真核生物域
植物界
松柏門
松柏門(學名:Pinophyta)又名球果植物門,是植物界里13或14個門之中的一個,屬于裸子植物,為結(jié)有球果的維管束植物;現(xiàn)存的大部分是樹木,但有少部分為灌木,現(xiàn)代松柏門沒有草本。典型的松柏門植物包含有香柏、柏、花旗松、冷杉、刺柏、貝殼杉、落葉松、松、紅杉、云杉和紅豆杉等。松柏門約有8科、68屬且630個現(xiàn)存物種。松柏門的物種可以在世界上幾乎所有的地方上發(fā)現(xiàn)其自然生長的蹤跡,且通常會在其棲息地內(nèi)成為優(yōu)勢物種,如在泰加林里。松柏門有很大的經(jīng)濟價值,主要用做木材和紙張的生產(chǎn);松柏門的木材稱之為軟木。
最早的松柏門植物可追溯至石炭紀晚期(賓夕法尼亞紀)的時代,最初的屬可能屬于科達屬,外形類似今日的南洋杉。松柏門、蘇鐵門和銀杏門都是在此時期出現(xiàn)的。裸子植物的演化允許植物不再那么依賴水生存。另外,花粉和種子也允許胚胎傳播到別處,并在別處生長。
一般,松柏門植物會被認為和裸子植物是等價的,尤其是在溫帶地區(qū),那里唯一常見的裸子植物可能只有松柏門植物。不過,松柏門植物和裸子植物是不一樣的:松柏門植物是裸子植物中最大且經(jīng)濟上最為重要的類群,但只是裸子植物四個類群的其中一個。
松柏門植物是一個古老的類群,化石紀錄可以追溯至約3億年前的賓夕法尼亞紀時,其中還發(fā)現(xiàn)許多現(xiàn)存的屬的化石。除了松柏目,其他目的植物都已經(jīng)滅絕了。松柏門植物的化石有許多不同的形式,其中甚至還有一些是沒有樹干的草本植物,和現(xiàn)存的松柏門植物極為不同。松柏門主要的化石目有科達目、沃爾茨杉目和伏脂杉目,另外也可能包括茨康目(但有人認為是被子植物或銀杏門)。
現(xiàn)存的所有松柏植物都是木質(zhì)植物,且大多數(shù)為樹木,大半都是有著強烈頂梢優(yōu)勢的單軸生長形式(有著旁支的單一直立樹干)。成熟的松柏植物,其尺寸有小于一米的,也有高于一百米的。這個世界上最高、最大、最粗及最老的現(xiàn)存物種全都是松柏門的。最高的為加州紅木,有115.55米高;最大的為世界爺,有1486.9立方米大;最粗的是墨西哥落羽杉,直徑有11.42米;最老的則為刺果松,有4700年。
大多數(shù)的松柏門植物都是常綠樹,許多松柏門植物的葉子是細長,呈針狀的;但在大部分的柏科和一些羅漢松科植物上也有呈扁狀、類似鱗狀的葉子。一些如南洋杉科的貝殼杉屬和羅漢松科的竹柏屬植物會有寬大、扁平帶狀的葉子,其他如庫式南洋杉則有著錐狀的葉子。大多數(shù)的松柏門植物,其葉子都是以螺旋狀的方式排列,也有少數(shù)例外,如大部分的柏科和羅漢松科的一個物種是以對生或輪生的方式排列。許多葉子呈螺旋狀排列的物種,其葉基會變曲,使得葉子在同一平面上,而能得到最多的日照。松柏門植物的葉子大小有小至2毫米的鱗狀葉,也有大至40公分長的針狀葉。葉上的氣孔會排成許多直線或小塊,且在干燥或寒冷時會閉合起來。高緯度或在森林樹蔭下的葉子通常呈暗綠色,以幫助植物在微弱日照下可以吸收到最大量的能量。在有高日照的較熱地區(qū),松柏門植物(如土耳其松)的葉子通常呈黃綠色,還有一些(如科羅拉多云杉)的葉子上還會有藍綠色的臘以反射紫外線。大多數(shù)的松柏門植物的葉子都是常綠的,通??梢粤粼谥参锷?/span>2至40年后才掉落,但也有五個屬(落葉松屬、金錢松屬、水松屬、水杉屬和落羽杉屬)為落葉植物,會在秋天落葉,不長葉子地度過冬天。
大部分的松柏門植物是雌雄同株的,但也有一些是雌雄混株或雌雄異株的;所有的松柏門植物都是風力授粉。松柏門植物的種子會被包在一個稱為孢子葉球的球果之中。球果成熟要花四個月至三年的時間,且大小由2毫米至60公分長的都有。
松科、南洋杉科、金松科和大部分的柏科,其球果皆是木質(zhì)的。當球果成熟時,球果的果皮會打開來,使種子可以掉出,且由風力傳播。一些冷杉屬和雪松屬植物,其球果會裂開來釋放種子。另外,有些松屬植物會產(chǎn)生松子,可以經(jīng)由鳥類(主要是星鴉和松鴉)來傳播。成熟的球果可能持續(xù)留在植物上一段不同的時間后才掉落地面;一些火災適存(fire-adapted)的松屬植物,其種子甚至可以存留在球果中直達60至80年之久,直到一場大火燒死母株之后才釋收出來。
羅漢松科、三尖杉科、紅豆杉科和柏科中的一屬(刺柏屬),其果皮是軟的、多肉的、甜的,且顏色鮮艷的,而且會被鳥類食吃,并將種子經(jīng)由排泄物傳播。這些多肉的果皮(除了刺柏屬的外)稱為假種皮。
雄球果有個稱為小孢子葉的結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由減數(shù)分裂產(chǎn)生黃色的花粉?;ǚ蹠屖盏娇罩校儆娠L傳播到雌球果上?,F(xiàn)存松柏門植物的花粉會產(chǎn)生類似被子植物的花粉管,當花粉靠近雌配子體,即會和雌配子體進行受精。此外,裸子植物的雄配子體也會經(jīng)由風傳播至雌球果,并進入子房上一個稱為珠孔的小開口,然后在子房受精。在兩者情況下,受精卵都會發(fā)展成胚胎,并和之外的包裹物形成種子,最后種子掉落地面,若情況允許,則會長成一株新的植物來。
為了使雌球果受精,雄球果會釋放出花粉,且由風傳遞至雌球果上。(雄球果和雌球果可能出現(xiàn)在同一株植物上)
花粉會使(位于雌球果上的)雌配子受精。
受精的雌配子(稱為受精卵)會發(fā)展成胚胎。
包圍在胚胎旁的細胞會發(fā)展成包住胚胎的種子。這是裸子植物在演化上的一個特征。
成熟的種子會脫離球果,掉入地面上。
種子發(fā)芽,并由幼芽成長為成熟的植物。
當植物成熟時,成熟的植物會產(chǎn)生球果,然后再開始新的周期。
松柏門只有一個綱——松柏綱。過去,最常見的分類方法是將松柏綱植物分成兩個目——紅豆杉目(只含紅豆杉科植物)和松柏目(松柏目其他的植物),但最近對基因序列的研究顯示,沒有紅豆杉目的松柏目是并系群,且前者不再被認為是分別的。較精確的分法應該將此綱分成三個目,松目只包含松科、南洋杉目包含南洋杉和羅漢松科、柏目則包含其他的科(包括紅豆杉科),但這種分法并沒有得到很大的支持。多數(shù)意見還是傾向維持將所有科放在松柏目之中,盡管他們之間有許多形態(tài)上的差異。
松柏門植物現(xiàn)今承認的有六至八個科,65至70個屬及600-630個物種。松柏門分成七個科,但在其他的分類里,三尖杉科會被歸入紅豆杉科中,而有些作者則會從羅漢松科中另外分出芹葉松科。
下屬綱:松柏綱(Coniferopsida)