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34.4:

種子植物の紹介

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Introduction to Seed Plants

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最も繁栄している最大の 植物群-種子植物-には 約400, 000種の植物が含まれます。種子植物はさらに2つの グループに分類されます。最初のグループは 裸子植物です。このグループには主に 針葉樹が含まれますが、ソテツやイチョウなどの 植物も裸子植物です。2つ目のグループは 被子植物です。このグループには既知の 植物種の90%以上が含まれ、モクレン類などの花を咲かせる木、果実や花を持つ植物はすべて このグループに含まれます。同じ種子植物である 裸子植物と被子植物には いくつかの共通した特徴があります。まず、どちらの植物の 生活環でも胞子体世代が 優占的となっています。次に、どちらの植物も 微小な配偶体を持ち、そこから半数体の配偶子を 形成します。これには、球果や子房などの 器官の中で保護されて 成長する、胚珠と 呼ばれる雌性配偶子も 含まれます。対となる雄性配偶子は 花粉粒と呼ばれ、雌性配偶子とは異なる 器官の中で形成され、風や動物などの 自然の力によって 簡単に分散し、花粉粒の一部は 雌性配偶子と出会って 受精します。最後に、この2つの半数体が 受精してできた 2倍体の構成物からは 種子が形成され、その中には子孫の苗のために 養分が蓄えられています。ここからが、裸子植物と 被子植物の分かれ道です。裸子植物の種子は通常、球果、または鱗片などの 開かれた器官の中にあり、風や動物によって 散布されます。一方、被子植物は果実を形成し、種子は果実の中、または表面にあります。果実には1個または複数の 種子が含まれており、種子の散布を容易にしています。例えば、動物が果実を食べ、他の場所に移動したとします。動物が落とした食べ残しには 多くの種子が 無傷で残されます。また、果実は種子を 浮かべたり.飛ばしたり. 他の動物にくっつけたりして、目的地まで移動するのを 助けます。散布の方法は 何であれ、種子が発芽に適した 場所に到着すると、種子植物の系統の 違いが分かる特徴を さらに見ることができます。それは、子葉の数です。子葉とは、種子の一部で 幼葉、または発芽時に 葉になる部分のことを 指します。裸子植物は多子葉 植物とも呼ばれ、多くの場合、8から20枚、またはそれ以上の 幼葉を持ちます。幼葉は 幼茎を囲むように 渦巻き状に 成長します。一方、被子植物の多くは 1枚または2枚の子葉を 持ち、それぞれ 単子葉類または 真正双子葉類に 分類されます。そして、この違いは種子の 段階から見られます。真正双子葉類には、オークやバラなどがあり、単子葉類には草、蘭、トウモロコシなどが含まれます。子葉の違いの他にも、単子葉類と 真正双子葉類には 異なる特徴がいくつも あります。例えば通常、根の形状は 主根系または ひげ根系です。茎の維管束組織も 真正双子葉類では 環状に配置されていますが、単子葉類では散在しています。さらに、真正双子葉類の 葉脈は網目状の構造ですが、単子葉類では 平行になっています。また、双子葉類では花びらの 枚数が4から5枚ですが、単子葉類では3の倍数になります。まとめると、種子植物は 多種多様な適応によって 地球上で最も繁栄した 植物となったのです。

34.4:

種子植物の紹介

ほとんどの植物は種子植物であり、種子、花粉、縮小した配偶体を特徴としています。種子植物には裸子植物と被子植物があります。

裸子植物(ソテツ、イチョウ、ネムノキ、針葉樹)は典型的には円錐を形成します。花粉用の円錐には雄の配偶体が、排卵用の円錐には雌の配偶体が入っており、受精すると露出した種子ができます。

陸上植物の中でも最も多様で普遍的なグループである被子植物は、花や果実を形成します。裸子植物の円錐と同様に、被子植物の花と果実は有性生殖を可能にします。

花は花粉の飛散を容易にします。花の構造体である雄しべと雌しべには、それぞれ雄と雌の配偶体があります。果実は種子の散布を容易にするもので、花が花粉を放出した後に形成されることが多いです。花の受精卵から種子が発生すると、子房の壁が厚くなり、種子を含む果実が形成されます。

被子植物はこれまで、子葉の数によって単子葉植物と双子葉植物に分類されてきました。しかし、遺伝学的な根拠に基づき、従来双子葉植物とされていた種の多くは、現在では真正双子葉植物と呼ばれています。マメ科の植物や、よく知られている花の咲く木(オークなど)のほとんどは、真正双子葉植物です。

その他の旧双子葉植物は、4つの小さな系統のいずれかに属しています。そのうちの3つの系統(アンボレア、スイレン、スターアニスとその近縁種)は、祖先の被子植物から早くに分岐したことから、基部被子植物とみなされています。残る1つのモクレン科には、モクレンをはじめとする数千種の植物が含まれています。

単子葉植物の例としては、ラン科、イネ科、ヤシ科、トウモロコシ、イネ、コムギなどがあります。葉の葉脈は、単子葉では平行で、偶子葉では網目状です。子葉の数以外にも、単子葉植物と真正双子葉植物を区別する特徴があります。葉の葉脈は、単子葉植物では平行で、真正双子葉植物では網目状です。茎の維管束について、単子葉植物では散在していることが多く、真正双子葉植物ではリング状になっています。真正双子葉植物と異なり、単子葉植物は一般的に主根を持ちません。花粉粒の開口部は、単子葉植物では1つ、真正双子葉植物では3つあるのが一般的です。また、花弁は単子葉では3の倍数、真正双子葉植物では4〜5の倍数であることが多いです。

Suggested Reading

Coen, Olivier, and Enrico Magnani. 2018. “Seed Coat Thickness in the Evolution of Angiosperms.” Cellular and Molecular Life Sciences 75 (14): 2509–18. [Source]

Linkies, Ada, Kai Graeber, Charles Knight, and Gerhard Leubner-Metzger. 2010. “The Evolution of Seeds.” New Phytologist 186 (4): 817–31. [Source]