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花粉
鎖定
- 中文名
- 花粉
- 外文名
- Pollen
- 別 名
- 植物的“精子”
- 分類依據
- 形狀大小,萌發孔的數目、結構等
花粉形態特徵
各類植物的花粉各不相同。根據花粉形狀大小,對稱性和極性,萌發孔的數目、結構和位置,壁的結構以及表面雕紋等,往往可以鑑定到科和屬,甚至可以鑑定到植物的種。花粉形態的研究可為分類鑑定和花粉分析中鑑定化石花粉提供依據,同時也為植物系統發育的研究提供有價值的資料。
大多數花粉成熟時分散,成為單粒花粉。但也有兩粒以上花粉粘合在一起的,稱為複合花粉粒。許多花粉結合在一起,在一個藥室中至少有兩塊以上的,稱為花粉小塊。在一個或幾個藥室中全部花粉粒粘合在一起的,稱為花粉塊。花粉小塊和花粉塊主要見於蘭科和蘿藦科植物。
花粉粒在四分體中朝內的部分,稱為近極面。朝外的部分稱為遠極面。連接花粉近極面中心點與遠極面中心的假想中的一條線,稱為極軸,與極軸成直角相交的一條線稱為赤道軸,沿花粉兩極之間表面的中線為赤道。在有極性的花粉中,可以分為等極的,亞等極的和異極的3個類型。花粉通常是對稱的,有兩種不同的對稱性:輻射對稱和左右對稱。
花粉多為球形,赤道軸長於極軸的稱為扁球形;特別扁的稱為超扁球形;相反地,極軸長於赤道軸的稱為長球形,特別長的稱為超長球形。花粉在極面觀所見赤道輪廓,可呈圓形,具角狀,具裂片狀等等。在赤道面觀,花粉輪廓可呈圓形、橢圓形、菱形、方形等等。
花粉大小因種而不同,變化很大。最小的花粉見於紫草科的勿忘草,約(4~8)微米×(2~4)微米。大型花粉直徑為100~200微米〔姜屬〕,120~150微米〔錦葵科的許多屬種,以及牽牛,芭蕉屬等〕。大多數花粉最大直徑約為20~50微米。水生植物大葉藻花粉細長,約為(1200~2900)微米×(3.5~9.5)微米。
萌發孔為花粉壁上變薄的區域,花粉萌發時花粉管往往由萌發孔伸出。萌發孔按其長和寬的比例,通常分為溝、孔兩類。凡長與寬之比大於2的為溝,不到2的為孔。有時短溝和長孔之間不易區分。只具溝或孔的為簡單萌發孔,溝和孔共同組成的為複合萌發孔。萌發孔分佈在極面,赤道面或散佈於球面。分佈於遠極面上的單溝,又稱為槽。萌發孔有許多變異,也有沒有萌發孔的花粉。
花粉壁通常分為兩層,即外壁和內壁。內壁的成分主要是果膠纖維素,抗性較差、在地表容易腐爛,經酸鹼處理則分解;而外壁主要成分是孢粉素,抗腐蝕及抗酸鹼性能強,在地層中經千百萬年仍保持完好,所以研究花粉形態,主要依據外壁的結構。外壁又可分兩層,即外層和內層。外層一般由3層組成,最外層為覆蓋層,其上或具穿孔,發育不完全時,為具半覆蓋層的或無覆蓋層的花粉;下面一層為柱狀層,具有柱狀(或棒狀)結構;再下面一層為基層。
花粉表面光滑或具各種各樣的紋飾(雕紋)。紋飾的類型因種屬而不同。主要的雕紋有顆粒狀、瘤狀、棍棒狀、刺狀、條紋狀、皺波狀、網狀、腦皺狀等等。
花粉生長過程
成熟花粉的生活力因不同種類而變化很大。許多果樹花粉的生活力,在實驗室可以保持幾個月。禾本科和菊科花粉,往往幾分鐘到幾十分鐘就失去生活力,其他大多數植物花粉的生活力介乎這兩個極端之間。環境因素,特別是温度與濕度,對花粉的生活力有很大影響。
花粉可以方便地儲藏於膠囊中或小玻璃管內,容器一般置於乾燥器中,以控制濕度(氯化鈣、碳酸鉀或濃硫酸)。最適温度和濕度因植物種類而不同。禾本科的花粉壽命很短,儲藏比較困難。困難之一是由於它們在水合條件下散粉,而乾燥對它們有害。也不能在冰點下的温度保存,因為冰凍對花粉生存有害。採集花粉時的温度和濕度條件,對花粉的生活力也很有關係。
在自然界,柱頭為花粉萌發提供一個合適的場所。花粉粒落在柱頭上後,即發生吸漲水合,大量吸水,並由於營養核中mRNA的大量形成而產生專一性蛋白質,使花粉萌發,長出花粉管。這些專一性蛋白質與柱頭表膜的專一性蛋白質起識別作用,雙方是否親和,決定於花粉外壁和柱頭表膜上的酶和抗體的特性。如果是親和的,花粉可以萌發,並長進花柱組織和胚囊。
許多植物的花粉可以在培養基上萌發,長出花粉管。花粉萌發一般要求有一種碳水化合物,最常用的是蔗糖。糖在培養基中有兩個作用:一是保持滲透壓,二是作為花粉代謝的底物。硼對花粉管生長有促進作用,鈣對花粉管生長也有明顯作用。
花粉萌發和花粉管生長一般分為四個階段:吸漲、停滯、花粉管發端及花粉管迅速伸長階段。各個階段所需時間因種而不同,並決定於花粉本身所儲存食物及外界因子。花粉管的生長區只限於末端幾個微米。區內富含RNA,蛋白質以及PAS-正反應物質。生長區有許多小泡,可能從高爾基體的嵴膜末端形成。生長區後面的細胞質含細胞器和澱粉體。萌發的特徵是靜止的高爾基器轉變為一個活動的器官,產生小泡,在細胞質中形成液泡。
花粉分類
風媒花粉指藉助風力傳播授粉的花粉,一般花粉粒小、質輕、量多,不容易含有動物激素,一般不易致敏,松花粉是松樹的花粉,是典型的風媒花粉。
另外,蟲媒粉有一個特點,花粉的種類多,因為昆蟲會採集各種花的蜂蜜,所以花粉不純正,不單一,並且蜜蜂在到處採蜜時,花粉上會被沾上各種雜質,雜質被蜂蜜粘上很難去除,另外還要注意防止蜜蜂採到帶有農藥殘留的花粉,因為有些植物避免不了噴灑農藥。
花粉古代應用
“花粉蜂蜜漿”是我國古代傳統食品,1502年蘇州出版的農家日用手冊《便民圖纂》中的“幹蜜法”就是製作花粉蜂蜜漿的好方法:每10斤蜂蜜中加一斤花粉,先將蜂蜜在砂鍋中煉沸,等滴水不散時將花粉加入即成。《便民圖纂》是明代弘治年間吳縣知縣根據前人未署名作品《便民纂》改編而成的,可見我國食品花粉蜜製劑早於宋代,到了明朝已成為民間食品了。
清代王士雄著《隨息居飲食譜》記述松花粉糕點製作法:將白砂糖加水熬煉好後加人松花粉;清代《市京歲時記勝》和《燕京歲時記》中記載松花粉做糕餅的有:榆錢糕、玫瑰糕、藤蘿花粉餅、九花餅,也有不提花種名,統稱“花糕”、“春餅”者。這些説明自明清以來花粉糕點在我國食譜中佔有重要的位置。
酒泡花粉是我國古代加工花粉的有效方法,從現代生物學角度看,花粉如果未經破壁,花粉中的營養成分是很難被吸收的,因為花粉外壁可以抗強酸強鹼。那麼花粉經酒麴發酵處理後,不僅能增加花粉營養成分生物利用,而且也對除去花粉中致敏原有一定的效果。因此,才有了花粉經酒麴發酵後再製成糕、餅、晶、飲料及糖果。
《新修本草》是唐顯慶四年(公元659年)官方頒佈的我國第一部藥典,“酒服松黃”把花粉與酒聯繫在一起,花粉可作為上等酒麴,也可以將花粉加入釀酒原料中,或將花粉浸酒後飲用。唐朝詩人戎昱有“松醒能醉客”的詩句;宋朝詩人蘇軾守定州時,於曲陽得松花粉釀酒作《松醪賦》。《元和紀用經》載“松花酒”飲法是取松花粉二升,用絹囊裹之,入酒五升,浸五日,每次空服飲三盒,可治風眩頭旋腫痹、皮膚頑疾等症。古代用花粉調粥、調湯的記載也屢見不鮮,如《本草綱目》和《泉州本草》中的“月季花粉湯”,元代的《飲膳正要》中有“松花湯”。
花粉食物營養成分
食物名稱 | 花粉 |
含量參考 | 約每100克食物中的含量 |
能量 | 251 千卡 |
蛋白質 | 9.6 g |
脂肪 | 7.7 g |
碳水化合物 | 72.5 g |
不溶性膳食纖維 | 36.7 g |
鈉 | 55 mg |
鎂 | 99 mg |
磷 | 253 mg |
鉀 | 980 mg |
鈣 | 81 mg |
錳 | 11.74 mg |
鐵 | 41.7 mg |
銅 | 0.39 mg |
鋅 | 2.94 mg |
硒 | 5.6 μg |
維生素B1(硫胺素) | 0.1 mg |
維生素B2(核黃素) | 0.47 mg |
煙酸(煙酰胺) | 7.5 mg |
維生素C(抗壞血酸) | 21 mg |
花粉科研應用
地質學
古氣候學
生態學
作為研究中的一種有力的工具,花粉可以幫助科學家們還原過去的環境變化和人類活動的歷史,為人們更好地理解生態系統動態提供了重要的線索。
通過分析花粉的種類和數量,科學家們能夠還原過去的植被變化、氣候波動、土地利用歷史以及生態系統的響應。
人類活動,如森林伐木、農業擴張和城市建設,會改變植被結構和種類。通過分析花粉的種類和含量變化,可以推斷出植被源地的變化,進而瞭解人類活動對自然環境的影響。
氣候變化也會影響植物的分佈和花粉的產生。通過研究花粉在不同時期的沉積情況,可以得知過去氣候的變化,包括温度和濕度等因素。
花粉記錄可以提供土地利用歷史的信息。人類的農業活動和土地利用方式會影響花粉的種類和數量,從而反映出人類對土地的利用模式。
- 參考資料
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- 1. 王放.食品營養保健原理與技術:中國輕工業出版社,1996
- 2. 化石孢子花粉 .化石孢子花粉[引用日期2021-04-07]
- 3. 小冰期後的北極:冰芯記錄顯示80%花粉變化,人類活動勝過氣候 .中國生物多樣性保護與綠色發展基金會.2024-02-07[引用日期2024-02-09]