人類對植物性別的認識
來源:網絡 2009-07-03 16:50:20
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植物的性別不如動物那樣明顯。但植物有雌雄性別(或器官)之分,植物后代的產生也和動物一樣,它們都是由精于和卵子結合之后產生的。但是,對于植物性別的最后確認,在科學史上曾經歷了一場大論戰(zhàn),持續(xù)了二千多年。
??對于植物的性別,人類在農業(yè)生產實踐中早就有認識,根據希臘人在《植物的探索》一書中的記載,遠在三千多年前,阿拉伯人和亞術人就認識到海棗(Phoenix dactylifera)有雌雄之分。在每年的某一時期舉行一個特殊的儀式,由一個男人爬到一棵雄株上,取下了個雄花序,遞給一位大僧侶,該僧侶把它接觸到雌花序上,認為這樣可以確保海棗的豐收。
??但是在公元前四世紀,亞理士多德認為植物沒有動物那樣的性別:新植物是母體多余的養(yǎng)料產生的。
??在此以后,植物性別問題在幾百年中間,似乎已被擱置,甚至被遺忘了。十五至十六世紀的許多科學家完全否認植物有性別,甚至認為提到植物具有性別很不合適,而且是猥褻的。有些人認為雄蕊是排泄器官,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,他認為只有花粉粒落到柱頭上,才能使果實、種子形成。 1694年,屠平根植物園主任魯道夫?約可普?卡美拉留斯觀察到:在附近沒有雄株的一棵雌性桑樹所產生的果實只含有不成熟的種子。受這個啟發(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)現雖然這些植物生長得很好,但其果實里卻沒有一個能夠生育的種子。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?览羲沟贸鼋Y論:在植物界,種子的產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內準備好幼小的植物,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,一位意大利的數學家和天文學家裘梵尼?巴梯斯太?亞米企,觀察馬齒莧(Portulaca oleracea的柱頭時,發(fā)現柱頭上有毛覆蓋著,在這些毛里藏有一些“小顆粒”。“小顆粒”裂開并向外伸出一個管狀結構。這些“小顆粒”就是花粉粒,這是第一次發(fā)現花粉管,他堅持看了三個小時,由于技術關系未看到最后結果。
??1827年,法國植物學家勃隆尼亞在亞米企工作的鼓舞下,進一步發(fā)現花粉管穿入柱頭后沿花柱下行,終于進入子房內的胚珠中,因此,他被薦入巴黎科學院。
??在同時期,另外一些學者也同樣對這一問題發(fā)生了興趣。施來屯就是其中一位。他承認花粉管進入胚珠,但認為花粉管進入胚囊后頂端膨大成一個“胚泡”,經分裂而形成胚。胚囊則類似一個“孵卵器”,實際上是否認了植物有性別的存在。然而由于他有勢力,這個荒謬的看法也不乏擁護者。
??亞米企勇敢地反對施來屯的看法。他用紅門蘭屬(Orchis)證明,在花粉管進入胚囊之前,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,而是由一個已存在于胚囊中的細胞形成的,這一觀點獲得學者們普遍的支持。
??在隨后的二三十年中,許多學者發(fā)現花粉粒中有兩個核,一個生殖核一個營養(yǎng)核,后來又證明花粉萌發(fā)形成花粉管時,生殖核進一步分裂成兩個精于,且其中一個精于與卵結合成受精卵。
??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生也和動物一樣,都是精卵結合之后形成的。在大量事實面前,施來屯及其支持者,不得不放棄他們的錯誤觀點。
??1893年,納瓦申在研究野百合 (Liliummartagon)和貝母(Fritillaria tenella)的受精作用時發(fā)現,被子植物花粉管中的兩個精于都與受精作用有關,一個精于與卵結合形成受精卵,另一個精子與二個極核結合。這就是“雙受精作用(double fertilization)”的發(fā)現。
??對植物性別的科學認識中,林耐也作出了不朽的貢獻。他的人工分類系統就是建立在他關于植物性別的認識基礎之上。他對植物性別的科學認識,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,人類對植物雌雄性的存在及它們之間的關系的認識愈漸深入,從某種意義上說,植物性別的發(fā)現導致了遺傳學的誕生,因為孟德爾遺傳規(guī)律是在廣泛的植物雜交試驗的基礎上發(fā)現的。
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