仙湖植物园张力研究员∣苔藓植物入门

试答学友 @樊须儿 问

为什么维管植物是孢子体占优势？被子植物的种子都是合子吧

地丁答：首先感谢学友思考交流，“植物的生活史”是植物学教科书上的重难点内容，您用敏锐的思力发现了这一点。下面据我所知来尝试解决您的疑惑：

回答摘要：

破除您困惑的关键在于理解“孢子体”与“配子体”、以及具体理解“占优势”，应该说后者是一个进化上的抽象设定，实际上与您补充的立足点——植物体的生殖和发育——“被子植物的种子、合子”的内容并不矛盾。另外您可能混淆了“孢子体”与“孢子”、“配子体”与“配子”、“配子”与“合子”或者“配子体”与“种子”的概念及其关系。

思维如下：

一、术语方面

据我所知：

“维管植物”指其植物体内有由木质部和韧皮部组成的输导系统的类群，包括蕨类植物、裸子植物和被子植物（后两种合称种子植物）。

世代交替：世代交替是指生活史中二倍体（2n）的孢子体世代（也称无性世代）和单倍体（n）的配子体世代（也称有性世代）有规律地进行交替的现象。

a．同形世代交替：孢子体和配子体外形相似。

b．异形世代交替：配子体和孢子体在形态上不同，包括孢子体发达的异形世代交替和配子体发达的异形世代交替两种。

（做个不太恰当的比喻，世代交替的植物体譬如“两代连体”，孢子体世代和配子体世代“连体”在一株植物体上）

孢子体：是指在植物世代交替的生活史中，产生孢子和具二倍数染色体的植物体，由受精卵（合子）发育而来。

配子体：是指在植物世代交替的生活史中，产生配子和具单倍数染色体的植物体（n），由配子发育而来。配子分为雄配子和雌配子，分别发育为雄配子体和雌配子体。

合子：即受精卵，由精细胞（一种雄配子）与卵细胞（一种雌配子）融合而成。

二倍体：凡是由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的生物个体，均称为二倍体（2n）。人和几乎全部的高等动物，还有一半以上的高等植物都是二倍体。

二、为什么“占优势”？

据我所知，一般以植物体的发达（复杂）程度（反面称退化简单）（具体可以看细胞分化情况）、能否独立生活以及生活期的情况来判断，如下：

1.在陆生植物（一般包括苔藓植物、蕨类植物、种子植物）中，苔藓植物的孢子体不能独立生活，配子体世代发达，常见的植物体为其配子体，孢子体寄生在配子体上→配子体占优势

2.蕨类植物孢子体发达，占优势地位，配子体也能独立生活，但生活期很短→孢子体占优势

3.种子植物的孢子体占绝对优势，配子体即花粉粒和胚囊，非常简化，仅由很少细胞组成，不能独立生活，寄生在孢子体上→孢子体占优势

三、关于“被子植物的种子都是合子”的说法

据我所知，应该说被子植物的种子是由胚珠发育而来的，而其胚的结构是由合子或称受精卵发育而来的。合子以前、产生雄配子及雌配子的活动正是有性世代或称配子体世代的活动。配子体即花粉粒和胚囊，非常简化——花粉粒在花药中，花药在雄蕊，雄蕊在花里；胚囊在胚珠里，胚珠在子房里，子房在雌蕊，雌蕊在花里——除了花粉粒和胚囊，广大的植物结构全是孢子体世代（2n），不可谓不优势。

这个问题其实也是生殖和发育问题，种子繁殖自然是有性生殖方式，种子的发育过程就是：

被子植物的花处发生传粉、受精（受精作用包括①花粉粒在柱头上的萌发②花粉管在雌蕊组织中的生长③花粉管到达胚珠进入胚囊④双受精），胚珠胚囊中的卵细胞和精细胞结合形成合子，后胚珠逐渐发育成种子。即种子包括胚、胚乳和种皮三部分，而它们分别由合子、初生胚乳核和珠被发育而来。