谢谢@仁世环@雪心然的邀请。
问题中的描述,更严格地说,是:单子叶植物中没有5基花,4基花也很少; 4基和5基花在双子叶植物中更为常见。
不过,首先需要澄清一件事:目前学术界普遍不接受“单子叶植物”和“双子叶植物”的术语——
根据近年来的植物系统研究,双子叶植物不是单系类群,而是并系类群,其中一部分是被子植物的较早分支。 单子叶植物和其他真双子叶植物形成单系群。
图片取自WIKI的APG IV条目。
换句话说,一些双子叶植物很早就形成了自己的家族,而单子叶植物和真双子叶植物则比那些“原始”双子叶植物分离得晚; “单子叶植物”确实有一个完整的家谱,而“双子叶植物”的概念实际上并不属于同一科。
因此,“单子叶植物”和“双子叶植物”这些术语实际上并不符合进化的历史进程——就像“温血动物”的概念排除了与鸟类有共同起源的爬行动物,排除了哺乳动物类在内,这只是一种人为的分类,并不能揭示他们真正的归属和血缘关系。
我们先简单解释一下什么是“花基”的概念。
被子植物,即真正的开花植物,其花的结构包括花托、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊。 花周围的叶状结构称为苞片,也经常与花一起描述。 对于一朵花来说,除了少数例外,花萼、花冠、雄蕊和雌蕊总是从外到内大致排列成螺旋状。 当“古典”植物学家描述这些特征时,他们发现对于许多物种来说,这些螺纹状结构往往表现出一定的数量关系,尤其是在每种结构的数量都是固定值的花卉中。 更是如此。
例如,酢浆草的花有5个萼片,5个花瓣,雄蕊也排列成3轮,每轮5个,共15个; 尽管中间的雌蕊只有一个,但柱头也是五裂的。
虽然这种典型的“固定数量的轮状排列”并不太常见,但总能找到一些痕迹和解释——那些不符合“最大公约数”的结构往往是有原因的。 一些退化会导致花萼、花瓣或雄蕊的数量异常。 而这个“最大公约数”又被称为“花基数”,用来描述花的一般数值特征。
至于“单子叶植物的花瓣多有三个基部,双子叶植物的花瓣多有四、五个基部”的说法,严格来说,是为了区分单子叶植物和双子叶植物两大类而总结出来的一般规律。 ——然而,由于“单子叶植物和双子叶植物”已经不再适合作为被子植物类群的分类方案,这个为人类区分和记忆提供便利的规则就没那么有意义了。
它们确实是一般规则。 然而,就像“蝴蝶有杆状触角,飞蛾有丝状、刷状等形状的触角”一样,也有例外,很难找到其中的“原因”。
(顺便说一句,对鳞翅目的系统研究表明,“蛾”也是一个并系群。蝴蝶之于鳞翅目,就像单子叶植物之于被子植物一样。)
回到双子叶植物花基部的讨论——ANA组(“ANA”这个名字实际上是该组所包含的三个目:樟脑/互生叶目、睡莲目、木兰目的缩写),即早期被子植物( ) / 基部被子植物 ( ),作为“双子叶植物”中最原始的成员,花基数往往不稳定,即使对于某些花瓣数固定的物种,如睡莲目中的水螅、花萼和花瓣数量相同,总是 3 或 4 个; 水盾属植物的基数通常也为 3。
木兰枝和金粟也不是双子叶植物,通常具有三基数花,例如木兰科和樟科的许多植物。
至于真双子叶植物,这一类别是4基数和5基数植物的集中营。
换句话说,5碱基数字的出现可以说是真双子叶植物中的一个进化事件——但这种说法仍然不能避免例外。 睡莲目睡莲属的一些物种有 5 个碱基编号。
5个基数的出现可能不是每个分类群独立进化的结果。
我现在没有时间查文献,所以这些是我的一些想法。 当我有时间查看信息时,我会添加更多内容。