因为植物的进化非常曲折,因此形成了种类复杂的众多植物。植物从海洋中诞生,最初只是各种藻类,它们至今也是海洋生态系统的重要支柱,但随着时间流逝,藻类在海洋中获得了新的进化,从单细胞藻类变成多细胞的海带之类的植物,然后植物适应了淡水,并最终登上了陆地,形成了如苔藓,蕨类和石松类原始陆地植物,一直到后期更复杂的裸子植物和被子植物以及野草,是的,野草可是很晚近才进化出来的植物新形式,相当厉害。
图示:野火烧不尽,春风吹又生 唐·白居易《赋得古原草送别》
直到今天为止,植物学家也不清楚地球上到底有多少种不同的植物,估计数量从200万种到一亿种不等。如此巨大的估计差异,就表明,我们对植物的认识还很不够,同时也说明植物的种类的确复杂深奥。
不妨,让我们简单看一下,人类认识植物的历史,我说的认识不是神农尝百草那种认识,简单的将植物分为,可食用,可药用,可杀人这样的认识,而是试图系统地认识植物。长时期来人们把植物就简单的分为树,灌木,草,但这样的分类实在是过于粗糙。
植物分类鼻祖最早尝试对植物进行系统分类的先驱是一位古印度学者Sushrut,他还被誉为外科之父,他可能活跃于公元前800-公元前1000年之间,由于历史过于悠久,印度那块地方又不太平,现在已经很难完全确定他的生死年代了。但幸运的是,他的著作经历各种磨难却流传到了后世。
图示:印度医学鼻祖Sushruta
作为医生Sushrut并不满足于植物的实用药物功能,他还想系统地搞清楚植物的秘密,这种想法接近形而上学,中国古人说形而上者谓之道,他想追求的正是植物之道。他按照植物的两大特征对植物进行了分类,即是否开花,以及寿命长短,是一年生还是多年生。两大特征的组合,让他轻松地将植物分为四大类,如:
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不开花,一年生的短命植物
不开花,多年生的长命植物
开花,一年生的短命植物
开花,多年生的长命植物
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仔细想想我们生活中的常见植物,许多草就属于第三类植物,一年生的开花植物,当然也有开花同时多年生的草,而树和灌木则通常是第四类植物,开花的同时还多年生。而不开花的植物通常是相对原始的植物,包括藻类、苔类、藓类、蕨类等,它们中同样有多年生和一年生,因此这个分类的确在某方面抓住了植物的一些关键特征,尤其是开花还是不开花的确是植物进化上的大事件呢。
植物进化简图
图示:植物进化的简单图示。
这张图上有五大类植物,从左到右分别为轮藻类、苔藓类,这两种植物没有维管,必须生活在水中或者潮湿的地方。
图示:维管的进化在植物界非常重要,让植物获得了相当的自由,让它们可以征服许多环境,在那里生存,也因此形成了植物异常复杂的多样性。维管相当于动物的血管,是运输水和营养的导管和筛管,这是显微镜发明后,人类对植物的认识提高了很大一个层次。
后三种植物拥有维管,可以在干燥的地方上生存,它们是蕨类植物和种子植物(裸子植物和被子植物),蕨类植物是在陆地上最先获得广泛成功的植物,它们一度称霸陆地,直到裸子和被子植物兴起,将它们压迫到某些边缘地带生存。
图示:树蕨。不是所有蕨类长得都像野草,也有长得像树一般的蕨类植物呢。因为蕨类也是有维管的。
而在上述五大类植物中,只有种子植物是能开花的,我们吃的水果就属于被子植物,它们的种子有果皮包裹,而吃的松子就是裸子植物,它没有果皮进行包裹。
图示:桃子的主要食用部分就是它的中果皮,而松子的食用部分则是种子本身。被子植物通过果皮来贿赂动物,让动物帮它将种子带到更远的地方去,这一招让被子植物繁荣昌盛。
裸子植物大约有一千种,但被子植物有名字都有304000种之多,通常认为被子植物的花才是真花,因此被子植物又被直接称为开花植物。当然裸子植物的花算不算花,这个问题真的取决于你对花的认知。
图示:裸子植物苏铁的花。书铁的木质部分密度比水大,很重,因此被古人称为铁树,它极难开花,因此铁树开花才成为低概率事件的代名词。但在现代的培养条件下,铁树大多几年就能开一次花,虽然依然没有规律可言。但也并不需要几十年才开花。
好了,关于植物我就先说这么多,有兴趣的话,不妨找一本植物分类学的书来看
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植物是植物界各式生物的统称,对于其范围,在历史上多有变动。在前林奈时代到林奈时代,除了现今所熟知的植物类群外,原核生物、真菌、藻类因不能主动运动或能进行光合作用等与植物类似的特性,也被划分进植物界内。而根据恩斯特·海克尔、罗伯特·魏泰克、琳·马古利斯、汤玛斯·卡弗利尔-史密斯等生物学家的进一步研究,原核生物、真菌和部分藻类先后被排除出植物界。在近年来的系统发育和分类学研究中,普遍采用汤玛斯·卡弗利尔-史密斯定义的植物界,将原始色素体生物视为与植物等同的概念。但仍有新的研究在挑战这一观点。据估计,植物界现存大约有450000个物种,根据邱园的统计,直至2017年,在维管植物中,381910个物种已被描述和命名,其中369000种被子植物,1110种裸子植物,1300种石松类植物,10500种链束植物(狭义蕨类植物)。与此同时,也不断有新的物种被发现,例如在2016年,有1730种有胚植物被发现和命名。有丝分裂和减数分裂是植物细胞主要的增殖方式,但无丝分裂在植物生长和发育中也有重要作用。有性生殖和世代交替是植物的重要特征,但无性繁殖也是重要的繁殖方式。植物的共同祖先通过与蓝藻内共生获得了质体,并具备了光合作用的能力。绝大多数植物从祖先那里继承了这一结构及能力,但也有少数植物丧失了叶绿体这一结构和光合作用的能力,转为营寄生生活或腐生生活。植物的光合作用是植物主要的物质和能量来源,也是生物圈物质循环和能量流动的重要环节,是地球大部分生态系统的基础。许多植物在人类的生产生活中作为食物、药物、建筑材料、纺织原料等,发挥着重要作用。以植物为研究对象的科学称为植物学,是生物学的重要分支。植物广泛分布于各类生境中,包括全世界水圈的大部,岩石圈的表面,大气层的底部,随着不同气候区而有不同的种类和数量。甚至在沙漠、高原、极地等极端环境下也有植物的身影依照目前较广泛接受的研究,植物(原始色素体生物)起源于16亿年前的一次内共生事件,其中的质体、线粒体等结构,则可以追溯到更早存在的蓝藻和好氧细菌。蓝藻的历史没有定论,最早的可能记录是超过35亿年前的蓝藻黏结堆砌而成的叠层石,但仍有争议。在最晚16亿年前,植物的最后共同祖先以蓝藻为食,但在食物缺乏且阳光充足的环境下,与蓝藻共生,利用它们进行光合作用比将蓝藻作为食物更有利于生存,因此植物的祖先与蓝藻发生了内共生,并获得了质体和光合作用的能力,而一种类似衣原体的生物(可能是军团菌,包括引发军团病的种类)则提供了将有机物转运出质体的基因。传统上认为有胚植物是最早的陆生植物,但近年来有研究指出,通过对古土壤的化学和地质学分析可以看出,早在10亿年前就有陆生单细胞藻类。有胚植物起源于轮藻,最早产生于奥陶纪中期,传统观点认为其起源于海洋藻类,但也有研究指出其起源于陆生单细胞藻类;维管植物出现于志留纪时,且到了泥盆纪时已辐射并分布在许多不同类型的陆地生态系统中;早期种子植物——种子蕨和科达树出现于泥盆纪晚期并于石炭纪时开始分歧,之后经过二叠纪和三叠纪而有了更多的演化;被子植物是最后出现的植物类群,于侏罗纪时由古裸子植物中演化出来,并于白垩纪时迅速地分歧出许多物种,并一直繁盛至今,成为陆生植物的最优势类群;现代裸子植物(称为末端裸子植物)是与被子植物并列的独立单系分支,并非被子植物的祖先。
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