单子叶植物纲

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单子叶植物(Monocotyledons,简称monocots),旧名单子叶植物纲(Monocotyledoneae)或百合纲(Liliopsida),单子叶植物有约59,300个物种。当中最大的科是兰科,有超过20000个物种。
单子叶植物种子的胚具1片子叶,植物多为草本,稀为木本(龙血树);茎中维管束星散排列,无形成层,不能次生加粗;叶具平行脉或弧形脉;花部通常为3的基数;多成须根系。按恩格勒系统分为三大类,即萼花区、冠花区和颖花区。 [1] 
现代遗传基因学分类证明: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。单子叶植物起源于双子叶植物的毛茛目。因此在哈钦松系统排列上,先双子叶植物,后单子叶植物 [2] 
中文学名
单子叶植物纲
拉丁学名
monocots
植物界
被子植物门
单子叶植物纲
泽泻目水鳖目槟榔目天南星目鸭跖草目姜目百合目等。

单子叶植物纲起源

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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茛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)。 [3] 
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)。 [3] 
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APG II 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。
APG II 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分支(一 个基因亲缘群体)。
2009年修订的APG III分类法又将单独的无叶莲科(Petrosaviaceae)提升为无叶莲目(Petrosaviales)。

单子叶植物纲形态特征

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单子叶植物纲 单子叶植物纲
单子叶植物(Monocotyledoneae)被子植物门的一类。叶脉常为平行脉,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,即次生韧皮部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。 [3] 

单子叶植物纲下属分类

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单子叶植物纲下属亚纲

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。 [1] 
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中最古老的类群。泽泻Alisma orientale和慈姑Sagittaria sagittifolia为常见水草。 [1] 
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Amorphophallus rivieriColocasia esculenta马蹄莲Zantedeschia aetiopica龟背竹Monstera deliciosa等为常见植物。 [1] 
鸭跖草亚纲
鸭跖草亚纲 Commelinidae,常草本。叶互生或基生,单叶,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、谷精草目Hydrocharitaceae、帚灯草目Restionales、灯芯草目Juncales、莎草目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。 [1] 
姜亚纲
姜亚纲 Zinggiberidae,仅2目:姜目Zingiberales包括姜科Zingiberaceae、美人蕉科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,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,异形花被;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。凤梨目多为短茎附生草本,但有时也为陆生耐旱植物(如菠萝)。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。 [1] 
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Allium fistulosumAllium sativum、韭菜Garlic chives郁金香Tulipa gesneriana玉簪Hosta plantaginea白芨Bletilla striata天麻Gastrodia elata建兰Cymbidium ensifolium萱草(金针菜)Hemerocallis fulva等较为常见。 [1] 

单子叶植物纲代表分目

无叶莲目(Petrosaviales)
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APG II 分类法将两科合并,但仍然没有能归入任何一目。直到2009年,APG III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、总状或圆锥花序,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(学名:Asparagales)是被子植物中的单子叶植物。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APG II分类法 (修订版)》(2003年)、《被子植物APG III分类法》(2009年) 采用1928年林克所发表的学名。有百子莲科 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。
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。果实通常为蒴果,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。
薯蓣目(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APG II 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、苔草科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。 [4] 
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APG II 分类法将原来分在莎草目帚灯草目、谷精草目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,目前已知棕榈科下有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,排成圆锥花序或穗状花序,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,异形花被;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APG II 分类法(2003年)根据其基因特征,将其单独列为一科,列入鸭跖草分支,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)也分布在新几内亚新喀里多尼亚,最著名的植物就是蓬草树(Kingia australis)。

单子叶植物纲下属分科

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. 黑三棱科 Sparganiaceae
004. 水蕹科 Aponogetonaceae
005. 眼子菜科 Potamogetonaceae
006. 茨藻科 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. 灯心草科 Juncaceae
027. 百部科 Stemonaceae
028. 百合科 Liliaceae
029. 石蒜科 Amaryllidaceae
030. 蒟蒻薯科(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
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参考资料
  • 1.    被子植物门  .蓝色动物学[引用日期2019-09-17]
  • 2.    詹亚华,刘合刚,黄必胜主编;姚振生,王德群,熊耀康等副主编.药用植物学 第3版 供中药学类 药学类专业用:中国医药科技出版社,2016.03:178
  • 3.    薛晓明,谢春春主编.森林植物鉴定:中国人民公安大学出版社,2013.08:288页
  • 4.    鸭跖草亚纲  .蓝色动物学[引用日期2019-09-18]
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