植物演化

本页面主要聚焦于一些神奇的灭绝物种比如莱尼蕨，古羊齿等，顺便尝试理一下植物的演化之路。

参考的资料比较杂，就不一一列出了。

藻类于其它地方都有讲，这边就不专门讲了。

植物的登陆

寒武纪至奥陶纪（约5.43亿至4.43亿年前），大气氧气（O₂）含量上升，臭氧层逐渐形成，减少了紫外线对陆地生物的伤害。陆地表面逐渐稳定，岩石风化形成原始土壤，为植物提供附着基质。

管胞约于4.3亿年前（志留纪早期）形成

根系系统最早的明确化石证据来自保存在距今约 4.08 亿年前（泥盆纪早期）古化石中的植物根的痕迹。

植物化石记录的证据表明，奥陶纪晚期到志留纪早期是一个重大革新时期。此时的陆生化过程包括进化出一种不主要依赖水的生殖系统，以及使植物在水生介质外生长的各种机制。所有这些特征都出现在大约 4.7 亿年到 4.3 亿年之间，紧随其后的是整个陆生植物器官（如茎和生殖结构）的首次出现。

a.现生维管束植物的管胞 b.内表面有螺旋状增厚的志留纪管胞（？ c.现生藓的输水细胞（平滑内表面） d.阿格劳蕨属的tube fossil

早期陆地植物的化石种举例

• 库克逊蕨（Cooksonia）：最早的维管植物之一（约4.3亿年前），具有简单的二叉分枝结构和气孔，顶生孢子。
• 莱尼蕨（Rhynia）：保存完好的泥盆纪化石，显示原始的维管组织（螺旋加厚的tube）和表皮结构，产四面体孢子。
• 阿格劳蕨（Aglaophyton）：具有未加厚的导水细胞，可能为苔藓类的近亲（比维管植物亲缘关系更近）。

非维管植物到维管植物的演化

苔藓类（非维管）依赖表面水分运输，而维管植物通过内部组织实现高效输导，适应更干燥的陆地环境。化石记录显示从简单茎状结构（如库克逊蕨）到复杂维管系统（如蕨类）的渐进演化。

早期树木的出现

早泥盆纪至晚石炭纪，随着氧气含量的显著上升和CO2含量的下降，植物出现对陆地的进一步适应

植物化石记录中明显存在的早期中柱类型的形态差异：（a）原中柱，存在于约 420 Ma 的最早的维管植物中；（b）管状中柱，存在于约 395 Ma 的化石记录中；（c）真中柱，存在于约 380 Ma 的化石记录中。

三种中柱类型的出现（见图）

这里的三种中柱类型植物学上都有讲，这里就不展开了，具体年份在图注里。

叶子的出现及代表物种

早期的两种叶子类型——小型叶和大型叶。他们两个主要的区别有小型叶无叶隙，单一维管束；大型叶有叶隙，叶脉复杂。

生殖结构——种外包被结构的发展和花粉粒的出现

泥盆纪晚期（先偷懒

物种举例

鳞木（Lepidodendron aculeatum Sternberg）

木贼纲（equisetopsida）于石炭纪和二叠纪出现

前裸子植物门

(a) 小型叶片的形成：(i) “Enation 理论”（Bower，1935 ）认为这些 “stem-hugging-leaves ”是由维管束组织长到茎上的突起进化而来；(ii) “Telome 理论 ”认为小叶片是曾经分叉的侧枝在进化过程中接连退化的最终产物。(b) 根据 “Telome理论”（Zimmerman，1952 ）演化的大型叶片，该理论认为这些叶片是由不育（此处翻译不一定正确）枝条融合进化而来，未分化组织在枝条之间形成网状结构。( Stewart 和 Rothwell, 1993）。