植物的進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育

1、一、真核藻類的起源與演化一、真核藻類的起源與演化二、蕨類植物和苔蘚植物的發(fā)生與演化二、蕨類植物和苔蘚植物的發(fā)生與演化三、裸子植物的發(fā)生與演化三、裸子植物的發(fā)生與演化四、被子植物的起源與演化四、被子植物的起源與演化五、被子植物的分類系統(tǒng)五、被子植物的分類系統(tǒng)植物演化地質(zhì)年代表植物演化地質(zhì)年代表代代紀(jì)紀(jì)世世距今年代距今年代/ /百萬年前百萬年前優(yōu)勢植物優(yōu)勢植物新生代新生代cenozoiccenozoic第四紀(jì)第四紀(jì)quaternaryquaternary現(xiàn)代現(xiàn)代12 00012 000年前年前有花植物有花植物 第三紀(jì)第三紀(jì) tertiarytertiary更新世更新世2.52.5上新世上新世7.0

2、7.0中新世中新世2626漸新世漸新世3838始新世始新世5454古新世古新世6565中生代中生代mesozoicmesozoic白堊紀(jì)白堊紀(jì)晚白堊世晚白堊世9090 被子植物形成優(yōu)勢被子植物形成優(yōu)勢被子植物起源，被子植物起源，裸子植物繁盛裸子植物繁盛早白堊世早白堊世136136侏羅紀(jì)侏羅紀(jì)晚侏羅世晚侏羅世166166早侏羅世早侏羅世190190三疊紀(jì)三疊紀(jì)晚三疊世晚三疊世200200早三疊世早三疊世225225古生代古生代二疊紀(jì)二疊紀(jì)晚二疊世晚二疊世260260蕨類植物及種子蕨繁盛蕨類植物及種子蕨繁盛早二疊世早二疊世280280代代紀(jì)紀(jì)世世距今年代距今年代/(/(百百萬年前萬年前) )優(yōu)勢植

3、物優(yōu)勢植物古生代古生代paleozoicpaleozoic石炭紀(jì)石炭紀(jì)carboniferouscarboniferous晚石炭世晚石炭世325325蕨類植物興起，蕨類植物興起，苔蘚及裸子植物發(fā)生苔蘚及裸子植物發(fā)生早石炭世早石炭世345345泥盆紀(jì)泥盆紀(jì)devoniandevonian晚泥盆世晚泥盆世360360中泥盆世中泥盆世370370早泥盆世早泥盆世395395志留紀(jì)志留紀(jì)siluriansilurian430430簡單維管植物，最早的蕨類簡單維管植物，最早的蕨類奧陶紀(jì)奧陶紀(jì)ordovicianordovician500500藻類植物繁盛藻類植物繁盛寒武紀(jì)寒武紀(jì)cambriancambr

4、ian 570 570元古代元古代太古代太古代前寒武紀(jì)前寒武紀(jì)precambrianprecambrian570-1500570-15001 5001 5005 0005 000細(xì)菌及藍(lán)藻細(xì)菌及藍(lán)藻植物演化地質(zhì)年代表植物演化地質(zhì)年代表-續(xù)續(xù)高高等等植植物物演演化化的的地地質(zhì)質(zhì)年年代代表表 返回 單核絲狀藍(lán)藻，與現(xiàn)代的顫藻屬單核絲狀藍(lán)藻，與現(xiàn)代的顫藻屬(oscillatoria)和念珠藻和念珠藻屬屬(nostoc)相似；相似； 細(xì)菌；細(xì)菌； 真核真菌；真核真菌； 真核綠藻。真核綠藻。一、真核藻類的起源與演化一、真核藻類的起源與演化 距今距今6億億20億年間，海洋中充滿了生物，包括億年間，海洋中充

5、滿了生物，包括了許多原始的動(dòng)、植物類型。除志留紀(jì)了許多原始的動(dòng)、植物類型。除志留紀(jì)(silurian)、泥、泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)的冰川時(shí)期外，類似于現(xiàn)代的熱帶氣候盆紀(jì)、二疊紀(jì)的冰川時(shí)期外，類似于現(xiàn)代的熱帶氣候統(tǒng)治著整個(gè)世界，物種的大爆發(fā)就在這時(shí)發(fā)生。在寒統(tǒng)治著整個(gè)世界，物種的大爆發(fā)就在這時(shí)發(fā)生。在寒武紀(jì)武紀(jì)(cambrian)、奧陶紀(jì)、奧陶紀(jì)(ordovician)以及志留紀(jì)的以及志留紀(jì)的大部分時(shí)間，藻類一直在植物界里占優(yōu)勢，紅藻、褐大部分時(shí)間，藻類一直在植物界里占優(yōu)勢，紅藻、褐藻等許多與現(xiàn)在種類相似的類群已出現(xiàn)，綠藻的門類藻等許多與現(xiàn)在種類相似的類群已出現(xiàn)，綠藻的門類齊全。齊全。 志留紀(jì)和泥盆紀(jì)化

6、石表明：松葉蕨、石松、志留紀(jì)和泥盆紀(jì)化石表明：松葉蕨、石松、楔葉以及原始蕨登陸成功。楔葉以及原始蕨登陸成功。費(fèi)氏藻費(fèi)氏藻(fritshiella tuberose iyengar)萊尼蕨屬萊尼蕨屬(rhynia)最早的木本植物瘤指蕨最早的木本植物瘤指蕨(pseudosporochnus nodosus) 二、蕨類植物和苔蘚植物的發(fā)生與演化二、蕨類植物和苔蘚植物的發(fā)生與演化 佛氏藻佛氏藻 1. 塊狀細(xì)胞群塊狀細(xì)胞群2. 匍匐枝匍匐枝 3. 直立氣生枝系直立氣生枝系 4. 絲狀假根絲狀假根無脈蕨無脈蕨(aneurophyton) 古蕨古蕨 (archaeopleris) 最早的種子是在晚泥盆世發(fā)現(xiàn)

7、的，最早的種子是在晚泥盆世發(fā)現(xiàn)的，被稱為古籽被稱為古籽(archeosperma)。 鱗木鱗木(lepidodendron) 蘆木蘆木(calamites) 裸蕨類裸蕨類(psilophyta) 苔蘚植物的起源和演化苔蘚植物的起源和演化 1綠藻起源說綠藻起源說費(fèi)氏藻費(fèi)氏藻 (fritshiella tuberose iyengar) a. 植物體植物體(1. 莖；莖；2. 頸卵器；頸卵器；3. 葉；葉；4. 鞭狀枝鞭狀枝); b. 莖的橫切莖的橫切面面; c. 葉葉(示示3深裂深裂)；d. 葉的中部葉的中部; e. 葉的尖部葉的尖部; fi. 葉的葉的橫切面橫切面; j. 葉基和莖的一部分葉基

8、和莖的一部分(示粘液細(xì)胞示粘液細(xì)胞) 藻苔藻苔 2裸蕨退化說裸蕨退化說角蕨屬角蕨屬(hornea)萊尼蕨屬萊尼蕨屬(rhynia)孢囊蕨屬孢囊蕨屬(sporogonites) 頂枝學(xué)說頂枝學(xué)說(telome theory) 好尼蕨屬好尼蕨屬 (horneophton) 四、裸子植物的發(fā)生與演化四、裸子植物的發(fā)生與演化 古生代最顯著的標(biāo)志是：早泥盆世古生代最顯著的標(biāo)志是：早泥盆世2500萬年時(shí)間里由纖弱的維管草本發(fā)展萬年時(shí)間里由纖弱的維管草本發(fā)展出了森林喬木，二疊紀(jì)出了森林喬木，二疊紀(jì)4500萬年時(shí)間里萬年時(shí)間里的物種大滅絕。有花植物的孕育在三疊的物種大滅絕。有花植物的孕育在三疊紀(jì)開始。紀(jì)開始。

9、 白堊紀(jì)是第三個(gè)快速進(jìn)化時(shí)期，白堊紀(jì)是第三個(gè)快速進(jìn)化時(shí)期，原因原因：氣候和地質(zhì)的巨大變化，蟲媒：氣候和地質(zhì)的巨大變化，蟲媒傳粉盛行。傳粉盛行。 白堊紀(jì)最為顯著的特征：被子植白堊紀(jì)最為顯著的特征：被子植物的散布和恐龍的滅絕。物的散布和恐龍的滅絕。 種子蕨的結(jié)構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)代被子植物的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。種子蕨的結(jié)構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)代被子植物的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。 蕨類植物從志留紀(jì)、泥盆紀(jì)到全蕨類植物從志留紀(jì)、泥盆紀(jì)到全盛的晚石炭世，歷時(shí)不下于盛的晚石炭世，歷時(shí)不下于0.8億億1億億年。裸子植物從晚泥盆世到全盛的中生年。裸子植物從晚泥盆世到全盛的中生代，歷時(shí)代，歷時(shí)1.5億年。被子植物起源的時(shí)億年。被子植物起源的時(shí)代不遲于三疊紀(jì)

10、。代不遲于三疊紀(jì)。 a植物體莖干由不分枝到多分枝；植物體莖干由不分枝到多分枝； b孢子葉由散生到聚生成各式孢子葉球；大孢孢子葉由散生到聚生成各式孢子葉球；大孢子葉逐漸特化；子葉逐漸特化；c雄配子體由吸器發(fā)展為花粉管；雄配子由游雄配子體由吸器發(fā)展為花粉管；雄配子由游動(dòng)的、多纖毛精子，發(fā)展到無纖毛的精核；動(dòng)的、多纖毛精子，發(fā)展到無纖毛的精核； d頸卵器由退化發(fā)展到?jīng)]有等。頸卵器由退化發(fā)展到?jīng)]有等。裸子植物在系統(tǒng)發(fā)育過程中，主要演化趨勢是：裸子植物在系統(tǒng)發(fā)育過程中，主要演化趨勢是：買麻藤綱是裸子植物中最進(jìn)化的類群。買麻藤綱是裸子植物中最進(jìn)化的類群。 苛得狄五、被子植物的起源與演化五、被子植物的起源與

11、演化（一）起源的時(shí)間（一）起源的時(shí)間 1古生代起源說認(rèn)為被子植物起源于古生代古生代起源說認(rèn)為被子植物起源于古生代二疊紀(jì)。二疊紀(jì)。 2白堊紀(jì)（或晚侏羅紀(jì)）起源說被子植物起白堊紀(jì)（或晚侏羅紀(jì)）起源說被子植物起源于白堊紀(jì)或晚侏羅紀(jì)。被子植物起源的時(shí)間似源于白堊紀(jì)或晚侏羅紀(jì)。被子植物起源的時(shí)間似乎可以肯定，是在白堊紀(jì)以前的某個(gè)時(shí)期。乎可以肯定，是在白堊紀(jì)以前的某個(gè)時(shí)期。（二）發(fā)源地（二）發(fā)源地 1高緯度起源說高緯度起源說 希爾（希爾（heer）的觀點(diǎn)植物通過三個(gè)方面）的觀點(diǎn)植物通過三個(gè)方面向南分布：向南分布： （1）由歐洲向非洲南進(jìn)；）由歐洲向非洲南進(jìn)； （2）從歐亞大陸向南發(fā)展到中國和日本，）從歐亞

12、大陸向南發(fā)展到中國和日本，再向南伸展到馬來西亞、澳大利亞；再向南伸展到馬來西亞、澳大利亞； （3）由加拿大經(jīng)美國進(jìn)入拉丁美洲，最）由加拿大經(jīng)美國進(jìn)入拉丁美洲，最后擴(kuò)散到全球。這種主張證據(jù)是不足的。后擴(kuò)散到全球。這種主張證據(jù)是不足的。 2中、低緯度起源說中、低緯度起源說 大多數(shù)學(xué)者支持被子植物起源于熱帶。大大多數(shù)學(xué)者支持被子植物起源于熱帶。大量被子植物化石在中、低緯度出現(xiàn)的時(shí)間實(shí)際量被子植物化石在中、低緯度出現(xiàn)的時(shí)間實(shí)際上早于高緯度?，F(xiàn)代被子植物的地理分布情況，上早于高緯度。現(xiàn)代被子植物的地理分布情況，同樣說明植物可能起源于中、低緯度地區(qū)。同樣說明植物可能起源于中、低緯度地區(qū)。 雷文（雷文（ra

13、ven）和阿克塞爾羅（）和阿克塞爾羅（axelrod）等人根據(jù)板塊學(xué)說和古植物的證據(jù)，主張被子等人根據(jù)板塊學(xué)說和古植物的證據(jù)，主張被子植物可能起源于西岡瓦納板塊的熱帶高地。植物可能起源于西岡瓦納板塊的熱帶高地。 （三）可能的祖先（三）可能的祖先 1真花學(xué)說（真花學(xué)說（euanthium theory） 認(rèn)為被子植物的花是一個(gè)簡單的孢子葉穗，認(rèn)為被子植物的花是一個(gè)簡單的孢子葉穗，它是由裸子植物中早已滅絕的本內(nèi)蘇鐵目，特別它是由裸子植物中早已滅絕的本內(nèi)蘇鐵目，特別是準(zhǔn)蘇鐵（是準(zhǔn)蘇鐵（cycadeothea）具兩性孢子葉的球穗）具兩性孢子葉的球穗花進(jìn)化而來的。花進(jìn)化而來的。 孢子葉球上的苞片孢子葉球

14、上的苞片 被子植物的花被被子植物的花被 小孢子葉小孢子葉 雄蕊雄蕊 大孢子葉大孢子葉雌蕊（心皮）雌蕊（心皮）孢子葉球的軸孢子葉球的軸花軸花軸 現(xiàn)代被子植物中的多心皮類，尤其是現(xiàn)代被子植物中的多心皮類，尤其是木蘭目植物是現(xiàn)代被子植物的較原始的類木蘭目植物是現(xiàn)代被子植物的較原始的類群。真花說由毛茛學(xué)派建立。群。真花說由毛茛學(xué)派建立。2假花說（假花說（pseudo-anthium theory ） 認(rèn)為被子植物的花和裸子植物的完全一認(rèn)為被子植物的花和裸子植物的完全一致，每一個(gè)雄蕊和心皮分別相當(dāng)于致，每一個(gè)雄蕊和心皮分別相當(dāng)于1個(gè)極端退個(gè)極端退化的雄花和雌花，因而設(shè)想被子植物來自于化的雄花和雌花，因而

15、設(shè)想被子植物來自于裸子植物的麻黃類中的彎柄麻黃（裸子植物的麻黃類中的彎柄麻黃（ephedra campylopoda）。）。雄花的苞片雄花的苞片花被花被雌花的苞片雌花的苞片心皮心皮 雄花的小苞片消失，剩下雄蕊雄花的小苞片消失，剩下雄蕊 雌花小苞片退化剩下胚珠雌花小苞片退化剩下胚珠 假花說由恩格勒學(xué)派的韋特斯坦（假花說由恩格勒學(xué)派的韋特斯坦（wettstein）建立。建立。 現(xiàn)代被子植物的原始類群是單性花的葇荑花現(xiàn)代被子植物的原始類群是單性花的葇荑花序類植物，有人甚至認(rèn)為，木麻黃科就是直接從序類植物，有人甚至認(rèn)為，木麻黃科就是直接從裸子植物的麻黃科演變而來的原始被子植物。裸子植物的麻黃科演變而來

16、的原始被子植物。 返回六、被子植物的分類系統(tǒng)六、被子植物的分類系統(tǒng) 1恩格勒的分類系統(tǒng)恩格勒的分類系統(tǒng) 德國植物學(xué)家恩格勒德國植物學(xué)家恩格勒(engler)和柏蘭特（和柏蘭特（prantl）于）于1987年在年在植物自然分科志植物自然分科志一書中發(fā)表。將植物界分一書中發(fā)表。將植物界分成成13門，門， 而被子植物是第而被子植物是第13門中的一個(gè)亞門，即種子植門中的一個(gè)亞門，即種子植物門被子植物亞門，并將被子植物亞門分成雙子葉植物物門被子植物亞門，并將被子植物亞門分成雙子葉植物和單子葉植物二個(gè)綱，將單子葉植物放在雙子葉植物之和單子葉植物二個(gè)綱，將單子葉植物放在雙子葉植物之前。前。 恩格勒系統(tǒng)是根據(jù)

17、假花說的原理，認(rèn)為無花瓣、單恩格勒系統(tǒng)是根據(jù)假花說的原理，認(rèn)為無花瓣、單性、木本、風(fēng)媒傳粉等為原始的特征，而有花瓣、兩性、性、木本、風(fēng)媒傳粉等為原始的特征，而有花瓣、兩性、蟲媒傳粉的是進(jìn)化的特征。蟲媒傳粉的是進(jìn)化的特征。 2哈欽森被子植物分類系統(tǒng)哈欽森被子植物分類系統(tǒng) 英國植物學(xué)家哈欽森于英國植物學(xué)家哈欽森于1926年在年在有花植物科志有花植物科志一書中提出，一書中提出，1973年作了修訂，從原來年作了修訂，從原來332科增加到科增加到411科?？?。 該系統(tǒng)認(rèn)為被子植物是單元起源的，雙子葉植物以該系統(tǒng)認(rèn)為被子植物是單元起源的，雙子葉植物以木蘭目和毛茛目為起點(diǎn)，從木蘭目演化出一支木本植物，木蘭目

18、和毛茛目為起點(diǎn)，從木蘭目演化出一支木本植物，從毛茛目演化出一支草本植物，認(rèn)為這兩枝是平行發(fā)展從毛茛目演化出一支草本植物，認(rèn)為這兩枝是平行發(fā)展的。單子葉植物起源于雙子葉植物的毛茛目，并在早期的。單子葉植物起源于雙子葉植物的毛茛目，并在早期就分化為三個(gè)進(jìn)化線：萼花群（就分化為三個(gè)進(jìn)化線：萼花群（calyciferae）、瓣花群）、瓣花群（corolliferae）和穎花群（）和穎花群（glumiflorae）。）。 3塔赫他間被子植物分類系統(tǒng)塔赫他間被子植物分類系統(tǒng) 塔赫他間于塔赫他間于1954年公布。他認(rèn)為被子植物起年公布。他認(rèn)為被子植物起源于種子蕨，并通過幼態(tài)成熟演化而成；草本植源于種子蕨，并

19、通過幼態(tài)成熟演化而成；草本植物由木本植物演化而來；單子葉植物起源于原始物由木本植物演化而來；單子葉植物起源于原始的水生雙子葉植物的具單溝舟形粉的睡蓮目莼菜的水生雙子葉植物的具單溝舟形粉的睡蓮目莼菜科?？?。 4克郎奎斯特被子植物分類系統(tǒng)克郎奎斯特被子植物分類系統(tǒng) 克郎奎斯特分類系統(tǒng)是美國學(xué)者克郎奎斯特克郎奎斯特分類系統(tǒng)是美國學(xué)者克郎奎斯特（cronquist）1958年發(fā)表的。該分類系統(tǒng)亦采用真花年發(fā)表的。該分類系統(tǒng)亦采用真花學(xué)說及單元起源的觀點(diǎn)，認(rèn)為有花植物起源于一類已學(xué)說及單元起源的觀點(diǎn)，認(rèn)為有花植物起源于一類已經(jīng)絕滅的種子蕨；現(xiàn)代所有生活的被子植物亞綱，都經(jīng)絕滅的種子蕨；現(xiàn)代所有生活的被子

20、植物亞綱，都不可能是從現(xiàn)存的其他亞綱的植物進(jìn)化來的；木蘭亞不可能是從現(xiàn)存的其他亞綱的植物進(jìn)化來的；木蘭亞綱是有花植物基礎(chǔ)的復(fù)合群，木蘭目是被子植物的原綱是有花植物基礎(chǔ)的復(fù)合群，木蘭目是被子植物的原始類型；葇荑花序類各目起源于金縷梅目；單子葉植始類型；葇荑花序類各目起源于金縷梅目；單子葉植物來源于類似現(xiàn)代睡蓮目的祖先，并認(rèn)為澤瀉亞綱是物來源于類似現(xiàn)代睡蓮目的祖先，并認(rèn)為澤瀉亞綱是百合亞綱進(jìn)化線上近基部的一個(gè)側(cè)枝。百合亞綱進(jìn)化線上近基部的一個(gè)側(cè)枝。七、植物進(jìn)化規(guī)律七、植物進(jìn)化規(guī)律1植物類群演化的趨勢植物類群演化的趨勢植物類群演化的趨勢：由結(jié)構(gòu)和功能簡單和不植物類群演化的趨勢：由結(jié)構(gòu)和功能簡單和不分化向復(fù)雜、分化和完善演化。分化向復(fù)雜、分化和完善演化。 上升演化（上升演化（upward evolution） 單細(xì)胞個(gè)體單細(xì)胞個(gè)體