单子叶植物纲--百合纲(9)
陆生、附生或腐生的草本。花常为两侧对称,多为两性;花被片6,2轮;雌蕊由3心皮组成,子房下位,1室或3室。种子微小,极多,具未分化的胚,无胚乳或有少量胚乳。
本目包含兰科、水玉簪科(Burmanniaceae)等4科。
兰科(Orchidaceae) ↑P3+3 A2-1(3:1)
多年生草本,陆生、附生或腐生,稀为攀援藤本。陆生及腐生的常具根状茎或块茎,有须根。附生的具有肥厚根被的气生根。茎直立,悬垂或攀援,往往在基部或全部膨大为具1节或多节、呈种种形状的假鳞茎。单叶互生,常排成2列,稀对生或轮生,基部常具抱茎的叶鞘,有时退化成鳞片状。花葶顶生或侧生,单花或排列成总状、穗状或圆锥花序;花两性,稀为单性,两侧对称(图8-165),常因子房呈180度角扭转,弯曲而使唇瓣位于下方;花被片6,排列为2轮,外轮3片为萼片,通常花瓣状,离生或部分合生,中央的1片称中萼片,有时凹陷,并与花瓣靠合成盔,两侧的2片称侧萼片,略歪斜,离生或靠合,稀合生为1合萼片,有时侧萼片贴生于蕊柱脚上而形成萼囊;内轮两侧的2片称花瓣,中央的1片特化而称唇瓣;唇瓣常有极复杂的结构,分裂或不分裂,有时由于中部缢缩而分成上唇与下唇(前部与后部),其上通常有脊、褶片、胼胝体或其他附属物,基部有时具囊或距,内含蜜腺。最突出的特征是雄蕊和花柱(包括柱头)合生成合蕊柱,通常半圆柱形,正面向唇瓣,基部有时延伸为蕊柱脚,顶端通常有药床;雄蕊1或2枚(极少为3枚),前者为外轮中央雄蕊,生于蕊柱顶端背面,后者为内轮侧生雄蕊,生于蕊柱两侧;退化雄蕊有时存在,为很小的突起,稀为较大而具彩色;花药通常2室,花粉常结成花粉块,四合花粉或为单粒花粉,无萌发孔或具1—4萌发孔,外壁具网状或拟网状雕纹;花粉块2—8个,具花粉块柄、蕊喙柄和粘盘或缺;雌蕊有3个联合心皮,子房下位,1室,侧膜胎座(图8-166);柱头有两类情况:在具单雄蕊的植物,3个柱头中,有2个发育,第3个柱头常不发育,变成1个小凸体,称为蕊喙,位于花药的基部,而介乎两个药室之间;在具两雄蕊的植物,有由3个柱头合成的单柱头,无蕊喙。蒴果三棱状圆柱形或纺锤形,成熟时开裂为顶部仍相连的3—6果爿。种子极多,微小,无胚乳,通常具膜质或呈翅状扩张的种皮,易于随风飘扬,传至远方,胚小而未分化。染色体:X=6—29。
兰科植物的花,对昆虫传粉的适应非常复杂,一般说来,兰花常大型而美丽,有香气,易引诱昆虫,花的蜜液,多藏于唇瓣基部的距内或蕊柱的基部,昆虫进入花内采蜜时,落在唇瓣上,头部恰好触到花粉块基部的粘盘上,昆虫离开花朵时,带着一团胶状物和粘附其上的花粉块而去,至另一花采蜜时,花粉块恰好又触到有粘液的柱头上,完成授粉作用。
兰科为种子植物第二大科,约有730属,2万种,广布于热带、亚热带与温带地区,尤以南美洲与亚洲的热带地区为多。我国约有150属,1000余种,主要分布于长江流域和以南各省区,西南部和台湾尤盛。兰科有很多是著名的观赏植物,各地多栽培,供观赏用;还有一些植物可供药用。
1.三蕊兰属(Neuwiedia) 陆生草本,具短根状茎。茎直立,上生多枚叶。花有雄蕊3枚;花粉粒粉状,不粘合成花粉块。约7种,分布于东南亚。我国仅1种,三蕊兰(N.veratrifoliaBl.),分布于广东、海南和云南,是兰科中最原始的类群。
2.构兰属(Cypripedium) 陆生草本。叶茎生,幼时席卷。花两侧对称,唇瓣成囊状;内轮2个侧生雄蕊能育,外轮1个为退化雄蕊;花粉粒状不成花粉块。约35种,分布于北温带和亚热带,我国有23种,以西南部和中部最盛。本属有些植物花美丽,可栽培,供观赏。常见的有扇脉杓兰(C.japonicum Thunb.),叶常2枚,近对生,菱状圆形或横椭圆形,具扇形脉。花单生,绿黄色、白色,具紫色斑点。分布于浙江、安徽、江西、湖南、湖北、陕西、四川、贵州。根、全草入药,能祛风,解毒,活血。
3.红门兰属(Orchis) (图8-167)陆生草本,具块茎或根状茎。唇瓣基部有距;花粉块粘盘藏在粘囊中;柱头1个。约100种,分布于北温带。我国约16种,分布于东北、西北和西南各省区。广布红门兰(O.chusua D.Don),块茎长圆形,肉质。叶通常2—3片。花序具1—10余朵花,多偏向一侧;花紫色;子房强烈扭曲;合蕊柱短。分布于东北、西北和西南等地。
4.白芨属(Bletilla) 陆生草本。球茎扁平,上有环纹。叶薄纸质,一般集生于茎基部,有时仅有1叶。花较大,常数朵组成顶生总状花序;唇瓣3裂,无距。约9种,分布于东亚。我国有4种,产东部至西南部。常见的有白芨[B.striata(Thunb.)Rchb.f.](图8-168),球茎常为连接的扁平三角状厚块,上面具荸荠似的环纹。叶披针形至长椭圆形。花红紫色。生于山谷地带或林下湿地。分布于长江流域至南部和西南各省。球茎含白芨胶质粘液、淀粉、挥发油等;药用,有补肺止血,消肿生肌等作用;花美丽,栽培供观赏。
5.石斛属(Dendrobium) 附生草本。茎黄绿色,节间明显。花常大形而艳丽,单生、簇生或排列成总状花序,常生于茎的上部节上;花被片开展;侧萼片和蕊柱基部合生成萼囊;花药药柄丝状,药囊2室;花粉块4。约1400种,分布于亚洲热带、亚热带至澳大利亚。我国约有60种,以东南、西南及台湾省区种类较多。常见的有石斛(D.nobile Lindl.),茎丛生,黄绿色。叶狭长椭圆形至长圆状披针形,顶端钝有凹缺,叶鞘紧抱节间。花直径5—10厘米,白色,微带紫红。分布于华南、西南和台湾等地。因花大而美丽,通常室内盆栽为观赏植物。茎供药用,能滋阴清热,养胃生津。
6.兰属(Cymbidium) 附生、陆生或腐生草本。茎极短或变态为假鳞茎。叶草质,带状。总状花序直立或俯垂;花大而美丽,有香味;花被张开;蕊柱长;花粉块2个。蒴果长椭圆形约50种,分布于亚洲热带和亚热带。大洋洲和非洲地区也有分布。我国有20种及许多变种,分布于长江以南各省区。常见的有建兰[C.ensifolium(L.)Sw.],叶带形,较柔软,宽1—1.7厘米。花葶直立,通常短于叶;总状花序有花3—7朵;苞片远比子房短;花浅黄绿色,有清香。夏、秋开花,各地庭园常栽培,供观赏,有许多栽培品种。根和叶入药,前者清热止带,后者镇咳祛痰。墨兰[C.sinense(Andr.)Willd.],似建兰,但叶宽常2—3.5厘米,深绿色而有光泽,全缘。花葶通常高出叶外,具10余花。品种亦很多。冬末春初开花,花色多变,有香气。春兰[C.goeringii(Rchb.f.)Rchb.f.],叶狭带形,宽6—10毫米。花单生,淡黄绿色;唇瓣乳白色,有紫红色斑点。春季开花,有芳香。分布华东、中南、西南、甘肃、陕西南部等省区;现各地栽培,供观赏。根入药,清热利湿,消肿。
7.天麻属(Gastrodia) 腐生草本。块状根状茎肥厚,横生,表面有环纹。茎直立,节上具鞘状鳞片。总状花序顶生;花较小;萼片和花瓣合生成筒状,顶端5齿裂;花粉块2,多颗粒状。约30种,分布于亚洲及大洋洲热带地区。我国有3种,分布于西南、华东、华北、东北和台湾。天麻(G.eiata Bl.)(图8-169),多年生草本,根状茎横生,肥厚肉质,长椭圆形,表面有均匀的环节。茎直立,黄褐色,节上具鞘状鳞片。总状花序顶生;花黄褐色,萼片与花瓣合生成斜歪筒,口偏斜,顶端5裂。蒴果倒卵状长圆形,6—7月开花。分布于我国东北、西南、华东等地。根状茎入药,称“天麻”,含香草醇、苷类和微量生物碱;有熄风镇痉,通络止痛作用,用以治疗高血压病、头痛、眩晕、肢体麻木、神经衰弱及小儿惊风等。
本科重点特征 草本,花两侧对称,花被内轮1片特化成唇瓣,能育雄蕊1或2(稀3),花粉结合成花粉块,雄蕊和花柱结合成合蕊柱,子房下位,侧膜胎座,种子微小。
兰科植物花的高度特化,是对昆虫传粉的高度适应的表现。关于兰目的系统发育位置,一般认为兰目来自于百合目,并与百合目中具有上位花的科、属最为接近。兰目区别于百合目的全部特征,表现了进化的趋势。由于唇瓣的特化,使辐射对称花发展为两侧对称花,子房上位3室演变为子房下位1室,雄蕊数目由6枚减少到1或2枚,雄蕊和花柱结合成合蕊柱等。哈钦森(Hutchinson)认为,假兰科的假兰属(Apostasia)和三蕊兰属(Neuwiedia)可能与仙茅科的仙茅属(Curculigo)和水玉簪科的弯管花属(Campylosiphon),以及一些比较典型的兰类有亲缘关系。克朗奎斯特将假兰科(Apostasiaceae)并入兰科,假兰属和三蕊兰属作为兰科的原始类型;仙茅科(Hy-poxidaceae)并入百合科。以上这些都充分说明了兰目和百合目的关系。
兰科几乎被植物学家公认为代表单子叶植物最进化的类群,主要表现在下列几方面:(1) 草本植物,稀为攀援藤本。附生或腐生;(2) 兰科已知种类约2万种,约占单子叶植物的1/4;(3) 花具有各种不同的形状、大小和颜色;(4) 花两侧对称,内轮花被中央1片特化为唇瓣;唇瓣结构复杂,基部常形成具有蜜腺的囊或距;(5) 雄蕊数目的减少并与花柱合生成合蕊柱;子房下位;柱头常具有喙状小突起的蕊喙;(6) 花部的所有特征表现了对昆虫传粉的高度适应。
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