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  • 初中生物被子植物的起源

    編輯: 逍遙路 關鍵詞: 九年級 來源: 高中學習網


    初中生物被子植物的起

    被子植物是現代植物中占絕對優勢的植物類群,目前已知有300—400科,20—30萬種,這在數量上遠遠超過所有其他植物類群種數之和。被子植物的起問題被達爾稱為“討厭之迷”,已經被研究、爭論了一個多世紀。與之有關的假說、理論層出不窮。
    近30年以,相關的研究取得了快速的發展。許多涉及被子植物起的討論和假說受到學術界較廣泛的注意和認可。這主要應歸功于古植物學的研究進展和基于形態學資料、分子生物學數據及兩者結合的分之系統學的貢獻。
    被子植物的起問題主要有3個方面:(1)被子植物的祖先類群;(2)被子植物的起時間;(3)被子植物的起地點。本就從這3方面對被子植物的起問題的研究現狀作一簡要的介紹。

    1. 被子植物的祖先類群
    這是有關被子植物起的核心問題,也是爭議最多的問題。在探究此問題之前,首先要清楚被子植物是否單系類群及其內各大類群之間的關系。
    被子植物各類群之間形態學、生態學等方面的差異很大,許多學者都認為它不可能是單系類群。然而,由于被子植物的許多共性,絕大多數的學者都認為被子植物屬于單系類群。分支系統學的分析結果可以對某一類群是否為單系類群進行自檢。大量關于種子植物的分支系統學分析(尤其是基于分子數據的分析)的結果已經使得人民廣泛的接受了被子植物是單系類群的觀點。
    關于被子植物的原始類群及其祖先的討論,可分為三個階段。
    20世紀90年代中期之前,關于被子植物的起問題主要體現在“假花說”與“真花說”的對立。假花說認為,被子植物的花是從單性的裸子植物的繁殖器官演化而的,因此現生被子植物中具小型的、簡單的、單性的風媒花的類群,即柔荑花序類,是原始類群。真花說認為,被子植物的花是從類似于裸子植物的本內蘇鐵目(Bennettitales, 已經絕滅的化石類群)的一個不分支的、兩性的、其上螺旋狀排列著胚珠和花粉器官的孢子葉球演化而的,因此現生被子植物中具有較大型的、兩性的、多離省心皮和雄蕊的、蟲媒花的木蘭科及其近緣的科是原始類群。由于化石資料的不斷積累以及分支系統學的分析結果不斷報道,現今真花說已被廣泛用于幾大被子植物的分類系統。關于被子植物祖先類群的討論,也由于真花說的廣泛認可而得到了較為統一的認識,即被子植物最直接的姐妹群是買麻藤目,而買麻藤目以及被子植物共同構成了本內蘇鐵目和五柱木(Pentoxylon,已絕滅的化石類群)的姐妹群。繼續追溯下去,則種子厥的開通尼亞目(Caytoniales)可能是本內蘇鐵目加五柱木加買麻藤目加被子植物的共同的姐妹群。
    繼續“真花說”與“假花說”的爭論之后的是木本木蘭說和古草本說的對立。木本木蘭說直接于真花說,認為的被子植物是一種木質的灌木或小喬木,具多心皮的花,舟形的、具覆蓋層的、瘤狀紋飾的花粉,因此木本木蘭類(magnoliids)中的木蘭目(agnoliales,包括Winteraceae, agnoliaceae, yristiceae, Austrobaileyaceae, Degenericeae等科)處于被子植物系統樹的基部。古草本說的化石證據近年出現較多,該說法認為,原始被子植物可能是小型的、具根狀莖或攀緣習性的、具細小簡單花的多年生草本植物。“古草本”一詞現指木蘭類中除了木本木蘭類之外的所有植物類群的總稱,是一個常具較簡單的單性花的類群,包括胡椒科(Piperaceae)、馬兜鈴科(Aristolochiaceae)、睡科(Nymphaeaceae)等。
    關于被子植物的起問題的最新成果是根據分子系統學的研究成果。一個被簡稱為“ANITA”的類群組合被認為位于被子植物系統樹的基部,并代表了現生的被子植物的最原始類群。其中,Amborellaceae(“A”)被認為是其他所有現生被子植物的姐妹群。“N”為睡目(Nymphaeales),“ITA”的類群組合包括:Illiciaceae,Trimeniaceae,Austrobaileyaceae等科。目前的研究成果采用的多基因、多類群的方法,所分析的類群數量多,所采用的特征多,分子生物學數據量大,因此所獲得的系統樹被認為是及其可靠的。后的研究成果雖然有的對新系統樹的準確性有些爭議,但是并沒有動搖新系統樹的基本框架。

    2. 被子植物的起時間
    發現于中國東北義縣的“遼寧古果”(Archaefructus liaoningensis),其時代是否為侏羅紀晚期還有爭議。較早被公認的最早的被子植物化石發現于早白堊世地層中。對于被子植物的起時間有兩類不同的認識,這主要是基于對化石記錄的不同解釋以及是否應該完全的依賴于化石證據推斷起時間。一種觀點認為,起時間為侏羅紀至白堊紀,另一種認為應起的更早,如三疊紀、早于三疊紀、二疊紀、石炭紀、或石炭紀—早白堊紀之間等。最新的分子系統學分析推斷被子植物和裸子植物的分離可能在石炭紀末約290 a之前。

    3. 被子植物的起地點
    長期以廣泛接受的觀點認為被子植物是熱帶起的,這主要是依據西南太平洋和東南亞的熱帶地區集中了大部分的現生的被子植物原始類群。這一說法得到了自孢粉和大植物化石的支持。然而,近年在中國東北地區侏羅系上部和白堊系、蒙古下白堊統、俄羅斯貝加爾湖地區下白堊發現了大量的被子植物化石,因此現今處于高緯度的東北亞地區也被認為可能是被子植物的起地,或者至少是起地之一。




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