植物世界的“族谱”是什么?
从高山到峡谷,从丘陵到平原,从陆地到海洋、湖泊,从赤道到南北极,到处都有植物的踪影。万紫千红、千奇百态的植物将我们的地球装扮得如此多娇。森林诱发了人们对美好世界的向往,草原给了人们无比宽阔、豁达的性格,荒漠给人以力量和粗犷的感觉……所有这一切都是我们绿色世界的成员——各种类型的植物所构成的。那么地球上到底有多少植物呢?据植物分类学者统计,全世界种子植物共约24万种,蕨类植物约有12万种,苔藓植物约有23万种,藻类植物约有17万种,真菌约有12万种,地衣类约有165万种,蓝藻约有500种……如此众多的植物种类,真是一个巨大非凡的植物王国呀!面对如此数目庞大、形态差异如此显著的植物世界,我们如何来区分,辨别它们呢?科学家们经过长期的研究,终于发现了植物界的一些基本规律,建立了一套分类系统,从而使人们能够从繁杂的各种植物中,按照它们的特性和彼此间的亲缘关系而区分辨认出来。
在林耐对植物进行科学分类和命名以前,植物的名称非常混乱,不但不同的国家和语言对同一种植物的叫法不同,就是在同一个国家、同一种语言中,由于方言和地域不同,对同一种植物的叫法也有不同呢!比如原产南美洲的马铃薯,到了清朝时传入我国,现在已在全国广泛种植。在我国的不同地区,马铃薯就有不同的名字:北京称它为“土豆”,辽宁等地称为“地豆”或“地蛋”,云南等地称为“洋芋”等等;再如黄瓜。黄瓜是胡瓜的别名,原产印度,公元前200年张骞出使西域时把它带回我国,所以人们叫它胡瓜,据说是后来在隋朝因为帝王避讳的关系才改名黄瓜的;西瓜是夏天用来消暑解渴的上品,原产非洲,古代埃及人4000多年以前就开始栽培,大约在公元四五世纪以前才从西域传入我国,所以叫它西瓜;菠菜是北方的一种主要蔬菜之一,也叫波斯草,它原产于亚洲西南部,2000年前在波斯已经开始栽培,唐朝时传入我国;还有的植物是根据其生长环境来命名的,如山杨、雪莲等;有的植物则是根据其形状命名的,如蚕豆;有的植物是根据植物产地命名的,如蜀葵;有的植物是根据其开花的习性来命名,如迎春花;有的植物的名字是由音译而来的,如大丽花,仙客来;有的植物是根据其某一特点来命名的,如落地生根;还有一些植物的名称,由于年代久远,当初为什么如此命名,已经无据可考了,如“蚂蚱腿子”、“七七毛”等,想想看,光是在中国,一种植物就有如此众多的名称,如果全世界算起来,一种植物该有多少名字呢?如果没有一个科学的、统一的名字来称呼它们,那就苦了从事植物学工作的科学家们了,他们就要花费很大的精力去记忆如此众多而又稀奇古怪的植物名称才行。
就在人们想更好地了解各种植物、充分利用植物界的资源、对全世界的植物进行统一命名产生迫切需要的时候,林耐的植物命名方法问世了,这个命名方法给每种植物都起一个用拉丁文来表示的学名,这样,无论哪一个国家的分类学家,看到植物的拉丁文学名就会知道这种植物是什么、有什么样的特征,这样就可以避免因为名称的不一致所引起的混乱,也加强了各国植物学工作者之间的交流与合作,促进了植物学的发展。
以前,人们往往是根据植物的营养体即根、茎、叶的特征来识别植物的。例如在庭院绿化中常用的树种白皮松,便是根据这种植物的茎干上白色的皮而命名的。但是,植物学家更愿意以植物的繁殖器官(主要指花)作为有花植物(被子植物)分类的主要依据。因为科学家们发现,植物的花比根、茎、叶等营养器官的保守性更大一些,不大容易受到外界环境的影响而发生形态上的某些变化,这使得人们识别起来更容易、更方便一些。
林耐的分类法与前人相比已经有了很大的进步了,但由于他没有以生物进化的观点来看待物种,所以,他使用的分类方法不能体现物种之间的亲缘关系,是一种人为的分类方法。后来,科学家们根据植物的形态、结构等级等方法进行分类,寻求各个物种之间的亲缘关系以及植物发展进化的本来面貌,所以这种分类方法又叫做自然分类法。植物分类学的发展,就是一个从人为分类法到自然分类法过渡、转变和不断发展完善的过程。
1867年,由德堪多等人提出创议,经过多次国际植物学会的讨论和修订,采用林耐提出的双名法命名规则的国际植物命名规则确立了。双名法的命名规则是:每一个学名由两个拉丁字或拉丁化形式的字构成,第一部分是属名,为名词,字头要大写;第二部分是种名,为形容词。双名的后面可以附上命名人的姓氏缩写和命名的年份。如果种名下还有种以下等级的名称,如变种,则叫三名法。
林耐和以后的植物学工作者用这种方法命名了数以千万计的植物,从而结束了植物命名混乱的状况,使得植物的命名工作更加科学化、系统化。
为了方便研究,在植物分类学中,人们采用了一系列等级单位,从大到小依次是界、门、纲、目、科、属、种。在这种分类等级中,种是分类的基本单位。例如桃和蟠桃,都属于植物,都应当归于植物界;它们都能开花结果,种子不裸露,其外面包有果皮和种皮,属于被子植物门;桃的胚有两片子叶,因此属于双子叶植物纲。属于同一纲的植物又根据其相似程度的多少,再在纲以下分目、目下再分科、科下再分属、属下再分种,一般来说,我们把上述名称叫做分类单位。植物的族谱一列出来,植物在植物王国中的位置、植物间亲缘关系的远近就清清楚楚地告诉我们了!
一般来说,植物的物种是受地理分布区域和生态环境影响的,但随着人们引种、驯化植物进程的不断加快,随着现代科学技术的发展,地区之间甚至物种之间的界限都被打破了,物种的来源也大大丰富和扩大了。因此,植物在繁殖过程中出现了许多新的亚种、变种、变形,这三个变种是属于种以下的分类等级,一般只具有少数不太重要的性状区别,如有毛无毛、花冠和果实的颜色等等。
随着科学的发展,人们认识的植物逐渐增多,分类特征的差异也比较大,最基本的七级制的分类等级已经不够用了,于是在界、门、纲、目、科、属、种以下,又增设了亚级,例如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属等。看来,植物大家族的成员是越来越“人丁兴旺”了。
(1)藻类植物 苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物 (2)水中 离不开水 脱离水的限制 (3)原始苔藓植物 |
如图生物进化树
(1)由两幅图对比可知,A是两栖类,B是哺乳类,C是被子植物.
(2)从动植物进化历程示意图来看,生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等.
故答案为:
(1)两栖类;哺乳类;被子植物;
(2)简单到复杂;水生到陆生;低等到高等.
目前对真叶植物中叶子独立起源次数有很多种观点,比如2次、3次、5次,甚至9次等。事实上对大型叶起源次数的推断很大程度上依赖于对化石特征的解释和系统发生假设,但是这两者都在某种意义上有着较大的人为武断性,因此具体的次数在目前来看意义不是很大。有观点认为真叶植物中大型叶片的出现与繁盛与泥盆纪和早石炭世的CO2浓度下降有关系。在志留纪CO2浓度较高,植物气孔密度较低,如果存在大型叶片的话,植物很可能由于蒸腾速率不够高而被阳光升温到致死温度以上。CO2浓度的下降与相伴的气孔密度上升使得植物的蒸腾速率足够高而免于受到高温的伤害。 然而,也有观点认为,至少在某些植物(例如Adoketophyton)中,叶样器官的出现可能与孢子囊的保护有关。在早泥盆世,CO2浓度仍然较高,孢子囊周围的叶样器官可以保护孢子囊免于升温;是高CO2浓度与高温驱动了叶的进化。
植物进化的历程为:生活在海洋中的原始藻类,经过极其漫长的年代,逐渐进化成为适应陆地生活的原始的苔藓植物和蕨类植物,使原来的不毛之地开始披上了绿装.但是,它们的生殖还都需要有水的环境,后来,一部分原始的蕨类植物进化成为原始的种子植物,包括原始的裸子植物和被子植物,由于花粉管的出现它们的生殖完全脱离了水的限制,更加适应陆地生活. 生物通过对不同类群生物的形态结构、生殖方式以及生活环境进行比较、分析,可以发现生物进化遵循由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的规律. 故答案为:(1)藻类植物(2)苔藓植物;蕨类植物;种子植物;裸子植物;被子植物;(3)水生;陆生;简单;复杂;低等;高等
藻类、苔藓类、蕨类、裸子植物、被子植物。
1、藻类植物是最早出现的植物形式之一,从原始的光合细菌演化而来,可以通过光合作用产生氧气。
2、苔藓类植物是陆地植物的起源,代表了植物从水生到陆生的类型。苔藓类植物的受精过程离不开水,只能生活在阴暗潮湿的环境中。
3、蕨类植物是高等植物中较低等的一类,主要生活在森林和山野的潮湿环境中。蕨类植物对陆地有了一定的适应性,并开始朝着适应各种陆地环境的方向发展和分化。
4、裸子植物是进化出花粉管并完全摆脱对水的依赖的植物形式。形成了茂密的森林,进入了裸子植物时代。
5、被子植物是最后出现的植物类群,具有复杂的结构,包括根、茎、叶、花、果实和种子等器官的分化。被子植物迅速发展起来,成为陆地植物的最优势类群。
http://wwwyituecom/二叠纪晚期之前,蕨类植物之所以能够得到大量繁殖,主要依靠其孢子体产生大量孢子,飞散到各处,在温暖潮湿的气候条件下,很容易萌发成为配子体;配子体独立生活,在水的帮助下受精形成合子,合子萌发后形成新一代的孢子体。但是在干燥的气候条件下,孢子很难萌发成配子体,萌发出的配子体也不易存活;特别是,没有水不能受精,这就使蕨类植物的繁殖不能正常进行。
裸子植物的配子体不脱离孢子体独立发育,而是受到母体保护;它的受精不需要水作为媒介,而是采用干受精的方式。受精卵在母体里发育成胚,形成种子,然后脱离母体。此时如果遇到不利条件,种子可以不马上萌发,但却继续保持着生命力,待到条件合适时,它们再萌发成为新的植物体。因此,裸子植物保存和延续种族的能力就大大增强了。 裸子植物起源于既有真蕨类特征,又有裸子植物特征的植物,即前裸子植物,其中包括古羊齿类和戟枝蕨类。古羊齿类生活在4亿多年前的晚泥盆世,主茎有16米粗、35米高。戟枝蕨类生活在中泥盆世到晚泥盆世,有主茎和枝系之分,可高达10多米。
在晚泥盆世,由前裸子植物进化出一支乔木状的植物。它的叶子大多是典型蕨叶型的羽状复叶,但是却有种子,因此被称为种子蕨。种子蕨虽然有了种子,但却没有胚;虽然有了花粉粒,但是还没有花粉管,也就没有花。这一方面证明了种子蕨是处于原始状态的种子植物的先驱,另一方面也证明了植物系统发育中种子的出现早于花和果实。
在此基础上,裸子植物分化出了苏铁类和松杉类两大类,并在中生代得到蓬勃的发展,成为爬行动物王国里植被中的优势成员。
被子植物--“有花植物”中的佼佼者 如果你到植物园去游玩,你一定会被那里各式各样姹紫嫣红的花卉吸引;每年春天,伴着暖暖的春风绽放在田野、山坡、庭院和路边的大大小小的花朵,也总是最使人感受到春天的气息。作为生活在新生代的生物,人类是幸运的。我们不仅可以享受到各种植物提供给我们的食物,还可以享受到鲜花带给我们的美丽。因此,自古以来人类就对鲜花分外感兴趣。在美术家的笔下和刻刀下,花朵永远是他们描绘或雕琢的一种主题;在诗人和文学家的作品中,对花儿永远有歌颂不尽的词句。而对于植物学家来说,花也是他们研究的重点,甚至被他们当作了一个分类学中的术语——“有花植物”这一名称长期以来被当作种子植物的同义词,包括裸子植物和被子植物两大类。
“有花植物”中的“有花”是指有“花被”或“孢子叶群”,但是实际上,蕨类植物里已经有了孢子叶群,而裸子植物却并没有真正的花被。因此,严格地来说,“有花植物”并不能真正代表种子植物,因此这一名称已经渐渐地不用了。但是正是由于被子植物的花具有真正的花被,因此花成了它们区别于其它植物的最重要的器官。因此一提起花,人们往往想到的就是被植物学家分类在被子植物中的这一大类群。而且,正是因为被子植物拥有包括进步的花在内的各种进步特征,它们成为了从新生代开始直到现代地球上植物界中最占优势的类群。可以说,被子植物是有花植物中的佼佼者,而且也是整个植物界的佼佼者。
那么,被子植物“佼佼”在那里呢? 被子植物与裸子植物一样是用种子进行有性繁殖的。二者的不同之处在于,裸子植物的大孢子囊(即胚珠)是裸露的,以后发育成的种子外面没有包被,也是裸露的;而被子植物的胚珠包在子房里,以后胚珠发育成种子、子房发育成果实,种子被果实包在里面而不再裸露。这样的差别是这两大类植物最重要的差别,因此就成为了裸子植物与被子植物各自名称的由来。而这种差别本身已经体现了被子植物比裸子植物更加进步的特征--具有保护的种子更有利于传播和发育成新一代的植物体。
此外,被子植物还具有一系列其它的进步性。
作为生殖器官,裸子植物的孢子叶球看起来很像是它们的花,但是与被子植物的花比起来,它们就原始得多了。它们或者只有雌蕊群、或者只有雄蕊群,一般只是果鳞集合而成的球状体(如松树的球果)。二叠纪时,某些裸子植物虽然也长有花被,但是这种花被比起被子植物的花被要简单得多。被子植物的花起源于裸子植物的孢子叶球,但是却比孢子叶球进步得多。一个典型的被子植物的花由花萼、花冠(二者合称花被)、雄蕊和雌蕊组成。花冠由花瓣组成,花瓣则是由小的孢子叶退化而形成。花瓣的的细胞内含有多种花色素和芳香油,因此花朵才色彩鲜艳、姹紫嫣红、香气四溢。花瓣的基部还有蜜腺,能够分泌甜蜜而芳香的汁液,这更增添了花朵的芬芳。花朵的这些艳丽色彩和芳香气息,能够招致各种昆虫光顾;昆虫在从花朵中寻觅、采撷或汲取养料的同时,就为植物进行了受粉工作。从此,植物界的有性生殖过程中除了靠风力的传粉之外,由多了一种有效的途径。这一途径实际上体现了植物与昆虫之间互利关系的建立,这种互利使得植物和昆虫能够共同进化,一方面极大地增加了生态系统中的生物多样性,另一方面为被子植物和昆虫的进化发展都开辟了更加广阔的道路。 此外,被子植物在遗传、发育的许多过程中以及茎叶等结构上都体现了进步性。 ( http://wwwyituecom/)
(1)用种子繁殖 (2)界 被子植物(3)腔肠动物 从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生 |
试题分析:(1)植物类群3是裸子植物,能产生种子,用种子繁殖后代,适应环境的能力强,适于生活在干旱的陆地上,植物类群4是蕨类植物,不结种子,用孢子繁殖后代,属于孢子植物,孢子的生命力较低,适应能力较差,因此蕨类植物比种子植物低等,故植物类群3在繁殖方式上比植物类群4高等的主要表现是用种子繁殖; (2)在分类上,生物进化树的两大主干代表的分类等级是植物界和动物界,因此在分类上,该进化树的两大主干代表的分类等级是界,2是最高级的植物类群,被子植物; (3)从生物进化树上,可以看出与单细胞动物亲缘关系最近的生物类群是肠腔动物,从图中可以看出生物进化的总体趋势是从简单到复杂,从低等到高等,从水生到陆生。 |
植物世界的“族谱”是什么?
本文2023-10-31 07:35:00发表“资讯”栏目。
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