植物的進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育

1、第十四章 植物的進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育,第一節(jié) 植物進(jìn)化的證據(jù) 第二節(jié) 植物進(jìn)化的趨勢和進(jìn)化方式 第三節(jié) 植物進(jìn)化的基本理論 第四節(jié) 植物界的起源和進(jìn)化,第一節(jié) 植物進(jìn)化的證據(jù),一、化石證據(jù) 化石是保留在地層中的 古代生物的遺體、遺跡 化石的種類 印痕化石 礦石化石 化學(xué)化石 化石是植物進(jìn)化的直接 證據(jù),二、比較解剖學(xué)的證據(jù) 三、個體發(fā)育中重演現(xiàn)象的證據(jù) 四、生理生化的證據(jù) 五、分子生物學(xué)證據(jù),第二節(jié) 植物進(jìn)化的趨勢和進(jìn)化方式,一、上升式進(jìn)化 二、下降式進(jìn)化 三、趨同進(jìn)化 四、趨異進(jìn)化 五、平行進(jìn)化 六、特化或?qū)；?七、漸變式進(jìn)化與跳躍式進(jìn)化,第三節(jié) 生物進(jìn)化的基本理論,一、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 遺傳

2、與變異是植物進(jìn)化的內(nèi)因 自然選擇是植物進(jìn)化的動力 人工選擇是對有利變異的保存和積累 二、綜合進(jìn)化論和分子進(jìn)化的中性學(xué)說 三、隔離在植物物種形成和進(jìn)化中的作用 四、單元起源和多元起源 單元論 多元論 五、植物的個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育 植物的個體發(fā)育 植物的系統(tǒng)發(fā)育,第四節(jié) 植物界的起源和進(jìn)化,一、地質(zhì)年代與植物進(jìn)化簡史（見表14-1） 藻菌時代: 太古代到古生代志留紀(jì)晚期(28億年) 裸蕨植物時代:志留紀(jì)晚期或泥盆紀(jì)初期到中泥盆紀(jì)晚期(0.3億年) 蕨類植物時代:中泥盆紀(jì)晚期到早二疊紀(jì)(1.6億年) 裸子植物時代:古生代的早二疊紀(jì)到中生代的白堊紀(jì)早期(1.4億年) 被子植物時代:中生代末期的白堊紀(jì)以

3、來,二、植物界的起源和進(jìn)化簡史,一）原核藻類的產(chǎn)生 時間：35-33億年前 產(chǎn)生：厭氧異養(yǎng)原始生物 含葉綠素a、具光系統(tǒng)I、不放氧的原核原藻類 光合自養(yǎng)的原核藍(lán)藻 藍(lán)藻產(chǎn)生的意義：產(chǎn)生氧氣；形成臭氧層,二）真核藻類的產(chǎn)生和發(fā)展 時間：15-14億年前 祖先：原核生物通過真核鞭毛生物演化而來 演化趨向：從單細(xì)胞到群體到多細(xì)胞；從簡單到復(fù)雜；從游動到不能游動；從低級到高級；繁殖方式從營養(yǎng)繁殖到無性生殖到有性生殖；有性生殖從同配到異配到卵式生殖；生活史從具核相交替到世代交替、從同型世代交替到異型世代交替 藻體的演化,紅色路線,綠色路線,雜色路線,藻類的3條進(jìn)化路線,三)裸蕨植物的產(chǎn)生和蕨類植物的起源

4、和發(fā)展,1.裸蕨植物-陸生植物的最早優(yōu)勝者 起源時間: 距今4億年前古生代志留紀(jì)晚期 代表種類: 萊尼蕨(Rhynia) 裸蕨(Psilophyton) 共同特征:無葉,僅具假根, 莖2叉分枝,單中柱,孢子囊 單生枝端,孢子同型 裸蕨植物成功登陸原因 水生藻類大發(fā)展 含氧量增加 加里東造山運動 祖先:古代的綠藻類,2.裸蕨植物在植物系統(tǒng)發(fā)育和演化上的意義 -揭示了高等植物營養(yǎng)體和孢子葉的發(fā)展和演化 頂枝學(xué)說和突出學(xué)說,3.蕨類植物的起源和演化 起源:裸蕨植物 演化,四)苔蘚植物的產(chǎn)生,時間:距今3億年前泥盆紀(jì)早期 起源理論 苔蘚植物起源于綠藻 (1)具有與綠藻相似的葉綠體和光合色素;(2)貯藏

5、物為淀粉;(3)游動細(xì)胞具2條頂生鞭毛;(4)合子在配子體內(nèi)發(fā)育;(5)原絲體類似于絲狀綠藻;(6)藻苔的發(fā)現(xiàn) 苔蘚植物起源于裸蕨 (1)地質(zhì)年代記載晚于裸蕨;(2)裸蕨中的一些種類與苔蘚植物有相似之處;(3)裸蕨中可看到有輸導(dǎo)組織消失的情況;(4)真蘚中有畸形的分叉孢子囊 演化方式,五)裸子植物的起源和發(fā)展,1.裸子植物的祖先-原裸子植物 主要特征: 外形似蕨類,以孢子 繁殖,次生木質(zhì)部由 具緣紋孔的管胞組成 代表種類: 無脈蕨 (Aneurophyton) 古蕨 (Archaeopteris,2.裸子植物演化過程中的重要類群 種子蕨(Pteridospermae) 本內(nèi)蘇鐵(Bennett

6、itinae) 科得狄(Cordaitinae,3.裸子植物的演化關(guān)系,六)被子植物的起源和發(fā)展,1. 被子植物發(fā)生的地質(zhì)時期 白堊紀(jì)或晚侏羅紀(jì) 化石記錄 花粉： 金粟蘭科 花 喙柱始木蘭 果 加州洞核 遼寧古果,2. 可能的祖先 大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為被子植物起源于一個祖先,即原被子植物.原被子植物可能源于本內(nèi)蘇鐵或種子蕨 3. 雙子葉植物和單子葉植物的關(guān)系 大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為單子葉植物是從已絕滅的原始草本雙子葉植物演化而來 水生莼菜起源說 陸生毛茛起源說,4. 被子植物的發(fā)源地 絕大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為被子植物起源于熱帶或亞熱帶 5. 關(guān)于被子植物系統(tǒng)演化的主要學(xué)說 恩格勒學(xué)派(假花說) 毛茛學(xué)派(真花說,七

7、）分子系統(tǒng)學(xué)在揭示植物起源和系統(tǒng)演化中的作用,有意義的進(jìn)展 輪藻植物與陸生植物的關(guān)系與其他“綠藻類” 植物的關(guān)系要近。 苔蘚植物為并系類群，其中蘚類和維管植物的關(guān)系更密切。 一些主要的分化事件和新形態(tài)特征出現(xiàn)于產(chǎn)生現(xiàn)存類群的輻射之前。 買麻藤目是現(xiàn)存種子植物中與被子植物關(guān)系最近的類群；買麻藤目為單系類群，買麻藤屬與百歲蘭屬關(guān)系較近，與麻黃屬關(guān)系較遠(yuǎn)。 被子植物為單系類群；目前關(guān)于被子植物進(jìn)化的假設(shè)認(rèn)為：兩大分支單子葉植物和真雙子葉植物植根于木蘭類的雙子葉植物（木蘭亞綱）之中，而后者被認(rèn)為是出于被子植物基部類群的集合群。單子葉植物根據(jù)其單個子葉和其他特征被定義為單系類群。而真雙子葉植物是根據(jù)它們

8、均具有三萌發(fā)孔及其衍生類型的花粉定義的，八角科和五味子科具有三萌發(fā)孔與真雙子葉植物是趨同關(guān)系。真雙子葉植物也是一個單系類群，含現(xiàn)存植物種類的75%，包括毛茛類和“低等”的金縷梅類；進(jìn)化類群包括了一大部分現(xiàn)存的被子植物，如“高等”金縷梅類、薔薇亞綱、石竹亞綱、五椏果亞綱和菊亞綱,未解決的問期 關(guān)于種子植物現(xiàn)存類群（蘇鐵類、銀杏類、松杉類、生花植物（包括本內(nèi)蘇鐵類、買麻藤類和種子植物）之間的關(guān)系尚未得到令人滿意的解決。 被子植物各基部譜系的系統(tǒng)位置，包括“木蘭類”和“古草本類”也未得以解決。 不同的分子樹之間（Martin & Dowd 1991, Hamby & Zimmer 1992, Chase et al 1993）具有較大的分歧,未解決的問期 關(guān)于種子植物現(xiàn)存類群（蘇鐵類、銀杏類、松杉類、生花植物（包括本內(nèi)蘇鐵類、買麻藤類和種子植物