裸子植物的起源
當古生代的蕨類植物形成地球上第一次原始森林的時候,比蕨類植物更加進步的裸子植物已經在泥盆紀晚期悄然出現了。但是在當時,地球上的氣候溫暖潮濕,蕨類植物的發展更為順利,裸子植物還不能獲得優勢。到了二疊紀晚期,氣候轉涼而且變得幹燥,蕨類植物不能很好地適應這樣的新環境,逐漸退出了植物王國的中心舞台,裸子植物開始發揮出其潛在的優越性而得到了大發展,並將它的繁盛一直持續到白堊紀晚期。可以說,爬行動物王國裏的植被是以裸子植物為特征的。
裸子植物是種子植物中較低級的一類。具有頸卵器,既屬頸卵器植物,又是能產生種子的種子植物。它們的胚珠外麵沒有子房壁包被,不形成果皮,種子是裸露的,故稱裸子植物。
裸子植物是原始的種子植物,其發生發展曆史悠久。最初的裸子植物出現在古生代,在中生代至新生代它們是遍布各大陸的主要植物。現代生存的裸子植物有不少種類出現於第三紀,後又經過冰川時期而保留下來,並繁衍至今的。據統計,目前全世界生存的裸子植物約有850種,隸屬於79屬和15科,其種數雖僅為被子植物種數的0.36%,但卻分布於世界各地,特別是在北半球的寒溫帶和亞熱帶的中山至高山帶常組成大麵積的各類針葉林。
裸子植物的分類與進化
裸子植物通常分為鐵樹綱、銀杏綱、鬆柏綱、紅豆杉綱及買麻藤綱。
1.鐵樹綱
鐵樹鐵樹綱植物起源開始於古生代二疊紀,甚至可能起源於石炭紀,繁盛於中生代,是現代裸子植物最原始的類群。從種子蕨的發現、研究表明,它們有著密切的關係。在形態上,莖幹都不甚高大,少分枝或不分枝,莖幹表麵殘留葉基,頂生一叢羽狀複葉;內部構造上,都具有較大的髓心和厚的皮層,木材較疏鬆;生殖器官結構上,小孢子葉保存著羽狀分裂的特征,大孢子葉的兩側著生數個種子,呈羽狀排列;它們的種子結構也很接近。這些都說明鐵樹類植物是由種子蕨演化而來的。
地質曆史時期植物化石的研究,提供了可靠而豐富的依據。從化石材料記載,它的曆史可遠溯至石炭紀、晚石炭紀出現的二歧葉。之後,早二疊紀的毛狀葉,晚二疊紀的擬銀杏、拜拉,三疊紀的楔銀杏等,或許是銀杏的遠祖。
2.銀杏綱
到了中侏羅世已有許多銀杏生存。又從楔銀杏、拜拉的孢子葉的情況看,它們的小孢子葉上有5~6個(偶有3~7個)小孢子囊,而銀杏有3個小孢子囊;毛狀葉、拜拉和擬銀杏等的大孢子葉上的胚珠數目,也多於現代的銀杏。由此看來,現存銀杏的小孢子囊和大孢子囊,可能是經曆了一係列“簡化”過程演變而成的。另一方麵,銀杏類和科得狄也有一些相似之處,比較重要的是它們單葉的葉基構造和葉脈形式一致;又科得秋的胚珠具有貯粉室,可能以遊動精子進行受精等特點和銀杏相似,這些都說明它們起源於共同的祖先。
3.紅豆杉綱
紅豆杉綱植物從古植物學的研究,提供了地質曆史時期這類植物盛衰的情況和演化趨向的資料,但是由於化石材料的不完整和研究程度所限,現存的紅豆杉綱各科、屬和已滅絕的類型之間的演化線索,還未能完全搞清。一般認為紅豆杉綱3個科:羅漢鬆科、三尖杉科(粗榧科)和紅豆杉科(紫杉科),在係統發育上有密切關係。三尖杉科植物的孢子葉球中,沒有營養鱗片,很可能是晚古生代的安奈杉,通過中生代早期的巴列杉、穗果杉的途徑演化而來的。而羅漢鬆科、紫杉科,則與科得狄植物有相似之處,尤其是大孢子葉球的結構以及變態的大孢子葉;穗狀花序式的小孢子葉球序,保持著和科得狄類似的原始性狀。說明這兩個科的植物,可能是從科得狄類直接演化出來的。