孢子及花粉的形态

孢子及花粉的形态

孢子是隐花植物单细胞配子体；花粉是显花植物的雄形配子体，由两个和两个以上的细胞组成，它们是由母细胞经过减数分裂而产生的。各类植物产生的孢子及花粉的形态构造各不相同。

花粉多为两侧或辐射对称的球体，外边包一较硬的花粉壁，称为外壁（exine）。在化石状态中也只有外壁能保存下来，外壁分为两层，外壁外层及外壁内层，外层又可分为覆盖层，柱状层和底层。外壁上具萌发孔是外壁变薄的区域，花粉萌发时花粉管即由此处伸出，不同植物花粉的萌发孔形状与数量不尽相同，长形的称为沟，短的称为孔，它的数目可以从一个至多个，也有无萌发孔的花粉，如樟科植物。外壁外层常具不同的雕纹，如颗粒状、刺状、疣状、网状、条纹状等。

孢子的外部常常被以一层薄柔的周壁，在化石状态中很易脱落，孢子的外壁无结构，因而在光学显微镜下孢壁显得致密、坚实。孢子的萌发孔为呈“Y”型的三裂缝或呈“I”型的单裂缝，以此区别于花粉。

孢子和花粉在形态上的鉴定特征通常为形状、大小、外壁的结构及纹饰等，最近英国学者探索用电子计算机辨读扫描照片上显示出来的纹饰细节进行鉴定。

为了研究方便，孢粉粒需要定向。一般首先确定其极。当孢粉尚处于四分体阶段时，朝里面的一面叫近极面。延于四分体中心的一点叫近极点。自近极点通过每个孢粉粒中心的连线外延与孢粉粒的另一侧外壁的交点叫远极点。二极点间的连线叫极轴。垂直极轴的最大直径称为赤道轴。包括赤道轴而垂直于极轴的平面叫赤道面，赤道面将孢粉粒分为两部分，孢粉可根据其近极、远极两部分体积分为等极和不等极两种。

根据孢粉粒在四分体中的排列方式有四方体型与四方形两大类。孢子或花粉的对称型式有左右对称、辐射对称和完全对称等3种。孢粉的形状也是多种多样的，主要取决于四分体的排列方式和萌发器官的类型。大体上依据极轴与赤道轴的关系分为5级。超长球形（＞8∶4）、长球形（8∶4～8∶7）、近球形（8∶7～7∶8）、扁球形（7∶8～4∶8）、超扁球形（＜4∶8）。而化石孢粉往往在成岩过程中被压扁而失去原来的立体形状。它们在赤道平面和极面上的投影叫孢粉轮廓。极面观多呈圆形及多角形、裂片形；赤道面观则为豆形、圆形及各种不同程度椭圆形。孢粉的大小以微米计算、10微米以下的为很小的，200微米以上为巨大的，中间共分小、中等、大、很大4级。

孢粉成熟时，孢子的近极面沿射线裂开，花粉粒远极面上形成萌发孔。不同孢粉的萌发器官的数目（N）、位置（P）、特征（C）各不相同，是鉴定及分类的重要特征。

裸子植物有具气囊的花粉（松型）、有具单沟的船形花粉（苏铁型）、具乳头突起的球形粉（杉型）、不具明显萌发器官的球形粉（柏型）和橄榄形粉（麻黄型）。被子植物花粉类型多，也更为复杂。首先，二粒以上花粉粒集合在一起的称复合花粉，其中有二合、四合和多合花粉（4～16个花粉组合而成），许多花粉集合成块状的叫花粉块。只具有一个单细胞花粉粒的叫单体花粉。可按其萌发孔及萌发沟的多少、大小、分布位置等分为许多类型。

由于孢子与花粉只是植物体的一部分，是其繁殖器官的一部分。保存在孢子囊或花药内的叫原位孢粉，它们可以援用植物体的分类和命名。一些化石孢粉由于多呈单粒孢粉形式存在，各分散孢粉，只能作为器官属或形态属进行分类，因为有一些不同植物其孢粉形态可能极为相似，而同一属植物却可产生不同的孢粉，再者一些已绝灭植物产生的孢粉至今也已完全绝迹。因此孢粉化石的分类与命名常常是多种分类系统并存，意见不一，成为孢粉研究中的重要问题之一。