基督復臨安息日會青年榮譽答案書/自然/蕨類植物
| 蕨類植物 | ||
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| 自然 世界總會 |
技能等級 2 | 
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| 介紹年份：1944 | ||
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蕨類植物榮譽是博物學家大師獎 的可選部分。 |
開花植物（包括樹木）產生種子，而蕨類植物產生孢子。孢子與種子的主要區別在於，與種子相比，孢子儲存的食物資源非常少，因此需要更有利的條件才能成功發芽。因此，種子對惡劣條件的抵抗力更強，需要更少的能量。孢子通常大量產生，以增加存活的機會。
(2.1)The true stem of a fern grows underground. (2.2)All of the above-ground parts of a fern are known collectively as the frond.
(2.3)Ferns usually grow in moist, shady woodland nooks
蕨類植物生長在各種各樣的生境中，從遙遠的山區到乾旱的沙漠岩石表面，再到水體和開闊的田野。一般來說，蕨類植物可以被認為是邊緣生境的專家，它們經常在各種環境限制因素限制開花植物成功的地方取得成功。另一方面，一些蕨類植物是世界上最嚴重的雜草物種，例如生長在英國高地的蕨類植物，或生長在熱帶湖泊中的水蕨 (Azolla)。有四種特殊的生境，通常是尋找蕨類植物的關鍵地方：前面提到的潮溼陰暗的森林小灣；避風的岩石表面，特別是避開陽光直射的地方；酸性沼澤和沼澤；熱帶樹木，許多物種是附生植物（一種生長在活體植物上或附著在活體植物上的生物）。
蕨類植物的繁殖涉及一些大詞，但我們會隨著它們的介紹而分解它們。蕨類植物的生命週期中有兩代，即二倍體世代和單倍體世代。二倍體世代具有完整的遺傳物質，而單倍體世代僅具有遺傳物質的一半。
典型蕨類植物的生命週期如下
- 成熟的蕨類植物，稱為孢子體蕨類植物，透過稱為'減數分裂（發音為 my-OH-sis）的過程產生孢子。每個孢子僅具有親本植物遺傳物質的一半，這種狀態稱為單倍體。
- 孢子被分散
- 孢子透過細胞分裂生長成配子體 - 仍然只有成年生物遺傳物質的一半。
- 配子體使用稱為有絲分裂（發音為 my-TOE-sis）的過程在同一個生物體上產生精子和卵子。
- 卵子仍然附著在原葉體上，但精子離開原葉體並遊向另一株植物上的卵子，然後對其進行受精。
- 受精卵現在具有完整的遺傳物質（稱為二倍體），並長成孢子體（典型的成年“蕨類”植物）。
給定蕨類植物物種上的孢子囊群始終呈現相同的特徵。它們通常排列在可育葉片的下面，有時呈直線排列，有時呈曲線排列，有時呈圓形簇狀，有時呈腎形簇狀。由於孢子囊群的排列方式多種多樣，並且由於每個物種上的排列方式在某種程度上是固定的，因此該特徵通常用於識別蕨類植物。
- 木賊
- 這種蕨類植物屬通常被稱為“鏈蕨”，因為孢子囊群呈斷斷續續的線狀排列，有點像鏈條。
- Pteridium
- 這種蕨類植物屬通常被稱為“蕨類”。孢子囊群排列在葉片的邊緣，邊緣略微卷曲。
- Andiantum
- 該屬的葉片邊緣有腎形孢子囊群。
- Onoclea
- Onoclea屬的孢子囊群像珠子或葡萄一樣簇生在直立的可育葉片上，因此被稱為珠蕨。
孢子儲存在蕨類植物的微小囊中，稱為孢子囊。這些孢子囊聚集在一起形成一個孢子囊群（複數為孢子囊群），可以用肉眼在可育葉片（並非所有葉片都是可育的）的下面看到。孢子囊被一個由單層細胞組成的環狀結構包圍，稱為環帶。該環狀結構幾乎圍繞孢子囊的整個周圍。隨著孢子囊的乾燥，它變得易碎，直到最終裂開。由於環帶比孢子囊的其餘部分更堅固，因此它慢慢地將囊體拉開。當水壓釋放時，環帶突然斷裂，將孢子以高速拋射出去，遠離蕨類植物。由於孢子非常小（肉眼看不見），即使是最輕微的微風也會將它們帶到很遠的地方。
如果孢子落在具有有利條件的地方，它將在大約兩週內發育成配子體。如果配子體受精，它將在大約三個半月內長成幼年蕨類植物。這些生長階段所需的時間因條件和物種而異。
下面是幼年蕨類植物仍在捲曲芽階段的示例，以及同一物種的成熟葉片。
5. 瞭解三種蕨類植物的藥用價值。
[edit | edit source]- Adiantum aleuticum (Western Maidenhair Fern)
- 葉茶用於增強粘膜，治療咳嗽、喉嚨充血以及空氣汙染引起的呼吸道刺激。
- Asplenium scolopendrium (Hart's-tongue Fern)
- 這種蕨類植物在民間醫學中被用作脾臟補品。
- Cibotium menziesii (Hawaiian Tree Fern)
- 樹幹的髓心與其他夏威夷植物混合使用，製成“血液淨化劑”，並與其他植物混合使用，幫助緩解虛弱或胸痛。葉子的加熱纖維用於治療各種身體疾病，如肌肉疼痛、關節僵硬等。
- Phlebodium aureum (Cabbage palm fern)
- 其用途包括：
- 用於牛皮癬和其他皮膚病
- 用於阿爾茨海默病、痴呆症和記憶問題
- 用於咳嗽、支氣管炎、胸部感冒和其他上呼吸道問題
- 用於自身免疫性疾病
6. 畫出或拍攝十種蕨類植物並正確識別它們。
[edit | edit source]我們在這裡展示了十種你可能想仔細畫的蕨類植物。如果你打算在野外拍攝或畫蕨類植物，你需要一本好的野外指南來正確識別它們。
| Matteuccia struthiopteris (Ostrich fern) | |
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分佈區域：北半球溫帶地區，包括歐洲東部和北部、亞洲北部和北美北部。
描述：鴕鳥蕨或羽毛蕨 (Matteuccia struthiopteris) 是一種冠狀生長、群生蕨類植物。它從完全垂直的冠部生長，喜歡河岸和沙洲，但會伸出側向的匍匐莖形成新的冠部。因此，它可以形成密集的群落，能夠抵抗洪水的破壞。
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| Gymnocarpium dryopteris (Oak Fern) | |
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分佈區域：在加拿大森林中很常見，也分佈於蘇格蘭和斯堪的納維亞半島，以及美國西北部。
描述：橡樹蕨是蕨類植物中的一個屬。它具有小巧精緻的葉片，葉片三叉狀複葉。葉片單生。成熟葉片背面可以找到裸露的孢子囊群。
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| Dryopteris filix-mas (Common Male Fern) | |
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分佈區域：雄性蕨是溫帶北半球最常見的蕨類植物之一，廣泛分佈於歐洲、亞洲和北美。它喜歡潮溼陰涼的地方，尤其是在林地中十分常見，但也出現在樹籬邊、岩石和碎石坡上的陰涼處。它在美國的分佈不如歐洲普遍。
描述：半常綠的葉片直立生長，最大長度可達 1.5 米，每個根莖上只有一個冠部。二回羽狀複葉，每側羽片 20-35 個。葉片兩端漸細，基部羽片約為中部羽片的一半長。小羽片比較圓鈍，周圍均勻地裂片。葉柄覆蓋著橙褐色的鱗片。
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| Osmunda cinnamomea (Cinnamon Fern) | |
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分佈區域：原產於美洲和東亞，生長在潮溼的林地。在北美，它分佈從拉布拉多南部到安大略，南至美國東部到墨西哥東部和西印度群島；在南美，它分佈到西部的秘魯和南部的巴拉圭。在亞洲，它分佈從西伯利亞東南部南至日本、朝鮮、中國和臺灣，再到緬甸、泰國和越南。
描述：它是一種落葉草本植物，會產生獨立的孢子葉和營養葉。營養葉是展開的，高 30-150 釐米，寬 15-20 釐米，羽狀，羽片長 5-10 釐米，寬 2-2.5 釐米，深裂（所以葉片幾乎是，但不是完全是，二回羽狀）。孢子葉是直立的，更短，高 20-45 釐米；它們會變成肉桂色，這就是該物種名稱的由來。孢子葉先出現；隨著季節的推移，它們的綠色逐漸變成棕色，並釋放孢子。孢子葉在營養葉被霜凍殺死後仍會保留，直到下一季。孢子必須在幾周內發育成熟，否則就會失敗。
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| Osmunda claytoniana (Interrupted Fern) | |
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分佈區域：Osmunda claytoniana 原產於北美東部和東亞。在北美東部，它分佈從馬尼托巴南部、安大略、魁北克（一直到樹線）東至紐芬蘭，南至阿巴拉契亞山脈一直到喬治亞州，西至密西西比河。在亞洲，它分佈於喜馬拉雅山脈、中國南部、日本、朝鮮和臺灣。
描述：葉片是二回羽狀複葉，高 40-100 釐米，寬 20-30 釐米，葉片由形成拱形葉片的交替段組成，向尖端收緊。下端也比葉片其他部分略薄，因為第一個段較短。3 到 7 個短的肉桂色的孢子段插入長度的中部，賦予該植物其名稱。在沒有孢子段的情況下，該植物在其所有階段都與 Osmunda cinnamomea (肉桂蕨) 極其相似。要區分它們，請觀察段的底部；Osmunda cinnamomea 具有典型的毛氈狀毛髮，而 Osmunda claytoniana 上存在的少量毛髮非常短，通常需要放大鏡才能看清。
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| Pteridium spp. (Brackens) | |
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分佈區域：該屬可能擁有世界上任何蕨類植物屬最廣泛的分佈，除了南極洲之外，所有大陸都有分佈，除了炎熱和寒冷的沙漠之外，所有環境都有分佈。
描述：蕨類植物是一個屬，大約有十種大型粗壯的蕨類植物。該植物從寬闊的地下根莖中長出大型三角形的葉片，並可能形成密集的灌木叢。這種根莖可以在葉片之間在地下延伸一米或更遠。葉片可以長到 2.5 米（8 英尺）或更長，如果有支撐，但通常在 0.6-2 米（2-6 英尺）高範圍內。在寒冷的環境中，蕨類植物是冬季落葉的，因為它需要排水良好的土壤，通常生長在山坡上。
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| Diplazium esculentum (Vegetable fern) | |
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分佈區域：它分佈於整個亞洲和大洋洲。
描述：蔬菜蕨是一種可食用的蕨類植物。它可能是最常見的食用蕨類植物，而且非常美味，因此得名“蔬菜”。它被用於許多大洋洲食譜中，並被製成沙拉和炒菜。
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| Dicksonia antarctica (Tasmanian Tree Fern) | |
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分佈區域：塔斯馬尼亞樹蕨是一種常綠樹蕨，原產於澳大利亞的部分地區，即新南威爾士州、塔斯馬尼亞州和維多利亞州。它特別適合花園種植和園林綠化，是世界上最受歡迎的樹蕨之一。
描述：這些蕨類植物可以長到 15 米高，但通常長到 4.5-5 米左右，由形成樹幹的直立根莖組成。它們在葉柄（樹幹）的底部非常毛茸茸。大型、深綠色、質地粗糙的葉片展開，形成 2-6 米直徑的樹冠。莖的形狀各不相同，有些彎曲生長，還有一些是多頭的。葉片成簇生長，孢子葉和營養葉通常交替排列。
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| Polystichum acrostichoides (Christmas Fern) | |
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分佈區域：聖誕蕨原產於北美東部，從新斯科舍省到明尼蘇達州，南至佛羅里達州和德克薩斯州東部。
描述：聖誕蕨是一種常綠蕨類植物，葉片長 30-80 釐米，寬 5-12 釐米，羽狀，有 20-35 對小羽片。孢子產生於葉片頂端的小羽片上。這種蕨類植物曾經被廣泛用作聖誕裝飾品。
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| Onoclea sensibilis (Sensitive fern) | |
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分佈區域：這種蕨類植物生長在各種潮溼的沼澤和森林棲息地：潮溼的草地、灌木叢和沼澤，以及溪流和河岸以及路邊溝渠。它分佈從紐芬蘭到佛羅里達州，西至德克薩斯州、北達科他州和馬尼托巴省，但它也是東亞的本地物種，並已在西歐歸化。
描述：敏感蕨 (Onoclea sensibilis)，也稱為珠蕨，是一種質地粗糙、中等至大型的多年生蕨類植物。這個名字來源於早期定居者對它的觀察，它對霜凍非常敏感，葉片在第一次接觸霜凍時就會迅速死亡。這種蕨類植物的營養葉和孢子葉有很大不同。明亮的黃綠色的營養葉是深裂的，通常沿著匍匐根莖以間隔的形式出現。它們長約 90 釐米，有一個長而光滑的葉柄。孢子葉要小得多，不是綠色的，並且具有非常狹窄的羽片。孢子囊群像珠子或葡萄一樣簇生在直立的孢子葉上，因此得名珠蕨。嫩芽是淺紅色的。
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7. 除了常見的蕨類植物外，還有被稱為石松和木賊的蕨類植物。能夠識別兩種石松和一種木賊。它們與蕨類植物有哪些相似之處？
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石松是指植物科Lycopodiaceae（科比屬高一級）的植物。石松在枝頂特化結構上長有孢子；它們看起來像個微型戰錘，這也是它們俗名的由來。它們不開花，也不產種子。
- 卷柏 (Lycopodium clavatum)
- 這種植物看起來像個微型松樹。它生長在森林中，並在地下延伸出根狀莖，其他植物從根狀莖上長出。
- 齒葉卷柏 (Lycopodium serratum)
- 這種植物外觀類似於L. clavatum。它喜歡生長在光照斑駁或陰暗處，土壤為沙質到壤質。其具有防水性的孢子可作為潤滑劑，防止物體粘在一起。
- 松葉卷柏 (Lycopodium squarrosum)
- 這些植物也不是真正的蕨類植物。它們也類似於L. clavatum，但它們的“枝條”像垂柳一樣從上面垂下來。
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木賊，與石松和蕨類植物一樣，長有孢子而不是種子。木賊屬於木賊目 (Equisetales)，該目只有一個科，稱為木賊科 (Equisetaceae)。該目包含 15 個物種。
- 問荊 (Equisetum arvense)
- 問荊是一種相當繁茂的多年生植物，具有根狀莖，原產於北半球。這些木賊可能具有不育或可育的莖。不育莖在可育莖枯萎後開始生長。不育莖通常長得更高，更繁茂，節段長約 1 英寸，直徑約 1/20 英寸。這些節段包含一組輪生的細長直立枝條。一些莖可以有 20 個節段，高達 2-24 英寸。可育莖的高度通常是不育莖的一半，而且通常更多肉質。
- 沼生木賊 (Equisetum palustre)
- 沼生木賊是一種多年生木賊，生長在 10 到 50 釐米（4 英寸到 20 英寸）之間，在極少數情況下可高達 1 米（3 英尺）。其可育枝條帶有穗狀花序，常綠，形狀與不育枝條相同。粗糙的莖有 1 到 3 毫米的直徑，通常有 8 到 10 根肋，極少數情況下有 4 到 12 根肋。它包含輪生的枝條。緊密貼合的鞘以 4 到 12 個齒結束。下部的鞘為深褐色，比主莖的鞘短得多。中央溝和谷溝尺寸大致相同，但脊溝要小得多。中央溝的尺寸大約是莖直徑的六分之一。