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第7章 走向高级—裸蕨植物

1.裸蕨植物的登陆

继菌藻类植物之后地球上粉墨登场的是裸蕨植物。

低等藻类植物在水域中生活发展了近10亿年时间。在距今约4.4~4亿年前的志留纪末和泥盆纪时期,由于环境条件的巨大变化,植物体本身适应能力的不断增强,就增加了藻类植物登陆的可能性。于是,由绿藻进化而来的裸蕨植物粉墨登场了,这是植物发展史上的又一次巨大飞跃。根据古植物化石推断,它是古代和现代生存的蕨类植物的共同祖先。蕨类植物曾在距今3.9~3.7亿年前的早、中泥盆纪“红极一时”,是当时陆生植物的优势种,直到距今3.6亿年的晚泥盆纪才趋于陨落。

2.裸蕨植物的特征

裸蕨植物我们“望文生义”理解的话就是“裸体的蕨类植物”,其实这也差不多,因为它们没有叶子,故此得名。裸蕨植物一般体形矮小,结构简单,高的不过2米,矮的仅几十厘米。植物体无真正的根、茎、叶的分化,这比藻类植物也先进不到哪儿去,但是却出现了维管组织,在茎轴基部和拟根茎下面,又长出了假根。这不但有利于水分和养分的吸收及运输,而且加强了植物体的支持和固着能力。与此同时,茎轴的表皮上产生了角质层和气孔,以调节水分的蒸腾,这就大大不同了。而且孢子囊长在枝轴顶端,并产生了具有孢粉质外壁的孢子,坚韧的外壁使其不易损伤和成为“瘪三儿”,有利于孢子的传播。这些结构都是裸蕨比它们的祖先—藻类更能适应多变的陆生环境的新组织器官。当然这些组织器官与现代的高等植物相比,确实还是非常简单和原始的,但裸蕨植物正是依靠这些简单的组织和器官解决了它们在陆生环境中所面临的一些主要矛盾,并且为沿着这样的道路继续大踏步前进,为走向更高一级而奠定了初步的基础。

3.裸蕨植物的分类

裸蕨植物并不是一个自然分类单位,而是一个极其庞杂的家族。通过化石资料分析,它们大致可分为三种类型,即瑞尼蕨型、工蕨型和裸蕨型。这三种类型的植物又都是来自最原始的裸蕨植物——顶囊蕨,由于顶囊蕨的孢子囊是光的,所以又叫光蕨。

顶囊蕨,即光蕨,是蕨类植物的“元老”,光蕨于1937年发现于英国、捷克斯洛伐克和美国,1966年在我国云南也曾采到化石。顶囊蕨的茎轴不到10厘米高,非常纤细,二叉分枝,维管束也为二叉分枝,环纹管胞,孢囊顶生,孢子同型,拥有肾的形状,它是唯一的最古老的陆生维管植物。

“裸蕨”则是蕨类植物的“代表”。裸蕨的主轴比较粗壮,并常呈假单轴式的分枝,分枝次数较多,生殖细枝末端顶生着很多成对的孢子囊,或小束状的孢子囊,它的主轴明显的比侧枝粗,外部形态也趋于复杂。裸蕨的维管束木质部和主轴的直径相比,已经粗大得多了,因而支撑力更强了。从裸蕨的形态结构和由几层厚壁细胞组成的外皮层,都显示足够担当一个相当大的植物体了。裸蕨的孢子囊可纵向开裂,以传播孢子,这是比较进步的。裸蕨是裸蕨型植物中最高级的类型,“代表”地位当之无愧。

4.桥梁植物

所有的陆生高等植物,除了苔藓植物以外,都是直接或间接起源于裸蕨植物,没有任何一种陆生维管植物能够绕过裸蕨植物而直接发源于水生藻类。因此,裸蕨植物在植物界的系统发育中,“承上启下,继往开来”,是植物界系统演化中的主干。我们可以把裸蕨植物称为由水生到陆生的“桥梁植物”。