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1694—1766年
发现植物的性别和有性生殖

人有男女之分,动物有公母之别。那么,植物有没有性别呢?高等动物是通过卵子和精子受精后经过卵生或胎生的途径繁殖后代的。那么,植物是怎样繁殖后代的呢?

植物像动物一样,也存在着性别的不同。不过,植物的雄性和雌性形态多样。一些高等植物的雌、雄器官,即雌蕊(产生柱头、子房和卵细胞等)和雄蕊(产生花粉),生在同一朵花里,这类植物称为雌雄同花植物,如百合等。一些植物的雌蕊、雄蕊分别生在不同的花里,成为雌花或雄花,但雌花和雄花长在同一植株上,这类植物称为雌雄同株异花植物,如蓖麻等;另一些植物的雌花和雄花分别生在不同植株上,称为雌雄异株植物,如银杏等。此外还有许多中间类型。卵细胞和花粉产生的精细胞结合受精以后,受精卵才能发育成为种子。

第一个以实验证实植物有性别的是德国植物学家卡默拉留斯。卡默拉留斯使一株开“雌性花”(不含产花粉的柱头)的桑葚植株远离“雄性花”植株,花的柱头接触不到花粉,结果雌性花植株所结果实中没有种子。他还发现,当把雄蕊从蓖麻上取走或是从玉米花里把柱头取走之后,植物就失去了结籽的能力。这就说明植物是有性别的。

这一结果于1694年发表后,立刻在当时的科学界引起了轰动。同时,卡默拉留斯的实验也说明,实验虽简单,只要目标明确,往往就能获得极有意义的科学发现。

百合是雌雄同花植物Ⓞ

虽然卡默拉留斯发现植物是有性别的,但是人们一直认为,花粉的作用仅仅是刺激雌蕊发育,对子代的特征没有影响。也就是说,从遗传上看,“雌”植株既是子代的“母亲”也是子代的“父亲”。情况真的是这样吗?

1761—1766年,德国植物学家克尔罗伊特将烟草、石竹和紫茉莉等与同属但不同种的植物进行杂交,结果发现,提供花粉的植株的特征也在子代中显现出来。也就是说,像动物幼崽同时遗传了“父母”双方的特征一样,子代植物也同时遗传了“父母”双方,也就是“雌”植株和提供花粉的“雄”植株的特点。克尔罗伊特通过杂交实验第一次提出了植物有性生殖的观点,虽然人们觉得难以置信,而且并不普遍接受,但后续的研究最终证明这个观点是正确的。

《科勒药用植物》中插绘的蓖麻Ⓟ

克尔罗伊特不仅大胆地提出了植物有性生殖的新观点,还详细研究了花粉怎样被引入雌蕊的柱头,以及花蜜吸引昆虫是为了让其为植物传粉,风也能帮助花粉传播等现象。

纤维丰富的大麻杆Ⓦ

研究植物性别和有性生殖具有重要的意义。第一,对植物性器官和有性生殖的认识深化了对植物生理的认识。第二,这种认识为更好地开发植物的经济价值创造了条件。例如,雌银杏能结果,为了得到银杏种子,宜多种雌株;人们栽种大麻是为了获得纤维,而纤维的质量以雄株为优,因此,宜多种雄株。第三,对有性生殖过程的深入认识为人工选择和培育优良品种创造了有利条件。 eVDG7xQMUAkzPdMdM5G6SXJMFBTgO8CJ4F/t63oVONCvWviljtboL3kgeZPLn2xl

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