植物进化的艺术丨这些年的宫斗剧都弱爆了,

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从今天起,我们进入被子植物。

从1.35亿年前开始一直持续至今,被子植物的种类呈爆发式增长。引发这一创举的关键在于植物进化形成了花结构,它具有一个保护种子的密闭腔室,一种细胞通过减数分裂促进受精的结合方式和一种为胚发育提供营养的特殊组织(胚乳)。花的进化以及为适应不同动物而形成的多样化授粉方式是导致如今地球上估计约30万种被子植物形成的根源。被子植物的主要类群通常会以这样一些非正式的名称被提及,如被子植物基部群、单子叶植物、真双子叶植物、核心真双子叶植物(包括石竹目、虎耳草目、蔷薇类和菊类等)。

被子植物基部群

BasalAngiosperms

被子植物基部群是指那些早期分化形成的显花植物谱系,它们合起来并不能组成一个单系群。这些不同的植物谱系之间并不具有统一的共同特征,它们只是简单地被归入植物进化树的基部群,以此与其它被子植物区别开来。

数百年来,许多植物学家将被子植物分为两大主要类群:单子叶植物和双子叶植物。现在我们知道了单子叶植物是嵌于被子植物基部群中的一个单系群,而双子叶植物并不是一个单系群。

无油樟目Amborellales

无油樟(一种来自新喀里多尼亚的小灌木)是一种最原始的被子植物。

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无油樟Amborellatrichopoda无油樟科Amborellaceae

这幅精湛的钢笔线描画的无油樟是根据几小片残存的植物标本绘制而成的。虽然无油樟在被子植物系统进化中占据重要地位,但这种毫不起眼的灌木仅在新喀里多尼亚有分布。其作者是爱丽丝·唐格里尼,年生于美国马里兰州。爱丽丝受命绘制这种植物时,在美国根本找不到活体的植物材料。因此这幅画是一个典范,证明不论条件怎样匮乏和困难, 的画家也能够完成 的作品。

爱丽丝?唐格里尼从年起便成为美国史密森尼国家自然历史博物馆的雇用画师,专门研究禾本科、菊科和姜科植物。她的作品产出持续且量大,通常都是用铜笔绘成。她擅长在显微镜下观察和发现干燥标本的细节,这一点对于绘制如图所示的无油樟十分必要。

她到美国各地进行过作品展出和授课,并且专程飞到夏威夷去描绘活体的植物样本。此外,她还负责策划史密森尼博物馆植物画的广泛收集。她于年获吉尔德自然科学插画师组织授予的杰出贡献奖,年获美国植物艺术家协会授予的杰出植物科学绘画奖。

无油樟属在被子植物中扮演着一个特殊的角色。虽然以往根据花与果实的相似性,而将其与樟科植物划分到一起,但现在大多数植物学家都同意它并不属于樟科,而是现存最原始的被子植物。长期以来被认为的原始性状包括木质部的运输组织发育不良、花朵的萼片和花瓣未分化、雄蕊众多,以及数枚明显“展开”的雌蕊。当DNA证实无油樟应当归到为被子植物进化树的最基部位置时,植物学家大为震惊。无油樟属仅有一个种,仅在南太平洋上的新喀里多尼亚岛上有分布。这个大型、孤立的海岛上的裸子植物和被子植物基部群种类十分丰富。无油樟和其中一些种类生长于沿带状高山分布的雨林中。实地观察发现,无油樟与它的近亲苏铁一样,都是依靠甲虫和其他昆虫进行传粉。

睡莲目Nymphaeales

睡莲目植物和无油樟目植物一样,是现存最古老的被子植物谱系,它们在木质结构、花部构造和传粉习性等方面仍保留着最早的被子植物所具有的特征。这些植物的进化形成比其它被子植物都要早,并且与其它被子植物明显不同的是很难将它们划分到哪个目中。所以现在它们分别被划分到了以自身命名的不同目中。

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南非蓝睡莲Nymphaeacapensis睡莲科Nymphaeaceae

此画的作者是潘多拉·塞勒斯,年生于英国赫里福那。年,她受命创作这幅《南非蓝睡莲》, 花了两年时间才绘制完成。潘多拉参观了纽伯里附近的怀尔德法院苗圆,并用桶装了一些样本回家。一开始,她画下了睡莲从紧闭的花蕾到精致的花朵的开花过程,一年后,她又画下了新、老叶片作为扇形背景。这幅画后来成为《当代植物艺术家》(ContemporaryBotanicalArtists)一书的封面图,同时也是雪莉·舍伍德珍藏集中 的作品。

潘多拉·塞勒斯最开始学的是设计,后来在彻特纳姆艺术学院和曼彻斯特艺术学院学习绘画。之后成为了一名教师和自由植物画家。从年起,她的作品在英国和海外广泛参展。年,她在邱园画廊成功地举办了一场个人画展。她的作品广为复制流传,还获得过英国皇家园艺学会授予的金奖。潘多拉画过许多海芋属植物,这是她最喜欢的属之一,她还为P.博伊斯的邱园植物园专著《海芋属植物》(TheGenusArum,)绘制过插图,其中有几幅在雪莉·舍伍德画廊的开馆画展上还展出过。

DNA序列信息强力支持将睡莲科列为植物进化树中被子植物基部群的第二个类群。在过去,睡莲科被认为与单子叶植物具有紧密联系,如今这种进化分类被认为并不成立。该科有8属70种,分布于世界各地的淡水环境中:湖泊、池塘、河流、溪流、沼泽和运河。尽管睡莲被认为是一种原始的被子植物,但它们进化出了许多适应水生环境的特异化特征,如茎段具有通气管道和分散的维管束组织、伞形叶片带有黏液、花基部带有长长的花梗。所有的睡莲科植物都主要依靠甲虫进行传粉,并且每朵花的雌蕊在自身雄蕊的花粉成熟和脱落之前就已经发育成熟并能接受来自异株的花粉。这种机制有利于吸引昆虫和实现异花授粉。

胡椒目Piperales

胡椒目含5个科,分别是马兜铃科、菌花科、短蕊花科、胡根科和三白草科。该目的不同成员以往也被认为缺乏关联,但通过DNA序列信息提供的有力证据,如今它们被归入了同一个进化类群。这些植物大都具有油细胞和叶片生长于同一平面的特点。有些种类的茎节处膨大,且具有3枚轮生的叶片和花瓣。这些特征与单子叶植物十分类似。

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巨花马兜铃Aristolochiagigantea

马兜铃科Aristolochiaceae

这幅《巨花马兜铃》的作者是罗莎莉亚·德蒙特,她于年生于巴西尼春罗伊。大型藤本植物巨花马兜铃在罗莎莉亚的花园中长成了一堵墙。这幅惊艳画作中的标本有着硕大惊人的、带色斑点的花冠(绘画与实物等大),是由 景观设计师罗伯特·布雷·马克斯送给她的。

德蒙特一家住在罗波利斯,是一处位于里约热内卢后面的热带雨林山区的高海拔避暑地。罗莎莉亚和她的妹妹伊冯以及女儿路德米拉共用一间紧邻住所的绘画工作室。罗莎莉亚的哥哥也住在附近,和他的两个儿子一起作画。他们都没有经过系统正式的绘画学习,有时他们的画风很接近,不过罗莎莉亚主要描绘花草与蝴蝶,而她的女儿则创作富有艺术张力的南美洲猫科动物。

马兜铃科有7属种,不过植物学家对该科植物的分类界线仍有争议。该科植物通常为温带草本、热带或亚热带藤本和灌木。马兜铃科是被子植物基部群胡椒目中的5个科之一,花由花瓣、萼片、雄蕊以及3枚轮生的雌蕊组成,表明它们是较为原始的被子植物。使得一些植物学家以前认为它们是单子叶植物的近亲,因为单子叶植物也具有3枚轮生的花瓣结构。

巨花马兜铃的花十分巨大、有臭味,且带有深栗色斑点。这些特征有利于吸引喜欢尸腐气味的苍蝇前来,将卵产在花里面。沾上花粉的苍蝇被困在花冠内的膨大部位,在它们努力挣脱离开之前,也完成了将花粉传授到柱头的使命。

马兜铃属的属名Aristolochia源于希腊汇“aristos”(意为“ 卓越的”)和"locheia"(意为“接生"),有资料表明,这种植物在古代是用作助产和流产的草药。

今天,就为大家介绍到这里。

下一期,将为大家展示广玉兰、厚叶番茄枝和澳洲奇子树。

请持续



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