2022-09-22 14:04

植物的进化

 

Anupama Nair

 

植物本身的进化导致了广泛的复杂性,即从最早的藻席,通过多细胞海洋和淡水绿藻,如陆生苔藓植物,石松类和蕨类植物,到复杂的裸子植物和被子植物,通俗地说就是我们今天看到的开花植物。你仍然可以发现一些最早的种群在蓬勃发展,例如海洋环境中的红藻和绿藻。最近衍生的类群取代了以前在生态上占主导地位的类群——例如,在陆地环境中,开花植物的优势超过裸子植物。有证据表明,早在10亿年前,蓝藻和多细胞光合作用真核生物就生活在陆地上的淡水群落中,而在大约8.5亿年前的前寒武纪晚期,复杂的多细胞光合作用生物群落就存在于陆地上。

陆生胚生植物的出现最早出现在奥陶纪中期(约4.7亿年前)和泥盆纪中期(约3.9亿年前),具有许多今天陆生植物的特征,包括根和叶。到泥盆纪晚期,一些植物如始祖鸟有次生维管组织,产生木材,形成了高大树木的森林。进化创新在显生宙的其余时期持续着,至今仍在继续。大多数植物类群相对来说没有受到“二叠纪-三叠纪灭绝事件”的伤害。这可能为近2亿年前三叠纪开花植物的出现以及后来白垩纪和古近纪开花植物的多样化奠定了基础。最新进化的主要植物类群是草类,它们在近4000万年前的古近纪中期变得非常重要。大约1000万年前,在赤道附近被称为热带地区的低二氧化碳和温暖干燥的环境下,草类和许多其他物种进化出了新的新陈代谢机制。

陆生植物由一组绿藻进化而来,可能早在8.5亿年前,但类藻植物可能早在10亿年前就进化了。与陆地植物最接近的现存近亲被称为夏生植物,具体来说是夏生植物,我们可以假设夏生植物的习性自世系分化以来没有太大变化。我们可以有把握地说,陆生植物是从一种生活在浅水中的分支、丝状藻类进化而来的,也许是在季节性干燥的水池边缘。然而,最近的一些证据表明,陆地植物可能起源于与现存的Klebsormidiophyceae类似的单细胞陆地charophytes。这种藻类有一个单倍体的生命周期。当卵子和精子第一次融合形成合子时,它就会立即通过减数分裂分离,产生有一半未配对染色体的细胞

植物并不是最早在陆地上进行光合作用的生物。风化速率表明,能够进行光合作用的生物在12亿年前就已经生活在陆地上,在10亿年前的淡水湖沉积物中发现了微生物化石。化石是什么?“化石是古代有机体保存下来的残骸或遗迹的痕迹。化石不是生物体本身的残骸!他们是岩石。化石可以保存整个生物体,也可以保存一部分生物体。骨头、贝壳、羽毛和树叶都可以成为化石。”

然而,碳同位素记录表明,直到大约8.5亿年前,它们才对大气成分产生影响。最早的陆生植物的证据出现在更晚的4.7亿年前,在沙特阿拉伯中下奥陶统的岩石中,冈瓦纳以具有抗腐壁的孢子的形式出现。这些孢子被称为隐孢子,它们可以单独产生,也可以成对产生,或者4个一组产生,它们的微观结构与现代苔类植物的孢子相似,

“雪球地球”发生在大约7.2亿至6.35亿年前的低温期,据信是由早期的光合作用生物造成的,它们降低了二氧化碳的浓度,增加了大气中的氧气量。

植物的进化史记录在保存在低地或海洋沉积物中的化石中。一些化石保存了植物部分的外部形态,而另一些则显示出细胞特征,还有许多化石由花粉和孢子等微化石组成。在罕见的情况下,化石甚至可能显示出它们所代表的植物的超微结构或化学特征。

事实上,植物和树木今天是必要的,因为它们净化空气。