孢子植物小结
第六章、孢子植物小结
一、植物的起源
二、植物营养体的演化
三、有性生殖方式的进化
四、植物对陆生生活的适应
五、生活史的类型及其演化
六、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
七、植物的个体发育与系统发育
一、植物的起源
• 1、地球形成时，地表炽热，没有大气，没有生命； • 2、40—35亿年前，出现原核生物—蓝藻；
• 3、15—14亿年前，出现真核生物—单细胞藻类；
• 4、 9—7亿年前，出现了多细胞的；
• 5、4. 5亿年前，裸蕨向陆生过渡，到石炭纪，盛，物同时繁茂地生长；
• 6、2. 5亿年前，裸子植物兴起，在二叠纪到白垩纪1亿年时间内，子植物繁盛；
• 7、1亿年前，其复杂的繁殖器官和功能代替了裸子植物。
地质时期分代
• 地质工作者根据各门类古生物群的演变史，结合地壳运动、沉积间断等方面的具体情况把地球发展史分成： • 太古代（约四十亿年前至十五亿年前）、
• 元古代（约十五亿年前至六亿年前）、
• 古生代（6亿---206亿）、
• 中生代（2. 25亿---1亿）
• 新生代（6. 5千万年—今天），
• 每代又分为若干纪、纪再分世，世再分期
地质时代与植物类群表
地质时期优势植物时代
• 生物进化分为五个部分，即：
• 和无脊椎动物时代（包括蓝藻时代）
• 和鱼类时代、
• 和两栖类动物时代、
• 和爬行动物时代，
• 和哺乳动物时代。
二、植物营养体的演化
• 由简单到复杂，由低级到高级
• 1、单细胞→群体→多细胞；
• 丝状体→叶状体→高等植物茎叶体
• 2、由能游动到不能游动；
• 3、无分化→有分化→ 复杂分化。
三、有性生殖方式的进化
• 1、生殖器官：单细胞到多细胞；
• 2、生殖方式：
• 营养→无性生殖→有性生殖[同配（同宗 →异宗）→异配→卵配]
四、植物对陆生生活的适应
• 1、4. 5亿年前，地球一片汪洋，最原始的植物生活其中；
• 2、志留纪末期，地球的沧海桑田运动，产生了裸蕨植物，重要的里程碑；
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• (1) 茎中有原始的微管组织，有支持和运输作用； (2) 植物体表面有角质层和气孔，可调节水分的蒸腾； (3) 孢子囊生于枝顶，孢子壁厚，以利于孢子的传播的保护。
• 3、泥盆纪末期，进一步造山运动，裸蕨被蕨类植物取代；
• 4、由于种子植物的受精作用能脱离水，克服了蕨类植物对干旱条件不适的缺点，从而统治了植物界。
五、生活史的类型及其演化
• 由简单到复杂；由低级到高级。
• 1、合子减数分裂核相交替：如衣藻
• 2、配子减数分裂核相交替：如绿藻门管藻目和褐藻门无孢子
纲以及硅藻门。
• 3、居间(孢子) 减数分裂世代交替如石莼、海带、紫菜、及高等植物。
• 演化趋势：无有性生殖→核相交替→同型世代交替→异型（配子体优势→孢子体优势） ]
六、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
• 问题提出
• 1、裸蕨发现以前：叶先于茎叶出现；各器官同时出现； • 2、裸蕨发现以后：茎→ 叶→ 根；
• 3 、叶的起源：
• 大型叶：顶枝连合扁化而来
• 小型叶:顶枝学说 (图示) 、突出学说 (图示)
• 4、孢子叶起源:
• 5、根的起源：可能是裸蕨根状茎、星木属拟茎下伸或新生结构
顶枝学说T e l o m e T h e o r y
• 德国植物学家W . 齐默尔曼于1930年提出的。
• 原始维管植物是由体轴上的顶枝系统所组成。
• 所谓顶枝t e l o m e 是一种二叉分枝轴的两个顶端的部分，它们可以具有能育顶枝（孢子囊）或不育顶枝（ 叶状枝 ）
• 能育的和不育的顶枝可能分开发育，也可能集合成群，称为顶枝束。
• 顶枝演化基本过程主要有：越顶、扁化、蹼化或并合、退化、下弯和茎中维管系统的发育与并合。
突出学说Enation Theory
• 认为：石松类的小型叶起源于茎轴表面的突出体，叶脉是后来才发生的。
• 古植物学的有些资料，如裸蕨属植物的刺状突出物和星木属叶的结构情况，支持突出学说。
七、植物的个体发育与系统发育
• 个体发育(o n t o g e n y ) ：生物个体或结构从发生到成熟的发育过程。
• 系统发育(p h y l o g e n y ) ：指生物界或某个生物类群形成、发展的过程。
• 系统发育建立在个体发育的基础上，而个体发育是系统发育的环节。二者不可分割。
一、藻类和无脊椎动物时代
• 寒武纪－无脊椎动物第一次大发展（距今5. 7-5. 1亿年）
寒武纪，除个别门类外，现在生活在地球上的生物几乎全部出现了，揭开了生物演化史上的宏伟帷幕。当时的大陆可能是荒凉的，还没有找到任何真实的陆生生物遗迹。低级的苔藓和地衣类的植物，可能生活在潮湿的低地，还缺少根与纤维组织，难以蔓生到干燥地区；当时的无脊椎动物也还没有在空气中生活的机能。
浅海中的无脊椎动物是多种多样的，一般隐伏在各类海藻中，共同生活，并以微小的有机物作为食料，生育繁殖。寒武经的生物，形态奇特，和我们现代地球上抽能看到的极少相似之处。
• 大约十五亿年前到五亿年前，生物界经历了元古时代的藻类繁荣时期，寒武纪的无脊动物第一次大发期，和奥陶纪的无脊物动物全盛时期。
• 奥陶纪――无脊椎动物全盛时期（距今5. 1-4. 38亿年）
• 陆生的植物和动物，在奥陶纪尚末找到可靠的代表。但广阔的海域，繁育着大量的各门类无脊椎动物，除寒武纪业已产生的外，某些类群还得进一步的发展，如笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。（海产藻类占优势）
二、裸蕨植物和鱼类时代
• 在距今四亿三千八百万年至三亿五千五百万年间，地质史上称志留纪和泥盆纪。这段时期，生物发展史上有两大变革，其一是生
物开始离开海洋，向陆地发展。首先登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次是无脊椎动物进化为脊椎动物，志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。
二、裸蕨植物和鱼类时代
• 志留纪――脊椎动物出现（距今4. 38----4. 1亿年）
• 植物：数量很少，并且残破支离，包括一些丝状的碎片和细小的叶苞，最大的长约二厘米，宽约一厘米，菌藻类的钙藻在志留纪是繁盛的。
二、裸蕨植物和鱼类时代
• 泥盆纪――植物登陆、鱼类昌盛（距今4. 1-3. 55亿年）
• （3）植物
在泥盆纪，尤其自中泥盆世开始，陆生植物获得普遍发展，大地初披绿装，这是植物发展史上一个重大的跃进。泥盆纪早期的陆生植物，形态单调，分枝的茎轴是裸露的，尚无叶，仅有刺状的突起或单片的锥形叶。其后，逐渐演变，出现了原始乔木植物低级的裸子植物。最多的鳞木类，曾发现有直径达60厘米以上的这类植物的茎干。
三、蕨类植物和两栖动物时代
• 在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的纪时期，陆生生物飞跃发展。石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等植物，它们生长茂盛，形成壮观的森林。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，种属激增，估计到二叠纪末期已有几万种昆虫。此外，脊椎动物亦在石炭纪时向陆上发展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为两栖类动物，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物—原始爬行动物。
• 三、蕨类植物和两栖动物时代
• 在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的石炭纪和一世纪
时期，陆生生物飞跃发展。裸蕨植物绝减了，代之而起的是真蕨和种子蕨等，繁茂生长，形成沼泽森林；两栖类动物亦不断演化。
• 石炭纪――壮观的蕨类森林（距今3. 55-2. 90亿年轻化 • 植物：矮小真蕨，种子蕨进一步发展。
三、蕨类植物和两栖动物时代
• 二叠纪――两栖动物大发展（距今2. 9-2. 5亿年）
• 植物 二叠纪的植物景观的主要特点，是石炭纪的一些植物逐渐衰落，中生代的类型开始兴起。二叠纪早期的植物，鳞木类残存无几了。其它如楔羊齿（S P H E N O P T E R I S ），栔羊齿（P E C O P T E R I S ）、轮叶（A N N U L A R I A ）等，还大部份是石炭晚常见的种群，只是栉羊齿特别兴盛。 木类趋于衰退。
• 在二叠纪，亚洲东部繁盛的华夏植物群中，出现了像线羊齿（E M P L E C T O P T E R I S ）、单纲羊（G I G A N T O N O C L E A ）待，以纲状叶派为特微标志的植物群。稍晚，银杏类的楔银杏（S P H E N O B A I E R A ）、苏钱类的侧羽叶（P R E R O P H Y L L U M ）兴带羊齿（T A E N I O P T E R I S ）等，具有中生代色彩的裸子植物，逐渐增多了。
• 二迭纪晚期，大羽羊齿的叶子有时长达30厘米，宽达15厘米，这种大叶的羊齿在亚洲东部广泛分布，所以这个地区的植物群被称做大羽羊齿植物群。此外，还产生了鳞杉
（U L L M A N N I A ）、束羊齿（F A S C I P T E R I S ）和瓣轮叶（L O B A T A N N L A R I A ）的一些种群。枝派蕨（C L A D O P H L E B I S ）、蕉羽叶（N I L S S O N I A ）、扇叶（R H O P I D O P S I S ）等，一些具有十分强烈中生代色彩植物群的出现。这说明古生代的植物已趋衰退，逐渐过渡为另具一格的中生代植物。南半球（岗瓦纳大陆）的植物群，兴北半球是不相类似的。这一地区的典型代表是舌羊齿植物群，这类舌羊齿一直生存到中生代早期才告消失。出现。这说明古生代的植物已趋衰退，逐渐过渡为另具一格的中生代植物。南半球（岗瓦纳大陆）的植物群，兴北半球是不相类似的。这一地区的典型代表是舌羊齿植物群，这类舌羊齿一直生存到中生代早期才告消失。
四、裸子植物和爬行动物时代
• 古生代末期，地球上全部生物界发生了一次明显的衰退和淘汰。但各门类生物仍有不少科属得以延续。到距今二亿五千万年至六千五百万年前，生物史称为中生代，包括了地质史的三叠纪，侏罗纪和白垩纪。中生代生物界最大的特点是继续向适应陆生生活演化，裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。动物界中爬行动物也迅速发展，演化出种类繁多的恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领域。
四、裸子植物和爬行动物时代
• 三叠纪――裸子植物兴盛时代（距今2. 5---2. 05亿年） • 植物 三叠纪早、中期植物的面貌，多为一些耐旱的类型。晚三叠世生长在沼泽中的木贼类、羊齿类相当繁茂，低丘缓坡则分布有和现代相似的常绿树，如松、苏铁等。盛产于古生代的主要植物群，几乎全部减绝，种子蕨大部消失，柯达树类趋于衰减。
四、裸子植物和爬行动物时代
• 侏罗纪―――恐龙世界（距今2. 05----1. 35亿年）
• 植物 在侏罗纪的植物群落中，有许多是晚三迭世延续存在的份子，与现代的植物景观比较，仍然有较大的差别。主要植物是木贼草、草本和乔木状的羊齿类与苏钱类，松柏类的银杏类。密集的松、柏混肴着银杏与乔木羊齿，共同组成茂盛的森林；草木羊齿尖和其它草类则遍布低处，覆掩地面；在比较干燥的地带，生长着苏钱类的羊齿类，形成广阔常绿的原野。 侏罗纪之前，地球上的植物分区比较明显，由于迁移，演替，侏罗纪植物群的面貌，地球各区趋于近似，说明侏罗纪的气候大体上是相近的。
四、裸子植物和爬行动物时代
• 白垩纪―――鸟类和被子植物渐露头角（距今1. 35---0. 65亿年） • 植物 白垩纪的植物景观，显示植物演化史上最大的变革时期。以裸子植物为主的植物群落，在白垩纪早期仍然繁茂，高大的乔木类如松柏、银杏和矮小的苏钱类组成广阔的森林，草木的蕨类、苔藓类则 生在地面；同时，出现了双子叶与单子叶的被子植物。白垩纪的晚期，被子植物迅速兴盛，代替了裸子植物而占优势，形成延续到现今的被子植物时代，诸如木兰，柳、枫、白杨、桦、棕榈等，遍布地表。现代类型的松柏，甚至像水杉等，都是在白垩纪晚期产生的。 • 被子植物的出现和发展，不仅是植物界的一次大变革，同时也给动物以极大的影响。被子植物为某些动物，如昆虫、鸟类、哺乳类，提供了大量的食料，使它们得以繁育；从另一方面看，动物传播花粉与散布种子的作用，同样也助长了被子植物的繁茂和发展。
五、被子植物和哺乳动物时代
• 从六千五百万年前到今天，生物发展史上称，包括了地史的第三纪和第四纪。中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能够逃脱这次巨变而遭淘汰。然而，进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等却产生了更高级的科、属，获得兴
盛发展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境的束缚，于是取代了裸子植物，成为植物界的霸主。
五、被子植物和哺乳动物时代
• 从六千五百万年前到今天，生物发展史上称
新生代，包括地史上的第三纪（距今六千五百万年至三百万年）和第四纪（距今三百万年至现在），第三纪又分为古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世五个时期；第四纪则分为更新世和全新世两时期。
• 植物 新生代的植物景观基本上和现代的相似。中生代许多盛极一时的裸子植物不复存在；蕨类亦显着衰退，并缩小其分布范围；而被子植物则继续发展茂盛。新生代早期的植物群尚与晚白 世的相似，地理分区不甚明显。当时在高纬度地区生长着 多的温带落业植物群，如在格陵兰就发现有木兰、枫杨、栎、枫香、杨梅等被子植物和银杏、红杉、落业松等裸子植物。其后就形成南北不同的两个植物分区，北方主要是温带落业植物群落，南方则为热带至亚热带的常绿植物群落。到了新生代的中期，上述南北两个植物群落都有更向南运移的趋势或混生现象，植物景观与早期的有所不同，而与现代的基本上无大差异。新生代晚期，由于受到大冰期的影响，低纬度的植物群继续繁育，并没有发生剧烈的更换，而高纬度的植物群，或则消亡殆益，或者运移而幸存。曾经在北半球广泛分布的裸子植物，如银杏、水杉、水松等，现均残留无几，成为典型的孑遗植物。浮游的硅藻类得到更大的发展，它们的遗体堆积成为巨厚的硅藻泥或硅藻土。