李春妹 于潤(rùn)賢 張以順 劉蔚秋 劉 瑩
(中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510275)
??浦参锸菬釒啛釒Ь哂袠O其重要生態(tài)學(xué)意義的類群, 因此??浦参锘ㄐ蚣盎ǖ男螒B(tài)結(jié)構(gòu)的解剖與觀察幾乎是高校植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必做的實(shí)驗(yàn)。 北方的高校多采用桑的花序和花進(jìn)行解剖觀察, 而華南及西南地區(qū)常采用榕屬植物的花序作為解剖觀察的材料。對(duì)葉榕(Ficus hispida L.)為??崎艑僦参?,具有特殊的隱頭花序,分布在廣東、海南、廣西、云南及貴州,國(guó)外分布在尼泊爾、不丹、印度、泰國(guó)、越南、馬來西亞至澳大利亞等地[1]。該種分布廣且全年結(jié)果,易獲得足夠數(shù)量的新鮮隱頭花序, 因而非常適合作為桑科形態(tài)解剖實(shí)驗(yàn)的材料進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究。
對(duì)葉榕隱頭花序及花結(jié)構(gòu)的解剖觀察是有一定難度的。 由于對(duì)葉榕花極小,且花被片薄膜狀,與子房或雄蕊緊密貼合,有時(shí)難以觀察清楚。目前國(guó)內(nèi)的主要植物學(xué)教材[2-3]也沒有提供對(duì)葉榕花的形態(tài)解剖彩圖。 目前有關(guān)對(duì)葉榕的形態(tài)特征描述主要參考《中國(guó)植物志》,但是在植物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中, 發(fā)現(xiàn)對(duì)葉榕隱頭花序及花被的形態(tài)特征與《中國(guó)植物志》的描述有所不同。 本文以新鮮的對(duì)葉榕隱頭花序?yàn)榻馄什牧希?闡述如何解剖和觀察對(duì)葉榕的花, 教授學(xué)生掌握對(duì)葉榕花的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn), 同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究造成對(duì)葉榕花結(jié)構(gòu)描述誤差的原因。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 對(duì)葉榕(Ficus hispida L.),??崎艑?,灌木或小喬木,枝被糙毛,葉通常對(duì)生,榕果腋生或生于落葉枝上,成熟時(shí)黃色,表面散生苞片和糙毛, 雄花生于雄株榕果內(nèi)壁近口部2~3輪,雌花生于雌株榕果內(nèi),常年結(jié)果[1]。
從對(duì)葉榕的雄株和雌株上分別采集新鮮、不同時(shí)期的隱頭花序。采集后分別用密封袋裝好,帶回實(shí)驗(yàn)室,備用。
1.2 實(shí)驗(yàn)器材 鑷子、解剖針、培養(yǎng)皿、刀片、顯微鏡、解剖鏡等。
1)將隱頭花序分別進(jìn)行橫切和縱切,觀察雄花、癭花和雌花的分布位置。
2)將不同時(shí)期的雄花、癭花和雌花單獨(dú)取出,進(jìn)行形態(tài)結(jié)構(gòu)比較觀察。
3.1 對(duì)葉榕隱頭花序的解剖結(jié)構(gòu) 雌雄異株:隱頭花序頂端具總苞片多枚?;▎涡?。同一雄花序內(nèi)有雄花和癭花(圖1d,本文附圖見封二)。 雄花生于花序內(nèi)壁口部,多數(shù)。癭花分布于花序內(nèi)壁雄花以下的部分;雌花序內(nèi)全部為雌花。
雌雄同株:隱頭花序頂端具總苞片多枚。花單性。同一隱頭花序內(nèi)發(fā)現(xiàn)雌花和雄花,但沒有癭花(圖2a)。雄花生于花序內(nèi)壁口部,多數(shù)。雌花分布于花序內(nèi)壁雄花以下的部分。
3.2 對(duì)葉榕花的解剖結(jié)構(gòu)特征 花均為單性。雄花:每一雄花僅具1 具粗短花絲的雄蕊,外有1~2枚花被片,花藥初時(shí)直立,花被片蓋過花藥頂部,隨著雄蕊成熟,花絲伸直,花被片下移,位于花?;?,花藥2 室,縱裂(圖1a-c,圖2b);癭花:為退化雌花,僅具1 雌蕊,1 枚花被片,囊狀,包裹子房至花柱基部,子房上位,花柱近頂生,具短的略呈喇叭狀的柱頭(圖1e~h);雌花:花被退化,淺杯狀,環(huán)繞于子房基部,子房上位,1 室,胚珠1,花柱長(zhǎng),中部有毛,柱頭側(cè)生(圖1j~n,圖2c)。 雄花用于花粉的產(chǎn)出(圖1d),癭花專門提供場(chǎng)所給榕小蜂產(chǎn)卵,不結(jié)實(shí)(圖1i),雌花用于種子的產(chǎn)出(圖1m)。
《中國(guó)植物志》將對(duì)葉榕的花描述為:雄花具花被片3,薄膜狀;癭花無花被;雌花無花被[1]。 而彭艷瓊等研究認(rèn)為對(duì)葉榕的雄花、 癭花和雌花均無花被片[4]。 但是根據(jù)筆者對(duì)葉榕不同時(shí)期的花的比較觀察發(fā)現(xiàn):雄花、癭花和雌花均具有明顯的花被片, 花被片形態(tài)差異明顯, 雄花花被片1~2枚,癭花花被片囊狀,雌花花被片杯狀。 究竟是前人觀察有誤, 還是對(duì)葉榕花序中的花本身就存在豐富的多樣性,還有待于更多個(gè)體上花序的觀察。
自然種群中,對(duì)葉榕為雌雄異株[1],只能依靠專一的傳粉榕小蜂(Ceratosolen solmsi marchali)傳粉才能進(jìn)行有性繁殖, 而傳粉榕小蜂也只有在對(duì)葉榕果內(nèi)的癭花子房中才能正常發(fā)育, 完成生活史,兩者在有性繁殖上互不可缺,是典型的互利互惠關(guān)系[5-7]。 筆者通過解剖觀察發(fā)現(xiàn),自然界中對(duì)葉榕除了具有雌雄異株現(xiàn)象, 同時(shí)存在雌雄同株的現(xiàn)象。 在雌雄同株的對(duì)葉榕隱頭花序內(nèi)雄花的開放時(shí)間與種子成熟時(shí)間一致,并不能自交,同時(shí)由于榕果內(nèi)并沒有發(fā)現(xiàn)癭花, 雄花的花粉不會(huì)被榕小蜂帶走,造成資源浪費(fèi)。 在榕屬植物中,雌雄異株是從雌雄同株進(jìn)化而來,在進(jìn)化過程中,雌株產(chǎn)生花粉的能力喪失, 可能是為了保存生產(chǎn)種子的資源[5]。 經(jīng)觀察,在自然界中,對(duì)葉榕主要還是雌雄異株, 出現(xiàn)雌雄同株可能是由于環(huán)境或其他因素導(dǎo)致的返祖現(xiàn)象[8],對(duì)于該現(xiàn)象是如何發(fā)生,還有待于進(jìn)一步研究。
在對(duì)葉榕花的解剖實(shí)驗(yàn)中, 學(xué)生既要針對(duì)具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,學(xué)習(xí)傳承前人的知識(shí),又要敢于提出質(zhì)疑,最終通過自己的觀察和解剖,形成整體概念,掌握對(duì)對(duì)葉榕識(shí)別的要點(diǎn),同時(shí)深入探求造成這種結(jié)構(gòu)現(xiàn)象的原因, 同時(shí)教師要善于引導(dǎo)學(xué)生深入思考:對(duì)葉榕(雌雄異株)花的結(jié)構(gòu)與其的傳粉過程有什么適應(yīng)性關(guān)系;對(duì)葉榕雌雄同株,是如何完成傳粉和授粉等過程;對(duì)葉榕(雌雄同株)與榕小蜂是什么關(guān)系等問題,同時(shí)有興趣的學(xué)生可以開展相應(yīng)的小課題實(shí)驗(yàn), 最終培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力。