因為植物的進化非常曲折,因此形成了種類復雜的眾多植物。植物從海洋中誕生,最初只是各種藻類,它們至今也是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要支柱,但隨著時間流逝,藻類在海洋中獲得了新的進化,從單細胞藻類變成多細胞的海帶之類的植物,然后植物適應了淡水,并最終登上了陸地,形成了如苔蘚,蕨類和石松類原始陸地植物,一直到后期更復雜的裸子植物和被子植物以及野草,是的,野草可是很晚近才進化出來的植物新形式,相當厲害。
圖示:野火燒不盡,春風吹又生 唐·白居易《賦得古原草送別》
直到今天為止,植物學家也不清楚地球上到底有多少種不同的植物,估計數(shù)量從200萬種到一億種不等。如此巨大的估計差異,就表明,我們對植物的認識還很不夠,同時也說明植物的種類的確復雜深奧。
不妨,讓我們簡單看一下,人類認識植物的歷史,我說的認識不是神農嘗百草那種認識,簡單的將植物分為,可食用,可藥用,可殺人這樣的認識,而是試圖系統(tǒng)地認識植物。長時期來人們把植物就簡單的分為樹,灌木,草,但這樣的分類實在是過于粗糙。
植物分類鼻祖最早嘗試對植物進行系統(tǒng)分類的先驅是一位古印度學者Sushrut,他還被譽為外科之父,他可能活躍于公元前800-公元前1000年之間,由于歷史過于悠久,印度那塊地方又不太平,現(xiàn)在已經很難完全確定他的生死年代了。但幸運的是,他的著作經歷各種磨難卻流傳到了后世。
圖示:印度醫(yī)學鼻祖Sushruta
作為醫(yī)生Sushrut并不滿足于植物的實用藥物功能,他還想系統(tǒng)地搞清楚植物的秘密,這種想法接近形而上學,中國古人說形而上者謂之道,他想追求的正是植物之道。他按照植物的兩大特征對植物進行了分類,即是否開花,以及壽命長短,是一年生還是多年生。兩大特征的組合,讓他輕松地將植物分為四大類,如:
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不開花,一年生的短命植物
不開花,多年生的長命植物
開花,一年生的短命植物
開花,多年生的長命植物
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仔細想想我們生活中的常見植物,許多草就屬于第三類植物,一年生的開花植物,當然也有開花同時多年生的草,而樹和灌木則通常是第四類植物,開花的同時還多年生。而不開花的植物通常是相對原始的植物,包括藻類、苔類、蘚類、蕨類等,它們中同樣有多年生和一年生,因此這個分類的確在某方面抓住了植物的一些關鍵特征,尤其是開花還是不開花的確是植物進化上的大事件呢。
植物進化簡圖
圖示:植物進化的簡單圖示。
這張圖上有五大類植物,從左到右分別為輪藻類、苔蘚類,這兩種植物沒有維管,必須生活在水中或者潮濕的地方。
圖示:維管的進化在植物界非常重要,讓植物獲得了相當?shù)淖杂?,讓它們可以征服許多環(huán)境,在那里生存,也因此形成了植物異常復雜的多樣性。維管相當于動物的血管,是運輸水和營養(yǎng)的導管和篩管,這是顯微鏡發(fā)明后,人類對植物的認識提高了很大一個層次。
后三種植物擁有維管,可以在干燥的地方上生存,它們是蕨類植物和種子植物(裸子植物和被子植物),蕨類植物是在陸地上最先獲得廣泛成功的植物,它們一度稱霸陸地,直到裸子和被子植物興起,將它們壓迫到某些邊緣地帶生存。
圖示:樹蕨。不是所有蕨類長得都像野草,也有長得像樹一般的蕨類植物呢。因為蕨類也是有維管的。
而在上述五大類植物中,只有種子植物是能開花的,我們吃的水果就屬于被子植物,它們的種子有果皮包裹,而吃的松子就是裸子植物,它沒有果皮進行包裹。
圖示:桃子的主要食用部分就是它的中果皮,而松子的食用部分則是種子本身。被子植物通過果皮來賄賂動物,讓動物幫它將種子帶到更遠的地方去,這一招讓被子植物繁榮昌盛。
裸子植物大約有一千種,但被子植物有名字都有304000種之多,通常認為被子植物的花才是真花,因此被子植物又被直接稱為開花植物。當然裸子植物的花算不算花,這個問題真的取決于你對花的認知。
圖示:裸子植物蘇鐵的花。書鐵的木質部分密度比水大,很重,因此被古人稱為鐵樹,它極難開花,因此鐵樹開花才成為低概率事件的代名詞。但在現(xiàn)代的培養(yǎng)條件下,鐵樹大多幾年就能開一次花,雖然依然沒有規(guī)律可言。但也并不需要幾十年才開花。
好了,關于植物我就先說這么多,有興趣的話,不妨找一本植物分類學的書來看
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植物是植物界各式生物的統(tǒng)稱,對于其范圍,在歷史上多有變動。在前林奈時代到林奈時代,除了現(xiàn)今所熟知的植物類群外,原核生物、真菌、藻類因不能主動運動或能進行光合作用等與植物類似的特性,也被劃分進植物界內。而根據(jù)恩斯特·??藸枴⒘_伯特·魏泰克、琳·馬古利斯、湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯等生物學家的進一步研究,原核生物、真菌和部分藻類先后被排除出植物界。在近年來的系統(tǒng)發(fā)育和分類學研究中,普遍采用湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯定義的植物界,將原始色素體生物視為與植物等同的概念。但仍有新的研究在挑戰(zhàn)這一觀點。據(jù)估計,植物界現(xiàn)存大約有450000個物種,根據(jù)邱園的統(tǒng)計,直至2017年,在維管植物中,381910個物種已被描述和命名,其中369000種被子植物,1110種裸子植物,1300種石松類植物,10500種鏈束植物(狹義蕨類植物)。與此同時,也不斷有新的物種被發(fā)現(xiàn),例如在2016年,有1730種有胚植物被發(fā)現(xiàn)和命名。有絲分裂和減數(shù)分裂是植物細胞主要的增殖方式,但無絲分裂在植物生長和發(fā)育中也有重要作用。有性生殖和世代交替是植物的重要特征,但無性繁殖也是重要的繁殖方式。植物的共同祖先通過與藍藻內共生獲得了質體,并具備了光合作用的能力。絕大多數(shù)植物從祖先那里繼承了這一結構及能力,但也有少數(shù)植物喪失了葉綠體這一結構和光合作用的能力,轉為營寄生生活或腐生生活。植物的光合作用是植物主要的物質和能量來源,也是生物圈物質循環(huán)和能量流動的重要環(huán)節(jié),是地球大部分生態(tài)系統(tǒng)的基礎。許多植物在人類的生產生活中作為食物、藥物、建筑材料、紡織原料等,發(fā)揮著重要作用。以植物為研究對象的科學稱為植物學,是生物學的重要分支。植物廣泛分布于各類生境中,包括全世界水圈的大部,巖石圈的表面,大氣層的底部,隨著不同氣候區(qū)而有不同的種類和數(shù)量。甚至在沙漠、高原、極地等極端環(huán)境下也有植物的身影依照目前較廣泛接受的研究,植物(原始色素體生物)起源于16億年前的一次內共生事件,其中的質體、線粒體等結構,則可以追溯到更早存在的藍藻和好氧細菌。藍藻的歷史沒有定論,最早的可能記錄是超過35億年前的藍藻黏結堆砌而成的疊層石,但仍有爭議。在最晚16億年前,植物的最后共同祖先以藍藻為食,但在食物缺乏且陽光充足的環(huán)境下,與藍藻共生,利用它們進行光合作用比將藍藻作為食物更有利于生存,因此植物的祖先與藍藻發(fā)生了內共生,并獲得了質體和光合作用的能力,而一種類似衣原體的生物(可能是軍團菌,包括引發(fā)軍團病的種類)則提供了將有機物轉運出質體的基因。傳統(tǒng)上認為有胚植物是最早的陸生植物,但近年來有研究指出,通過對古土壤的化學和地質學分析可以看出,早在10億年前就有陸生單細胞藻類。有胚植物起源于輪藻,最早產生于奧陶紀中期,傳統(tǒng)觀點認為其起源于海洋藻類,但也有研究指出其起源于陸生單細胞藻類;維管植物出現(xiàn)于志留紀時,且到了泥盆紀時已輻射并分布在許多不同類型的陸地生態(tài)系統(tǒng)中;早期種子植物——種子蕨和科達樹出現(xiàn)于泥盆紀晚期并于石炭紀時開始分歧,之后經過二疊紀和三疊紀而有了更多的演化;被子植物是最后出現(xiàn)的植物類群,于侏羅紀時由古裸子植物中演化出來,并于白堊紀時迅速地分歧出許多物種,并一直繁盛至今,成為陸生植物的最優(yōu)勢類群;現(xiàn)代裸子植物(稱為末端裸子植物)是與被子植物并列的獨立單系分支,并非被子植物的祖先。
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