古生物博物館 > 生命起源于海洋 > 植物進(jìn)化的歷程 > 植物上陸與原始森林出現(xiàn)

     
葉子長(zhǎng)得像羊的牙齒的植物——蕨類(lèi)
    

  現(xiàn)代的蕨類(lèi)植物的葉子都長(zhǎng)得像羊的牙齒一樣,因此最早研究它們的科學(xué)家就把它們也形象地稱(chēng)為“羊齒植物”。在地球自然歷史發(fā)展過(guò)程中,這些“羊齒植物”實(shí)際上是最早的高等植物,它們?cè)谥玖艏o(jì)晚期已經(jīng)開(kāi)始在陸地上出現(xiàn)。

  這些最早的陸生蕨類(lèi)被稱(chēng)為頂囊蕨或光蕨。此后,蕨類(lèi)植物分化為兩支,其中一支經(jīng)志留紀(jì)向泥盆紀(jì)過(guò)渡時(shí)期的工蕨發(fā)展到后來(lái)的石松類(lèi);另一支經(jīng)泥盆紀(jì)早期的裸蕨發(fā)展出后來(lái)的節(jié)蕨(也叫木賊或楔葉)和真蕨。此外,在泥盆紀(jì)還發(fā)現(xiàn)有一類(lèi)稱(chēng)為瑞尼蕨的植物,它們與高等植物一樣具有維管束,同時(shí)又與低等植物一樣沒(méi)有氣孔器,因此目前還很難確定它們的真正系統(tǒng)分類(lèi)地位。

  到了晚泥盆世,在早、中泥盆世盛極一時(shí)的裸蕨逐漸滅絕消失了,但是石松、節(jié)蕨和真蕨類(lèi)開(kāi)始走向繁榮。這些進(jìn)化了的蕨類(lèi)植物已經(jīng)有了根、莖、葉的分化:根可以使植物體得到穩(wěn)定并深入到土壤下層以吸收更多的水分和礦物質(zhì);莖一方面使植物體能夠直立起來(lái),更重要的是其內(nèi)部維管束結(jié)構(gòu)的形成為植物體產(chǎn)生了更為完善的輸導(dǎo)系統(tǒng)以有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送;葉則成為專(zhuān)門(mén)進(jìn)行光合作用的器官,因其表面積的大大增加而使植物體能夠更多地吸收日光中的能量。正因如此,蕨類(lèi)植物在古生代后期將“地球園林”裝點(diǎn)得分外秀麗。

鱗木

  現(xiàn)代生活在地球上的蕨類(lèi)植物仍有1萬(wàn)余種,絕大多數(shù)都是草本植物。但是在古生代的石炭紀(jì)和二疊紀(jì),蕨類(lèi)植物當(dāng)中屬于石松類(lèi)的鱗木和屬于節(jié)蕨類(lèi)的蘆木卻都是高大的喬木型木本植物。

  鱗木可達(dá)三、四十米高,樹(shù)身直徑可達(dá)2米;它們的樹(shù)干與裸蕨一樣兩叉分枝;狹長(zhǎng)的葉子可長(zhǎng)達(dá)1米,葉子上有明顯的中肋;葉子呈螺旋狀排列在樹(shù)干上,長(zhǎng)在其基部的葉座上;葉座突出于樹(shù)干表面,一般呈菱形,由于排列成螺旋狀,當(dāng)葉子脫落以后它們看起來(lái)很像鱗片狀的印痕,鱗木即因此得名。

  蘆木生長(zhǎng)在沼澤里,高達(dá)三、四十米,樹(shù)干直徑可達(dá)1米,葉子輪生在分枝的節(jié)上。蘆木的葉子與鱗木的葉子起源不同,它們是由小枝變化而來(lái)的。

六角輝木樹(shù)干橫切面

  真蕨類(lèi)比石松類(lèi)、節(jié)蕨類(lèi)更能適應(yīng)陸地生活。它們的葉子較大,又扁又平,而且分為上下兩面,葉脈分支也多,這樣更擴(kuò)大了光合作用的面積和效率。真蕨類(lèi)一般生活在陸地上,少數(shù)生活在沼澤中,還有的附生在其它植物的數(shù)杈上。真蕨類(lèi)中,生活在石炭紀(jì)末期到二疊紀(jì)初期的樹(shù)蕨有很大的樹(shù)冠,密集成林。在距今2億多年前的早二疊紀(jì)晚期至晚二疊紀(jì)早期,云南及我國(guó)南方和西南的幾個(gè)其它省份分布著一種叫做六角輝木的樹(shù)蕨,有十幾米高,樹(shù)干直徑超過(guò)20厘米,羽狀復(fù)葉型的葉子很大,有兩、三米長(zhǎng)。六角輝木的莖有非常發(fā)達(dá)的輸導(dǎo)組織和機(jī)械組織,其樹(shù)干的橫切面上可以看到外部的皮層和極為復(fù)雜的組成中柱(根和莖的中軸部分)的維管束。維管束的直徑約為10厘米,由七個(gè)同心環(huán)組成,最里面的一個(gè)呈圓形,其余的呈條帶狀。因此,這樣的樹(shù)干橫切面看起來(lái)就形成了五光十色的六角形,這就是“六角輝木”名稱(chēng)的由來(lái)。

  蕨類(lèi)植物的大發(fā)展,促成了地球歷史上第一次原始森林的出現(xiàn),使地球生態(tài)系統(tǒng)的整體面貌發(fā)生了巨大的變化,為脊椎動(dòng)物由水上陸奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
      

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