注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

云之南

风声,雨声,读书声,声声入耳;家事,国事,天下事,事事关心

 
 
 

日志

 
 
关于我

专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

网易考拉推荐

植物是怎样进化的  

2013-09-09 11:23:55|  分类: 生物学 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

http://www.zw3w.com/news/wawbg.html

植物进化的足迹



植物由简单向复杂的发展。最初出现的单细胞植物,由一个细胞执行着全部的生活功能。后来由于外界环境条件的变化,通过单细胞植物自身的变化,演化成了多细胞植物。多细胞植物细胞结构和功能的分工也越来越细,而有的植物却仍旧保留原来单细胞的形式。

植 物由水生向陆生的发展。低等的绿色植物如海带、紫菜等都是水生的,苔藓植物是水生向陆生转化的过渡类型,直到蕨类植物才成为陆生植物。从水生到陆生是植物 进化的一个重要阶段。从水到陆,环境发生了剧烈的变化,从而引起了植物的发展。为适应陆生的环境,植物逐步相应地产生了根、茎、叶和维管组织(输送水、矿 物营养的)。一直进化到种子植物,由于花粉管的产生,使得植物在受精作用这一重要环节上,才不再受外界水分的限制,从而形成了现在陆地上占优势的植物。

植 物由低级向高级的发展。植物在漫长的历史进化过程中,由于不断受到环境条件的影响,从而引起植物内在的变化。不能适应环境的,将逐渐衰退或灭亡;能适应环 境的,就必然要改变自身原来的遗传特性,在形态和功能上发生变异。由于环境条件不断改变和植物自身的不断变异,就发生了愈来愈多的新植物类型。在地球的不 同部位,以及同一部位的不同地形或方位上,从古至今,环境条件各不相同,因而生长着不同形态和结构的植物,形成了现在我们所看到的丰富多彩的植物世界。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6995bf930102dyef.html

一、植物从水生到陆生的进化:苔藓植物的出现

    一般认为,最初的植物是由简单的水生藻类进化而来,即苔藓植物。苔藓植物一般不超过20CM,多生于阴湿处,已经具适应陆地生活的下列性状:

? 地上部分体表覆有角质层,防止了水份过快地丧失。

? 多数有假根,可从土壤吸收水分和养分,不再需要全部细胞泡在水里了。

? 产生精子、卵的部分被细胞包裹,保持湿度,从而使有性生殖过程(雌雄配子的结合,简单而言可理解为精子和卵子的结合)产生的合子在一定程度上可以离开水了。

    但与后来出现的维管植物(即蕨类植物、种子植物)相比较:

? 苔藓植物的配子体占优,且配子体只是低矮的原叶体而已,孢子体要寄生于配子体;

? 无维管系统,所以水份输送能力有限,注定植株不可能长很高;

? 有性生殖过程不能离开水,即雄配子要通过水膜游到雌配子处。用人来打比方的话,男女交配要在水里才能进行的话,那不是很麻烦?

 image

图1:苔藓植物,注意下面是原叶体(配子体),而向上高出的孢子体,孢子体寄生在配子体之上,不能独立生存。

 

image

图2:另一种苔藓,下面是原叶体(即配子体),高出的是寄生于配子体上的孢子体。

 

二、维管组织使植物可以离水更远一些:无种子维管植物(蕨类)的出现

     后来,只能在水边生活的植物进化出了维管组织,成为无种子的蕨类植物。

     蕨类植物的孢子体在胚胎阶段附着于配子体并从中获得营养,但长大后伸出配子体营光合自养,迈出了独立生活的步子。因为它的孢子体有了有维管组织,可以通过维管组织向上输送水份,从而植株能高出水源很多,直立于陆地。

     除了关键的维管组织之外,角质层、气孔、细胞壁木质化都使维管植物开始能适应陆地干旱环境,可直立于陆地,能有效利用土壤水分和养分,所以它的孢子体世代成为较大的植株和较长生存时间的阶段。在恐龙时代,有许多高达数十米的植株就是蕨类而非我们现在所看到的乔木。

image

图3 蕨类的孢子体。其配子体能在孢子体附近找到,但配子体只是很小的原叶体,可不好找。

image

图4 蕨类的孢子体。

image

图5 蕨类的孢子体。

 

三、有性生殖摆脱对水的依赖的植物:裸子植物

     裸子植物(种子植物)与蕨类相比更为适应陆地环境:

? 有性过程出现花粉和花粉管,从而使受精过程不再需要水的媒介,以所裸子植物不再为象苔藓和蕨类为湿地所限。

? 出现了种子,从而加强了对胚的保护,提高了幼小孢子体的抵抗力。

    不过,裸子植物和后来出现的更高级的被子植物相比,仍有不足:裸子植物没有真正的花,以孢子叶球为繁殖器官,保留了颈卵器构造;胚珠裸露,无大孢子叶包裹;胚珠发育而成的种子也裸露。

    松、柏、银杏、苏铁等都是裸子植物。

DSC_8756_Norris_Geyser_Basin_1

图6 高海拔地区往往是松柏较常见的地区

 

四、主宰植物界的被子植物

    被子植物的种子成熟时有果皮包被,所以种子更为安全,也因此被称为被子植物。

    与裸子植物相比,被子植物对陆地的适应性更强:

1. 传粉:多数虫媒(裸子植物是风媒的),少量风媒或水媒,效率提高。风向就不定的,把雄配子(花粉)吹到哪是哪,为了保证成功率,裸子植物需要产生更多的雄配子才能达到受精的目的;而虫媒有更强的定向性,因为昆虫可以对不同的植物花朵有选择性。

2. 胚珠包在子房中,种子成熟时子房壁发育成果皮。

3. 传粉后12小时内受精,几天到几周产生种子;而裸子植物这一过程要一年以上

4. 双受精,胚乳是三倍体或多倍体;裸子植物无双受精。

5. 配子体寄生于孢子体且进一步简化(最原始的植物苔藓则是孢子体寄生于配子体上,且配子体只是低矮的原叶体)。成熟的雄配子体只有3个细胞(1个粉管细胞、 2个精子),成熟雌配子体由1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞、2个极核中央细胞组成。(注:雄配子体为花粉,雌配子体为胚囊)

6. 孢子体(就是我们肉眼所能见到的植株)组织分化细致,生理机能效率高。

a1a2a3

图7 我们所看到的开着各种各样色泽艳丽花朵的植物,都属于种子植物中的被子植物。

 

五、重新回到水中的被子植物

    那么,我们所能看到的那些开着同样美丽花朵的水中莲花与荷花,它们是如何进化而来的呢?它们是陆生植物重新回到水中经过进化而再次适应水中生活的植物。

fj-DSC_3527

图8 夏日荷花别样红

 

总结:

   苔藓植物的配子体占优势,且配子体可光合自养,孢子体寄生在配子体上。而后来出现的无种子维管植物(即蕨类)的孢子体占优势。不过,蕨类有性过程也未摆脱对水的依赖(具鞭毛精子在地面薄层水中游至配子体),但配子体和孢子体是独立生活的光合自养有机物(孢子体发达,配子体为原叶体)。种子植物(包括裸子植物、被子植物)的有性过程则摆脱了对水的依赖,且配子体高度简化(即雄配子体为花粉,雌配子体为胚囊)。

    从进化时间来看,距今3亿年前蕨类分支产生裸子植物,1.3亿年前再分支产生被子植物。裸子植物胚珠未被心皮(大孢子叶)包裹而裸露,胚珠发育成裸露种子,无双受精;被子植物胚珠被心皮包裹,心皮发育成果皮,与种子形成果实。

    植物的四种主要类型:苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物,是不是有了清楚的脉络?

  评论这张
 
阅读(689)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2016