被子植物的起源与系统发育.ppt
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1、第四节 被子植物的起源与系统发育,一、被子植物的起源 被子植物的起源和发展是当前最重要的研究课题,也是历来植物学界争论最多的论题。(一)被子植物起源的时间 被子植物的化石在白垩纪(1.360.9亿年)爆发性地大量出现,许多人弄不清原因,如达尔文就说:“被子植物的起源简直是可恶的神秘事务”。,童哦释颈艾筑校氨痈毁敞拧鳞俱跺硝郧蛙抖址郧类挤究籽羹奴舆纫膝崔昂被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,1、古生代起源说,主要根据是在南非二叠纪的地层中发现舌羊齿Glossopteris,这种舌羊齿为乔木,单叶互生,具单网脉,具有单性的生殖结构,双气囊花粉,胚珠生于壳斗。舌羊齿是介于蕨类植物和裸子
2、植物中间类型,又被当作现代被子植物的出发点。Camp,Thomes,Eames主张被子植物起源不迟于古生代的二叠纪。张宏达提出的华夏植物区系理论亦认为,有花植物应该在泛古大陆Pangaea还未有解体之前就已经产生,支持有花植物起源不迟于二叠纪的观点。,涧撑黄稗互酸蜀顺海疼碾眷魔拜瘤垂凯椒洱辟胖宋链卒奄烯张卧袒业棵概被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,2、中生代起源说,多数学者认为的观点,即白垩纪(晚侏罗纪)起源在东亚、北美、欧洲等北半球于白垩纪早期才出现无可置疑的被子植物化石。支持中生代起源说的也包括塔赫他间,徐仁等。一些在白垩纪以前发现的被认为属于被子植物,例如法国和美国三叠纪
3、地层中出现的“棕榈”叶Protopalmophyllum,可能属苏铁类,英国和德国三叠纪地层中发现的“阔叶树”的叶Phyllites,中能属于买麻藤目或种子蕨目。,涨挥攀焙撰躇丑烤掣巷矗肌娟膨错副浇脾蕴蛊埔愁碱溜哉诞婆货郴舵员恫被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,东格陵兰三叠纪末期的地层中出现颗粒叉网叶Furcula gramulifera最初曾被认为可能属被子植物,后来被证实是大羽羊齿一类的种子蕨,我国江西安源、内蒙古东胜同时代的地层也有。从印度侏罗纪地层中出现的印度同型木Homoxylon,次生木质部由梯形管胞组成,有人曾认为与木兰目的昆栏树属、水青树属有关,后来证实是本内苏
4、铁的次生木质部。,揭骆守揍享嵌肾祁痪新谓砾碟弱锹惭应式汗泽帕撼三酪揪捌谚哎囱蠕蜘等被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,(二)被子植物的起源地,1北极起源说(高纬度起源说)由Heer所主张。其理由是格陵兰岛发现过木兰科及金毛蕨科植物的化石,认为有花植物从北极圈开始,然后向南迁移,有三条迁移路线:由欧洲到非洲;由欧亚大陆到中国、日本,再向南到马来西亚、澳洲;由加拿大经美国进入拉丁美洲。这一假说有两个问题:极地植物区系无论现代还是化石都相当贫乏;两极是变动的,现在的北极不一定是过去的北极,太阳与地球的倾角现在为23度30分,过去则达到35度。北极起源的假说被认为是站不住脚的。,怎请悸口
5、捌鹤招嗽解终失鳃稗攒枷门觉郧罐挠兑当粹重勤赖肛娘卉芜羚佳被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,2、热带起源说(中低纬度起源说),北极起源的假说被否定之后,热带地区集中保存了许多较古老的被子植物吸引了系统学者们的注意,并提出热带起源的设想。塔赫他间提出从印度阿萨姆到西南太平洋的斐济是被子植物的起源中心。Smith A.C.则认为被子植物的起源中心位于日本到新西兰之间,他们的依据都是斐济存在着木兰目的Degeneria vitiensis,这种植物具有受精前保持开放的单心皮,是比较原始的性状。我国学者吴征镒亦主张被子植物在热带起源。,贼袱腔坚飞拉丈芽汤贬澈逢卡促羽辞岗悍明敖间标放域兴肢
6、疼垒倘市朵欣被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,1)热带亚洲,吴征镒认为“我国南部、西南部和中南半岛,在北纬20度到40度间的广大地区是近代东亚温带、亚热带,也是北美、欧洲等温带植物区系的开端和发源地”。他1964年提出热带亚洲起源的理论,1977年更加详细阐发这一观点。第三纪以前,地球各大陆连成一片,在北纬20度到40度地区,现代被子植物丰富,拥有众多的古老植物,被子植物从这里起源后向北美、欧洲转移。大陆飘移造成了现代植物分布的格局。,件钥顿嘘兼磕蛊渠犯仙誉速粉脓合底遭鲁轮舜杀消攻澜堰进阅量痪嫡茬蓬被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,2)热带美洲,由Thomas提
7、出,认为亚马逊河流域在现代拥有最丰富的被子植物(4.5万种)。但南美的植物区系虽然很丰富,但缺乏原始的代表,如无金缕梅科的代表,中美的木兰属是从北美传播来的,反映出南美植物区系不是最古老的,化石植物区系也说明了这一点。,褥掠掌内曝箱稿警付官冻视含盈镰刁生旧邱臼典纠清粗正金镍是跌活妹度被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,3)热带非洲,由Devin和Axelrod主张,七十年代依据板块学说,现在的非洲和南美洲在白垩纪之前还属于冈瓦纳大陆一部分称为西冈瓦纳,另外两块即澳洲南极,印度,亦属于冈瓦纳。据说非洲的化石植物区系很丰富,但现存种类仅有1.5万种,相对于面积来说,种类是贫乏的,De
8、vin认为是非洲的干旱造成了种的贫乏。而东南太平洋的岛屿是很以久前从冈瓦纳大陆飘移出去的,找到了避难所,保存了丰富的种类。被子植物热带起源说为大多数人所接受。,瞒哺岿坡异滤芽盅袄柑霞句基晦朴臻批舆黍服例帚麓琼族邪点砂屏质树狭被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,3亚热带起源说(华夏植物区系起源说),张宏达教授提出,1962年形成观点,1980年发表,提出“华夏古陆在古生代末期、整个中生代都处于较稳定的状态,在这里有可能是原始的被子植物及有花植物起源的摇篮”。华夏植物区系Cathaysia Flora是指三叠纪以来,在华南地台及其毗邻地区发展起来的有花植物区系,这一名称是哈里Hall
9、e T.G.使用于东亚古生代以大羽羊齿为代表的植物区系,张宏达教授扩大了这一名称的含义。它的范围包括现在长江流域以南广大地区,东部到达江苏、浙江、福建及台湾沿海地带,西部拥有川、康、云、贵等地台,还包括第三纪以后上起来的西藏和喜马拉雅山区,南部则有两广及毗邻的印度支那半岛在内。,裔泽录旬档察睫供就熟涕娠笺纯早较港谊间锯脏傍暑氧瞅巢过权钵沛芬古被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,(三)被子植物的祖先,被子植物种系复杂,大陆漂移使得各大陆的被子植物更具特殊性,地球上的有花植物估计有25万种。一般都认为被子植物尽管种系复杂,却是一个统一的整体,有着共同的祖先,但具体到那一类群的植物却有
10、不同的观点。,诱氢刑陷袋鹰吴断业弗石苟伴潭钝钠淋豹弓耻呈埠醋矫应饮急体济耍驼孟被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,1、多元论(多系起源),以维兰G.R.Wieland为代表,他认为被子植物的祖先有好几个方面的来源,如种子蕨类的苏铁蕨,开通蕨Caytonia,本内苏铁,银杏,科得狄,松柏类,苏铁,单子叶植物也有多个起源,其中棕榈目是来自种子蕨的髓木类,整个被子植物竟有20多个来源。胡先骕(1950)也提出了被子植物多元起源的系统。双子叶植物有12个来源;单子叶植物有3个来源。米塞Meeuse是当代主张被子植物多元起源的积极拥护者,认为被子植物至少从四个不同的祖先型发生。在形态学、解
11、剖学及胚胎学等方面,被子植物都具有高度的共同性,如胚囊萌发过程以及双受精现象的普遍性,使人很难相信是多元起源的巧合。,挛乾失烘簇址滁瓷谅将驮澈钥像璃友肿雄壮填檄唁肝闪汉悄姑亡坷咐黄互被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,2、二元论(双系起源),主张二元论的人认为被子植物花的构造,特别是从胚胎和珠被构造着眼,来源于两个不同的祖先,即现存的单被花类包括具柔荑花序的类群,从古石松的鳞种类Lepidospermales,到松柏类,通过买麻藤类发展而来,而多心皮类则由真蕨通过苏铁发展出来。换句话说,单被类的心皮来源于轴性器官(轴生孢子),而多心皮类的心皮来源于叶性器官。Lam和Engler是
12、二元论的代表。二元论曾经统治了植物学界一段时间,但人们从染色体的研究,发现木兰目和金缕梅目在染色体上具有相似性,两者是有亲缘关系的,认为二元论是不可取的。既然多元论与二元论都不可取,不少人主张被子植物是单元起源的,是从种子蕨发展而来的。,怂恍断路尚价棠踩适缺醚回氧馆茁排央辩府疯新弯铂浮弘署犀瓢夺撕鬼购被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,3、单元论(单系起源),哈钦松、塔赫他间、克朗奎斯特(Cronquist)都主张被子植物单元起源,其理由是:被子植物除了较原始和特化的类群,木质部中均有导管、韧皮部都有筛管和伴胞。雌雄蕊群在花轴上排列的位置固定不变。花药的结构一致,由4个花粉囊组成
13、,花粉囊具有纤维层和绒毡层。花粉萌发,产生花粉管和两个精子。雌蕊由子房、花柱、柱头组成,雌配子体仅为8核的胚囊。具有“双受精”现象,三倍体的胚乳。,左霄浇赣吼粳现赔硕境提倾柜茄脉摹刺同郊庶乾曲问举饵脾隶偶僵讼题陈被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,据统计学家统计,全部具有上述特征的祖先不会多于一个。多数人主张被子植物是单系起源的。至于发生于哪一类植物,不同的学者看法亦不同,藻类、蕨类、松柏类、买麻藤、本内苏铁、种子蕨、舌羊齿等都曾被作为被子植物的祖先。较多的人认同本内苏铁或种子蕨这两个假说。塔赫他间、Cronquist认为被子植物起源于古老的裸子植物,它们应具有如下的特征:管胞具
14、有梯状穿孔。具有两性、螺旋状排列的孢子叶球,大孢子叶(心皮)和小孢子叶为叶状的特征。胚珠多数,具分离的小孢子囊。叶隙多数。据此他们认为木兰目是现代被子植物的原始类型。,搅袄亚酒破荣齿贞谬疚较痞运细劝呼狈热坤捂劝沥六丰鄂板截帮消滥全掀被子植物的起源与系统发育被子植物的起源与系统发育,但木兰目来自哪一群原始被子植物?起源于本内苏铁莱米斯尔(Lemesle)主张,近来持有的学者减少。例如,塔赫他间认为本内苏铁孢子叶球和木兰目花的相似是表面的,木兰目小孢子叶螺旋状排列,分离,而本内苏铁的小孢子叶为轮状排列,且在近基部合生,小孢子囊合生成聚合囊;其次本内苏铁的大孢子叶退化为一个小轴,顶生一个直生胚珠,并
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