孢 子 植 物
? 以前学习的 藻类植物、菌类植物、地衣
植物、苔藓植物和蕨类植物 孢子 比较显著,
孢子通常脱离母体而发育,因此这几类植物
统称为 孢子植物 。
? 藻类 植物,
? 菌类 植物,
? 地衣 植物,
? 苔藓 植物,
? 蕨类 植物
第六章、孢子植物小结
? 一、植物的起源
二、植物营养体的演化
三、有性生殖方式的进化
四、植物对陆生生活的适应
五,生活史 的类型及其演化
六、高等植物营养体和孢子叶的发展与
分化
七、植物的 个体发育 与 系统发育
一、植物的起源
? 与地质年代的发展探讨植物的起源
? 1、地球形成时,地表炽热,没有大气,没有生命的产
生;
? 2,40— 35亿年前,出现原核生物 -----— 细菌 和蓝藻;
? 3,15— 14亿年前,出现了单细胞的真核生物 ------单细
胞藻类;
? 4,9— 7亿年前,出现了多细胞的 藻类 ;
? 5,4.5亿年前,裸蕨向陆生过渡,到石炭纪,蕨类植物
繁盛,苔藓植物 同时繁茂地生长;
? 6,2.5亿年前,裸子植物兴起,在二叠纪到白垩纪 1亿
年时间内,裸子植物 繁盛;
? 7,1亿年前,被子植物 以其复杂的繁殖器官和功能代
替了裸子植物。
? 据科学家研究,现在生活在地球上的生物约有 200(也
有 300的说法 )万种,但曾在地球出现过而最终灭绝了的生
物则远超此数,过去四十亿年来,生物是经过不断演化、
繁衍,才形成今天千姿百态、种属繁多的生物界。 在地
球生活过的古代生物,一部分在死后被沙泥迅速埋藏,尸
体得以在沉积的沙泥中保存下来,经过千百万年的石化作
用,生物的遗核终于变成了 化石 。因此,要了解生物的进
化过程,最可靠得证据就是从地层出土的 古生物化石 。
根据中国出土的古生物化石标本,并从进化论观点出
发,去探讨生物界在过去二十多亿年来的发展。这里把生
物进化分为五个部分,即,藻类 和无脊椎动物时代,裸蕨
植物 和鱼类时代,蕨类植物 和两栖类动物时代,裸子植
物 和爬行动物时代,被子植物 和哺乳动物时代。
? 大约二十五亿年前到四亿三千八百万年前,
生物界经历了元古代的藻类繁荣时期、寒武纪
的无脊椎动物第一次大发展期和奥陶纪的无脊
椎动物全盛时期。藻类是元古代海洋中的主要
生物,大量藻类如 蓝藻、绿藻、红藻 在浅海底
一代复一代的生活,逐渐形成巨大的海藻礁,
又称叠层石。 寒武纪(蓝藻时代) 时各门类无
脊椎动物大量涌现,但以三叶虫为最多,约占
当时动物界的百分之六十。 奥陶纪 时各门类无
脊椎动物已发展齐全,海洋呈现一派生机逢勃
的景象。
? 中国各地质时代中的主要古生物类群简介
地质工作者根据各门类古生物群的演变史,
结合地壳运动、沉积间断等方面的具体情况把地
球发展史分成:太古代(约四十亿年前至十五亿
年前)、元古代(约十五亿年前至六亿年前)、
古生代( 6亿 ---206亿)、中生代( 2.25亿 ---1亿)
及新生代( 6.5千万年 — 今天),每代又分为若
干纪、纪再分世,世再分期。
? 新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抵抗的规律。
地史在前进,环境在转变,导致不同地质时代的
生物面貌千变万化。生物就由低级发生质变跃进
到高级。这样,我们就有可能依据生物的演化规
律,把生物的发展史割分为以下几个主要时代。
? 藻类和无脊椎动物时代
大约十五亿年前到五个年前,
生物界经历了元古时代的藻类繁
荣时期,寒武纪的无脊动物第一
次大发期,和奥陶纪的无脊物动
物全盛时期。
? 元古代-藻类时代(约距今 15- 5.7亿年)
元古代已经有了能够自营光合作用、独立繁殖的蓝绿藻类,这是生
物演化史上的一大发展。在茫茫的海域中,除去单细胞的蓝绿藻外,还
有漂浮于海面的藻丝,堆积在海底并形成食头状的藻尖 屑石;卵形的藻
灰 结核也随波滚动在海底,所以,元古宙可说是(藻类时代)。
元古代地屑在我国分布很广,含有大量的 藻类化石,积累成巨厚的
岩屑,是一种十分华丽的建筑材料。北京人民大会堂光彩夺目的石柱,
南京长江大桥头堡照耀如镜的墙壁,都是用产自八亿年前的藻类组成的
石灰岩镶砌而成的。元古宙早期的藻类,以群 状的蓝绿为主,经常保存
为巨大的锥状屑石和简单、连续分枝的直柱 屑石。中期的藻类更为丰富,
虽仍以丝状蓝绿为主,但藻丝的结构更为 复杂,不仅有单列的,而且还
出现了多列的,一般还是保存为各种形式的叠层石,如光滑的石柱状叠
层石,分枝块柱状叠层石。晚期藻类的特色是红藻类大量繁盛,得要的
有前管孔藻( Praesolenopra)、多管藻( Multisiphonia)、放射线藻
( ACTIONPHYCUS)等。这些藻类化石的钙化现象相当清晰,由致密、
放射状排列的线体组成,结构复杂,对追溯红藻的起源,具有重大意义。
晚期除红藻特别繁盛外,蓝绿藻仍然相当发育,它们的群体一般呈球形,
两三个群体被一层共同衣鞘所包围。 元古代无脊椎动物化石贫乏,近年
来,在我国西南各省,已从若干地点的震旦纪末期岩屑中,找到了丰富
的保存完好的软舌和其它们门类化石,这是对古生物学研究的一大贡献。
一、藻类和无脊椎动物时代
? 寒武纪-无脊椎动物第一次大发展(距今 5.7-5.1亿年)
寒武纪,除个别门类外,现在生活在地球上的生
物几乎全部出现了, 揭开了生物演化史上的宏伟帷幕。
当时的大陆可能是荒凉的,还没有找到任何真实的陆
生生物遗迹。 低级的苔藓和地衣类的植物,可能生活
在潮湿的低地,还缺少根与纤维组织,难以蔓生到干
燥地区 ; 当时的无脊椎动物也还没有在空气中生活的
机能。
浅海中的无脊椎动物是多种多样的,一般隐伏在各
类海藻中,共同生活,并以微小的有机物作为食料,
生育繁殖。寒武经的生物,形态奇特,和我们现代地
球上抽能看到的极少相似之处。
? 大约十五亿年前到五亿年前,生物界经历了
元古时代的藻类繁荣时期,寒武纪的无脊动物第
一次大发期,和 奥陶纪 的无脊物动物全盛时期。
? 奥陶纪 ―― 无脊椎动物全盛时期(距今 5.1-4.38亿年)
? 陆生的植物和动物,在奥陶纪尚末找到可
靠的代表。但广阔的海域,繁育着大量的各门类
无脊椎动物,除寒武纪业已产生的外,某些类群
还得进一步的发展,如笔石、珊瑚、腕足、海百
合、苔藓虫和软体动物等。 (海产藻类占优势)
二、裸蕨植物和鱼类时代
? 在距今四亿三千八百万年至三亿五千五百
万年间,地质史上称 志留纪和泥盆纪 。这段时
期,生物发展史上有 两大变革,其一是生物开
始离开海洋,向陆地 发展。首先登陆大地的是
绿藻,进化为裸蕨植物,它们摆脱了水域环境
的束缚,在变化多端的陆地环境生长,为大地
首次添上绿装。其次是 无脊椎动物进化为脊椎
动物,志留纪 时出现的无甲胃鱼类,是原始脊
椎动物的最早成员,但却不是真正的鱼类;到
泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的
鱼类,并成为水域中的霸主。
二、裸蕨植物和鱼类时代
? 志留纪 ―― 脊椎动物出现(距今 4.38----
4.1亿年)
? 植物,数量很少,并且残破支离,包括
一些丝状的碎片和细小的叶苞,最大的
长约二厘米,宽约一厘米,菌藻类的钙
藻在志留纪是繁盛的。
二、裸蕨植物和鱼类时代
? 泥盆纪 ―― 植物登陆,鱼类昌盛(距今 4.1-3.55亿年)
? ( 3)植物
在泥盆纪,尤其自中泥盆世开始,陆生植
物获得普遍发展,大地初披绿装,这是植物发
展史上一个重大的跃进。泥盆纪早期的陆生植
物,形态单调,分枝的茎轴是裸露的,尚无叶,
仅有刺状的突起或单片的锥形叶。其后,逐渐
演变,出现了原始乔木植物低级的裸子植物。
最多的鳞木类,曾发现有直径达 60厘米以上的
这类植物的茎干。
三、蕨类植物和两栖动物时代
? 在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年
的 石炭纪和二叠纪 时期,陆生生物飞跃发展。
石炭纪时裸蕨植物已绝灭了,代之而起的是石
松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等植物,它
们生长茂盛,形成壮观的森林。与森林有密切
关系的昆虫亦发展迅速,种属激增,估计到二
叠纪末期已有几万种昆虫。此外,脊椎动物亦
在石炭纪时向陆上发展,但因为不能完全脱离
水域生活,只能成为两栖类动物,到二叠纪末
期,两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物 —
原始爬行动物。
? 三、蕨类植物和两栖动物时代
? 在距今三亿五千五百万年到二亿五千万
年的石炭纪和一世纪时期,陆生生物飞
跃发展。裸蕨植物绝减了,代之而起的
是真蕨和种子蕨等,繁茂生长,形成沼
泽森林;两栖类动物亦不断演化。
? 石炭纪 ―― 壮观的蕨类森林(距今 3.55-
2.90亿年轻化
? 植物,矮小真蕨,种子蕨进一步发展。
三、蕨类植物和两栖动物时代
? 二叠纪 ―― 两栖动物大发展(距今 2.9-2.5亿年)
? 植物 二叠纪的植物景观的主要特点,是石
炭纪的一些植物逐渐衰落,中生代的类型开始
兴起。二叠纪早期的植物,鳞木类残存无几了。
其它如楔羊齿( SPHENOPTERIS),栔羊齿
( PECOPTERIS)、轮叶( ANNULARIA)等,
还大部份是石炭晚常见的种群,只是栉羊齿特
别兴盛。 木类趋于衰退。
? 在二叠纪,亚洲东部繁盛的华夏植物群中,出现了像线羊齿
( EMPLECTOPTERIS)、单纲羊( GIGANTONOCLEA)待,以
纲状叶派为特微标志的植物群。稍晚,银杏类的楔银杏
( SPHENOBAIERA)、苏钱类的侧羽叶( PREROPHYLLUM)兴
带羊齿( TAENIOPTERIS)等,具有中生代色彩的裸子植物,逐
渐增多了。
? 二迭纪晚期,大羽羊齿的叶子有时长达 30厘米,宽达 15厘米,
这种大叶的羊齿在亚洲东部广泛分布,所以这个地区的植物群被
称做大羽羊齿植物群。此外,还产生了鳞杉( ULLMANNIA)、
束羊齿( FASCIPTERIS)和瓣轮叶( LOBATANNLARIA)的一
些种群。枝派蕨( CLADOPHLEBIS)、蕉羽叶( NILSSONIA)、
扇叶( RHOPIDOPSIS)等,一些具有十分强烈中生代色彩植物群
的出现。这说明古生代的植物已趋衰退,逐渐过渡为另具一格的
中生代植物。南半球(岗瓦纳大陆)的植物群,兴北半球是不相
类似的。这一地区的典型代表是舌羊齿植物群,这类舌羊齿一直
生存到中生代早期才告消失。出现。这说明古生代的植物已趋衰
退,逐渐过渡为另具一格的中生代植物。南半球(岗瓦纳大陆)
的植物群,兴北半球是不相类似的。这一地区的典型代表是舌羊
齿植物群,这类舌羊齿一直生存到中生代早期才告消失。
四、裸子植物和爬行动物时代
? 古生代末期,地球上全部生物界发生了一
次明显的衰退和淘汰。但各门类生物仍有不少
科属得以延续。到距今二亿五千万年至六千五
百万年前,生物史称为 中生代,包括了地质史
的 三叠纪,侏罗纪和白垩纪 。中生代生物界最
大的特点是继续向适应陆生生活演化,裸子植
物进化出花粉管,能进行体内受精,完全摆脱
对水的依赖,更能适应陆生生活,形成茂密的
森林。 动物界中爬行动物也迅速发展,演化出
种类繁多的恐龙,成为动物界霸主,占据了海、
陆、空三大生态领域。
四、裸子植物和爬行动物时代
? 三叠纪 ―― 裸子植物兴盛时代(距今 2.5-
--2.05亿年)
? 植物 三叠纪早、中期植物的面貌,多为
一些耐旱的类型。晚三叠世生长在沼泽
中的木贼类、羊齿类相当繁茂,低丘缓
坡则分布有和现代相似的常绿树,如松、
苏铁等。盛产于古生代的主要植物群,
几乎全部减绝,种子蕨大部消失,柯达
树类趋于衰减。
四、裸子植物和爬行动物时代
? 侏罗纪 ――― 恐龙世界(距今 2.05----1.35亿年)
? 植物 在侏罗纪的植物群落中,有许多是晚三迭世延续
存在的份子,与现代的植物景观比较,仍然有较大的
差别。主要植物是木贼草、草本和乔木状的羊齿类与
苏钱类,松柏类的银杏类。密集的松、柏混肴着银杏
与乔木羊齿,共同组成茂盛的森林;草木羊齿尖和其
它草类则遍布低处,覆掩地面;在比较干燥的地带,
生长着苏钱类的羊齿类,形成广阔常绿的原野。 侏罗
纪之前,地球上的植物分区比较明显,由于迁移,演
替,侏罗纪植物群的面貌,地球各区趋于近似,说明
侏罗纪的气候大体上是相近的。
四、裸子植物和爬行动物时代
? 白垩纪 ――― 鸟类和被子植物渐露头角(距今
1.35---0.65亿年)
? 植物 白垩纪的植物景观,显示植物演化史上最大的变革时期。
以裸子植物为主的植物群落,在白垩纪早期仍然繁茂,高大的乔
木类如松柏、银杏和矮小的苏钱类组成广阔的森林,草木的蕨类、
苔藓类则 生在地面;同时,出现了双子叶与单子叶的被子植物。
白垩纪的晚期,被子植物迅速兴盛,代替了裸子植物而占优势,
形成延续到现今的被子植物时代,诸如木兰,柳、枫、白杨、桦、
棕榈等,遍布地表。现代类型的松柏,甚至像水杉等,都是在白
垩纪晚期产生的。
? 被子植物 的出现和发展,不仅是植物界的一次大变革,同时也
给动物以极大的影响。被子植物为某些动物,如昆虫、鸟类、哺
乳类,提供了大量的食料,使它们得以繁育;从另一方面看,动
物传播花粉与散布种子的作用,同样也助长了被子植物的繁茂和
发展。
五、被子植物和哺乳动物时代
? 从六千五百万年前到今天,生物发展史上
称 新生代,包括了地史的 第三纪和第四纪 。中
生代末期,生物界又一次发生了剧烈的变革,
极度繁荣的恐龙突然绝灭;海域里很多无脊椎
动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等,亦未能
够逃脱这次巨变而遭淘汰。然而,进入新生代,
一些类群如鸟类和哺乳类等却产生了更高级的
科、属,获得兴盛发展; 被子植物 因种子在子
房内发育,并进行双受精作用,完全摆脱了水
域环境的束缚,于是取代了裸子植物,成为植
物界的霸主。
五、被子植物和哺乳动物时代
? 从六千五百万年前到今天,生
物发展史上称新生代,包括地史上的
第三纪(距今六千五百万年至三百万
年)和第四纪(距今三百万年至现
在),第三纪又分为古新世、始新世、
渐新世、中新世和上新世五个时期;
第四纪则分为更新世和全新世两时期。
? 植物 新生代的植物景观基本上和现代的相似。中生
代许多盛极一时的裸子植物不复存在;蕨类亦显着衰退,
并缩小其分布范围;而被子植物则继续发展茂盛。新生
代早期的植物群尚与晚白 世的相似,地理分区不甚明显。
当时在高纬度地区生长着 多的温带落业植物群,如在格
陵兰就发现有木兰、枫杨、栎、枫香、杨梅等被子植物
和银杏、红杉、落业松等裸子植物。其后就形成南北不
同的两个植物分区,北方主要是温带落业植物群落,南
方则为热带至亚热带的常绿植物群落。到了新生代的中
期,上述南北两个植物群落都有更向南运移的趋势或混
生现象,植物景观与早期的有所不同,而与现代的基本
上无大差异。新生代晚期,由于受到大冰期的影响,低
纬度的植物群继续繁育,并没有发生剧烈的更换,而高
纬度的植物群,或则消亡殆益,或者运移而幸存。曾经
在北半球广泛分布的裸子植物,如银杏、水杉、水松等,
现均残留无几,成为典型的孑遗植物。浮游的硅藻类得
到更大的发展,它们的遗体堆积成为巨厚的硅藻泥或硅
藻土。
二、植物营养体的演化
? 1、由单细胞到多细胞;
? 2、由能游动到不能游动;
? 3、由无分化到有分化。
三、有性生殖方式的进化
? 1、生殖器官:单细胞到多细胞;
? 2、生殖方式:
? 营养 --------?无性生殖 --- ----?有性生殖
[同配(同宗 --?异宗) --?异配 --?卵配 ]
四、植物对陆生生活的适应
? 1,4.5亿年前,地球一片汪洋,最原始的植物生活其中;
? 2、志留纪末期,地球的沧海桑田运动,产生了裸蕨植
物,重要的里程碑;
? 裸蕨植物对陆生生活的适应:
? ( 1)、茎中有原始的微管组织,有支持和运输作用;
? ( 2)、植物体表面有角质层和气孔,可调节水分的蒸腾;
? ( 3)、孢子囊生于枝顶,孢子壁厚,以利于孢子的传播的保护。
? 3、泥盆纪末期,进一步造山运动,裸蕨让位于蕨类植
物;
? 4、由于种子植物的受精作用能脱离水,克服了蕨类植
物对干旱条件不适的缺点,从而称霸于植物界。
五、生活史的类型及其演化
? 总体是:由简单到复杂;由低级到高级。
? 1、合子减数分裂;
? 2、配子减数分裂;
? 3、居间减数分裂。
? 无有性生殖 -----有核相交替,无世代交替
? -------有世代交替 [同型 -----异型(配子体
优势 -------孢子体优势) ]
六、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
? (一)、营养器官的起源与分化
? (二)、孢子叶的起源与分化
(一)、营养器官的起源与分化
? 1、裸蕨发现以前是叶或同时出现;
? 2、裸蕨发现以后,茎 -----叶 -----根;
? 3、叶的起源:大型叶,顶枝连合扁化而来
? 顶枝学说
? 小型叶
? 突出学说
? 4、根的起源:
(二)、孢子叶的起源与分化
? 1,真蕨亚门 植物孢子叶的起源
? 2,石松亚门 植物孢子叶的起源
? 3,楔叶亚门 植物孢子叶的起源
? 4,5、水韭亚门、松叶蕨亚门 植物孢子
叶的起源??
七、植物的个体发育与系统发育
? 个体发育 (ontogeny):生物个体或结构从
发生到成熟的发育过程。
? 系统发育 (phylogeny):指生物界或某个
生物类群产生发展的历史。
? 系统发育建立在个体发育的基础上,
而个体发育是系统发育的环节。
作业
? P127第 1题
P127第 3题
P127第 7题
P167第 1题;
? P167第 2题;
? P167第 7题;
? P176第 1题;
? P177第 7题;
? 新研究:
?, 中国孢子植物志, 中, 中国真菌志, 第一卷白粉菌目获 1989
年中国科学院自然科学奖二等奖。中国科学院微生物研究所郑儒
永、余永年教授及其研究组与新疆八一农学院赵震宇教授合作,
从 1975年至 1984年对我国的白粉菌进行了全面深入的系统研究,
他们重新研究了解放前发表的所有资料和鉴定过的全部标本,以
及全国各地采得的未定名标本,经过与国外有关标本馆借来的模
式或权威性标本作对比研究后,对过去国内的白粉菌工作进行了
全面整理、订正,并补充了大量新资料,最后确定白粉菌目真菌
在我国 83科,338属 876种和变种的寄主植物共有 22属 253种和变种,
其中 3新属,90新种和新变种以及 20新组合。属的划分全面地采用
了有性型和无性型的综合特征,解决了过去有争议的分属问题,
种和变种的划分,并以形态结合寄主专化性为原则,解决了长期
存在的大种主义和寄主范围可无限大的不合理现象。该分类系统
国际属领先并已得到国内外的广泛承认。这项工作完成,对全世
界植物病理学、真菌学等有关领域内的科研、生产、教学工作均
有积极意义。