陆地植物的起源

陆地植物的起源

6亿多年前的地球，干旱的陆地风沙弥漫，一派凄寒景象，荒凉的原野上看不到一棵绿色植物，只有在原始的海洋内生长着各种各样的藻类植物。植物是如何由水生到陆生，如何摆脱水的束缚成功登陆的呢?这是植物进化史上一个极为重要的里程碑，然而遗憾的是，在科学如此发达的今天，人类对陆地植物起源的真相仍然一知半解，尤其谁是最早登陆的植物的问题，科学家之间存在着巨大的意见分歧。

附生蕨

现在，所有的植物学家都承认，水生植物生活在营养丰富、温度相对恒定的水体中，而陆地植物不仅容易在干燥的大气中失去宝贵的水分，还要受到太阳光紫外线、风力和重力等自然力的影响，只有那些已具备特殊形态结构与完备生理功能的植物，才能克服陆地环境中不利因素的影响，成功地度过整个生活史并完成繁殖后代的任务。什么样的植物才算是真正的陆地植物，答案显然很清楚，概念也十分明了，但一涉及到具体植物时，就产生了完全不同的看法。

以著名古植物学家班克斯和爱德华兹为代表的一些学者认为，只有具备了完善的水分吸收和输导组织的植物才是真正的陆地植物。比如蕨类植物和种子植物，它们不仅具有发达的根系，体内还有复杂的输导组织——维管束，可将根系吸收的水分往上输送，甚至能送到高达几十米的树冠部位，供叶片进行光合作用和蒸腾作用。这些学者提出，判断是不是陆地植物，要用有没有维管束作为标准。所以，最早登陆的植物应该是一类裸蕨类植物。

他们认为，裸蕨出世500万年后，已朝两个方向发展。一类是工蕨类的挺水植物，在以后漫长的演化岁月中，它光秃无叶的枝茎表面细胞突出体外，出现了鳞片状突起，渐而演化为以后具有小型叶的石松类植物和楔叶类植物;另一类是莱尼蕨类，它是长在沼泽地中的半陆地植物，以后由于小枝条渐渐扁化，朝着大型叶方向演化，最后形成真蕨类植物和种子植物。

班克斯和爱德华兹等人的观点得到好些学者的赞同，然而美国植物学家波拉特却提出一个完全不同的论点。

他和另外一些学者认为，最原始的陆地植物不一定是维管植物，而可能是苔藓。他在解释这种理论时说，尽管苔藓或类似苔藓的植物体内结构简单，输导组织不发育或不怎么发育，但是植物界从苔藓开始已出现颈卵器与精子器，这是一种保护生殖细胞的复杂的有性生殖器官，尤其是在颈卵器中能发育成幼态植物——胚，而胚的出现恰恰是陆地植物独具的特征。

树上长满了蕨

以上两种观点都有一定的证据支持，谁是谁非，一时无法断言。根据现存陆地植物的原始特征以及可能的演化发展趋势，不同学者为陆地植物的祖先描绘出不同的画像。

由于苔藓植物和蕨类植物的生活史中存在着两个截然不同的部分:即配子体世代与孢子体世代，前者含单倍染色体，以配子为繁殖单位，有性别分化;而后者含双倍染色体，以减数分裂产物孢子为繁殖单位，无性别分化。这两个世代以受精作用和减数分裂为转折，相互交替，循环出现，共同构成一个完整的生命周期。因此，欧美的一些植物学家提出，应该把具有等世代交替的、植物体结构比较复杂的某些褐藻类植物，看作是与陆地植物祖先有较密切亲缘关系的植物后裔。

然而，许多人对以上观点提出了异议。中国著名系统植物学家张景铖和其他一些学者认为，从所有植物的共同特征——光合作用的角度看，迄今在藻类中已发现叶绿素、岩藻黄素、藻红素和藻蓝素等多种光合色素，只有绿藻门植物所含的色素种类及组成比例与陆地植物的光合色素比较一致，而且细胞内的贮藏物质也都是淀粉。因此，有理由认为，陆地植物的祖先是具有等世代交替的、含有叶绿素a、叶绿素b的绿藻门植物。

对于陆地植物最早祖先的问题，尽管学者们进行了大量的研究，提出了许多有意义的推测和假说，但它依然属于尚未完全解开的谜团。今天，科学家们正在期待获得更多的有力证据，以便最终作出尽善尽美的解释。