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34.1: 植物多样性介绍
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Introduction to Plant Diversity
 
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34.1: 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。


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