本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
蕨類植物可能看起來很簡單。它是一片葉子；它從森林地面上萌發。但它遠不止於此。蕨類植物是最早進化的植物形態之一，它們保留了顯示這一點的特徵。
例如，與苔蘚及其古怪的朋友苔類植物不同，蕨類植物擁有真正的莖（通常沿著地面或地下延伸，如匍匐莖或根狀莖）、根和葉（你可能認為苔蘚有葉子，但它們沒有——不是與大多數其他葉子有共同起源的“真正的”葉子）。但與針葉樹和開花植物不同，蕨類植物不產生種子或果實。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
同樣，當綠色植物在海洋中進化時，它們的卵子由遊動的精子受精。最早的陸地植物可能也這樣做，苔蘚和蕨類植物也是如此。即使在今天，為了讓蕨類植物完成其生命週期，一個倒黴的精子必須遊向等待的卵子。
但這發生在蕨類植物的哪個部位呢？
它沒有發生。至少，它沒有發生在*你*認為的蕨類植物上。它發生在完全不同的植物上，這種植物也是蕨類植物，但看起來不像你認識的蕨類植物。一種秘密忍者蕨類植物。我們生物書呆子稱之為配子體。
配子體產生配子：卵子和精子。就像它們產生的配子一樣，這些植物是單倍體，也就是說，它們包含所有染色體的一個副本，而不是兩個副本。為了實現這一點，還原細胞分裂——減數分裂，你可能還記得高中生物學——必須發生。我們的卵子和精子也是單倍體，而我們的身體是二倍體。如果我們不產生單倍體配子，受精卵將包含我們染色體數量的兩倍，這將導致可怕的遺傳後果*。
在蕨類植物中，配子體是一個溫順的小傢伙——一層心形或腎形的綠色細胞膜（與我們上次看到的膜狀蕨類植物非常相似），它沒有真正的葉子、根或莖。
它向土壤中伸出一些長細胞，作為稱為“假根”的根狀物體，並存活足夠長的時間來完成其工作。當卵子和精子相遇時形成的合子然後長成我們認為是蕨類植物的物體。它通常直接從配子體中長出，最終可能會將其消滅。
在動物世界中沒有與配子體相當的東西；如果要有的話，否則會形成你的卵子和精子的細胞需要分裂成一個多細胞生物，為了與蕨類植物配子體類似，它獨立於你而存在。此外，這些另類人類，無論他們是什麼，都需要是產生實際卵子和精子並將精子從 A 點運到 B 點的人。然後，新的人類將不得不在這個其他事物中孵化並從中生長出來。至少可以說，這是一個奇怪的概念。
但對於植物來說，這是生活的事實。信不信由你，所有植物都有配子體。地球上的每種植物都經歷這種“世代交替”，配子體與二倍體孢子體交替（在蕨類植物的情況下，這是你認為是蕨類植物的東西），等等，但只有在最早進化的形式中，它們才作為獨立於其另一個自我的自由生活植物而存在。
松樹和水仙花中的配子體在哪裡？它們被隱藏起來了——微小的細胞團塊，藏在松果和花朵內。在開花植物中，配子體通常不超過少數細胞。但在更“原始”的植物（如苔蘚）中，配子體是你認識和喜愛的植物。孢子體很小，很容易被忽視。在本系列結束之前，我們將看看其中的一些。
是的，配子體很奇怪。但它們的存在也意味著孢子體需要一種製造小配子體的方法。如果不是卵子和精子，那是什麼呢？答案包含在它們的名字中：孢子。
孢子是用於繁殖的細胞，它們透過有絲分裂，即有絲分裂，以無性方式形成。蕨類植物製造、包裝和分佈孢子的多種方式非常美麗，這也是我發現它們迷人的主要原因。
當您觀察蕨類植物的背面時，您可能會認為您看到的是一堆孢子
但你錯了。仔細看。你所看到的是一堆孢子囊，它們聚集在一個稱為孢子囊群（複數：孢子囊群）的斑塊中。孢子囊是微小的孢子製造工廠，它們在蕨類植物中可能非常複雜和美麗。最經典的形狀之一看起來有點像羅馬頭盔，上面有一個“環帶”或嵴，它既能使孢子囊破裂，又能分散孢子。
一個正在釋放孢子的蕨類植物孢子囊。嵴狀環帶已使其破裂。來自 Lucian Marcus Underwood 於 1900 年出版的《我們的本土蕨類植物及其盟友》第 6 版。公共領域。點選圖片獲取來源。
當孢子囊成熟時，它會破裂，嵴會向後拉扯破裂處，釋放孢子。孢子囊和孢子囊群形成的模式或孢子囊群中孢子囊的形狀或構造在蕨類植物中可能非常美麗。我們將在即將釋出的關於紐西蘭蕨類植物的帖子中看到這一點。
這就是為什麼我看到它們如此興奮的原因。雖然當我學習植物學和維管植物分類學時，我見過圖片和壓平的乾燥標本，但沒有什麼比走到野外，翻過一片葉子，等待著被下面的東西驚喜和愉悅更令人興奮的了。關於這一點，我們將在下次看看一些如此令人愉悅的驚喜。
----------------------------------
*人類的唐氏綜合徵是 21 號染色體有三個副本而不是通常的兩個副本的結果，這是由於一對染色體在常規減數分裂期間未能完全分離造成的。 21 號染色體上一定有一些“粘性部分”，它有一個在複製後未能分離的壞習慣，母親年齡越大，這種情況就越嚴重。我們基因組的全面四倍化將以災難告終——合子或胚胎會自發流產。有趣的是，在植物中，這似乎遠不如在動物中那樣是災難性的。植物基因組的自發加倍、四倍化等一直是某些植物類群中產生新物種以及植物育種者培育新的花卉品種和小麥品種的主要機制。