环境条件的影响,因此,人为控制环境条件,可以达到控制性别的目的。一般来说,氮肥有利于雌花发育,钾肥有利于雄花发育。例...
答:对这类植物的性别决定机理的研究表明,虽然这类植物与具两性花的植物一样,表现雌雄同株,但其生殖器官的形成机制却截然不同:雌雄单性株植物的雌、雄花的形成是由不同的基因控制的,这些基因被称为性别决定基因,性别决定基因的数目在不同植物中有所不同。有些植物的性别是由一对性别决定基因控制的,...
答:不同性别的器官和个体的经济意义不同,如增加雌株和雌花,对于生产果实的作物,可以提早结果,增加结果数,从而提高了产量。例如大麻纤维的拉力以雄株为优,石刁柏(芦笋)雄株的产量比雌株高25%~35%,但雌株笋粗壮,品质好。研究植物的性别就可以按照人们的需要,定向地控制,获取最大的经济效益。
答:以上所描述的花朵中包含两种生殖器官,它们属于两性花。像月季花、百合花、玉兰花等都属于两性花,属于雌雄同株同花类的植物。还有一些植物,如玉米、南瓜、马尾松等在同株上形成两种性别的花,属于雌雄同株异花类植物。但对于杨树、柳树、银杏树、罗汉松等,则有明显的雌树和雄树之分了。雄树上形成的...
答:因为许多经济植物,不同性别的器官和个体的经济意义不同,如增加雌株和雌花,对于生产果实的作物,可以提早结果,增加结果数,从而提高了产量。例如大麻纤维的拉力以雄株为优,石刁柏(芦笋)雄株的产量比雌株高25%~35%,但雌株笋粗壮,品质好。研究植物的性别就可以按照人们的需要,定向地控制,获取最大...
答:因为许多经济植物,不同性别的器官和个体的经济意义不同,如增加雌株和雌花,对于生产果实的作物,可以提早结果,增加结果数,从而提高了产量。例如大麻纤维的拉力以雄株为优,石刁柏(芦笋)雄株的产量比雌株高25%~35%,但雌株笋粗壮,品质好。研究植物的性别就可以按照人们的需要,定向地控制,获取最大...
答:对这类植物的性别决定机理的研究表明,虽然这类植物与具两性花的植物一样,表现雌雄同株,但其生殖器官的形成机制却截然不同:雌雄单性株植物的雌、雄花的形成是由不同的基因控制的,这些基因被称为性别决定基因,性别决定基因的数目在不同植物中有所不同。有些植物的性别是由一对性别决定基因控制的,如葫芦科的喷瓜...
答:树的绝大多数品种都没有性别之分,可有一些树是有性别之分的,如银杏、桑树等。这些树的雄株只开雄花,雌株只开雌花,它们必须依靠外力,比如风力或昆虫的帮助,才能完成授粉,结出果实。因此,如果只种一棵银杏树,附近又没有其他异性银杏树的话,它是不会结出果实的。在大自然中,咱们所熟悉的...