地球故事之三十八——向陆地进军——奇妙的古植物演化-矿材网

碧绿的草地、广袤的森林、万紫千红的花朵，琳琅满目的青菜，陆生植物是地球生态系统中最大、最重要的支撑之一，它们不仅为人类生存提供保障，而且给我们的生活带来无尽的美与享受。可是，与动物界相比，人类对陆生植物的早期演化却知之不多，目前还有很多的未解之谜。

（图片来自百度图片网）

水是生命之源，地球上所有的陆地生命都经过漫长的水中历练才逐步过渡到陆地上。据研究，最早从水中来到陆地生存的植物是苔藓或似苔藓植物，时间大概在距今5亿多年前的早古生代，从那时起，这些植物的老祖宗就成为了改造陆地生态环境的先驱。由于苔藓植物个体小，结构简单，很难保存为化石，目前发现最早的苔藓化石是在晚泥盆世，更早的还需要人们去寻找和发掘。

现代苔藓（图片来自汇图网和素材公社网）

有一种被称为隐孢子的微体化石被认为其母体植物就是苔藓和似苔藓。确凿的化石证据表明，隐孢子生存于距今4.6亿年前的奥陶纪中晚期，而且那时的隐孢子植物分布广泛、种类繁多，是陆生植物开始繁盛的先驱。

SCIENCE CHINA ? Earth Sciences杂志封面-隐孢子化石（图片来自360网）

当时间进入距今4.1亿年的泥盆纪甚至更早的时候，陆生植物加快了进化步伐，植物中开始形成由木质部和韧皮部组成的输导水分和营养物质的结构，并有一定的坚固程度用以支撑植物躯干。这种组织结构被称为植物维管组织，它的出现，对植物适应陆生环境具有极其重要的意义，为陆生植物迅速进化和繁衍奠定了坚实基础。

植物维管组织（图片来自百度图片）

陆生植物的化石证据证明了古生物学家们所确认的植物登陆并能够独立、长期地在陆地生存的三个基本条件：支撑植物体的支持系统和水分、养分的运输系统（维管组织）；适应陆地并能独立繁殖的器官；防止水分蒸发和能够呼吸的器官。具备了这些条件，植物登陆才算真正完成。

1937年发现于英国的顶囊蕨（Cooksonia）化石被公认为是早期陆生维管植物的典型代表。化石产于距今4.33—3.93亿年的地层中，这种植物个体不大，有几厘米至十几厘米高，茎粗0.03mm—3mm，孢子囊长在植株顶部，呈喇叭形。

顶囊蕨复原图（图片来自维基百科网）

尽管具有可信的陆生维管植物的证据，但最早的陆生维管植物出现在何时、具有何种生物学特征、演变进程又是什么样子等一系列问题仍然是个谜。

在早期的陆生维管植物中，除石松植物外，几乎全部没有叶子。这是个很有意思的事情。在我们看来，植物没有叶子，难以进行光合作用，如何能够生存？我国云南早泥盆世的Eophyllophyton（始叶蕨）——听这名字就是最早的叶子——具有明显的叶状结构。可是，这比最早的陆生维管植物的化石记录时间晚了近0.5亿年，说明植物没有叶子也能生存，但要看当时是什么环境。叶子的出现可能是当时的一种“反常”情况促成——大气中CO2浓度降低所致。