34.2: 植物多样性介绍

从水到陆

大约4.1亿年前，当绿藻从水过渡到陆地时，王国植物首次出现。这片土地是一个相对未殖民的环境，资源丰富。陆地环境还提供了植物生长和生存所需的更多的光和二氧化碳。

然而，陆地和海洋之间的明显差异对早期定居物种提出了巨大挑战，促发出了许多新的适应措施，从而导致今天观察到的多种多样的植物形式。

一种早期的适应方法是开发一种称为表皮的外部蜡质涂层。 角质层通过将水分截留在内部来保护植物免受干燥。 然而，这种适应阻止了气体在植物表面上的直接交换。 结果，在植物外表面上形成了孔隙，这些孔隙允许吸收二氧化碳并释放氧气。

为了促进水和养分从土壤向植物的上部的运输，必须建立额外的结构。因此，形成了维管组织，不仅可以将水和养分输送到植物的所有区域，而且还可以随着茎的长大和结实而提供结构性支撑。

为了适应陆地繁殖，陆生植物产生了配子腺-繁殖结构，保护配子和胚胎免受植物外部恶劣环境的影响。在雄性中，这种结构被称为藏精器（antheridia），而在雌性中，它被称为藏卵器（archegonia）。

不同的策略进化，以促进精子从藏精器到藏卵器内的运输。其中包括精子从一个结构游到下一个结构，被风携带，或由授粉者，如蜜蜂和鸟类运输。 对于每种植物分类，使用的特定模式都是唯一的。 受精后，卵子保留在藏卵器内，以保护和滋养发育中的胚胎，或孢子体。

另一个主要的生殖适应是种子的生成。虽然不是所有的陆生植物都是种子，但种子是有利的，原因有很多。没有这些结构，植物就需要潮湿的环境才能将配子从一个地方运送到另一个地方。通常，在无籽植物中，雄孢和雌孢子的大小大致相同，而且都可以传播。然而，播种的植物通常含有适合于高度移动的小型雄性孢子，称为花粉粒，其传播至雌配子体，以将精子直接沉积在卵上。 受精后，就形成了包含植物胚芽和营养物质的种子。

这些适应创造了适应陆地环境中生命的植物物种。

植物主要谱系

尽管现在存在无数种植物，但所有植物都可以分为三类之一：非维管，无维管和维管育种。 非维管植物是祖先最不复杂的植物，包括苔藓，地艾和金缕梅。 其次，维管束无核植物包括蕨类和马尾叶，是最早发展维管转运系统的植物。 最后一组是维管束种子植物，包括所有其余物种。 该组是最多样化的，并且栖息地范围最广，分为两个主要子类：被子植物和裸子植物。 被子植物包括所有开花和有果植物，其花粉由风携带或由传粉者运输。 裸子植物是非开花植物，包括针叶树，苏铁和银杏树。 这些物种产生的裸露种子不受风携带的水果和花粉的保护。

在植物从海洋移居陆地之前

大陆一片贫瘠

如今已有数百万种微生物、植物和

动物生活在陆地 正是陆地植物的进化

才造就了这一切

要想了解这种惊人的转变

首先必须了解

到底什么是植物 以及为了应对陆地

生活的挑战 它们是如何进化的

所有植物都有某些

共同点 无论是最高的树

还是最细微的苔藓

首先 所有植物都是多细胞真核生物

其次 植物都能在名为叶绿体的

细胞器中产生光合色素即叶绿素

使得它们能够将太阳光用来

自制食物

第三 所有植物都有细胞是被

由纤维素构成的细胞壁包裹

所有植物都有以世代交替

为特征 以整个生命周期都在

单倍体和二倍体的多细胞阶段

之间转换为定义的生命周期

这里的世代是指生命周期中两个

不同的多细胞阶段

一个阶段是单倍配子体

配子体通过有丝分裂产生配子

配子在受精过程中融合形成二倍体细胞

二倍体细胞再经过有丝分裂发育为孢子体

孢子体反过来又通过减数分裂产生

单倍体孢子 然后再产生新的孢子体

从而完成一个周期

虽然所有植物都有这些特征

但不同谱系的植物用来表达

其中一些特征的方式也有着明显不同

陆地植物分为三大类 非维管

植物 无籽维管植物和有籽植物

每一类都包含数以千计的物种

随着进化时间的推移 这三类植物

也进化出各自独有的特征

从维管组织到果实的进化都有

这些适应能力共同赋予了植物

主导大多数陆地生物群落的能力