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植物进化简史,从藻类到花卉用了39亿年

2020/9/15 11:51:17 来源:财富逻辑 浏览:

在人类出现以前,主宰地球上的生命有恐龙,然而,再往前,就不是动物而且植物了,植物最早诞生,在经历了世世代代的更迭,逐渐进化为高级生命。

植物利用太阳光,吐露氧气,制造有机物,为其他生命的繁衍提供保障。科学研究发现,生命起源于海洋,据化石纪录,距今约40亿年前,世界上出现了最简单的细菌,蓝藻等原核生物。约在35-33亿年前,地球的水体中已出现了蓝藻。这便是植物进化的起点。从原核生物演变为真核细胞生物。真核细胞从二十二亿年左右出现。

肉眼所不见的单细胞藻类最早出现在约19亿年前,肉眼所见的大型藻类最早可能出现在16亿年前。到了5.4亿年前的寒武纪,多细胞藻类繁盛,各大类群藻类植物的演化趋势基本形成。

这一时期海底壮观繁茂的藻类植物,我们称之为“寒武纪海底森林”。此后的十几亿年内,藻类植物主宰着地球。这是一类构造简单,无根茎叶分化,具有光合色素的植物,我们称之为原植体。藻类多为单细胞、多细胞群体、丝状体、叶状体和枝状体等,仅少数具有组织分化(如海带)和类似根、茎、叶的构造(无微管组织)。根据藻类的形态、生殖方式等的不同,藻类分为蓝藻门、裸藻门、甲藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、绿藻门和红藻门。

绿藻与高等植物有着相同的光合作用色素、光合作用产物(淀粉)、鞭毛类型,因此大多数科学家认为高等植物的祖先是绿藻。在奥陶纪,藻类植物(主要是绿藻)开始进入空旷的淡水河流和湖泊。

水中的藻类逐渐的向陆地演变,变成了低等的苔藓,比如地衣之类的,它们适应环境的能力非常的强。相比于水中的生活,植物在陆地上更容易获取阳光和空气。植物通过增大与地面的接触面积,长出防水层等等手段,苔藓植物出现了。苔藓植物具有假根,但仍无茎和叶的分化,它依靠孢子进行繁殖,具有明显的世代交替,即配子体和孢子体。不过,苔藓植物的受精必须借助于水,植物的进化之路仍在延续。

化石研究显示:苔藓起源于早古生代,至少在奥陶纪就有了苔类与藓类的分化,在中生代有了角苔类的分化;到了新生代,苔藓种类更加丰富。目前,全球已知2万多种苔藓,它们的分布范围非常广,无论温暖湿润的森林,还是干旱的荒漠,抑或常年冰冻的寒冷地区,都有它们的身影。

苔藓的生活史与其他高等植物区别明显,它们的孢子体不能独立存活,需寄生在配子体上。苔类的配子体是有背腹面之分的叶状体或茎叶体,两侧对称;孢子体由孢蒴、蒴柄和基足组成。藓类的配子体是无背腹之分的茎叶体;孢子体由孢蒴、蒴柄和基足组成。角苔类的配子体为叶状体,茎基部有单细胞组成的假根;孢子体无蒴柄,仅具长角状的孢蒴和基足。到今天,我们依然可以看到矮小的苔藓,它们形态各异常见于山野岩石树干上,或在青瓦间、红墙下等潮湿润泽处独据一角,将带有油画质感的苔藓之绿微微铺展,尽显清新典雅之美。

随着地壳运动的进行,原本一些海洋会变成陆地,海里的植物逐渐的演变进化成蕨类。起初进化出的裸厥类,也没有叶片和根,只是依靠着假根着生在陆地上。之后会进化出茎干,也有了根部和叶片,但是生殖还是离不开水。大约4亿年前,有一些绿藻演化出原始陆生维管植物——裸蕨。蕨类植物孢子体远比配子体发达,并有根、茎、叶的分化,并已发展出发达的维管系统。

蕨类植物大多为草本植物,少数为木本(比如活化石“桫殖”)。大型蕨类植物繁盛于石炭纪,煤就是石炭纪大型蕨类植物形成的。依靠微管系统,蕨类可以从土壤中汲取水分、养料,一定程度上摆脱了对水的依赖,和苔藓植物一样,蕨类的受精作用仍然离不开水的参与。从裸蕨类出现开始,植物在陆地上站稳脚跟,开始了漫长的陆地生活。植物也从水生环境过渡到陆生环境,这一过程是地球陆地生态系统演化的重要环节。

蕨类植物世界现存有约12000种,繁盛于石炭纪,树木高达20,30米。煤就是石炭纪大型蕨类植物形成。可以想像在石炭纪,空气富氧,大片大片的原始森林面积,死亡几个亿年间的树木,堆积的有如几十米,甚至百米厚的堆层。距今2.45亿年间,盘古大陆开始分裂,分裂的速度每年推进1毫米。时间持续了4000万年,盘古泛大陆的分裂次序,这就是历史的三叠纪,期间菊石大量存在海洋之中。

之后由于气候的变化和地壳的运动,原本生长的蕨类会大量消失,距今约3.77亿年的古生代泥盆纪晚期,之前的蕨类植物会逐渐的演变成裸子植物,此时已经彻底可以离开水的影响,适应了陆地上的生长。现代的裸子植物,有不少是历经第四纪冰川时代保留下来的。裸子植物多为高大乔木,具有“开花”结实的现象,它们并没有真正的花,只有小孢子叶(雄蕊)聚生成的小孢子叶球和大孢子叶(雌蕊)聚生成的大孢子叶球。我们常见的裸子植物包括苏铁、银杏和松柏。

从白垩纪(1.36~0.9亿年)开始,被子植物蓬勃发展,取代了裸子植物的优势地位。被子植物具有真正的花,典型的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群四部分组成。双受精现象的出现使得被子植物的繁殖真正摆脱了对水的需求。被子植物的孢子体高度发达,配子体则进一步退化。正是因为以上优于其他各类植物的特征,直到现在,被子植物仍然是地球上种类最多,分布最广泛,适应最强的优势类群。

被子植物花的各部在数量上、形态上有极其多样的变化,这些变化是在进化过程中, 适应于虫媒、风媒、鸟媒、或水媒传粉的条件,被自然界选择,得到保留,并不断加强造成的。按照现行植物五界分界系统,单子叶植物纲 ,现存有59300个物种。双子叶植物纲,有199350个物种。而同类银杏纲,就只剩一个品种至今。银杏对改善心血管,血液质量有特别重要作用。这种植物,生长在爬行动物盛行的时代。中国现存有5000年以上的银杏树12棵。


买麻藤纲,中国有二目,二属,百岁兰属,麻黄素,起源于新生代。世界上有三目,三属,约80种。

松柏纲,最早出现于晚石炭世,中生代早期史本纲进化,最为繁茂时期至晚侏罗纪,白垩纪已达到顶峰 。松科属,共有十个属约230种。中国有十个属约一百种。冷杉属,约50多种,我国有近20种。金钱松属,木材纹理通直。此外还有银杉,雪松,铁杉,黃杉,落叶松属和云杉属。

红豆杉纲,红豆杉纲起源较早,根据化石记录,红豆杉属与榧树属,始起于中侏罗纪,穗花杉属始见于晚白垩纪,至新三纪 ,广泛分布在亚洲,北美,欧洲各地。红豆杉属有约11种,白豆杉1种,穗花杉属3种。红豆杉是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物,是经过了第四纪冰川遗留下来的古老孑遗树种,在地球上已有250万年的历史,罗瑞生物科技研究院曾经采用红豆杉提取了 “紫诺”牌“抗癌药多西他赛原料药”获得中关村科技园《新技术及其产品批准卡》,“从红豆杉枝叶中连续逆流提取抗癌药原料10-DAB”,获北京市高新技术成果转化项目认定。在自然条件下红豆杉生长速度缓慢,再生能力差,所以很长时间以来,世界范围内还没有形成规摸的红豆杉原料林基地。

从最原始的细胞出现,到最早登上陆地的苔藓植物出现,中间经历了几十亿年。苔藓植物或许以为自己已然站在进化的顶端,然而,进化的潮流浩浩荡荡,几亿年间,地球上的植物就已更新换代无数次,在今天,它们只是陆生植物中最矮小脆弱的一类。而人类,从未来几亿年的视回会看,或许就是当年的苔藓吧。

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