松柏门
演化
最早的松柏门植物可追溯至石炭纪晚期(宾夕法尼亚纪)的时代 ,最初的属可能属于科达属,外形类似今日的南洋杉。松柏门、苏铁门和银杏门都是在此时期出现的 。裸子植物的演化允许植物不再那么依赖水生存。另外,花粉和种子也允许胚胎传播到别处,并在别处生长 。
分类
一般,松柏门植物会被认为和裸子植物是等价的 ,尤其是在温带地区,那里唯一常见的裸子植物可能只有松柏门植物。不过,松柏门植物和裸子植物是不一样的:松柏门植物是裸子植物中最大且经济上最为重要的类群,但只占了裸子植物中的四个类群中的其他一个。
松柏门只有一个纲-松柏纲。过去,最常见的分类方法是将松柏纲植物分成两个目-红豆杉目(只含红豆杉科植物)和松柏目(松柏目其他的植物),但最近对基因序列的研究显示,没有红豆杉目的松柏目是并系群,且前者不再被认为是分别的。较精确的分法应该将此纲分成三个目,松目只包含松科、南洋杉目包含南洋杉和罗汉松科、柏目则包含其他的科(包括红豆杉科),但这种分法并没有得到很大的支持。多数意见还是倾向维持将所有科放在松柏目之中,尽管他们之间有许多形态上的差异。
依据对分子资料做支序分类学上的研究而得出的种系发生 。
松柏门植物现今承认的有六至八个科,65至70个属及600-630个物种 。在本文里,松柏门分成七个科,但在其他的分类里,三尖杉科会被归入红豆杉科中,而有些作者则会从罗汉松科中另外分出芹叶松科。
松柏门植物是一个古老的类群,化石纪录可以追溯至约3亿年前的宾夕法尼亚纪时,其中还发现许多现存的属的化石。除了松柏目,其他目的植物都已经灭绝了。松柏门植物的化石有许多不同的形式,其中甚至还有一些是没有树干的草本植物,和现存的松柏门植物极为不同。松柏门主要的化石目有科达目、沃尔茨杉目和伏脂杉目,另外也可能包括茨康目(可能更接近银杏门)。
形态学
现存的所有松柏植物都是木质植物,且大多数为树木,大半都是有着强烈顶梢优势的单轴生长形式(有着旁支的单一直立树干)。成熟的松柏植物,其尺寸有小于一米的,也有高于一百米的 。这个世界上最高、最大、最粗及最老的现存物种全都是松柏门的。最高的为加州红木,有 115.55 米高;最大的为世界爷,有 1486.9 立方米大 ;最粗的是墨西哥落羽杉,直径有 11.42 米;最老的则为刺果松,有 4700 年 。
叶片
花旗松的针状叶
南洋杉的锥状叶
大多数的松柏门植物都是常绿树 ,许多松柏门植物的叶子是细长,呈针状的;但在大部分的柏科和一些罗汉松科植物上也有呈扁状、类似鳞状的叶子。一些如南洋杉科的贝壳杉属和罗汉松科的竹柏属植物会有宽大、扁平带状的叶子,其他如库式南洋杉则有着锥状的叶子。大多数的松柏门植物,其叶子都是以螺旋状的方式排列,也有少数例外,如大部分的柏科和罗汉松科的一个物种是以对生或轮生 的方式排列。许多叶子呈螺旋状排列的物种,其叶基会变曲,使得叶子在同一平面上,而能得到最多的日照。松柏门植物的叶子大小有小至2毫米的鳞状叶,也有大至40公分长的针状叶。叶上的气孔会排成许多直线或小块,且在干燥或寒冷时会闭合起来。高纬度或在森林树荫下的叶子通常呈暗绿色,以帮助植物在微弱日照下可以吸收到最大量的能量。在有高日照的较热地区,松柏门植物(如土耳其松)的叶子通常呈黄绿色,还有一些(如科罗拉多云杉)的叶子上还会有蓝绿色的腊以反射紫外线。大多数的松柏门植物的叶子都是常绿的,通常可以留在植物上2至40年后才掉落,但也有五个属(落叶松属、金钱松属、水松属、水杉属和落羽杉属)为落叶植物,会在秋天落叶,不长叶子地度过冬天 。
繁殖
欧洲云杉的球果
欧洲红豆杉的球果
日本落叶松的球果
大部分的松柏门植物是雌雄同株的,但也有一些是雌雄混株或雌雄异株的;所有的松柏门植物都是风力授粉 。松柏门植物的种子会被包在一个称为孢子叶球的球果之中。球果成熟要花四个月至三年的时间,且大小由2毫米至60公分长的都有。
松科、南洋杉科、金松科和大部分的柏科,其球果皆是木质的。当球果成熟时,球果的果皮会打开来,使种子可以掉出,且由风力传播。一些冷杉属和雪松属植物,其球果会裂开来释放种子。另外,有些松属植物会产生松子,可以经由鸟类(主要是星鸦和松鸦)来传播。成熟的球果可能持续留在植物上一段不同的时间后才掉落地面;一些火灾适存(fire-adapted)的松属植物,其种子甚至可以存留在球果中直达60至80年之久,直到一场大火烧死母株之后才释收出来。
罗汉松科、三尖杉科、红豆杉科和柏科中的一属(刺柏属),其果皮是软的、多肉的、甜的,且颜色鲜艳的,而且会被鸟类食吃,并将种子经由排泄物传播。这些多肉的果皮(除了刺柏属的外)称为假种皮。
雄球果有个称为小孢子叶的结构可以经由减数分裂产生黄色的花粉。花粉会释收到空中,再由风传播到雌球果上。现存松柏门植物的花粉会产生类似被子植物的花粉管,当花粉靠近雌配子体,即会和雌配子体进行受精。此外,裸子植物的雄配子体也会经由风传播至雌球果,并进入子房上一个称为珠孔的小开口,然后在子房受精。在两者情况下,受精卵都会发展成胚胎,并和之外的包裹物形成种子,最后种子掉落地面,若情况允许,则会长成一株新的植物来。
生命周期
为了使雌球果受精,雄球果会释放出花粉,且由风传递至雌球果上。(雄球果和雌球果可能出现在同一株植物上)
花粉会使(位于雌球果上的)雌配子受精。
受精的雌配子(称为受精卵)会发展成胚胎。
包围在胚胎旁的细胞会发展成包住胚胎的种子。这是裸子植物在演化上的一个特征。
成熟的种子会脱离球果,掉入地面上。
种子发芽,并由幼芽成长为成熟的植物。
当植物成熟时,成熟的植物会产生球果,然后再开始新的周期。
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