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植物界的最大家族 全世界被子植物共有20多萬種

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植物界的最大家族 全世界被子植物共有20多萬種

植物界的最大家族

被子植物是當今世界植物界中最進化、種類最多、分佈最廣、適應性最強的類羣。現知全世界被子植物共有20多萬種,佔植物界總數的一半以上。我國已知的被子植物約2700多屬,3萬餘種。被子植物與人類有着及為密切的關係,如我國的被子植物可提供食物的達2000餘種;果樹有300多種;花卉植物數不勝數;藥用被子植物有10027種(含種以下分類單位),佔我國藥用植物總數的90%,是藥用種類最多的類羣,絕大多數中藥均來自於被子植物。

基本信息

被子植物在植物分類學上,被命名為被子植物亞門。是植物界中高等的類羣---種子植物門中的一個最高等的類羣(學名:Angiospermae)也是植物界最大的一個類羣。由少數(典型的是8個)細胞構成的胚囊和雙受精現象被視為被子植物在進化上的一致性和與其他植物類羣區別證據。被子植物在形態上具有不同於裸子植物所具有的孢子葉球的花;胚珠被包藏於閉合的子房內,由子房發育成果實;子葉1~2枚(很少3~4枚);維管束主要由導管構成;在生殖上配子體大大簡化,以最少的分裂次數而發育,雌配子體中的頸卵器已不發育;在生態上適應於廣泛的各式各樣的生存條件;在生理功能上具有比裸子植物和蕨類植物大得多的對光能利用的適應性。全世界約有300~450個科(各個分類系統科概念不同)、25萬種,大多數科分佈在熱帶,2/3的種限於熱帶或其鄰近地區。中國約2.5萬種,分別隸屬於291科和3050屬。

植物界的最大家族 全世界被子植物共有20多萬種 第2張

傳統上,開花植物被分成兩個類別,一般稱之為“雙子葉植物”和“單子葉植物”,這些名稱主要是來自觀察雙子葉植物大多有兩個子葉,而單子葉植物大多隻有一個而來的,並非絕對。就特徵而言,子葉的數目並不是一個特別便利且可靠的特徵。

根據植物遺傳基因學研究:單子葉植物實際是由古代的雙子葉植物演化而來,在睡蓮目與當今雙子葉植物分道揚鑣時,單子葉植物和現代雙子葉植物還是同一個祖先。單子葉植物會形成一單系羣,稱之為單子葉植物分支,是雙子葉植物的一個特化分支,這使傳統的雙子葉植物分類成為一個並系羣而不再被視為有效分類。但是,雙子葉植物則不是,而是隻有大部份雙子葉植物可組成單系羣,稱之為真雙子葉植物分支。而除去真雙子葉植物分支外的其他剩餘雙子葉植物則被稱為古雙子葉植物分支,但此一名稱只是方便而已,因為它並不是一個單系羣。

起源

起源時間

現有最好早的花粉粒化石和葉化石證據表明被子植物是在大約1.3億~1.35億年前的早白堊世起源的。在較古老的白堊紀沉積中,被子植物化石記錄的數量與蕨類和裸子植物的化石相形見絀。直到離今8000~9000萬年的白堊紀末期,被子植物才在地球上的大部分地區佔了統治的地位。只有在早白堊世的上半期[阿爾必期(Albian)和阿普第期(Aptian)],在北半球(北美、葡萄牙、遠東)才出現了無可置疑的雙子葉植物葉印痕的化石。最早的,顯示原始的雙子葉和單子葉特徵的被子植物的單溝花粉粒是在早白堊世的巴列姆期(Barremian)出現的。可是,原始被子植物的花粉與裸子植物的花粉幾乎不能分辨,從而給古老花粉化石的鑑定造成很大的困難,較進化的雙子葉植物的三溝花粉是在稍年輕的阿普第期的巖層中首次報道的。

古植物學家從較古老地層中原始類型的花粉發展到年輕沉積中較為派生類型的花粉這一事實獲悉,被子植物在白堊紀曾經歷了一個很大的多樣化過程。到了白堊紀末的麥斯特列赫期(Maestrichtian)出現了若干現代科、屬的化石花粉和葉,這包括木蘭目、金縷梅目、毛茛目和山茶目以及若干單子葉植物的成員。化石花是在新生代第三紀始新世地層中找到的。白堊紀假定為雙子葉植物的木材只有少數記錄,它們代表着木質部的原始類型而缺乏進化的被子植物的特徵,對白堊紀時期葉化石的研究結果表明存在着一個逐漸多樣化的式樣,即從為現代的某些木蘭目所共有的葉型過渡到與現存的薔薇亞綱形態上相似的葉型的過程。

但F·L·S·麥爾維爾認為:20世紀70年代發現的具有和被子植物一樣的封閉式胚珠的晚二疊紀化石被鑑定為舌蕨亞綱(Glossopteridae)的Glossopterislinearis和BreyteniaPlumsteadiae這一事實表明,被子植物起源於二疊紀,並創立了與被子植物花的起源有關的生殖葉學説。他假定舌蕨亞綱在三疊紀早期遭到了一場毀滅性的打擊後幾乎全為後來佔優勢的Dichroidium區系所取代。從舌蕨亞綱的殘餘進化而來的被子植物在三疊紀的剩餘部分和侏羅紀的前半期擴展緩慢,到了白堊紀才加快了速度。

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前被子植物

(proangiosperms)根據化石記錄,被子植物與任何其他類羣沒有直接的聯繫。但學者普遍認為,必須到裸子植物的種子蕨類羣中去尋找被子植物的祖先。E·A·N·阿伯和J·帕金根據從北美洲侏羅紀地層中找到的若干本內蘇鐵目(Bennettitales)的子實體而提出了“花球果”假説,認為被子植物的花是一個由裸子植物的孢子葉球演變來的、被他們稱為“花球果”的短縮和高度變態的、生有孢子的枝條。具含有胚珠的半封閉式短角狀構造的開通目(Caytoniales)有可能代表着現代被子植物的胚珠(而不是心皮)在進化上的先驅,但這些種子蕨不大可能是被子植物直接的祖先。根據化石記錄,被子植物類羣之間的許多相似性和缺少任何明顯的內部間隙,以及它們與所有已知的化石和現存裸子植物有着截然的分隔,大多數學者幾乎一致確信被子植物是單元發生的。孢粉超微結構方面的研究給這一信念以重要的支持。產生花粉油層是所有被子植物的一個普遍的現象,但在裸子植物中,如買麻藤屬,卻沒有這種現象。這一發現證實了以下設想:即花粉油層的產生是最初的被子植物基本性狀的綜合特徵的一部分:粘性的花粉連同具心皮的胚珠、柱頭的形成,引誘和供動物食用的各種不同的方法,兩性的花等等,在功能上都與動物傳粉相聯繫。顯然,還沒有一個比這更符合事實和提供被子植物起源和進一步分化的、生態學上更一致的解釋。