单子叶植物

植物界被子植物门下属的纲

单子叶植物是常见的 维管植物 类群,因胚通常具有1枚子叶而得名,在生物学分类上属于植物界、 被子植物门 、单子叶植物纲下属物种的统称,在传统的 克朗奎斯特分类法 中,单子叶植物被称作“百合纲”,和 双子叶植物纲 的“木兰纲”并立,现代遗传基因学表明单子叶植物实际是由古代的双子叶植物演化而来的。

单子叶植物绝大多数是 草本植物 ,极少数是 木本植物 (如 龙须树 )。单子叶植物有六大器官,分别是根、茎、叶、花、果实、种子,其中根是营养器官,通常位于地表下面。茎和根通常无次生肥大生长,主根较早就停止生长,常发出多数纤细的不定根(须根),茎中维管束星散排列,无形成层,不能次生加粗。叶多为单叶、全缘,稀有掌状或羽状分裂叶至掌状或羽状复叶(例如2020年在云南 金平分水岭国家级自然保护区 发现的 薄唇蕨属 新物种——纤细薄唇蕨,其植株较小,叶长不足20厘米,叶面仅有一对或两对裂片),叶脉常为平行脉,叶脉常为平行脉。花、叶多3数,稀有4数或2数。种子具1枚 子叶 ,胚常变位,看起来子叶似顶生、胚芽似侧生,种子是繁殖体,能发育成新的植株。 按照克朗奎斯特的分类法,单子叶植物被分为 泽泻亚纲 (包括4目: 泽泻目 Alismatales、水鳖目Hydrocharitales、 茨藻目 Najadales、黴草目Triuridales,共16科近500种)、 槟榔亚纲 、鸭跖草亚纲、 姜亚纲 和 百合亚纲 等5个亚纲,共19目65科约60000种。

起源

在传统的 克朗奎斯特分类法 中,单子叶植物被称做“百合纲”,和 双子叶植物纲 的 木兰纲 并立,认为单子叶植物是由已绝灭的原始双子叶植物中如毛 类或 睡莲 类的祖先演化而来。H.休伯尔认为单子叶植物和毛茛 类双子叶植物 是同出于一个自然单位的极端两翼,而 番荔枝科 、 马兜铃科 、 睡莲科 及胡椒科为两翼间的纽带。即 休伯尔 认为单子叶植物起源是与毛茛类的祖先相关的。而A.克朗奎斯特则认为可作为单子叶植物起源的 双子叶植物 ,应是 草本 、形成层活动力弱、有正常花被(即花被不特化)、单孔的 花粉 、离生心皮及 薄片 胎座 的类群。在现存的 双子叶植物纲 目中, 睡莲 目 具备此类特殊性,虽它非单子叶植物的直接祖先,但在前单子叶植物的双子叶植物中,有近似睡莲目的化石,见于晚白 垩 世阿尔比期(Albian epoch)。

1964年H.梅尔希奥将单子叶植物纲分为沼生目(Helobial)等14目,A.塔赫他间和A.克朗奎斯特改本纲为百合纲(Liliopsida)。

但后来的研究逐渐让植物学家认知,单子叶植物实际是由古代的 双子叶植物 演化而来,是双子叶植物的其中一个特化分支,这使传统的双子叶植物分类成为一个并系群而不再被视为有效分类。

APG 分类法对 被子植物 的基因研究确定单子叶植物是 被子植物分支 之下的一个 单系群 分支,分类有效,并设立了单子叶植物分支,内部分类则有许多变动,包括否定了 兰目 这个多系群分类,并成立了 天门冬目 、 薯蓣目 等新目。

2003年经过修订的APGII分类法也使用这种分类方法,包括传统分类中所有单子叶植物纲中的植物种类。

APGII分类法将单子叶植物分支中的植物分为10个目和2个单独的科,其中部分目列入 鸭跖草类植物 (一个基因亲缘群体)。

2009年修订的APGIII分类法又将单独的 无叶莲科 (Petrosaviaceae)提升为 无叶莲目 (Petrosaviales)。

形态特征

单子叶植物(Monocotyledoneae) 被子植物门 的一类。叶脉常为平行脉或弧形脉。花叶基本上为3数,种子以具1枚 子叶 为特征。绝大多数为 草本 ,极少数为木本,维管束分散,筛管的 质体 具有楔形 蛋白质 的内含物,除百合目的一部分植物外,维管束通常无形成层。茎及根一般无次生肥大生长,有些植物虽有次生生长,但形成层不同于 双子叶植物纲 ,即次生韧皮部和次生木质部皆在形成层的内侧形成,竹、 椰子 、露兜树虽有似树木的坚实树干,但仍具闭锁维管束,和草本性的单子叶植物相同。主根较早即停止生长,另发出多数纤细的不定根,形成须根(见根)。叶一般为单叶、全缘,稀有掌状或羽状分裂叶以至掌状或羽状复叶;叶片与叶柄未分化,或已明显分化,井常有叶柄的一部抱茎成叶鞘;一部分单子叶植物也具托叶,但不一定等同于双子叶植物的托叶;在一般单一、全缘的叶,第一次侧脉先端在叶缘或叶端融合为闭锁叶脉系, 棕榈科 、 姜科 、 芭蕉科 的叶有次生细脉,和第一次侧脉平行成特殊平行脉。如 椰子 等多种具复叶植物,常由叶片本身裂开形成,此外有些植物的复叶,则由开孔形成,也有的由小叶原基分化而成。花叶多3数稀有4或2数,除 姜目 某些种的 雄蕊 外,无5数,在原始类群中,多见离生心皮以及单沟的花粉。种子具1枚 子叶 ,胚常变位,看起来子叶似顶生,而 小麦胚芽 似侧生,发芽时,首先突破种皮而出的为胚根,其次为围绕胚芽的子叶鞘的基部,胚轴一般极短或受抑制,胚乳中的养分,被子叶顶部所吸收。也有胚的各部不分化。

下属分类

下属 亚纲

现代系统学家克朗奎斯特(A.Cronquist,1981)将其分为 泽泻亚纲 Alismatidae 、 槟榔亚纲 Arecidae 、 鸭跖草亚纲 Commelinidae 、 姜亚纲 Zinggiberidae和 百合亚纲 Liliidae 等5个亚纲,共19目65科约60000种。

泽泻亚纲

泽泻亚纲Alismatidae,水深或湿生 草本 ,或 菌根 营养而无叶绿素。单叶,常互生,平行脉,通常基部具鞘。花常大而显著,整齐或不整齐,两性或单性, 花序 种种:花被3数2轮,异被,或退化或无; 雄蕊 1~多数, 花粉 粒全具3核,单槽而无萌发孔;雄蕊具1至多个分离或近分离的心皮,偶结合,每个心皮或每个室具1至多枚 胚珠 ,通常具双珠被及厚珠心。 胚乳 无或不为淀粉状。包括4目: 泽泻目 Alismatales 、水鳖目Hydrocharitales、 茨藻目 Najadales 、黴草目 Triuridales ,共16科近500种。其中黴草目甚为独特,亲缘关系不详。有人认为本 亚纲 作为一个整体是单子叶 被子植物门 中最古老的类群。 泽泻 Alisma orientale和 慈姑 慈姑属 sagittifolia为常见水草。

槟榔亚纲

槟榔亚纲  Arecidae ,多为高大 棕榈 型 乔木 。叶宽大,互生,常折扇状平行脉,基部扩大成鞘。花多数,小型,常集声程巨佛焰苞包裹的肉穗 花序 , 雌花 常由3心皮组成,常结合,子房上位。种子内的 胚乳 常非淀粉状。多属 热带 分布。包括4目:棕榈目( 槟榔目 )Arecales、 环花草目 Cyclanthales、 露兜树目 Pandanales 、 天南星目 Arales ,共5科约5600种。棕榈Trachycarpus fortunei、椰子Cocos nucifera、槟榔Areca catechu、 魔芋 魔芋属 rivieri、芋 Colocasia esculenta、 马蹄莲 Zantedeschia aetiopica、 龟背竹 Monstera deliciosa等为常见植物。

鸭 草亚纲

鸭跖草亚纲  Commelinidae ,常 草本 。叶互生或基生, 叶楚伧 ,全缘,基部常具 叶鞘 。花两性或单性,常无蜜腺;花被常显著,异被,分离,或退化成膜状、鳞片状或无; 雄蕊 常3或6, 花粉 常单萌发孔;子房上位。 胚乳 多为淀粉。果实为 干果 。广布 温带 。包括6目:鸭趾草目Commclinales、 谷精草科 Hydrocharitaceae、 帚灯草目 Restionales 、 灯芯草目 Juncales 、 禾本目 Cyperales、香蒲目Typhales。共16科约15000种。其中 禾本科 Graminaceae为最重要的作物、竹类、牧草和草坪植物类群。

姜亚纲

姜亚纲 Zinggiberidae,仅2目: 姜目 Zingiberales 包括 姜科 Zingiberaceae 、 美人蕉属 Cannaceae、 芭蕉科 Musaceae 等8科,共1800种;凤梨目Bromeliales仅1科,即 凤梨科 Bromeliaceae ,共51属2100余种。姜目多为 草本 植物 ,凤梨目多为短茎附生草本,但有时也为陆生耐旱植物(如 盐水凤梨 )。叶互生,在短茎上形成叶丛,或有时散生于稍长茎上,狭而具平行脉,时具刺齿。

百合亚纲

百合亚纲 Liliidae , 草本 ,稀木本。单叶互生,常全缘,线形或宽大。花常两性, 花序 非肉穗花序状,花被常3数2轮,全为花冠状; 雄蕊 数常1、3和6; 雌蕊 常3心皮结合,中轴 胎座 或侧膜胎座;具蜜腺;常无 胚乳 。分布于 温带 。包括2目: 百合目 Liliales 和 兰目 Hydrocharitaceae ,共19科,约25000种。如 百合科 LiLiaceae 、 薯蓣科 Dioscoreaceae 、 雨久花科 Pontederiaceae 、 鸢尾科 Iridaceae 、 石蒜科 Amaryllidaceae 、 兰科 Orchidaceae 等。其中 山丹 Lilium pumilum、葱 葱属 fistulosum、蒜Allium sativum、韭菜Garlic 北葱 、 郁金香 Tulipa gesneriana、 玉簪花 Hosta plantaginea、 白芨 Bletilla striata、 天麻 Gastrodia elata、 建兰 Cymbidium ensifolium、 萱草 ( 黄花菜 ) 萱草属 fulva等较为常见。

代表分目

樱井草科 ( Petrosavia les)

无叶莲目 只有1科,只包括2属— 无叶莲属 (Petrosavia)和 樱井草属 (Japonolirion)共4种,分布在中国、 日本 和东南亚岛屿一带。

1981年的 克朗奎斯特分类法 将其列在 霉草目 ,1998年根据基因亲缘关系分类的APG分类法认为应分为两个独立的科—无叶莲科和 樱井草科 ,但无法分入任何一个目,只是直接放在单子叶植物分支之下,2003年经过修订的APGII分类法将两科合并,但仍然没有能归入任何一目。直到2009年,APGIII分类法让其自成一目。

泽泻目 ( Alismatales )

水生或半水生 草本植物 。叶互生,常密集于 根状茎 或 匍匐茎 的近顶端而呈基生状,通常基部扩大和具鞘。 花序 聚伞状伞形、总状或 复总状花序 ,有时单生;花整齐,3基数(部分为多数),两性或单性;花被6,排成2轮,外轮3片,呈 花萼 状,内轮3片,呈花瓣状; 雌蕊 3-20离生(或基部联合),排成1轮或螺旋状排列。

本目包括 花蔺科 ( Butomaceae )、 泽泻科 等3科。

天门冬目 ( Asparagales )

天门冬目( 食虫类 :Asparagales)是 被子植物门 中的单子叶植物。传统上本目的植物常被分在广义 百合目 或 兰目 中,现代的植物分类学者多根据《被子植物APG分类法》(1998年)、《被子植物APGII分类法(修订版)》(2003年)、《被子植物APGIII分类法》(2009年)采用1928年林克所发表的学名。单子叶植物相关类群涉及百子莲科(Agapanthaceae)、龙舌兰科(Agavaceae)、葱科(Alliaceae)、石蒜科(Amaryllidaceae)、天门冬科(Asparagaceae)、萱草科(Hemerocallidaceae)、风信子科(Hyacinthaceae)、仙茅科(Hypoxidaceae)、鸢尾科(Iridaceae)、兰科(Orchidaceae)、假叶树科(Ruscaceae)等25个科。其中,天门冬科包含 蜘蛛抱蛋属 等类群,该属已知约240种,主要分布于中国和 越南 ,中国境内以 广西壮族自治区 分布种类最多; 葱属 为单子叶植物重要类群,全球约1000种,中国分布约150种,其分布中心之一为 横断山脉 及邻近 温带 地区。

百合目 ( Liliales )

草本 ,少数为草质或 木质藤本 ,或为木本,常具 根状茎 、鳞茎或球茎。时互生,很少对生或轮生,有时全为基生,单叶,花两性,较少单性,多为 虫媒花 ,通常3基数,花被常2轮,呈花瓣状,分离或下部联合成筒状; 雄蕊 通常与花被片同数, 花粉 粒双核,稀为3核,多具单沟;子房通常由3心皮组成,上位或下位,中轴 胎座 , 胚珠 每室少至多数。果实通常为 果,稀为 浆果 或 核果 ;种子具丰富的 胚乳 。有 百合科 、 六出花科 、 秋水仙科 等11个科。

薯 目(Dioscoreales)

薯蓣目是属于 被子植物门 中单 子叶 植物纲的一类植物。原来的分类只是一个科,属于 百合目 。在新的根据亲缘关系分类的APG分类法中被单独列为一目,包括五个科,后来在2003年经过修订的APGII分类法中,调整合并为只包括三个科: 薯蓣科 、 水玉簪科 、 纳茜菜科 。

露兜树目 (Pandanales)

本目植物有类似 棕榈 的 乔木 ,也有藤本和 草本植物 。有的品种叶子可以用于编制品。 露兜树属 的植物在 澳洲 经常被用来苫屋顶、编筐和制造衣物。著名的 巴拿马 草帽也是用本目植物的叶子编制的。共有 环花草科 、 露兜树科 、 百部科 、霉草科、 翡若翠科 5个科。

鸭拓草 类植物

鸭跖草目(Commelinales)

草本 。叶互生或基生,具 叶鞘 ,少有叶鞘不存在。花两性。整齐或不整齐,3基数,区分 花萼 与 花冠 ;萼片3,绿色或膜片状;花瓣3,分离或基部联合; 雄蕊 1至多数; 雌蕊 由3心皮组成;子房上位,3室或1室。 蒴果 ;种子有 胚乳 。包括 偏穗草科 Rapateaceae、 黄眼草科 Xyridaceae 、 薹草属 科Mayacaceae、 鸭跖草科 Commelinaceae等4科。鸭跖草科是最大和最重要的一科,有38属近700种,草本,叶有明显的叶鞘,花被区分为花萼和花冠,子房上位, 蒴果 ,种子有棱,具丰富胚乳,种脐的背面或侧面具圆盘状胚盖。常见观赏种类如 紫露草属 Tradescantia 、 鸭跖草属 Commelina 、双体 雄蕊 属Dichorisandra、吊竹梅属Zebrina等。 黄眼草科 包括 黄眼草属 Xyris和 黄谷精 属Achlyphila(仅1种)。苔草科为水生 草本 ,分布于 美洲 和 非洲 热带 淡水。

禾本目 (Poales)

禾本目是单子叶植物的一个目。2003年根据植物亲缘关系分类的APGII分类法将原来分在 莎草目 、 帚灯草目 、 谷精草科 和 鸭跖草 目中的部分科合并为一个禾本目。

禾本目植物分布相当广,几乎遍布全世界,凡是能生长 种子植物 的地方都有禾本目本目植物生长,而且是人类粮食和饲养动物饲料的主要来源,与人类的关系极为密切。

包含包括 莎草科 、 禾本科 等16个科。

槟榔目 (recales)

仅有 棕榈科 1科,已知棕榈科下有202属,大约2,800余种。本类植物一般是单干直立,不分枝,一般为 乔木 ,也有少数是灌木或 藤本植物 。叶子极大互生,簇生于 树干 顶部,但在藤本中散生,全缘、掌状或羽状分裂的大叶。花小,通常为淡绿色,两性或单性,排成 复总状花序 或 穗状花序 ,多少为一至多枚大而呈鞘状的 苞片 所包围,花被6裂2列,裂片离生或合生, 雄蕊 通常6枚,子房上位,一般有1-3室,每室有 胚珠 一枚。是单子叶植物中唯一具有乔木习性,有宽阔的叶片和发达的 维管束 的植物类群。

姜目 (Zingiberales)

多为 草本植物 ,具 根状茎 及纤维状或块状根。茎很短至伸长,或为叶柄下部的 叶鞘 重叠而成。叶2列或螺旋状排列,具开展或闭合的叶鞘。花两性或有时单性,通常两侧对称,基本上为3基数, 幽灵螳螂 花被;雄蕊1或5,稀为6枚,通常有特化为花瓣状的退化雄蕊;子房下位。 蒴果 ,但有时为1分果或肉质不开裂果。种子具 胚乳 。

本目包含 芭蕉科 ( Musaceae )、 姜科 、 旅人蕉科 (Strelitziaceae)、 兰花蕉科 (Lowiaceae)、

(Cannaceae)、 竹芋科 (Marantaceae)等8科。

多须草科 (Dasypogonaceae)

多须草科是一种单子叶植物纲的未定目植物。以前的分类学家一般将其分入刺叶树科(Xanthorrhoeaceae),APG分类法(1998年)及APGII分类法(2003年)根据其基因特征,将其单独列为一科,列入 鸭跖草类植物 ,但没有能归入任何一目;而鸭跖草分支则属于单子叶植物分支。

多须草科植物有数十种,一般都生长在 澳大利亚 ,只有香蕉草属(Lomandra)也分布在 新几内亚 和新喀里多尼亚,最著名的植物就是蓬草树(Kingia australis)。

下属分科

被子植物门 按恩格勒系统排列各科。

单子叶植物纲 Monocotyledoneae

001.   香蒲科   Typhaceae

002.   露兜树科   Pandanaceae

003.   黑三棱属   Sparganiaceae

004.   水蕹科   Aponogetonaceae

005.   眼子菜科   Potamogetonaceae

006.   茨藻属   Najadaceae

007.  冰沼草科   Scheuchzeriaceae

008.  泽泻科   Alismataceae

009.  花蔺科   Butomaceae

010.   水鳖科   Hydrocharitaceae

011. 霉草科 Triuridaceae

012.   禾本科   Gramineae (Poaceae)

013. 莎草科   Cyperaceae

014.   棕榈科 (槟榔科) Palmae(Arecaceae)

015.   天南星科 Araceae

016.   浮萍科   Lemnaceae

017. 须叶藤科 Flagellariaceae

018.  帚灯草科   Restionaceae

019.   刺鳞草科   Centrolepidaceae

020.   黄眼草科   Xyridaceae

021.   谷精草科   Eriocaulaceae

022.   凤梨科   Bromeliaceae

023.   鸭跖草科   Commelinaceae

024.   雨久花科   Pontederiaceae

025.   田葱科   Philydraceae

026.   灯芯草科   Juncaceae

027.   百部科   Stemonaceae

028.   百合科   Liliaceae

029.  石蒜科   Amaryllidaceae

030.  薯科( 箭根薯 科) Taccaceae

031. 薯蓣科   Dioscoreaceae

032. 鸢尾科   Iridaceae

033.   芭蕉科   Musaceae

034.   姜科   Zingiberaceae

035.   美人蕉科   Cannaceae

036.   竹芋科   Marantaceae

037.   水玉簪科   Burmanniaceae

038.   兰科   Orchidaceae

参考资料

  1. 单子叶植物(百合纲) 酷自然 2024-02-23
  2. 单子叶植物纲(danziyezhiwugang) 丁香通 2024-02-23