种子植物和植物群落的进化
一系列生殖方面的变化生物学在泥盆纪晚期的一些异孢子植物中克服了这种环境限制,使它们能够在更广泛的栖息地定居。这些变化也导致了种子植物的进化。在种子植物中,大孢子被保留在大孢子囊中,小孢子被带到a花粉这个风琴顶端的腔室。然后将大孢子囊密封,然后配子体发育和受精发生在被保护的范围内环境.当这样一个大孢子囊被包裹在一个种子被毛,其结构及其封闭的胚称为种子.最早的这类植物的种子暴露在外部环境中;这些“裸籽”植物被称为裸子植物.
从泥盆纪晚期到晚期基底白垩纪(约3.827亿至6600万年前),裸子植物经历了剧烈的进化辐射,成为大多数生境中维管植物的主要类群。现存的裸子植物包括松柏,苏铁植物,银杏叶但这些只代表了曾经居住的裸子植物的一小部分地球在中生代(2.519亿至6600万年前)。中生代有物种有各种各样的作用机制授粉保护种子,分散种子,增加种子自然选择最成功的品种。
开花植物的原始形态(被子植物)就是由此而生的多样化的复杂裸子植物阵列。从他们最早的多元化开始白垩纪(1.45亿至6600万年前),被子植物迅速统治了陆地植物群。今天,世界上有30多万种开花植物,占世界的90%以上多样性维管植物的。促成这一成功的众多结构包括花,水果树叶中复杂的静脉图案,以及传导系统中高度特化的细胞。
就像生态演替植物的形态可以将裸露的地面转变成复杂的植物社区因此,进化演替可以被认为是将裸露的大陆转变为丰富的陆地生物。在生态演替中,草本植物在裸露的土地上殖民,并对土壤进行改良环境为开发更完整的地面覆盖。这进一步改变了环境,使更大的草本植物得以陆续生长,常年灌木,快速生长的树木,最后是生长缓慢的树木,葡萄树,附生植物(生长在其他植物上而不是土壤中的植物)。
如上所述,志留纪晚期和泥盆纪早期的原始陆地植物主要是生长在海洋、湖泊和溪流附近潮湿低地的小型草本植物。第一批植物生长在光秃秃的地面上,因为那里几乎没有有机植物土壤因为植物还没有产生有机土壤所需的有机物质。它们可能被认为是进化上的初级殖民“杂草”,它们在陆地上的建立是陆地植物多样性三次急剧增加中的第一次。
在这些进化的殖民者最初生产有机土壤之后,社区更大的草本和灌木得以发展,它们在泥盆纪中期变得普遍。在泥盆纪晚期,这些群落被以异孢子树大小的植物为主的群落所取代。在早期石炭纪在美国,非种子植物继续主导着许多湿地栖息地,而以裸子植物树木殖民到比以前的异孢子形式更干燥的栖息地。
以树木为主的群落首先为藤本植物和附生植物提供了适宜的栖息地。这样的群落也为食草动物提供了栖息地动物.因此,生物群落数量可观复杂性在石炭纪晚期(大约3.232亿到2.989亿年前)开始进化,导致陆地植物的多样性第二次急剧增加。
随着裸子植物的迅速多样化和植物与动物相互作用的日益复杂,陆生植物在进化过程中发生了重大的转变二叠纪,三叠纪,侏罗纪时期(2.989亿至1.45亿年前)。新的裸子植物群取代了一些原始裸子植物,以及早期最显著的非种子植物。在那个时期最成功的裸子植物是松柏,苏铁植物,银杏,以及几个目前没有代表的主要团体。
开花植物可能也起源于这一时期,但它们并没有成为地球的重要组成部分化石植物区系直到白垩纪中期化石证据清楚地展示了被子植物在白垩纪晚期的迅速多样化和壮观的崛起。与此同时,植物群落结构的复杂性急剧增加,这至少在一定程度上是由植物和动物之间不断扩大的相互作用造成的。改善授粉和种子传播是这种相互作用对植物的好处之一。动物们同样受益,这一点可以从几类动物(尤其是动物)的共同进化中得到证明昆虫)和被子植物在白垩纪晚期和早第三纪的时期(约1.005亿至2300万年前)。这种相互作用对全球植物多样性的第三次快速增长做出了重要贡献,并帮助被子植物实现了第二次进化压倒性的现代植被所特有的陆地植物区系优势。
Gar W. Rothwell 汉斯琥珀分类
带注释的分类
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- 王国植物界
- 多细胞光合真核生物含有叶绿素 一个而且b而且类胡萝卜素形成真实淀粉;叶绿素包含在膜层(颗粒)内叶绿体;纤维素细胞壁;被蜡质覆盖的空中组织角质层并提供空缺(气孔)在表皮周围有2个警卫室,用于气体交换;世代交替具有多细胞配子胎和孢子囊并具有多细胞胚期;活跃的精子,当存在时,有鞭状鞭毛;具有微管细胞骨架的精子;细胞分裂与核膜的扩散有关形成横跨有丝分裂纺锤体的细胞板(胞质体)。
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- 部门Anthocerotophyta (角苔纲)
- 配子体锥形,具单个大叶绿体每个细胞,粘液腔存在;孢子体宿存,直立(角状),光合作用,产生于配子体的上表面,具气孔,小柱,基生分生组织假瓣,开2瓣,但无盖;代表属,Anthoceros.
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- 部门Marchantiophyta (苔类)
- 配子体或“叶状”或背腹扁平(带状)和体状;叶状的形式,叶在3排,2侧和1下面;叶通常有缺口或浅裂,具加厚的缺乏中脉;具有单细胞根的配子体;每个细胞有许多叶绿体;孢子体短暂的,被配子体包围组织,缺乏被盖、周孔、气孔和小柱;在蒴果中与孢子混合的提升剂;蒴果开口成4个或更多瓣;6000到9000种;代表性属包括Porella,Frullania, Marchantia,Conocephalum, Riccia.
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- 蕨类植物、优先排序
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- 类Polypodiopsida (leptosporangiate蕨类植物)
- 维管植物;孢子体分化为茎(根状茎)、根和叶(叶);叶全缘的或,更多地,裂;维管组织的安排在茎变量,仅初级生长;孢子囊通常集群成囊,通常位于孢子叶的下面(背面)表面;主要是具同形孢子的;配子体(原叶植物)要么在地下,要么不绿色,或者更常见的,生活在地表并进行光合作用;精子能动的;9000到12000种;代表性属包括Pteridium,Polypodium,Polystichum,铁线蕨,Cyathea.
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- 类Marattiopsida 巨大的蕨类植物
- 维管植物;多为块状肉质蕨类植物;叶羽状裂,具帚状(增大的或肿在现存属的小叶的附着点),并具发育良好的肉质托叶(附属物在叶基部);孢子囊真囊状,在孢子囊囊囊内,或在孢子囊囊内或多或少合并(簇);具同形孢子的;代表性属包括Marattia,运用,Danaea.
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- 类Psilotopsida (搅拌蕨类植物)
- 维管植物;缺乏根和经常叶子的孢子体;茎具小分枝,二分枝;在茎中形成中心核心的维管组织(原茎尖);孢子囊融合成synangiate结构,明显顶生在短茎上;具同形孢子的;配子体地下,具活动精子;代表属,Psilotum.
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- 部门Gnetophyta (gnetophytes)
- 裸子植物属3个不同寻常的类群;三者的生长习惯都是一样的非典型的在裸子植物中,木质部中有导管成分,生殖结构似花;和其他裸子植物一样,配子体减少;精子不动的;现存的属 Gnetum, 麻黄属植物, 千岁兰.
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- 被子植物、优先排序 (有花植物)
- 维管植物,木质部典型的具导管元件;花的繁殖;胚珠或幼种子被雌性生殖结构(心皮)包围;配子体产生极度减少,仅由几个细胞组成;archegonia缺乏卵泡;不运动的精子通过花粉管输送到卵子;花粉被输送到心皮的特化感受面(柱头面);双受精一个精子与卵子结合形成受精卵,另一个与极核融合形成初生子胚乳核;种子三倍体胚乳营养组织;种子被成熟的种子包裹卵巢成熟成果实;全世界有30多万种,300多个科。
关键的评价
在分类上面只列出了现存植物的主要分类和类别,而省略了一些完全灭绝的分类。概述的分类有点保守的但这是一个最符合现有数据并已获得广泛接受的方法。
生物分类最初是机械的或“人为的”;也就是说,他们没有依据进化.随后是一段“自然系统”构建时期,在此期间,植物根据其整体的相似或不同,尽可能多地使用特征来分组。当代的生物分类系统是系统发育这意味着各种植物被安排在一起,因为它们被认为是由一个共同的祖先遗传而来的。随着更多的分子证据变得可用,分类已经改变以适应新的信息。
在19世纪初,植物王国通常分为两大类,隐花植物(藻类,真菌,苔藓植物,蕨类植物)和显影症(裸子植物而且被子植物).后来,系统植物学家普遍把所有维管植物归为一类,导管植物.更现代的分类法,例如被子植物系统发育组(APG)的研究,并不正式承认在分区水平上的类群,而是使用更非正式的类群,称为支,这种观点解释了单个主要类群之间的联系不像以前认为的那样密切。对某些群体的界定和界定还存在着困难和复杂的问题。苔藓植物与原始维管植物的系统发育关系尚不清楚。
威廉·c·迪基森