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花在植物學上的定義是:被子植物中,由葉特化而成的「花葉」(floral leaf)組成的生殖器官,其生物學功能為傳粉、受粉、受精、成籽、結果,以進行後續的播散與繁殖。典型的花著生在短縮的莖軸上,具有花萼、花冠、雄花器、雌花器,但這些典型特徵並非花定義的必要條件。

在現代分類法中「花」被定義前,其他種子植物都經常同樣被認為擁有花和果實;在一些語文中保持這種語詞,如在中文的松樹的毬花和毬果(松毬)等。祼子植物演化為被子植物,而裸子植物的毬花的確具有類似被子植物花的功能,只是「花」被約定俗成是被子植物獨有的。

「花」在生活中亦常稱為「花朵」或「花卉」。廣義的花卉可指一切具有觀賞價值的植物(或人工栽插的盆景),而狹義上則單指所有的開花植物的生殖器官。花卉由於常具有各種誘人的形狀、美麗的顏色、芬芳的氣味,而一直廣受人們的喜愛和使用,主要用於觀賞,還能當食材或提煉原料。
花在植物學上的定義是:被子植物中,由葉特化而成的「花葉」(floral leaf)組成的生殖器官,其生物學功能為傳粉、受粉、受精、成籽、結果,以進行後續的播散與繁殖。典型的花著生在短縮的莖軸上,具有花萼、花冠、雄花器、雌花器,但這些典型特徵並非花定義的必要條件。

在現代分類法中「花」被定義前,其他種子植物都經常同樣被認為擁有花和果實;在一些語文中保持這種語詞,如在中文的松樹的毬花和毬果(松毬)等。祼子植物演化為被子植物,而裸子植物的毬花的確具有類似被子植物花的功能,只是「花」被約定俗成是被子植物獨有的。

「花」在生活中亦常稱為「花朵」或「花卉」。廣義的花卉可指一切具有觀賞價值的植物(或人工栽插的盆景),而狹義上則單指所有的開花植物的生殖器官。

 花卉由於常具有各種誘人的形狀、美麗的顏色、芬芳的氣味,而一直廣受人們的喜愛和使用,主要用於觀賞,還能當食材或提煉原料。
花部
花的各部分輪生於花托之上,四個主要部分從外到內依次是:

花萼:位於最外層的一輪萼片,通常為綠色,但也有些植物的花萼呈現花瓣狀。花萼和花冠合稱為「花被」
花冠:位於花萼的內輪,由花瓣組成,較為薄軟,常有顏色以吸引昆蟲幫助授粉。和花萼合稱為「花被」。
雄蕊,又稱雄花器:可有一枚或多枚。花葯著生於花絲頂部,是形成花粉的地方,花粉中含有雄配子。
雌蕊,又稱雌花器:可有一枚或多枚。組成雌蕊的基本單位稱為心皮,包含有子房,而子房室內有胚珠(內含雌配子)。一枚雌蕊可由一片心皮單獨形成,稱作單雌蕊;一枚雌蕊也可由數片心皮聯合形成,稱作複雌蕊。其中,複雌蕊又可依心皮間以合生或離生的聯合樣態,分型為合生心皮或離生心皮。雌蕊的黏性頂端稱為柱頭,是花粉的受體。花柱連接柱頭和子房,是花粉粒萌發後花粉管進入子房的通道。
雖然上述結構體現了花的「典型」構造,但自然中各植物的實際構造具有很大的差異性。這些差異對於被子植物的進化具有重大意義,並被植物學家廣泛用於確立各植物的種間關係。例如,被子植物的兩個亞綱可以透過其花瓣數加以區分:雙子葉植物通常有4或5(或者4或5的倍數)片花瓣,而單子葉植物多為3或3的倍數。

 

植物小筆記-花花的主要結構示意圖

 

 

 
 
 

植物小筆記-花

鐵砲百合(Lilium longiflorum)。1.柱頭,2.花柱,3.雄蕊,4.花絲,5.花瓣

植物小筆記-花

「完全花」一例,魚木花(Crateva religiosa)兼有雄蕊(外輪)和雌蕊(中心)

完整性

大多數植物的花都如上所述,同時具有花萼、花冠、雄花器、雌花器這四個花部;但不是每種花都具有花被,也不是每朵花都擁有雄蕊、雌蕊。花部四項一樣不缺的,在植物學上稱為「完全花」,缺少任何一項則稱為「不完全花」。「單性花」是只有雄蕊或雌蕊的花,屬於一種不完全花;而「兩性花」或「雌雄同花」若沒有花被中的某項,也是一種不完全花。

此外,在單性花中,如果雌花與雄花分別生長在不同的植株上,則稱為「雌雄異株」。反之,如果單性的雄花和雌花同生於一植株,則稱為「雌雄同株」。

對稱性

有些花具有輻射對稱性,亦即如果其花能有三個以上角度通過中央軸線一分為二,所得的兩半都是對稱相等的,稱為「輻射對稱花」或「整齊花」,例如月季和桃花。

植物小筆記-花

照片取自 iNaturalist 由 xtbg-eec 所上傳

還有些花只能按一個角度切得兩個對稱面,則稱「左右對稱花」或「不整齊花」,例如金魚草和大部分蘭花。

植物小筆記-花

照片取自 Natusfera 由 Nico Hernandez 所上傳

花序
有些植物的花單生於植株上,而有些植物的花則簇生於植株,對於後者而言,這些花若按照一定規律排列於花軸上,便形成了「花序」。在這一點上,必須要注意「花」的實際概念。從植物學角度看,一朵菊花或向日葵並不是一朵花,而是一頭狀花序,即由許多小花組成的花序,而且其中的所有小花都具有前文提及的結構。


生命史(發育)
花是植物的「繁殖機」,它先從花萼的保護中長出來,打開花瓣(花冠),伸出雄蕊和雌蕊(有的花的雄蕊和雌蕊不太明顯)。雄蕊圍著柱頭(雌蕊),有花粉,雌蕊在花的中間,下接子房,子房裏有胚珠。如果蜜蜂等來傳播花粉,花粉掉在另一朵花的柱頭上,花便會發生一連串大變化:

花粉從柱頭經花粉管到子房
花粉與胚珠結合為種子
花瓣凋謝
子房脹大
雄蕊剩餘的花粉黏在柱頭上,前往子房,再和其餘胚珠結合為種子
柱頭(雌蕊)消失
雄蕊消失
花結成果實 
果實成熟

成花誘導
成花誘導是植物生命周期中的一個重大變化。這一過程必須發生在特定的時間,以利於受精和種子的形成,從而確保繁殖的最大成功。為了滿足這些需求,植物能夠感受重要的內源和環境信號,例如植物激素水平、適時的溫度和光周期變化等。許多多年生和二年生植物需要經過春化作用方能開花。這類信號從分子學角度解釋,是由名為成花素的複雜信號的傳遞引起的。其中涉及到多個基因,包括CONSTANS、FLOWERING LOCUS C和FLOWERING LOCUS T等。成花素會在適宜的生殖條件下形成於葉片中,並作用於芽和生長錐,誘導形成一系列的生理和形態變化。成花誘導完成後,下一步便是花原基的形成,使莖端分生組織轉變為花分生組織。簡而言之,就是使葉、芽和莖組織的細胞分化為能形成生殖器官的組織的生物化學變化過程。花芽頂端的生長點停止葉原基分化並橫向擴大,隨後形成多個螺旋狀的突起,這些突起日後能形成萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。對於大多數植物而言,雖然成花的起始條件與環境信號密不可分,但這一過程是不可逆的。成花過程一經開始,即使再除去相應的信號,莖端依舊會繼續發育為花器官。

受精
吸引方法

蜂蘭花(Ophrys apifera)經過多代進化,以更好地模仿雌蜂,吸引雄蜂傳粉

植物小筆記-花

由於植物無法隨意移動,因此,許多花依靠吸引動物幫助其在大自然進行種間授粉。利用昆蟲授粉的花稱為蟲媒花,這些花可能會和授粉昆蟲高度地協同進化。利用生物媒介的植物的花通常都有蜜腺,用以吸引尋找花蜜的動物接觸。有些花上還有稱為蜜源標記的圖案,為傳粉者指示出花蜜的位置。花也會用顏色吸引授粉者,鳥類和蜜蜂都有色覺,可以看到色彩斑斕的花朵。花卉還能用香味吸引授粉,其中有些香味會讓人們感到愉悅。不過並不是所有的花香都能讓人類覺得好聞,有些花為了吸引喜食腐肉的昆蟲授粉,會散發出類似的腐臭味,例如大王花、巨花魔芋、泡泡樹(Asimina triloba)等。

植物小筆記-花

照片取自 iNaturalist 由 Mia Yeager 所上傳

夜間藉由蝙蝠和飛蛾授粉的花,則更多地是透過氣味來吸引授粉,且這類花大多為白色。

此外,還有一些花卉能利用擬態吸引授粉。例如,蜂蘭花的花朵與雌蜂的顏色、形狀和氣味類似。雄蜂會為了尋找配偶往來其間,花粉由此得以傳播。

傳粉方式

蜜蜂身上附著的花粉粒可隨其傳播到其它花上
 
花是植物的繁殖器官,其主要目的在於繁殖,即令花粉中包含的精子和位於子房的胚珠得以結合。授粉是花粉從花葯到柱頭的移動過程,精細胞和卵細胞結合的過程則稱為受精。花粉通常是從一株植物傳播到另一株,但許多植物能自花授粉。受精胚珠能發育成下一代的種子。為了適應自然,有性繁殖產生的後代都各具遺傳獨特性。

有花植物通常面臨著自然選擇壓力,因而會使用最適合其的傳粉方式,這點鮮明地體現在花的形態和植物的行為上。花粉可透過一些「媒介」在植物間傳播:有些植物利用非生物媒介,如風(風媒)或較罕見的水(水媒);而其他植物則利用生物媒介,包括昆蟲(蟲媒)、鳥類(鳥媒),蝙蝠(蝙蝠媒)及其他動物。有些植物能利用多種媒介,但大多都不是高度特化的。在這一過程中,花完全開放並發揮作用的時期稱為花期。

蟲媒傳粉:吸引和利用昆蟲、蝙蝠、鳥類或其他動物傳播花粉。這些花朵都有特化的形狀和雄蕊的生長方式,以確保授粉者由引誘劑(如花蜜、花粉或配偶)吸引而來時,花粉粒能順利傳入其體內。

風媒花小米的穗狀花序,顏色樸素而花葯很大
風媒傳粉:使用風力幫助傳粉,例如草、樺樹、楊樹和楓樹等。由於它們無需吸引他人傳粉,因此花朵往往不太引人注目。風媒花一般是雌雄異花或異株,雄性花花絲細長,末端為裸露的雄蕊,而雌性花則具有長長的羽狀柱頭。一般而言,藉由動物傳播的花粉顆粒較大,具黏性,並含有豐富的蛋白質(算是對授粉者另一種「獎勵」); 而風媒花粉通常是小顆粒,很輕,而且對動物沒什麼營養價值。此外,風媒花傳播的花粉還可能引起部分人類的花粉過敏症。
還有些花可以自花授粉,即同一朵花中,雄蕊的花粉落到雌蕊的柱頭上。自花受精能增加種子產生的機率,但也會限制遺傳變異的產生。閉花受精花就是自花授粉,之後其可能會開花,也可能不會,已知堇菜科和玄參科中的許多種含有此類花。另一方面,許多物種的植物都有阻止自花受精的方法。有些植株上的單性雄花和雌花的不會同時出現或成熟,此外對於有些植物,來自同一植株的花粉由於含有化學阻擋層而無法為其胚珠授精,這種特性稱為自花不孕或自交不親和性。

花與授粉者的關係
許多花和某些授粉生物有著密切的關係,例如,很多花只會引來某種特定的昆蟲,因而也很依靠這種昆蟲得以成功繁殖。這種密切關係往往可以作為協同進化的例子,因為人們認為經過很長的時間,花和授粉者都會共同地進化,以配合對方的需要。

不過,這種密切關係也會帶來滅絕的負面影響。在這一關係下,任何一名成員的滅絕也幾乎必然導致另者步其後塵。一些瀕危植物種即是因授粉者的減少而致其瀕危的。
 

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