花粉的工作原理

在大多数产生花粉的植物中，当一粒花粉从植物标本的雄性部分到达相应的雌性部分时，它就成功地完成了它的旅程。理想情况下，它会找到一种完全不同的植物来增加异交crosspollination．然而，这并不总是一个严格的要求，尽管需要注意的是，许多植物物种都有办法阻止特定植物自己授粉。有些甚至在基因上自我不相容。

一旦一粒花粉到达植物的雌性部分，在大多数情况下胚珠在这种情况下，滞留在花粉内的幸运精子(通常是两个中的一个)将使其中的卵细胞受精。受精发生后，胚珠逐渐发育成胚珠种子，种子将把它的胚胎植物运送到一个新的家园。

遵循这一基本繁殖路径的植物被称为裸子植物．有松果和类似生殖结构的树木，如大多数针叶树，是裸子植物的例子。让我们仔细看看松柏它们是地球上数量最多、分布最广的裸子植物，尤其是松树，因为它们是人们最熟悉的物种之一。

松果通常有雄性和雌性两种，它们可以有各种形状、质地和大小，这取决于物种。一个制造花粉，另一个接收花粉。一旦花粉粒到达胚珠——通常是在雌松果产生的粘性物质的帮助下粘附在胚珠上——它就会吸收水分，发芽并开始缓慢生长花粉管为了将新生成的精子放入体内。受精发生，种子最终形成。整个过程完成所需的时间长短差别很大;在许多松树物种中，授粉过程从开始到结束需要一年多的时间。一旦完成，种子就会从球果中释放出来，继续前行。

不过，尽管授粉过程的发展是革命性的，但仍有一些问题有待解决。在下一页中，我们将看看是哪些植物摆脱了进化的铁器，使这种方法更加可靠。

有些植物——被子植物——进化来进一步推进授粉过程。这些是开花植物，它们不仅产生种子，还会开花并产生保护性的果实。这些生殖安全网还能更好地吸引可移动的生物，帮助它们成功完成生命周期;事实上，许多昆虫是与授粉过程中的生物一起进化的。就物种而言，被子植物是最多产的类型;许多种类的树木和灌木，以及各种水果、蔬菜、谷物，仙人掌野花被认为是被子植物[来源:Raven]。

所以让我们来看看这是如何在你典型的花中工作的，并深入研究一下花粉的发展。花粉粒是通过减数分裂，在此期间细胞分裂和数量增长。花粉粒常位于花粉囊的末端雄蕊(花的雄性部分)，通常围绕在心皮(花的雌性部分)。雄蕊通常分为两部分:两裂的花药花粉袋和灯丝花药栖息的茎。每粒谷物都逐渐长出一堵坚硬的外墙，在行进过程中为其提供庇护。

一旦到达目的地，花粉粒就会落在花上耻辱——卵巢的入口。和裸子植物一样，受精之后种子萌发和花粉管的形成，但这一次两个精子都要使用。当一个使卵细胞受精时，另一个的任务是使另一个细胞受精，这个细胞将发育成胚乳这是生长中的植物胚胎在发芽之前和发芽过程中消耗的物质。

不同的花生长在不同的结构中，虽然许多，实际上是大多数被子植物，同时携带雄蕊和腕部成分，但有些没有。对于这些物种来说，雄性和雌性的生殖部分可以在同一种植物的不同花上找到——类似于裸子植物的松果的常见配置。或者，在某些情况下，每种特定的植物标本可能只具有一种或另一种特征，这使过程略有变化。

花粉可以通过风、水筏或任何一种生物来传播蜜蜂、甲虫、鸟或蝙蝠，并沉积在另一朵花的雌性生殖部分。这听起来可能很偶然，但事实确实如此，这就是为什么植物——尤其是裸子植物——会产生大量花粉的原因。

为了让植物成功地传播花粉，许多植物与其他生物共同进化，以更频繁、更有效地完成这项工作。这发生在许多方面。以开花植物为例，那些拥有最美味花粉的植物更有可能吸引传粉者，因此它们是最有机会繁殖自己物种的植物。开花植物也会利用形状、颜色和气味来吸引更多的顾客，有时这种方式可能会让人感到惊讶。许多甲虫品种会被花朵所吸引，而花朵的气味在我们看来非常不吸引人。其中一些植物，包括常见的家用黄花，通过化学反应加热来吸引甲虫。这使它们产生一种气味，让人联想到分解的有机物质，甲虫自然会被吸引。苏门答腊有一种被称为“魔鬼的舌头”的植物，闻起来非常难闻，据说会让人昏倒。传粉者?一种腐肉甲虫。

色彩鲜艳的花朵最容易吸引日间活动的动物，而白色或浅黄色的花朵最容易被夜行动物发现。还有花蜜的产生。许多熟练的传粉者，如蜜蜂，蝙蝠和蜂鸟依靠花蜜茁壮成长，所以为授粉者的口器提供适合的花蜜杯是另一个重要的专业化发展。最后，植物性器官的位置也发生了变化。那些排列最能迎合潜在传粉者摄食习惯的标本是最成功的。因此，最可能被传粉者擦过的雄蕊——因此更有可能被刷掉和带走——是进化毅力最理想的位置。

植物、花粉和传粉者显然对人类非常重要。在人类漫长的进化过程中，人类无疑传递了关于植物的知识，但在大约11000年前，我们彻底改变了游戏规则。大约在这个时候，人们开始驯化作物植物——从野生品种中选择最喜欢的品种，并培育它们以获得某些理想的属性，如高产、抗虫害或耐热性。快进到今天，我们的作物生产方法从早期开始就再次大幅发展。现在许多作物都是转基因生物，我们的人为篡改让很多人想知道它会对自然进化的生物产生什么影响。

科学家们研究转基因作物是否以及在什么情况下具有与传统作物以及相关物种杂交的潜力。在非洲进行的一项研究表明，转基因生物可能会产生相当大的影响，那里的蜜蜂在觅食时冒险离巢近4英里(3公里)[来源:科学日报］．这样的范围可能会使引入的转基因作物的三元烯渗入野生物种。为了控制交叉授粉，欧洲共存局等国际机构提倡采取某些隔离措施。这些步骤包括空间和时间步骤;换句话说，在与可能异花授粉的植物保持一定距离的地方种植作物，并安排种植时间，使作物在一年中的不同时间开花。

出于其他原因，花粉也是有用的研究对象。通过采集岩心样本，专攻孢粉学(研究花粉、孢子和类似的微观植物生命)领域的科学家可以很好地了解在地球历史的不同时期，哪些植物是普遍存在的。例如，花粉和其他孢粉可以帮助确定某一地区何时开始或停止农业种植，何时一片土地被树木覆盖或长满了草地，或者何时发生了气候变化。

在下一页，了解更多关于花粉的知识，以及当它开始时你该怎么做打喷嚏．