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      【地球演义】第九十一回 孢子

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        很多朋友问到为什么生命大爆发以来关于植物的章回这么少。主要是因为和动物界的军备竞赛相比,寒武纪到奥陶纪早期的各种藻类变化不大,少有突破性的演化。另外,由于藻类本身的脆弱和动物,真菌的破坏,保留下来的化石很少。研究较多的主要是能够形成硬质结构的钙藻(参见第六十九回 腻缝儿)。

        但是,在奥陶纪中期,植物先驱们完成了一项革命性的创举:登?#19979;?#22320;。生命第一次拓展到水体以外,一个全新的陆地生态系统开始建立。

      植物演化谱系图。陆生植物都是绿藻的后裔,包括苔藓,蕨类和种子植物。包括图片来源见水印。

        关于最早的植物是如何离开海洋的化石资料极其稀少。普遍推测,大陆上的淡水水体充当了过渡的桥梁。在奥陶纪,藻类植物(主要是绿藻)开始进入空旷的淡水河流和湖泊。随后,节肢动物,环节动物和软体动物,甚至也可能有一些甲胄鱼类演化出淡水生的种类。淡水生态系统的建立,使生命进入内陆成为可能。

      现存藻类中,轮藻门(也有人把它们归入绿藻门轮藻纲)被认为与陆生植物?#33258;?#20851;系最近。轮藻不但有类似高等植物根茎叶的分化,而且它的有性生殖器官:藏精器和(A)藏卵器(O)结构十分复?#21360;?#36825;也很容易让人联想到苔藓植物的精子囊和颈卵器。图片来源自网络。

      浅水中生长的大片轮藻,形成了水下苔原。旱季到来,水塘干涸,这些轮藻很可能在潮湿的泥土上苦苦求生。也许就是这样的环境催生出陆生植物。图片来源自网络。

        早期的淡水藻类面临着一个新的情况:许多内陆水系是季节性的。每当旱季来临,水位降低,生长在浅水区的藻类?#31361;?#22833;去水体的依托,暴露在空气环境?#23567;?#32477;大多数藻类会死于失水和窒息,但一些顽强的?#20197;?#32773;出现了新的变异,以应对危机:它们在潮湿的泥土上平铺身体,吸收水分。植物表面开始覆盖防水层,减少水分的流失。对这些藻类来说,坚持到下一场大雨的来临就是胜利。

      地钱的叶状体,匍匐在潮湿的地表,它的祖先很可能就是最早成功登陆的生命。图片来源自网络。

        凭借着这些耐旱的能力,藻类在湖沼和湿地大量生长。新的变异不断累积,对水的依赖也逐渐降低。最终形成了最早的苔藓——地钱类。它们已经不需要浸泡在水中,可以直接从大气?#24418;?#25910;二氧化碳,完成光合作用。所需要的水分和无机盐取自身下的泥土。最早的陆生植物就此诞生。不过,它们保水能力差,而且繁殖仍然需要水的协助,所以必须生长在水体附近的潮湿地表。在相当长的时间里,干燥的内陆地区依然绝少有生命涉足。

      苔藓植物,蕨类植物和种子植物都有复杂的?#26469;?#20132;替现象,孢子体(Diploid)和配子体(Haploid)?#26469;?#20132;替出现。地钱的配子体特别发达,精子囊中产生的精?#26377;?#35201;在水中才能游到颈卵器中完成受精。受精卵发育成的孢子体(Sporophyte)寄生在配子体上,成熟后开裂,释放出孢子,开始下一轮生命循环。图片来源自网络。

        苔藓植物的孢子表面包覆着致密的防水结构,可以在干燥环境下长时间休眠,遇到合适的环境才开始萌发生长。这类孢子的微体化石被称为隐孢子(Cryptospore)。在奥陶纪中期,隐孢子大量出现,表明早期陆生植物开始了多样化进程。

      奥陶纪隐孢子微化石。千姿百态的孢?#26377;?#24577;表明当时的陆生植物种类已经很多了。图片来源自[1]。

      和隐孢子化石相比,早期陆生植物体的化石资料很少,上图是奥陶纪疑似苔藓植物化石(B,D)和现代苔藓植物组织照片(A,C)对比。图片来源自[2]。

        陆地植物的出现,为其他生命涉足陆地提供了栖身之所和食物来源。到了奥陶纪晚期,一些节肢动物就尾随其后,开始在苔藓丛下的泥土中掘穴生活,以苔藓植株和孢子为食,它们搭建起了最早的陆地生态系统[3]。

      最早的陆生节肢动物的洞穴化石和复原图。这类痕迹化石被称为Scoyenia beerboweri,它们很可能是类似蜈蚣或者马陆的小型动物。图片来源自[3]。

      最早的陆地生态系统复原图。苔藓植物和类似马陆的节肢动物构成了一个完整的生态循环。图片来源自[3]。


      作为最早登?#19979;?#22320;的生物,苔藓植物曾经是生命演化史上的巨人。但在今天,它们却是陆生植物中最矮小脆弱的一类。演化的洪流浩?#38138;?#27748;,泥沙俱下,从生命诞生的那一刻起,就从来不曾停留过。图片来源见水印。

      地球名片

      生物分类:植物界-地钱门

      存在时间:奥陶纪中期 至 现代

      现存种类?#28088;?000种

      化石种类:不明

      生活环境:潮湿陆地

      代表特征?#26097;?#30702;,无维管,扁平叶状体,假根,?#26469;?#20132;替,配子体发达

      代表种类:地钱


      参考文献:

      [1] Charles H.Wellman, Philippe Steemans, Merrell A. Miller, Spore assemblages from Upper Ordovician and lowermost Silurian sediments recovered from the Qusaiba-1 shallow core hole, Qasim region, central Saudi Arabia. Review of Palaeobotany and Palynology 212 (2015) 111–126

      [2] Christopher Cardona-Correa, Michael J. Piotrowski, Jennifer J. Knack, et el., PEAT MOSS–LIKE VEGETATIVE REMAINS FROM ORDOVICIAN CARBONATES. Int. J. Plant Sci. (2016), 177(6):523–538, DOI: 10.1086/686242

      [3] GREGORY J. RETALLACK, SCOYENIA BURROWS FROM ORDOVICIAN PALAEOSOLS OF THE JUNIATA FORMATION IN PENNSYLVANIA. Palaeontology, Vol. 44, Part 2, 2001, pp. 209-235

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      ?#34892;?#36259;的话,请关注攀缘的井蛙,每天琢磨点新东西

      评论 (8) 只看楼主

      全?#31185;?#35770;

      • 1楼
        2017-05-07 10:16 龙静颜 只看Ta

        ?#26469;?#20132;替这个机制很迷……

        苔藓的祖先,绿藻或者轮藻,是配子体还是孢子体?#21152;攀?#30340;呢?

        另外从?#26412;酰?#20004;套染色体肯定比一套强,干活效率高,为什么苔藓不走寻常路,非要把主要精力(?)放在配子体上?

        来自果壳网移动版
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      • 2楼
        2017-05-07 10:46 Quantumz 只看Ta

        一个问题,是不是植物没有上岸之?#22885;?#22320;上是没有泥土的?只有沙子和岩石是吗?那时的泥土只存在于?#22351;?#27700;水面覆盖的一小部?#26234;?#22495;?

        [0] |
      • 3楼
        2017-05-07 11:06 龙静颜 只看Ta

        如果人类有?#26469;?#20132;替,世界会怎样?
        然后社会分成三种人


        精子人,卵子人,合体人……

        来自果壳网移动版
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      • 4楼
        2017-05-07 13:50 果尼玛 只看Ta

        一边看一边查点东西学习,好爽,多谢楼主!

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      • 5楼
        2017-05-07 13:50 光-0430 只看Ta
        引用@龙静颜 的话:如果人类有?#26469;?#20132;替,世界会怎样?然后社会分成三种人精子人,卵子人,合体人……

        学灯塔水母:

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      • 6楼
        2017-05-07 13:52 果尼玛 只看Ta
        引用@Quantumz 的话:一个问题,是不是植物没有上岸之?#22885;?#22320;上是没有泥土的?只有沙子和岩石是吗?那时的泥土只存在于?#22351;?#27700;水面覆盖的一小部?#26234;?#22495;?

        砂再风化下去,应该会有更细的尘

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      • 7楼
        2017-05-07 18:55 某控 只看Ta
        引用@果尼玛 的话:砂再风化下去,应该会有更细的尘

        水里?#19981;?#26377;有机物的碎屑沉积的……积累够了河边的土肯定也是很肥沃的

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      • 8楼
        2019-03-21 20:16 ldzlcs065 只看Ta

        比起植物,菌类的存在感更低啊……

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