第二节 植物的演化
一、植物营养体的演化
孢子植物营养体的形态和结构是多种多样的,但它们遵循着演化规律:由简单到复杂、由低级到高级地向前发展。
植物营养体的演化过程,在绿藻植物中最为明显。衣藻到团藻,是代表着能活动的、营养体细胞有定数的、营养时期不分裂的类型。 由单细胞至群体再到多细胞的发展过程中,多细胞类型失去活动能力,而成丝状体的类型(如丝藻目植物)成为植物界发展的主干,进一步由丝状体到异丝状体和片状体,并由此发展出高等植物来。
高等植物的营养体都是多细胞的,苔类植物一般为叶状体,有背腹之分,具有单细胞的假根,并已具有了气孔的结构,合子萌发也必须经历胚的阶段。藓类具有辐射对称的拟茎叶体,假根为多细胞。蕨类植物出现后,营养体有了更进一步的演化,具有真正的根、茎、叶等器官,特别是具有了适应陆生生活的输导系统,中柱由原生中柱向网状中柱发展,茎叶上有附属物保护。叶脉由叉状分枝发展到网状分枝,孢子囊各种类型,使植物体更能向着适应环境的方向而演变。种子植物出现后,营养体变得更为多样化内部结构也更趋完善。
二、有性生殖方式的进化
一切生物都有繁殖后代的能力,原核生物以营养繁殖和无性生殖来繁衍后代的,而真核植物则普遍存在着有性生殖的繁殖方式。有生殖有同配生殖、异配生殖和卵式生殖3种类型。。
卵式生殖是精子和卵的受精过程,在植物界中是一种最进化的有性生殖形式。比较高级的低等植物都是营异配卵式生殖,雄性生殖器官称为精子囊,雌性生殖器官称为卵囊。高等植物的有性生殖器官都是多细胞结构,苔藓植物和蕨类植物的雌性生殖器官称为颈卵器,雄性生殖器官称精子器。到裸子植物仅有部分种类还保留着颈卵器,被子植物以胚囊和花粉管来代替颈卵器和精子器,从而完全摆脱了受精时对水环境的依赖。
三、植物对陆地生活的适应
古生代以前,地球表面是一片汪洋,最原始的植物就是在这里产生和生活的。到志留纪末期,陆地逐渐上升成为沼泽,海域逐渐缩小,某些藻类的后裔,逐渐加强其孢子体有利于陆生生活环境的变异性能,终于舍水登陆,产生了最早的以裸蕨植物为代表的第一批陆生植物。
维管植物的进化和发展,是向孢子体占优势的方向前进的。由于无性世代能够较好地适应陆生生活,孢子体得到充分的发展和分化,在形态、结构和功能上,都保证了陆生生活所必需的条件。种子植物的配子体更为退化,几乎终生寄生在孢子体上,受精时,借花粉管将
精子送入胚囊,与卵受精,从而克服了有性生殖时不能脱离水的缺点。
四、生活史的类型及其演化
凡是进行有性生殖的植物,在它们的生活史中都有配子的配合过程和进行减数分裂的过程。也就是说在它们生活史中存在着双相(2n)和单相(n)的核相的交替。进行有性生殖的植物,根据其减数分裂进行的时期,可分为3种类型。世代交替中,以居间减数分裂类型在植物界中最为高等,其中尤以不等世代交替中的孢子体世代越占优势,则越是进化。
五、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
自从发现了裸蕨植物以后,科学家认识到最早的原始维管植物,大都无根,无叶,只有1个具二叉分枝的和能独立生活的体轴。这表明茎轴是原始维管植物最先出现的器官,并且能代行光合作用;其后,茎轴上发生了叶,才有茎、叶分化;最后出现的是根。