人類對(duì)植物性別的認(rèn)識(shí)
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2009-07-03 16:50:20
植物的性別不如動(dòng)物那樣明顯。但植物有雌雄性別(或器官)之分,植物后代的產(chǎn)生也和動(dòng)物一樣,它們都是由精于和卵子結(jié)合之后產(chǎn)生的。但是,對(duì)于植物性別的最后確認(rèn),在科學(xué)史上曾經(jīng)歷了一場(chǎng)大論戰(zhàn),持續(xù)了二千多年。
??對(duì)于植物的性別,人類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中早就有認(rèn)識(shí),根據(jù)希臘人在《植物的探索》一書(shū)中的記載,遠(yuǎn)在三千多年前,阿拉伯人和亞術(shù)人就認(rèn)識(shí)到海棗(Phoenix dactylifera)有雌雄之分。在每年的某一時(shí)期舉行一個(gè)特殊的儀式,由一個(gè)男人爬到一棵雄株上,取下了個(gè)雄花序,遞給一位大僧侶,該僧侶把它接觸到雌花序上,認(rèn)為這樣可以確保海棗的豐收。
??但是在公元前四世紀(jì),亞理士多德認(rèn)為植物沒(méi)有動(dòng)物那樣的性別:新植物是母體多余的養(yǎng)料產(chǎn)生的。
??在此以后,植物性別問(wèn)題在幾百年中間,似乎已被擱置,甚至被遺忘了。十五至十六世紀(jì)的許多科學(xué)家完全否認(rèn)植物有性別,甚至認(rèn)為提到植物具有性別很不合適,而且是猥褻的。有些人認(rèn)為雄蕊是排泄器官,而花粉只是廢物。
??1682年,格留第一次明白地指出雄蕊是花中的雄性器官,他認(rèn)為只有花粉粒落到柱頭上,才能使果實(shí)、種子形成。 1694年,屠平根植物園主任魯?shù)婪?約可普?卡美拉留斯觀察到:在附近沒(méi)有雄株的一棵雌性桑樹(shù)所產(chǎn)生的果實(shí)只含有不成熟的種子。受這個(gè)啟發(fā),他把一些雌性的山靛(Mercuralis annua)種植在盒里,使它們完全隔離,不受雄性的任何影響。他發(fā)現(xiàn)雖然這些植物生長(zhǎng)得很好,但其果實(shí)里卻沒(méi)有一個(gè)能夠生育的種子。他把玉蜀黍 (Zea mays)的柱頭從幼穗上去掉以后,也同樣不能形成種子。卡美拉留斯得出結(jié)論:在植物界,種子的產(chǎn)生是植物維持種族的普遍特性,除非有花藥參加,否則不可能事先在子房?jī)?nèi)準(zhǔn)備好幼小的植物,花藥具雄性生殖器官的作用,而子房和花柱則是雌性生殖器官。
??1824年,一位意大利的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家裘梵尼?巴梯斯太?亞米企,觀察馬齒莧(Portulaca oleracea的柱頭時(shí),發(fā)現(xiàn)柱頭上有毛覆蓋著,在這些毛里藏有一些“小顆粒”。“小顆粒”裂開(kāi)并向外伸出一個(gè)管狀結(jié)構(gòu)。這些“小顆粒”就是花粉粒,這是第一次發(fā)現(xiàn)花粉管,他堅(jiān)持看了三個(gè)小時(shí),由于技術(shù)關(guān)系未看到最后結(jié)果。
??1827年,法國(guó)植物學(xué)家勃隆尼亞在亞米企工作的鼓舞下,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)花粉管穿入柱頭后沿花柱下行,終于進(jìn)入子房?jī)?nèi)的胚珠中,因此,他被薦入巴黎科學(xué)院。
??在同時(shí)期,另外一些學(xué)者也同樣對(duì)這一問(wèn)題發(fā)生了興趣。施來(lái)屯就是其中一位。他承認(rèn)花粉管進(jìn)入胚珠,但認(rèn)為花粉管進(jìn)入胚囊后頂端膨大成一個(gè)“胚泡”,經(jīng)分裂而形成胚。胚囊則類似一個(gè)“孵卵器”,實(shí)際上是否認(rèn)了植物有性別的存在。然而由于他有勢(shì)力,這個(gè)荒謬的看法也不乏擁護(hù)者。
??亞米企勇敢地反對(duì)施來(lái)屯的看法。他用紅門蘭屬(Orchis)證明,在花粉管進(jìn)入胚囊之前,胚囊中已有“胚泡”存在,由于花粉管的“刺激”才發(fā)育成胚。
??1849年,威廉?霍夫邁斯脫爾證明,胚不是由花粉管形成的,而是由一個(gè)已存在于胚囊中的細(xì)胞形成的,這一觀點(diǎn)獲得學(xué)者們普遍的支持。
??在隨后的二三十年中,許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)花粉粒中有兩個(gè)核,一個(gè)生殖核一個(gè)營(yíng)養(yǎng)核,后來(lái)又證明花粉萌發(fā)形成花粉管時(shí),生殖核進(jìn)一步分裂成兩個(gè)精于,且其中一個(gè)精于與卵結(jié)合成受精卵。
??上述情況不僅表明植物有性別存在,而且明確地指出了植物后代的產(chǎn)生也和動(dòng)物一樣,都是精卵結(jié)合之后形成的。在大量事實(shí)面前,施來(lái)屯及其支持者,不得不放棄他們的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
??1893年,納瓦申在研究野百合 (Liliummartagon)和貝母(Fritillaria tenella)的受精作用時(shí)發(fā)現(xiàn),被子植物花粉管中的兩個(gè)精于都與受精作用有關(guān),一個(gè)精于與卵結(jié)合形成受精卵,另一個(gè)精子與二個(gè)極核結(jié)合。這就是“雙受精作用(double fertilization)”的發(fā)現(xiàn)。
??對(duì)植物性別的科學(xué)認(rèn)識(shí)中,林耐也作出了不朽的貢獻(xiàn)。他的人工分類系統(tǒng)就是建立在他關(guān)于植物性別的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上。他對(duì)植物性別的科學(xué)認(rèn)識(shí),使得他在晚年改變了早先的“物種由上帝創(chuàng)造,并水恒不變”的觀念。
??以后,人類對(duì)植物雌雄性的存在及它們之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)愈漸深入,從某種意義上說(shuō),植物性別的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了遺傳學(xué)的誕生,因?yàn)槊系聽(tīng)栠z傳規(guī)律是在廣泛的植物雜交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的。
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