植物進化史:無花裸子植物與有花被子植物上演“你追我趕”競賽

植物進化史:無花裸子植物與有花被子植物上演“你追我趕”競賽

如上圖所示:mararetia dorus化石,一種來自美國猶他州的5億年前的藻類。

地球大約在46億年前形成,第一批植物大約在27億年前進化。這些是藻類,是一類主要生活在水中的多樣化群體。所有現代藻類的祖先,以及第一個進行光合作用的生物是藍藻。綠藻類植物從這些藍藻進化而來,是所有現代植物的祖先。

我們呼吸的空氣是由植物提供的。在26億年前,隨著光合作用產生氧氣,地球上的氣候發生了劇烈的變化。這一事件被稱為“大氧化事件”,它極大地增加了大氣中的氧氣,減少了二氧化碳。

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如上圖所示:生長在植物園室外睡蓮池中的藻類。

無花植物:裸子植物

15億年前,植物的進化才真正開始。為了離開水域到陸地上生存,植物需要保護自己不被幹燥。在陸地上繁衍的物種被稱為苔蘚植物,包括苔類、角苔類和角苔類。

苔蘚植物是簡單的植物,沒有真正的根或維管組織,如木質部或韌皮部。苔蘚植物可能是從淺水和淡水中的綠藻進化而來,並在這些池塘乾涸時發展出了在陸地上生存的能力。4。7億年過去了,今天你仍然可以看到許多苔蘚植物在潮溼的棲息地生長。

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如上圖所示:一種叫地錢的苔蘚植物。

第一批維管植物出現在大約4。3億年前。最早的例子之一是光蕨類植物,由一根沒有葉子的簡單分枝的莖組成。

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如上圖所示:光蕨類植物化石,最早的維管植物之一。這塊4。2億年前的化石來自英國什羅普郡。

石松大約在3。5億年前進化而來,它也有維管系統,可以使水分和營養物質在植物中流動。這推動了更復雜的多細胞植物的進化。

抽水的能力使石松生長到45米高,形成了廣闊的森林。它們的遺蹟也構成了我們今天使用的煤炭、石油和天然氣。現在有超過1200種石松,分為3個目:石松、鵝毛苔和刺蘚。

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如上圖所示:已滅絕的原始石松類鱗木植物的化石遺蹟。

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如上圖所示:石生復甦植物:卷柏。

在植物園裡可以看到一種“活化石”是木賊,通常被稱為馬人參。木賊大約在3。5億年前進化而來,儘管今天活下來的物種是草本植物,但已經滅絕的木賊綱植物,如蘆木,曾經形成了大樹。博物館收藏的蘆木化石遺蹟顯示了維管組織,這些維管組織將水和營養物質輸送到巨大的樹幹上。

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如上圖所示:像這種已經滅絕的木賊綱植物曾經是大樹。這塊3億年前的化石來自英國威爾士的朗達谷。

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如上圖所示:植物園裡的木賊。

蘇鐵、石松和木賊在同一時期進化。它們很容易和棕櫚樹混淆,但不像棕櫚樹,它們不是開花植物。蘇鐵屬於裸子植物,這個名稱的字面意思是“胚珠裸露”,指的是這種植物用不被子房包裹的種子進行繁殖。蘇鐵可以存活1000多年,生長非常緩慢。如今,200個倖存物種中的大多數都面臨滅絕的威脅。

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如上圖所示:一種生長在植物園溫室裡的蘇鐵。

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如上圖所示:與蘇鐵一起進化的其他現存裸子植物包括針葉樹(數量眾多)和銀杏(如今僅存一種),上圖顯示的是生長在植物園裡的銀杏。

與蘇鐵和石松一起進化的另一種古老而不尋常的裸子植物,包括麻黃屬植物、百歲蘭屬和買麻藤屬植物。現在有40種左右的買麻藤屬植物,它們是熱帶常綠喬木、灌木和藤本植物。在DNA測序技術出現之前,它們被認為是現存的開花植物的近親,因為它們產生的含糖汁吸引授粉昆蟲,就像花產生的花蜜一樣。

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如上圖所示:擴張短葉杉,一種已滅絕的針葉樹,屬於南洋杉科,以包括猴迷樹而聞名。

麻黃屬植物的化石可追溯到1。2億年前。它們透過風和昆蟲授粉,在除澳大利亞以外的所有大陸都能找到。由於葉片小,鱗片狀,它們高度適應乾旱環境,生長在陽光直接照射的沙質土壤中。

但也許最常見的裸子植物是針葉樹。針葉樹包括世界上最古老的樹——狐尾松和世界上最大的樹——巨杉。有超過615種針葉樹,大多數屬於松科。

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如上圖所示:一棵生長在植物園的猴迷樹:智利南洋杉。

有花植物:被子植物

在1。25億年前的進化,開始了一場全球被子植物與裸子植物的競爭,這場“

你追我趕

”的競賽中,永遠地改變了我們星球的面貌。化石記錄顯示,最早的開花植物與白堊紀的恐龍同屬一個時代,很可能看起來像木蘭。

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如上圖所示:在植物園盛開的木蘭。

與裸子植物不同,被子植物透過花繁殖,它們的種子被儲存在保護性的子房中。儘管開花植物的出現相對較晚,但它們與傳粉的昆蟲一起進化,加速了開花植物物種的多樣性。如今,在大約35萬種已知的植物中,有32。5萬種是開花植物。

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如上圖所示:雖然槭樹的葉子更出名,但它也是被子植物。這具來自瑞士的三角槭化石距今已有3000萬年。

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如上圖所示:這是許多槭屬植物之一的雞爪槭。

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