《孢子植物小结》课件.ppt

孢 子 植 物,以前学习的藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物和蕨类植物孢子比较显著，孢子通常脱离母体而发育，因此这几类植物统称为孢子植物。藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物,第六章、孢子植物小结,一、植物的起源 二、植物营养体的演化 三、有性生殖方式的进化 四、植物对陆生生活的适应 五、生活史的类型及其演化 六、高等植物营养体和孢子叶的发展与 分化 七、植物的个体发育与系统发育,一、植物的起源,与地质年代的发展探讨植物的起源1、地球形成时，地表炽热，没有大气，没有生命的产生；2、4035亿年前，出现原核生物-细菌和蓝藻；3、1514亿年前，出现了单细胞的真核生物-单细胞藻类；4、97亿年前，出现了多细胞的藻类；5、4.5亿年前，裸蕨向陆生过渡，到石炭纪，蕨类植物繁盛，苔藓植物同时繁茂地生长；6、2.5亿年前，裸子植物兴起，在二叠纪到白垩纪1亿年时间内，裸子植物繁盛；7、1亿年前，被子植物以其复杂的繁殖器官和功能代替了裸子植物。,据科学家研究，现在生活在地球上的生物约有200(也有300的说法)万种，但曾在地球出现过而最终灭绝了的生物则远超此数，过去四十亿年来，生物是经过不断演化、繁衍，才形成今天千姿百态、种属繁多的生物界。在地球生活过的古代生物，一部分在死后被沙泥迅速埋藏，尸体得以在沉积的沙泥中保存下来，经过千百万年的石化作用，生物的遗核终于变成了化石。因此，要了解生物的进化过程，最可靠得证据就是从地层出土的古生物化石。根据中国出土的古生物化石标本，并从进化论观点出发，去探讨生物界在过去二十多亿年来的发展。这里把生物进化分为五个部分，即：藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖类动物时代、裸子植物和爬行动物时代，被子植物和哺乳动物时代。,大约二十五亿年前到四亿三千八百万年前，生物界经历了元古代的藻类繁荣时期、寒武纪的无脊椎动物第一次大发展期和奥陶纪的无脊椎动物全盛时期。藻类是元古代海洋中的主要生物，大量藻类如蓝藻、绿藻、红藻在浅海底一代复一代的生活，逐渐形成巨大的海藻礁，又称叠层石。寒武纪（蓝藻时代）时各门类无脊椎动物大量涌现，但以三叶虫为最多，约占当时动物界的百分之六十。奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋呈现一派生机逢勃的景象。,中国各地质时代中的主要古生物类群简介 地质工作者根据各门类古生物群的演变史，结合地壳运动、沉积间断等方面的具体情况把地球发展史分成：太古代（约四十亿年前至十五亿年前）、元古代（约十五亿年前至六亿年前）、古生代（6亿-206亿）、中生代（2.25亿-1亿）及新生代（6.5千万年今天），每代又分为若干纪、纪再分世，世再分期。新陈代谢是宇宙间普遍的永远不可抵抗的规律。地史在前进，环境在转变，导致不同地质时代的生物面貌千变万化。生物就由低级发生质变跃进到高级。这样，我们就有可能依据生物的演化规律，把生物的发展史割分为以下几个主要时代。,藻类和无脊椎动物时代 大约十五亿年前到五个年前，生物界经历了元古时代的藻类繁荣时期，寒武纪的无脊动物第一次大发期，和奥陶纪的无脊物动物全盛时期。,元古代藻类时代（约距今155.7亿年）元古代已经有了能够自营光合作用、独立繁殖的蓝绿藻类，这是生物演化史上的一大发展。在茫茫的海域中，除去单细胞的蓝绿藻外，还有漂浮于海面的藻丝，堆积在海底并形成食头状的藻尖 屑石；卵形的藻灰 结核也随波滚动在海底，所以，元古宙可说是（藻类时代）。元古代地屑在我国分布很广，含有大量的 藻类化石，积累成巨厚的岩屑，是一种十分华丽的建筑材料。北京人民大会堂光彩夺目的石柱，南京长江大桥头堡照耀如镜的墙壁，都是用产自八亿年前的藻类组成的石灰岩镶砌而成的。元古宙早期的藻类，以群 状的蓝绿为主，经常保存为巨大的锥状屑石和简单、连续分枝的直柱 屑石。中期的藻类更为丰富，虽仍以丝状蓝绿为主，但藻丝的结构更为 复杂，不仅有单列的，而且还出现了多列的，一般还是保存为各种形式的叠层石，如光滑的石柱状叠层石，分枝块柱状叠层石。晚期藻类的特色是红藻类大量繁盛，得要的有前管孔藻（Praesolenopra）、多管藻（Multisiphonia）、放射线藻（ACTIONPHYCUS）等。这些藻类化石的钙化现象相当清晰，由致密、放射状排列的线体组成，结构复杂，对追溯红藻的起源，具有重大意义。晚期除红藻特别繁盛外，蓝绿藻仍然相当发育，它们的群体一般呈球形，两三个群体被一层共同衣鞘所包围。元古代无脊椎动物化石贫乏，近年来，在我国西南各省，已从若干地点的震旦纪末期岩屑中，找到了丰富的保存完好的软舌和其它们门类化石，这是对古生物学研究的一大贡献。,一、藻类和无脊椎动物时代,寒武纪无脊椎动物第一次大发展（距今5.7-5.1亿年）寒武纪，除个别门类外，现在生活在地球上的生物几乎全部出现了，揭开了生物演化史上的宏伟帷幕。当时的大陆可能是荒凉的，还没有找到任何真实的陆生生物遗迹。低级的苔藓和地衣类的植物，可能生活在潮湿的低地，还缺少根与纤维组织，难以蔓生到干燥地区；当时的无脊椎动物也还没有在空气中生活的机能。浅海中的无脊椎动物是多种多样的，一般隐伏在各类海藻中，共同生活，并以微小的有机物作为食料，生育繁殖。寒武经的生物，形态奇特，和我们现代地球上抽能看到的极少相似之处。,大约十五亿年前到五亿年前，生物界经历了元古时代的藻类繁荣时期，寒武纪的无脊动物第一次大发期，和奥陶纪的无脊物动物全盛时期。奥陶纪无脊椎动物全盛时期（距今5.1-4.38亿年）陆生的植物和动物，在奥陶纪尚末找到可靠的代表。但广阔的海域，繁育着大量的各门类无脊椎动物，除寒武纪业已产生的外，某些类群还得进一步的发展，如笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。（海产藻类占优势）,二、裸蕨植物和鱼类时代,在距今四亿三千八百万年至三亿五千五百万年间，地质史上称志留纪和泥盆纪。这段时期，生物发展史上有两大变革，其一是生物开始离开海洋，向陆地发展。首先登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次是无脊椎动物进化为脊椎动物，志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。,二、裸蕨植物和鱼类时代,志留纪脊椎动物出现（距今4.38-4.1亿年）植物：数量很少，并且残破支离，包括一些丝状的碎片和细小的叶苞，最大的长约二厘米，宽约一厘米，菌藻类的钙藻在志留纪是繁盛的。,二、裸蕨植物和鱼类时代,泥盆纪植物登陆、鱼类昌盛（距今4.1-3.55亿年）（3）植物 在泥盆纪，尤其自中泥盆世开始，陆生植物获得普遍发展，大地初披绿装，这是植物发展史上一个重大的跃进。泥盆纪早期的陆生植物，形态单调，分枝的茎轴是裸露的，尚无叶，仅有刺状的突起或单片的锥形叶。其后，逐渐演变，出现了原始乔木植物低级的裸子植物。最多的鳞木类，曾发现有直径达60厘米以上的这类植物的茎干。,三、蕨类植物和两栖动物时代,在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的石炭纪和二叠纪时期，陆生生物飞跃发展。石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等植物，它们生长茂盛，形成壮观的森林。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，种属激增，估计到二叠纪末期已有几万种昆虫。此外，脊椎动物亦在石炭纪时向陆上发展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为两栖类动物，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物原始爬行动物。,三、蕨类植物和两栖动物时代在距今三亿五千五百万年到二亿五千万年的石炭纪和一世纪时期，陆生生物飞跃发展。裸蕨植物绝减了，代之而起的是真蕨和种子蕨等，繁茂生长，形成沼泽森林；两栖类动物亦不断演化。石炭纪壮观的蕨类森林（距今3.55-2.90亿年轻化植物：矮小真蕨，种子蕨进一步发展。,三、蕨类植物和两栖动物时代,二叠纪两栖动物大发展（距今2.9-2.5亿年）植物 二叠纪的植物景观的主要特点，是石炭纪的一些植物逐渐衰落，中生代的类型开始兴起。二叠纪早期的植物，鳞木类残存无几了。其它如楔羊齿（SPHENOPTERIS），栔羊齿（PECOPTERIS）、轮叶（ANNULARIA）等，还大部份是石炭晚常见的种群，只是栉羊齿特别兴盛。木类趋于衰退。,在二叠纪，亚洲东部繁盛的华夏植物群中，出现了像线羊齿（EMPLECTOPTERIS）、单纲羊（GIGANTONOCLEA）待，以纲状叶派为特微标志的植物群。稍晚，银杏类的楔银杏（SPHENOBAIERA）、苏钱类的侧羽叶（PREROPHYLLUM）兴带羊齿（TAENIOPTERIS）等，具有中生代色彩的裸子植物，逐渐增多了。二迭纪晚期，大羽羊齿的叶子有时长达30厘米，宽达15厘米，这种大叶的羊齿在亚洲东部广泛分布，所以这个地区的植物群被称做大羽羊齿植物群。此外，还产生了鳞杉（ULLMANNIA）、束羊齿（FASCIPTERIS）和瓣轮叶（LOBATANNLARIA）的一些种群。枝派蕨（CLADOPHLEBIS）、蕉羽叶（NILSSONIA）、扇叶（RHOPIDOPSIS）等，一些具有十分强烈中生代色彩植物群的出现。这说明古生代的植物已趋衰退，逐渐过渡为另具一格的中生代植物。南半球（岗瓦纳大陆）的植物群，兴北半球是不相类似的。这一地区的典型代表是舌羊齿植物群，这类舌羊齿一直生存到中生代早期才告消失。出现。这说明古生代的植物已趋衰退，逐渐过渡为另具一格的中生代植物。南半球（岗瓦纳大陆）的植物群，兴北半球是不相类似的。这一地区的典型代表是舌羊齿植物群，这类舌羊齿一直生存到中生代早期才告消失。,四、裸子植物和爬行动物时代,古生代末期，地球上全部生物界发生了一次明显的衰退和淘汰。但各门类生物仍有不少科属得以延续。到距今二亿五千万年至六千五百万年前，生物史称为中生代，包括了地质史的三叠纪，侏罗纪和白垩纪。中生代生物界最大的特点是继续向适应陆生生活演化，裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。动物界中爬行动物也迅速发展，演化出种类繁多的恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领域。,四、裸子植物和爬行动物时代,三叠纪裸子植物兴盛时代（距今2.5-2.05亿年）植物 三叠纪早、中期植物的面貌，多为一些耐旱的类型。晚三叠世生长在沼泽中的木贼类、羊齿类相当繁茂，低丘缓坡则分布有和现代相似的常绿树，如松、苏铁等。盛产于古生代的主要植物群，几乎全部减绝，种子蕨大部消失，柯达树类趋于衰减。,四、裸子植物和爬行动物时代,侏罗纪恐龙世界（距今2.05-1.35亿年）植物 在侏罗纪的植物群落中，有许多是晚三迭世延续存在的份子，与现代的植物景观比较，仍然有较大的差别。主要植物是木贼草、草本和乔木状的羊齿类与苏钱类，松柏类的银杏类。密集的松、柏混肴着银杏与乔木羊齿，共同组成茂盛的森林；草木羊齿尖和其它草类则遍布低处，覆掩地面；在比较干燥的地带，生长着苏钱类的羊齿类，形成广阔常绿的原野。侏罗纪之前，地球上的植物分区比较明显，由于迁移，演替，侏罗纪植物群的面貌，地球各区趋于近似，说明侏罗纪的气候大体上是相近的。,四、裸子植物和爬行动物时代,白垩纪鸟类和被子植物渐露头角（距今1.35-0.65亿年）植物 白垩纪的植物景观，显示植物演化史上最大的变革时期。以裸子植物为主的植物群落，在白垩纪早期仍然繁茂，高大的乔木类如松柏、银杏和矮小的苏钱类组成广阔的森林，草木的蕨类、苔藓类则 生在地面；同时，出现了双子叶与单子叶的被子植物。白垩纪的晚期，被子植物迅速兴盛，代替了裸子植物而占优势，形成延续到现今的被子植物时代，诸如木兰，柳、枫、白杨、桦、棕榈等，遍布地表。现代类型的松柏，甚至像水杉等，都是在白垩纪晚期产生的。被子植物的出现和发展，不仅是植物界的一次大变革，同时也给动物以极大的影响。被子植物为某些动物，如昆虫、鸟类、哺乳类，提供了大量的食料，使它们得以繁育；从另一方面看，动物传播花粉与散布种子的作用，同样也助长了被子植物的繁茂和发展。,五、被子植物和哺乳动物时代,从六千五百万年前到今天，生物发展史上称新生代，包括了地史的第三纪和第四纪。中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能够逃脱这次巨变而遭淘汰。然而，进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等却产生了更高级的科、属，获得兴盛发展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境的束缚，于是取代了裸子植物，成为植物界的霸主。,五、被子植物和哺乳动物时代,从六千五百万年前到今天，生物发展史上称新生代，包括地史上的第三纪（距今六千五百万年至三百万年）和第四纪（距今三百万年至现在），第三纪又分为古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世五个时期；第四纪则分为更新世和全新世两时期。,植物 新生代的植物景观基本上和现代的相似。中生代许多盛极一时的裸子植物不复存在；蕨类亦显着衰退，并缩小其分布范围；而被子植物则继续发展茂盛。新生代早期的植物群尚与晚白 世的相似，地理分区不甚明显。当时在高纬度地区生长着 多的温带落业植物群，如在格陵兰就发现有木兰、枫杨、栎、枫香、杨梅等被子植物和银杏、红杉、落业松等裸子植物。其后就形成南北不同的两个植物分区，北方主要是温带落业植物群落，南方则为热带至亚热带的常绿植物群落。到了新生代的中期，上述南北两个植物群落都有更向南运移的趋势或混生现象，植物景观与早期的有所不同，而与现代的基本上无大差异。新生代晚期，由于受到大冰期的影响，低纬度的植物群继续繁育，并没有发生剧烈的更换，而高纬度的植物群，或则消亡殆益，或者运移而幸存。曾经在北半球广泛分布的裸子植物，如银杏、水杉、水松等，现均残留无几，成为典型的孑遗植物。浮游的硅藻类得到更大的发展，它们的遗体堆积成为巨厚的硅藻泥或硅藻土。,二、植物营养体的演化,1、由单细胞到多细胞；2、由能游动到不能游动；3、由无分化到有分化。,三、有性生殖方式的进化,1、生殖器官：单细胞到多细胞；2、生殖方式：营养-无性生殖-有性生殖同配（同宗-异宗）-异配-卵配,四、植物对陆生生活的适应,1、4.5亿年前，地球一片汪洋，最原始的植物生活其中；2、志留纪末期，地球的沧海桑田运动，产生了裸蕨植物，重要的里程碑；裸蕨植物对陆生生活的适应：（1）、茎中有原始的微管组织，有支持和运输作用；（2）、植物体表面有角质层和气孔，可调节水分的蒸腾；（3）、孢子囊生于枝顶，孢子壁厚，以利于孢子的传播的保护。3、泥盆纪末期，进一步造山运动，裸蕨让位于蕨类植物；4、由于种子植物的受精作用能脱离水，克服了蕨类植物对干旱条件不适的缺点，从而称霸于植物界。,五、生活史的类型及其演化,总体是：由简单到复杂；由低级到高级。1、合子减数分裂；2、配子减数分裂；3、居间减数分裂。无有性生殖-有核相交替，无世代交替-有世代交替同型-异型（配子体优势-孢子体优势）,六、高等植物营养体和孢子叶的发展与分化,（一）、营养器官的起源与分化（二）、孢子叶的起源与分化,（一）、营养器官的起源与分化,1、裸蕨发现以前是叶或同时出现；2、裸蕨发现以后，茎-叶-根；3、叶的起源：大型叶：顶枝连合扁化而来 顶枝学说 小型叶 突出学说4、根的起源：,（二）、孢子叶的起源与分化,1、真蕨亚门植物孢子叶的起源2、石松亚门植物孢子叶的起源3、楔叶亚门植物孢子叶的起源4、5、水韭亚门、松叶蕨亚门植物孢子叶的起源？,七、植物的个体发育与系统发育,个体发育(ontogeny)：生物个体或结构从发生到成熟的发育过程。系统发育(phylogeny)：指生物界或某个生物类群产生发展的历史。系统发育建立在个体发育的基础上，而个体发育是系统发育的环节。,作业,P127第1题 P127第3题 P127第7题 P167第1题；P167第2题；P167第7题；P176第1题；P177第7题；,新研究：中国孢子植物志中中国真菌志第一卷白粉菌目获1989年中国科学院自然科学奖二等奖。中国科学院微生物研究所郑儒永、余永年教授及其研究组与新疆八一农学院赵震宇教授合作，从1975年至1984年对我国的白粉菌进行了全面深入的系统研究，他们重新研究了解放前发表的所有资料和鉴定过的全部标本，以及全国各地采得的未定名标本，经过与国外有关标本馆借来的模式或权威性标本作对比研究后，对过去国内的白粉菌工作进行了全面整理、订正，并补充了大量新资料，最后确定白粉菌目真菌在我国83科、338属876种和变种的寄主植物共有22属253种和变种，其中3新属、90新种和新变种以及20新组合。属的划分全面地采用了有性型和无性型的综合特征，解决了过去有争议的分属问题，种和变种的划分，并以形态结合寄主专化性为原则，解决了长期存在的大种主义和寄主范围可无限大的不合理现象。该分类系统国际属领先并已得到国内外的广泛承认。这项工作完成，对全世界植物病理学、真菌学等有关领域内的科研、生产、教学工作均有积极意义。,