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植物是如何登陆的 -王怿-第2部分

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,那么这样也促使了这种海洋的像藻类植物,开始往陆地上前进。但是由于当时冰盖的形成,气候又比较冷,而植物对气候是比较敏感的。
  因此说,在冰期之前并没有出现陆地上可以真正生存的植物,当然,在这个冰期以后,冰期逐步地开始消融。冰期消融以后,海平面自然就要上升,陆地面积也要减少,那么这个阶段尽管气候回暖了,但是它还并不能适应陆地植物的生存。但是随着这次冰期的消融,而地壳运动是在不断地变化,这个南极冰川消融以后,当时经历了一个过程,就是说地球地壳不断地升降,比较快的这么一个过程。就是陆地它不断地扩张,海洋也不断地收缩这么一个交替过程,一会儿,我们讲的这个一会儿是地质历史上的一会儿,有一定的时间范围。那么这个一会儿,这块地方它的海平面下降了,它变成了陆地,但是过了一段时间,海平面又上升了,它又变成了海洋。因此这种海陆的变化,那么也导致了这种水生的植物开始逐步地,它要适应这种变化的环境,爬上了陆地。因此结果就导致在距今大约4。3亿年前,出现了目前世界上已知最早的陆生的维管植物。非常幸运,这个最早的陆生维管植物,到目前为止它是最早的记录,那么主要它是只发现在我们国家的贵州凤冈。那么这个植物是非常有趣的,它的植物的中间有很好的这种维管组织。它由不同的管状细胞所组成,那么这个维管组织就很好地支持了这个植物,那么也就认为它是陆生植物的一个重要的理由,因为它有这个维管组织,因此这个植物可以直立,在陆地上生长。而在海洋中,它不需要这个结构,它要水体来支持植物。从这个植物的形态来说,它的整个枝就呈一种羽毛状的排列,就是羽状排列,那么这个跟藻类又很像。那么这个植物通过我们的研究,认为这种植物它具有陆地的生态能力,就是说它是一种陆地上生长的植物,但是它又没有从形态上跟藻类是十分相像的,因此说它是一种从藻类到陆生植物中间的一种类型,它是陆生植物的一个演化的旁支。而这类植物它生存时间很短,它是陆地植物的一个先驱者,但是它并没有延续下去,而是它并不代表陆生植物的原始的类型,在今后的发展过程中,这个植物很快就消亡了。那么取而代之的,是一些可以在陆地上生存的形态比较简单的一些植物。
  那么这就是说,形态比较简单的这些植物的话,一般来说,国际上大家公认的,主要有一大类植物叫顶囊蕨植物。这种植物从结构上来说是非常简单,大家也看到的,就是一个枝条,它简单地分叉几次,然后顶上就剩一个圆球,孢子囊。里面有三缝孢,同时这个植物它没有叶子。那么它的枝条的表面,它就有这种角质层,就有这种气孔,另外这种枝条的里面有支持这个植物的维管组织。因此说,这种非常简单,个体也十分小的这种植物,它是一种早期陆生植物的一个代表分子。那么这个代表分子,它当时有一定的分布范围,它主要分布于北半球。那么在这个时候,南半球,同样也存在着一类到目前为止发现的一类重要的植物,这种植物叫做巴兰德木。那么这个植物它的形态结构相对比较复杂,跟我们所说的这个顶囊蕨,它属于不同的类型,那么这个植物它跟我们现在蕨类里面的,像那种石松,就是过去很小的石松十分像。上面有些很小的叶子,呈螺旋一样地排列,那么这个植物它当时主要分布在地球的南半球,它是南半球植物的主要代表分子。因此说当时在距今大约4。2亿年前的时候,在地球的表面上植物已经有了一定的分区。那么造成植物这种南半球和北半球分区,主要的原因是跟它的气候有一定的关系。
  当然,我们要说的另外一个问题,尽管地球上当时主要是有南半球和北半球,这两大类,就是以植物为主以外,另外在它的赤道附近,分布了一些特殊的、形态结构比较发育一些植物类型。比如在加拿大北极圈,距今大约4。2亿年左右的时候,它的陆生植物是非常发育的。那么加拿大北极圈大家都知道现在是冰天雪地,那么这些化石主要是采集于一些埋在雪下的岩石之中。而当时在这个时候,就是说在距今4。2亿年的时候,根据古地理的研究,当时加拿大这个地区它属于地球的赤道附近。因此也可以看到,通过这个也可以看出地球的板块是在不断地变化的,那么加拿大这个北极圈,这些陆生植物它的形态已经比较复杂了,出现了不同的类型。有些类型它的植物可以多次分叉的,顶上这有一个孢子囊的,这算一个圆的,这就称为孢子囊,那么跟顶囊蕨是十分相似的,但有所不同。
  再举一个例子,就是我们国家新疆的,在我们国家新疆的准噶尔盆地西北缘,在距今大约4。15亿年左右的时候,也产有一些就是早期的陆生植物。那么这些陆生植物的类型是非常丰富的,它被认为是目前世界上已知保存最好的植物群。那么它的类型是非常多的,那么当时根据古地理研究,我们国家新疆的准噶尔,现在大家知道是气候比较干燥的,自然条件比较恶劣,但是当时它的气候条件是在古赤道的附近,因此说也可以看出来一些变化。那么这个植物群里面的类型是非常多的,那么有一种植物的类型,就是说它的植物它的茎杆,它分叉多次,在它的顶端是组成一些孢子囊的,那么这些植物的类型,这种植物的类型它代表了一种我们现代植物的最原始的类型。通过这种植物的类型呢,发育形成了我们现代的植被。当然在这个植物群里面,它的类型也是非常多的,那么这里我要重点向大家介绍的有一种植物,它上面有个孢子囊,孢子囊下面也是分叉的一个茎杆,但是在这个孢子囊上面长了很多刺,那么在这个植物的茎杆上也有很多刺。这个植物长刺,看起来这个结构是非常简单的,你比如现在玫瑰花这些东西,带刺的玫瑰,这都有刺,那么这个刺当时出现,它有什么用呢?那么从植物本身来说,这个刺增加了植物的表面的面积,那么可能增加光合作用,可以形成自己的能量。但是这种刺的增加,同时也使植物受光面积增加,那么对于它的本身的防止水分的蒸发,也不是很有利的,那么同时,要考虑到这种刺的出现,也是一个另外的一个重要原因,就是植物它有自我保护能力。就相当于你要在现代植物里面,你说要摘某个东西,如果表面有刺的话,你得想想用别的办法去摘它。当然这是不合法的,那么就说这种刺,当时出现的这种刺,它的目的,我想主要的目的是植物的一个自身保护功能。那么当时在陆地上会有什么东西吃它呢?那么根据这样,我们就认为当时地球上除了植物以外,已经出现了动物。当然这个方面我们通过研究也有化石证据,产自于英国志留纪时代里面的一种多足类的一些动物化石,它属于节肢动物的,跟昆虫比较相似的。那么这种动物当时已经在陆地上可以生存下来了,那么因此说新疆的这种植物表面带有刺,我想是跟最早期的昆虫是有关系的,植物已经有了自己保护自己的能力,那么也这也是一种植物跟动物在陆地协同演化的一个开始。
  到这个时候为止,那么植物它基本上可以在陆地上生存下去了,进入下面一个阶段,就是说植物如何占领陆地的不同的生态环境,并且最终形成很茂盛的植被,也就是形成我们现在的森林,那么这个时期我们称为植物的发展时期。那么这个时期延续的时间大约有七千万年左右,那么这个主要的是从泥盆纪开始,在这个里面主要分为三个阶段,就是早泥盆纪、中泥盆纪和晚泥盆纪,那么这三个阶段所显示的植物,无论从大小,以及形态以及它的分布的范围,都有明显的变化。
  那么首先我要讲的是,第一个就是早泥盆。这个时候它的陆地上的植物,已经在地球上广泛的分布了。那么这个时候的植物,它相对来说个体都比较小,都是沿着地面分布的,那么这个时候它也出现了很多类型,跟前面是不一样的。那么这些类型比如像现在一些植物的祖先类型,像裸蕨类、石松类、瑞尼蕨类,以及工蕨类,这些大部分类型,现在我们在地球上已经看不到了。它是现代植物的一些祖先类型,它当时已经绝灭了,但是这些类型通过今后的发展,形成了我们现在的蕨类植物,以及裸子植物、被子植物,这样一步一步地发展过来的。那么这些植物之间有很大的差异,当然也可以看出来当时的一些植物,它主要的表面都是光滑的,就是说它主要是由一些这种小枝组成的,但是在我们国家云南的“坡松冲组”中,发现了世界上最早的大型叶,以后的发展就是形成了我们现在可以看到的叶片,那么这种大型叶的形成对于植物进一步占领不同的生态域,并且最后森林的形成,是非常有意义的。那么这个植物当时在早泥盆世,这个植物它所显示的在世界各地上有很大的不同。
  比如在英国它的早泥盆世的陆生植物,它显示的我们当时的植物,它基本上沿着离水不远的这么一个距离进行分布。而在远处的比如像山上以及斜坡上,植物就非常少。当时的植物个体也比较矮,当然英国的这个早泥盆世的特定的植物群,在世界上是非常有名的。因为它的化石主要产在燧石之中,那么经过了矿化作用,那么这个主要是与当时生态环境中有些火山,这些火山形成了一种热液流,对植物进行替换作用,最后使得植物的结构保存得非常好是有关系的。但是也可以看出来当时的植物它离水是不远的,尽管在陆地上生存,但是它不能离水非常远,我们国家云南的早泥盆世的植物也是非常发育的,那么这个时候的植物,也可以看出来,它尽管它分布的类型有很多不同的类型,有些植物它还没有完全离开水。它有一部分可以露在水上,就是说可以冒出水面,那么这一点,也可以说它在陆地上也可以生存。但是有些部分它还在水下,有些植物它就可以在陆地上生存了。那么这些陆地上生存的这些植物从个体上来说都很小,就跟我们现在小草一样,当然小草不属于这一类。就是说也在地面分布,同时它不可能离开水体,那么真正的早泥盆世,植物它是占领了陆地,但是占领了陆地的这种生态域是有限的。它当时并不能离开水体,因此说物必须要向前继续发展,占领更大的生态域,那么进入了第二个阶段,那么也就是我们地质上讲的中泥盆世这个阶段。
  这个阶段陆生植物它就开始逐步地远离水体,那么这个时候植物它有很大的特征,就是现在我们蕨类植物的主要的原始类型,在这个时候已经出现了。那么同时在这个时候某些植物的个体已经很大了,像有一种在我们国家湖南发现的这一类植物,它的个体已经很大了。它的高度可以达到一到两米,当然在纽约,他们在中泥盆世也发现了一类植物,跟我们国家的有些不同,但是它的高度也能达到一到两米。那么在这种一到两米的这么一个植被高度上,同时也生存了不同高度的一些植物。因此说有些植物它的高度只在一到两米之间,那么形成了一个中间层次的植物,同时在当时的地面也有一部分低矮的植物,因此说在这个时候中泥盆世这些植物,从空间上来说,已经有一种层次上分别。
  那么同时在中泥盆世最重要的一个特征就是它离开水,那么在这个景观图上我们可以看出来,植物它已经可以生存在不同的生态范围内,有些已经离开了水了,那么同时也可以看出来这个地方,就是像这些地区已经形成了一种就是比较原始的森林,那么当然不像现在森林一样,这些森林底下也有些低矮的这些植物,而这些植物并不像现在那样比较茂盛,但是它是非常简单的一个过程,那么这些是非常清楚的,当时,也可以看出来当时的一个植物,我们可以跟现在的一个植被进行比较的话,好像这些植物表面并没有很发育的叶子,那么因此当时的植物它并没有形成我们现在这种叶子,它主要的是靠枝条的,就是这种枝的多次分叉这样一个过程,那么因此说这个植物已经真正的占领陆地的生态系统,似乎还差了一点。
  那么随着地质的演化,植物进入了晚泥盆世这个演化阶段,那么这个演化阶段它的陆生植物占领了不同的生态的环境,那么现在蕨类植物的不同的类型,也在这个时候出现了。那么这个里面比如像现在蕨类里面,它的石松类,个体都比较小。而这个时候它有一种石松类个体是很大的,它的高度可以达到十米左右。那么这些植物,它在某个地区一起生长形
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