人類家族有自己的族譜，植物大家族也有自己的族譜。人類族譜主要記載了一個以血緣關(guān)系為主體的家族世代繁衍的歷程，以及重要的人物和事跡；植物“族譜”卻是一棵“進化樹”，主要記載了植物大家族的各個類群，以及它們之間存在的關(guān)系。

認識植物進化樹植物進化樹是什么？科學家在對化石資料進行研究整理之后，結(jié)合不同植物體的結(jié)構(gòu)特征，推斷出它們之間的親緣關(guān)系，然后畫出了樹形圖，這便是植物進化樹。

距今約40億年前，世界上出現(xiàn)了最早的生物，它們只是最簡單的細菌、藍藻等原核生物。一部分含有色素的細菌以及藍藻依靠日光制造養(yǎng)料，然后將大量的氧氣釋放在大氣中，逐漸改變了大氣的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，為生物的繁榮發(fā)展打好了基礎(chǔ)。距今約15億年到14億年前，世界上具有真核細胞的生物出現(xiàn)了，它們便是生活在水中的鞭毛蟲。之后它們又朝著三個方向進化，一是可進行光合作用的植物界；二是吞食營養(yǎng)物質(zhì)的動物界；三是依靠吸收營養(yǎng)物質(zhì)的菌物界。

在生物學中，用植物進化樹來表示不同植物之間的進化關(guān)系。生物學家根據(jù)各類植物的親緣關(guān)系的遠近，將它們安放在有分枝的樹狀圖表上，方便人們一目了然地看到植物的進化歷程以及它們的親緣關(guān)系。

 

（植物進化樹）

 

植物進化的“足跡” 植物被稱為世界生物的先鋒，因為它們具有十分獨特的光合作用的能力，這和其他生物有著明顯的不同。如今，地球上生活著超過50萬種的植物，這些形形色色的植物是從何而來的呢？

我們的地球大約誕生在46億年前，那時候地球無比熾熱，而且充滿了有毒的氣體，生物是無法存活的。大約在40億年前，光合作用開始產(chǎn)生，從原核生物到真核細胞生物，地球上漸漸出現(xiàn)了綠色的生命體，同時也為地球上的生命世界提供了穩(wěn)定的能量來源。

距今約9億年到7億年前，地球上開始出現(xiàn)多細胞藻類，它們所釋放的大量氧氣阻擋了紫外線的輻射，并且形成了臭氧層，為之后的植物登陸創(chuàng)造了有利條件。直到約4億年前，一顆裸蕨植物成功登上陸地，此后的1.4億年間，地球都被各種蕨類植物所主宰，而且這些蕨類植物中還進化出了最原始的裸子植物和被子植物。另外，由綠藻進化而來的苔蘚植物，也逐漸適應(yīng)了陸地上的生活環(huán)境。大約在2.6億年到1.36億年前，蕨類植物的優(yōu)勢漸漸被裸子植物所取代。到了1億年前，地球上的氣候發(fā)生了變化，之后又出現(xiàn)了幾次冰川時期，大多數(shù)的裸子植物逐漸消失，取而代之的是被子植物，它們一直繁榮直到現(xiàn)在。

從植物的進化“足跡”可以看出，它們的進化都是從低等到高等、從簡單到復(fù)雜、從水生到陸生的。我們也可以將植物的進化“足跡”分為五個歷程：藻類植物時代、苔蘚植物時代、蕨類植物時代、裸子植物時代和被子植物時代。

 

（真核細胞生物）

 

最早“游上岸”的植物你知道嗎？18億年前的地球和現(xiàn)在截然不同，那時候的陸地上并沒有任何生命的跡象，可是海洋里卻出現(xiàn)了藻類植物。在之后的漫長歲月里，它們一直是地球上的唯一的綠色植物，在植物進化史上被稱為“藻類植物時代”。

在約6億年前，藻類植物充分發(fā)展，除了漂浮型藻類，還有在淺海區(qū)的固著藻類。這些固著藻類長得比較高大，結(jié)構(gòu)大多呈扁平狀或分枝狀，能夠更好地進行光合作用。由于淺海區(qū)的藻類必須適當水位的變化，所以它們漸漸進化成了一類新的植物類群——裸蕨。

那時候北半球的造山運動十分劇烈，陸地逐漸升起，很多淺海區(qū)變成了陸地，絕大多數(shù)的藻類由于無法適應(yīng)陸地的環(huán)境而滅絕，裸蕨植物卻在潮濕的地方幸運地存活下來。由于沒有其他的競爭對手，它們發(fā)展得空前繁榮，甚至在之后的2億年間，成為陸地植物的統(tǒng)治者。這一時期也被生物學家稱為“裸蕨植物時代”。

自從裸蕨植物成功“游上岸”之后，植物的生活領(lǐng)域也從海洋擴展到了陸地，這是一次革命性的飛躍，不僅進入了一個全新的地理時期，也為之后的動物登陸創(chuàng)造了良好條件。

 

（裸蕨）

 

現(xiàn)代蕨類還能進化嗎？自從40億年前生物出現(xiàn)，地球上的環(huán)境就在不斷發(fā)生著變化，有時候炎熱難耐，有時候天寒地凍，甚至滄海變成了桑田，湖泊變成了高山。

在無比殘酷的自然選擇之下，多數(shù)的種類由于無法適應(yīng)環(huán)境的變化而被淘汰了，只有極少部分的種類，由于軀體結(jié)構(gòu)的不斷變化而變得適應(yīng)性強，成了少數(shù)的“幸存者”。那么，遠古時代就已經(jīng)出現(xiàn)的蕨類植物為什么能夠存活到現(xiàn)在？現(xiàn)代蕨類植物還能夠進化嗎？

其實，在漫長的進化過程中，低等級的生物是不會完全消失的，也不會進化到結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的等級。正因為這樣，現(xiàn)今世界上才會存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的被子植物和結(jié)構(gòu)簡單的單細胞藻類植物。這里有一點必須說明，那就是生物的進化是不可逆的，某些已經(jīng)進化的植物也不可能再回到祖先的形態(tài)。現(xiàn)代蕨類植物雖然和幾億年前的蕨類植物都屬于同一個類群，但是它們的構(gòu)造及器官都不是原先的樣子，而且現(xiàn)在的自然條件也不再是當初種子植物出現(xiàn)時的狀況，因此，現(xiàn)代蕨類植物不可能再進化成種子植物。

 

（現(xiàn)代蕨類植物）

 

作者：鐘 虎

審校：李志洪

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植物進化樹：億萬年的植物“族譜”

圖文簡介

人類家族有自己的族譜，植物家族也有自己的族譜