植物进化的多样性
植物进化的多样性
Amanita subjunquillea var.
alba （剧毒）
Amanita subjunquillea var. alba（剧毒）
Amanita clarisquamosa
Amanita exitialis （剧毒）
Amanita flavipes
Amanita flavipes
Amanita fritillaria
第
二
节
1、粘菌门（亚界）
：
2、真菌门（亚界）
真
菌
3、地衣门（亚界）
界
一、真菌的起源
有两种观点:
一种为多元论，认为不同的真菌起源于不同的藻类，较
勉强;
另一种为单元论，根据低等的真菌或它的游动孢子具鞭
毛，推测真菌由原始的鞭毛生物演化而来，再循着鞭毛 菌类－接合菌类－子囊菌类－担子菌类演化。
真菌门
1、真菌的态结构
五、裸子植物的起源与演化：
松柏纲 银杏
红豆杉纲 科得狄
买麻藤纲 苏铁纲
本内苏铁
被子植物
1、种子； 2、胚发育不完善； 3、无真正珠被，
无种皮；
4、种子无休眠期。
种子蕨 原裸子植物 （孢子叶营养叶异形，孢子异形）
裸子植物孢子体进一步组织分化，具 有发达的微管系统和根系，特别是产 生种子和花粉管，受精完全摆脱了水 的限制，使它更能适应陆生环境和繁 衍后代，因此，在中生代迅速发展并 取代蕨类植物在陆地上占优势，成为 进化史的一个里程碑。
被子植物 花 flower 雄花 male flower 雄蕊 stamen 花粉囊 pollen sac 花粉母细胞 pollen mother cell 花粉粒（单核期） pollen grain 花粉粒（3－４核期） 雌花 female flower 心皮 carpel 胚珠（珠心）ovule 胚囊母细胞 embryo sac mother cell 单核胚囊 embryo sac 成熟胚囊
生物多样性与分类植物的分类与进化
生物多样性与分类植物的分类与进化生物多样性与分类：植物的分类与进化生物多样性是指在地球上存在着各种各样的生物种类和形态。
作为地球上最基本的生命单位，植物在生物多样性中占据着重要的地位。
为了更好地了解和研究植物的生物多样性，科学家们开展了分类学的研究，对植物进行分类与进化的探索。
一、分类学与植物分类的基础分类学是生物学的一个重要分支，旨在将物种按照它们的特征和亲缘关系进行分类和命名。
植物分类学则专门研究植物的分类，通过对植物的形态、结构、生殖方式等特征进行观察和比较，将植物分成不同的类群。
植物的分类基于它们的形态和解剖结构，主要包括植物的根、茎、叶、花等器官的特征。
比如，常见的分类方法有按照植物根茎的结构特点将其分为根茎类植物、茎型类植物和混合型类植物等；按照叶片的形状和排列方式可分为单叶类植物和复叶类植物等。
二、植物分类的难点与分类方法的演变植物分类并不是一项容易的任务，尤其是在面对大量不同种类的植物时，科学家们面临着许多难题。
植物的形态可变性较大，同一属或同一种的植物可能存在很多变种，这给植物的分类带来了困难。
为了解决这些困难，植物学家们不断改进和完善分类方法。
传统的分类方法主要基于植物的外部形态特征，而随着生物技术的发展，分子生物学也被应用于植物分类。
分子生物学技术可以通过研究植物的DNA序列、蛋白质序列等来揭示植物之间的亲缘关系，从而更准确地进行分类。
三、植物的进化与分类植物的分类不仅仅是对其形态和结构的简单描述，更是对其进化历程的理解和探索。
植物通过数亿年的演化，逐渐形成了当前的多样性。
最早的植物是一些原始的藻类，它们生活在水中，并通过光合作用合成自己所需的养分。
随着时间的推移，植物逐渐进化出根、茎、叶等结构，从而能够在陆地上生存和繁衍。
陆地植物经历了从裸子植物到被子植物的演化，从低等植物如蕨类、苔藓类到高等植物如松树、玫瑰等。
植物的进化也与环境的变化密切相关。
植物根据不同的环境条件逐渐形成了不同的适应特征，如沙漠植物的耐旱能力、雨林植物的喜湿性等。
植物多样性及其演化
显
生 代
始新世
38
被子植物优势
中 生生
白垩纪 侏罗纪
65 144
代 三叠纪 213
出现被子植物 裸子植物优势
宙 石炭纪 286 维管植物繁盛、出现最早的 裸子植物
古 志留纪 408 维管植物 上陆
生 代
奥陶纪
438
海洋藻类繁盛
寒武纪 505 藻类多样化
27
藻类.苔藓.蕨类植物 5分钟
植物王国 52分钟
《生命的进化》
马沛勤
生命科学系
1
第六章 植物多样性及其演化
一、植物的特征 二、植物多样性
1. 藻类植物 2.苔藓植物 3.蕨类植物 4裸子植物 5.被子植物 三、植物的演化
2
• 一、植物特征： • 多细胞 • 有组织、器官分化。 • 光合自养生物。
3
细胞的分裂与分化：
细胞分裂： 单细胞生物细胞分裂就是个体的繁殖。 多细胞生物细胞分裂还使个体细胞数 目增多——多细胞生物。
9
10
11
2
13
14
3 蕨类植物（20000种左右） 特征： 有根、茎、叶分化 潮湿环境中生活 孢子繁殖
根起吸收、固定作用。
茎、叶中有输导组织——管胞，茎、叶有运输，
功能，植物体能生长高大。
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16
17
18
孢子繁殖的植物——孢子植物
特征： 孢子繁殖离不开水。
从植物进化上说，还没有摆脱水的束缚， 还没有成为真正的陆生植物。
28
自然进化 2
消化道 45分钟
29
细胞分化： 个体中的细胞去执行不同的功能。细 胞的分化形成不同的组织。功能相同 的细胞群 称组织。
植物多样性的起源与进化机制
植物多样性的起源与进化机制植物多样性作为地球生物多样性的重要组成部分，对维持生态平衡和人类生存都起着至关重要的作用。
而植物多样性的形成与发展是一个漫长而复杂的进化过程，涉及到多种机制和因素的互动。
本文将从植物多样性的起源、进化机制和对环境变化的适应性等方面进行探讨。
一、植物多样性的起源植物的起源可以追溯到远古时期的海藻和藻类原核生物。
随着地球环境的演变和适应性进化的推动，原始植物逐步从水生环境中适应到陆地环境，并经历了一系列的进化和分化过程。
陆地植物的起源是植物多样性形成的重要起点。
在起源过程中，植物通过遗传突变、基因重组和基因转移等机制，积累了大量的遗传变异。
这些遗传变异为植物后续的进化提供了丰富的遗传资源，为植物的多样性发展奠定了基础。
二、植物多样性的进化机制植物多样性的进化机制主要包括自然选择、突变和基因流等。
1. 自然选择自然选择是植物多样性起源和进化的主要推动力。
在不同的环境中，适应性更强的植物往往能够更好地生存和繁殖，将有利的遗传特征逐代传递下去。
这种适者生存的原则促使植物逐渐进化出各种适应不同环境的生存策略和形态特征，从而形成了多样性。
2. 突变突变是植物进化中的重要因素之一。
突变指的是存在于遗传物质中的突发性变异。
这些突变可能影响植物的生长、发育、形态等方面，有的突变可能会给植物带来有利的适应性优势，从而在进化中被保留和发展。
3. 基因流基因流是指不同个体或不同种群之间基因的相互交流和流动。
植物的繁殖过程中，花粉和种子的传播会导致基因的流动。
这样的基因流动会带来基因的交换和混合，使得植物的基因组更加多样化。
基因流对于增加植物的适应性和生存能力具有重要作用。
三、植物多样性对环境变化的适应性植物多样性在面对环境变化时具有较高的适应性和生存能力。
多样化的物种和基因池使得植物拥有更多的选择和适应策略。
当环境发生变化时，一些物种可能因为其特有的生态位而能够适应并生存下来；而一些物种可能因为其遗传多样性而能够快速适应新的环境。
植物多样性综述
植物多样性综述前言生物多样性（Biodiversity）是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，其内容包括自然界各种动物，植物，微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂的生态系统。
一般认为，生物多样性包括了四个主要的层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。
植物多样性是生物多样性中以植物为主体，由植物、植物与环境之间所形成的复合体及与此相关的各种生态过程的总和。
它是生物多样性的重要组成部分，在研究上二者都涉及到遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。
正文多样性研究渐渐从物种的组成与变化向多样性对演替过程中生物进化的响应、多样性功能方面发展。
植物多样性是物种多样性的重要组成。
一、群落演替过程多样性动态物种多样性的恢复是群落和生态系统恢复过程最重要的特征之一，也是研究植被演替的重要手段之一。
许多学者为了了解群落恢复过程与机理，并探求恢复和重建的有效途径，进行了大量与群落恢复相关的多样性研究。
恢复过程中多样性的变化大体趋势为低、高、较高，但恢复的途径及自身特点有着明显的作用，如人工播种恢复可能不及自然恢复的起伏大，竞争、入侵、生态位分化等差异显著，因此多样性变化的规律可能不同。
当前，植被恢复过程中多样性的研究趋向于探讨多样性恢复的机制和多样性维持的机理，指导恢复和重建、保护和可持续发的实际作用。
植物群落的演替过程就是群落中物种组成不断发生变化、更替的过程。
群落演替过程中的多样性特征是研究群落多样性时空动态规律的重要内容。
十九世纪以来，对群落演替的研究从描述方面渐渐向功能解释方面发展，在解释多样性变化的根本原因与本质规律上取得显著进步。
近年来，许多学者研究了群落演替过程多样性动态、变化规律及其对不同演替阶段生态响应等。
虽研究的区域不同，环境差异可能很大，但其变化趋势大体上是相似的，即随演替特别是次生演替的发展，先增加后降低。
在群落的垂直结构中，随着演替进行，乔木层的物种多样性表现为单峰曲线，曲线的弧度在不同区域不同演替上差异较大：灌木层的变化与乔木层相似，因为演替初期只包含了少数阳性物种，随着演替进行，在竞争较强且郁闭度适中时能容纳更多的中性及阴性树种，演替后期郁闭度很大且种间关系稳定，容纳物种有所下降。
进化与植物形态多样性
进化与植物形态多样性进化是生物界中一项持续进行的过程，其结果之一就是植物形态的多样性。
植物界中形态各异的各种植物，正是进化过程中的产物。
本文将探讨进化是如何驱动植物形态多样性的，以及这种多样性对植物的适应性和生态系统的稳定性的影响。
1. 进化推动植物形态多样性的机制进化是一种逐渐而持续的过程，植物形态的多样性是由进化力量和机制所推动和塑造的。
首先，自然选择是进化推动植物形态多样性的重要机制之一。
自然选择是指适应环境条件的有利特征在繁殖中更频繁地传递给后代的过程。
这会导致有利特征的积累和传承，从而促进植物形态的差异化。
例如，如果植物生长在环境条件较为干燥的地区，那些具有较长根系和较小的叶片的植物往往更能生存下来，繁衍后代，形成了适应干旱环境的形态特征。
其次，突变和基因重组也是促进植物形态多样性的重要因素。
突变是指DNA序列的突然改变，可以导致新基因型和表型的出现。
而基因重组是指来自两个不同个体的基因在繁殖过程中重新组合形成新组合的过程。
这些突变和基因重组可以导致植物形态的新变异和多样性。
例如，一些突变可能导致植物的花朵颜色或叶片形状发生变化，形成不同的形态特征。
最后，基因流和遗传漂变也会对植物形态多样性产生影响。
基因流是指来自其他个体或种群的基因进入到目标种群中的过程。
这些外源基因的引入可能会改变植物的形态特征。
而遗传漂变是指由于随机事件，如自然灾害或种群规模的改变，导致基因频率的随机变化。
这些随机的基因频率变化可能会导致植物形态多样性的增加或减少。
2. 形态多样性对植物适应性的影响植物形态多样性与植物的适应性密切相关。
形态多样性使得植物能够在不同环境条件下更好地适应，提高了其生存和繁殖的成功率。
首先，形态多样性使得植物可以适应不同的生境。
在不同的生态系统中，植物需要应对不同的气候、土壤和资源条件。
形态多样性使得某些植物能够生长在干旱地区，而另一些植物则可以适应湿润地区。
植物在适应不同生境的过程中，形态特征的变化起到了重要的作用。
植物进化学揭秘植物多样性的演化历程
植物进化学揭秘植物多样性的演化历程植物作为地球上最为丰富和多样的生物群体之一，其多样性的演化历程一直以来都是生物学家们关注的焦点之一。
为了深入揭秘植物多样性的演化历程，植物进化学作为植物学的重要分支领域，起到了重要的作用。
本文将通过植物进化学的研究成果，探讨植物多样性的演化历程。
一、植物进化学的基本概念植物进化学是研究植物进化的学科，它综合运用了遗传学、生态学、生物化学、分子生物学等多个学科的知识，并结合现代进化理论对植物的进化机制和演化历程进行研究。
通过研究植物的基因变异、适应性进化和系统发育等方面的内容，揭示了植物多样性的演化历程。
二、植物的进化机制1. 基因变异：基因的变异是植物进化的基础，通过基因的突变和重新组合等方式，植物的基因组不断发生变化，进而导致植物形态、生理特性等方面的差异。
2. 进化驱动因素：环境因素、适应性选择、种间竞争等因素是植物进化的主要驱动力，植物通过适应环境变化和优胜劣汰的机制，不断调整自身的形态和功能。
3. 研究方法：植物进化学借助于各种研究方法，包括分子标记技术、比较形态学、生态学观测等方法，可以对植物的进化机制进行深入研究。
三、植物多样性的演化历程1. 物种形成：植物多样性的演化历程中，物种形成是一个重要的环节。
物种形成可以通过地理隔离、适应性分化等方式进行，不同的物种形成机制导致了植物多样性的积累和演化。
2. 种间关系：植物之间的关系是植物多样性演化的关键因素之一。
例如，共生关系、竞争关系、捕食关系等都对植物种群的演化产生了影响，进而形成了不同的植物群落。
3. 植物适应性：植物进化的另一个重要方面是适应性进化。
植物通过进化适应不同的环境条件，如气候、土壤、光照等，形成了各种生存策略，进而导致植物多样性的增加。
4. 分类系统：植物多样性的演化历程还体现在植物分类系统的发展上。
植物分类系统的建立和修订，不仅反映了植物物种的多样性和差异，也反映了科学研究对植物多样性演化的认识和理解。
植物的适应性进化和物种多样性
植物的适应性进化和物种多样性植物的适应性进化是指植物种群在适应环境变化的过程中所发生的遗传变异和进化。
物种多样性则涵盖了植物在形态、生理和生态等方面的差异，包括物种的数量和种类等多个方面。
植物的适应性进化是物种多样性形成和维持的重要机制之一。
一、植物的适应性进化1. 进化的原因植物在长期的生物进化过程中，通过自然选择、基因突变等途径，逐渐积累了变异基因，以适应各种环境条件。
适应性进化是植物在面对环境变化时的一种策略，通过进化来提高生存能力和繁殖成功率。
2. 适应性进化的方式植物具有多种适应性进化的方式，包括生理上的响应、形态结构的变化以及生殖方式的改变等。
例如，植物可以通过调节光合作用的强度和速率来适应不同的光照条件；通过改变根系结构和根毛的数量，以更好地吸收土壤中的营养物质；通过花瓣颜色和结构的变化，吸引不同的传粉者，提高繁殖成功率。
3. 环境适应的例子植物的适应性进化在各种环境条件下都普遍存在。
例如，在高海拔地区，植物可以通过增加叶片的厚度和数量，减少水分散失，适应低氧和低温的环境；在干旱地区，一些植物通过发展深层根系，可以从更深处获取水分；在光照不足的环境中，植物可以增加叶片的面积和数量，以吸收更多的阳光。
二、物种多样性的形成1. 物种形成的途径物种多样性指的是地球上物种的数量和种类的多样性。
物种多样性的形成可以通过多种途径实现，包括突变、自然选择、隔离等。
当植物种群面临不同的环境选择压力时，适应性突变有可能出现，进而导致新的物种形成。
2. 物种多样性的重要性物种多样性对维持生态平衡和生物界的稳定具有重要作用。
物种多样性可以增加生态系统的稳定性，提供丰富的生态服务和资源，保护生物的基因库，并促进能量流和物质循环。
3. 物种多样性的保护为了保护和维持物种多样性，人类可以采取多种措施。
例如，建立自然保护区和野生动植物保护区，限制毁林、过度捕捞和野生动植物贸易等破坏自然环境和物种的行为；加强环境教育和科普宣传，提高公众对生物多样性保护的意识和保护意愿；加强国际间的合作与交流，共同保护地球上的物种多样性。
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二、植物界主要类型的进化关系
直径2mm。 后来在泥盆纪的早、中期又先后发现了莱尼蕨
(Rhynia) 、 裸 蕨 (Psilophyton) 以 及 霍 尼 蕨 (Horneophyton) 、 工 蕨 (Zosterophyllum) 等 。 它 们 生 活
于陆地上或沼泽地,分布于各大洲,繁盛于泥盆纪的早、 中期,这段地质时期称为裸蕨植物时代。裸蕨植物均于泥 盆纪晚期绝灭,仅生存了3000万年。
想一想：
为什么苔藓植物中没有高大的植物体？
四、裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展
裸蕨植物是最古老的陆生维管植物,其共同特征是无叶、 无真根,仅具假根;地上为主轴,多为二叉状分枝;原生中柱; 孢子囊单生枝顶, 孢子同型等。
最早的裸蕨植物化石发现于4亿年前的志留纪晚期,定
名为顶囊蕨或光蕨(Cooksonia)(图14-5A)。其株高约1Ocm,
由此可见,化石在研究植物的起源、发展和进化中具有极其重要的作用, 它是植物进化过程的直接证据。
大羽羊齿
苏铁纲的化石植物---中国尼尔桑
第一节 植物界的起源和进化
一、地质年代与植物进化简史
经测定,地球的年龄约为46亿年。并把地质史通常分为5个 代:太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。每个代又 起源与演化:
1、起源: 大体可归纳为两种观点:
绿藻: 具有相同的叶绿素,叶黄素;
（1）起源于藻类: 轮藻: 植物体的分化,卵囊的构造的相似性;
褐藻: 等世代
不等世代型.
(2) 由裸蕨植物退化而来。
但这两种观点至今都还缺少足够的论证。
苔藓植物演化途径:
起源绿藻: 有背腹之分的片状 苔纲
植物由低等到高等,由简单到复杂的进化方式。是植物体 从细胞结构、形态结构、生理、生殖等综合的全面的进 化过程。进化的结果是植物组织结构逐渐复杂化、完善 化,而且不断地从低等的植物演化出新的高级种类和类群。 ①细胞结构:从原核到真核,或从原核到间核,再到真核; ②形态结构:从单细胞到群体或丝状体,再到多细胞体;从无 分化到有分化,从简单分化到复杂分化;从原植体到拟茎 叶体再到具有真正的根、茎、叶的植物体;从无维管组织 到有维管组织
1、印痕化石：是植物残体在形成化石的过程中被分解掉,最后仅留下植 物的印模。
2、矿化化石：是植物残体尚未腐烂分解时被水中的硅质、钙质或铁质 渗入,形成了硅化、钙化或铁化矿石。矿化化石可以较完好地保存植 物的形态和细胞结构。
3、有时植物腐败的降解产物,还可以保存为“化学化石”,如叶绿素的 降解物卜啉。这种稳定的物质可指示这一沉积以前,肯定有绿色植物 生存。
植物和真菌多样性的进化
植物的进化历史
原始维管植物登陆成功，约408百万年前 古蕨类繁盛期，300百万年前 原始裸子植物，约200百万年前 约110百万年前的花，及现代木兰植物的花
进化的证据----化石
化石是生活在地球上的古代植物的残体在腐烂之前,有可能被水中的泥 沙掩埋,或埋没在火山灰里,这些泥沙经过漫长的地质作用变成岩石 过程,其中的植物残体就变成了化石。植物化石通常分为：
⑥种子:从无(仅具孢子)到具有裸露种子,再到有子房包被种子形成 果实;
⑦生活环境:从水生到陆生;从仅能狭幅适应环境到广幅适应环境。
植物的世代交替
有丝分裂 孢子
减数分裂
配子体
有丝分裂 配子
单倍体世代 双倍体世代
受精作用
孢子体
合子 有丝分裂
植物的个体发育与生活史
个体发育(ontogeny)是指任一植物个体,从其生命活动的 某一阶段开始(如孢子、种子或合子等),经过一系列的生 长、发育、分化、成熟(包括形态上、生理上和生殖等), 直到重又出现开始阶段的全过程。个体发育的全过程也 称生活周期(life cycle)或生活史(life history)。
裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源与演化：
裸子植物
真蕨植物
楔叶（木賊）类
石松类
松叶类
古蕨属 小原始蕨
古芦木属
刺石松科
裸蕨类
苔藓：裸蕨的某些 性状与苔藓相似
藻类：
1、绿藻：1）具相同的叶绿素；
2、褐藻：
2）贮藏物质都是淀粉等；
1）具孢、配子体发达的种类；
3）游动精子都具等长鞭毛
2）结构复杂，并具多细胞配子囊
③生殖器官:从单细胞结构到多细胞结构,再到具不育细胞套层的多 细胞结构,从无花的结构到无花被的花,再到具花被的真正的花;
④生殖方式:从营养繁殖到无性生殖,再到有性生殖,有性生殖又从 同配到异配,再到卵配;受精过程由离不开水到产生花粉管,完全 摆脱了水的限制,进而发生双受精。
⑤生活史:从营养繁殖到无性生殖完成生活史,到有核相交替(合子 减数分裂或配子减数分裂),再到世代交替(孢子减数分裂);世代 交替又从同形世代交替到异形世代交替,最进步的为孢子体发达 的异形世代交替,配子体由能独立生活到变为寄生于孢子体上:
蕨类植物的进化特征
• 有根、茎、叶的分化；有维管系统；既是高等的孢子植物， 又是原始的维管植物。
• 配子体和孢子体皆能独立生活，而且孢子体占优势；有明 显的世代交替；配子体产生颈卵器和精子器；孢子体产生 孢子囊束。
• 是进化水平最高的孢子植物；它们和苔藓植物最大的区别 为孢子体内有了维管组织的分化，而且在形态上具有了真 正的根茎叶。与种子植物总称为维管植物(Vascular plant); 但它们不产生种子。蕨类植物的有性器官为精子器与颈卵 器，和苔藓、裸子植物统称为颈卵器植物。
起源轮藻: 茎叶体, 幅射对称 藓纲
起源裸蕨: 发达的孢子体, 较简化的配子体 角苔
总之, 苔藓植物是植物界从水生
体直立的, 幅射对称形 藓纲
片状体, 有背腹之分 苔纲
较退化的孢子体,较复杂的配子体
苔
藓
陆生演化的盲枝
苔藓植物的生活史
苔藓植物为 配子体占优势，而 孢子体寄生在孢子 体上，孢子体结构 简单，世代交替明 显，反映了苔藓植 物在高等植物中的 原始性。