植物登陆记

　　
　　“生命源于海洋”，是学术界基本达成共识并为世上多数人所接受的一个科学论断。但是，面对如今陆地上的芸芸众生，人们仍不禁会问：在当时的众多海洋生命中，是谁第一个踏上陆地的呢？化石证据显示：是昙花一现。对于水生植物而言，就是要具备脱离开水体来繁衍后代的能力（图4）。
　　这样，经过了漫长时间的准备，从距今6亿年前海洋中出现大量藻类到大约距今5.2亿年的时候，一些已具备了上述三个先决条件，又不满足于在海洋单一环境中生存下去的植物，便迈开了向陆地上推进的步伐。
　　
　　
　　先行者迈出的第一步——从水生到陆生的过渡
　　
　　就像后来动物的发展从水生到两栖再到爬行一样，起先植物的登陆走的也是从简单到复杂，从水生植物到两栖植物（已可以在陆地上生存，但限于在水边地带，不能完全脱离水体，更不能占领所有的陆地生态域）再到纯粹的陆生植物的过程。
　　俗话说“万事开头难”，植物登陆这最早的一步从大约距今5.2亿年前开始迈出，用了约1亿年的时间才完成。这是一种被称为似苔藓植物（简称:隐孢子）的两栖植物，科学家曾在岩石中发现了这种极微小植物的化石。通过化学提取，再借助电子显微镜观察，这种大小不到0.2毫米的植物的结构主要有两种类型：四分体和两分体。科学家继而通过对化石所提供的其他信息的研究，认为这种植物在晚二陶纪时的分布应是十分广泛的，遍布于古地理环境中从赤道到寒冷地带的广大地区。此外，鉴于这种植物跟如今人们几乎随时随地都能看到的苔藓植物（如今发现最早的苔藓植物化石是在距今3.5亿～3.6亿年的晚泥盆世地层中。科学家认为苔藓植物的出现应该远远早于这一时间，由于缺乏关键性的化石证据，拿出确切的答案还有待时日）具有很大的相似性，因此科学家断定它只能生存在一种潮湿的、离水体不能太远的陆地环境中，属于从水生植物到陆生植物的一种过渡类型。于是，这种含四分体和两分体结构的植物化石便成了早期陆生植物的一种指示性标识。
　　
　　内因外果——水生植物的抢滩尝试
　　
　　在距今4.4亿年的时候，地球上出现了第一次大冰期，在当时的古南极形成了一个相当于我国华南地区面积的大冰盖。冰盖的形成，使海平面大幅下降了50米～100米，这使得海洋生物随着生存空间的变小势必要另辟新境，其发展的方向便瞄向了因“水落石出”而面积逐步增大的陆地。由于冰期中气候寒冷，不适于植物生长，因此这些有意向另辟生存空间的植物只能蓄势待发。大约1千万年之后，冰期结束了，冰川开始消融，海平面又开始上升。按理说生存空间扩大了，原本打算登陆的植物应没有必要再急于拓展生存空间了，但是，这时地球又进入了地壳不断升降的活跃期，海平面升升降降，极不稳定。这可苦坏了那些水陆相交地方的水生植物，为了应对这种不断变化的环境，也为了一劳永逸地图个安稳，它们根据陆地面积不断扩大的趋势，最终选择了爬上陆地（图5）。
　　
　　目前世界上已知最早的陆生植物化石是在我国贵州凤冈发现的，其生活的年代距今大约4.3亿年。它由不同的管状细胞组成，呈羽状排列，与藻类很像。科学家认为它是陆生植物的一个重要的理由是因为它有由管状细胞构成的维管组织，因此植物可以直立在陆地上生长。而在海洋中由于有水体的浮力，植物不需要这种结构。由于这种植物跟藻类十分相像，说明它是一种从藻类到陆生植物的过渡类型。由于在时间稍后的地层中再没有发现与这种植物类似的化石，于是人们认定这类植物并没有延续下去，很快就消亡了。因此它并不能代表陆生植物的原始类型，只能说是水生植物尝试陆地生活的先驱。
　　
　　量变到质变的关键一步——登陆成功
　　
　　有了过渡类型，有了先行者，有了1亿多年充足的准备时间，这样，一些简单的植物已可以完全脱离水体，终于具备了在陆地上生存的能力：
　　国际上公认的早期有代表性的陆生植物是一种叫顶囊蕨的植物。这是一种结构比较简单的植物，枝条上简单地分几个杈，顶上的一个圆球是它的孢子囊，里面有三缝孢。这种植物很小，也没有叶子，但它已具备了维管组织、具备了长有气孔的角质层；根据所发现化石的分布地点看，这种植物主要分布在当时的北半球。而在当时的南半球，最具代表性的是一种叫巴兰德木的植物。这种植物与顶囊蕨相比形态结构相对复杂，属于不同的类型。它与如今的蕨类植物松石十分相像，长有很多小“叶子”，呈螺旋状排列……
　　以上发现说明:在距今大约4.2亿年前的时候，地球上不仅已经有了纯粹的陆地植物（图6），而且植物还存在着一定的区域划分。而造成植物这种南北半球分区的原因，科学家认为主要取决于当时的气候。
　　
　　
　　站住脚——三级跳——星火燎原
　　
　　
　　俗话说“既来之则安之”，对于这些陆地环境中的初来乍到者，首要的问题就是如何适应这个全新的环境，在这里扎住根、站住脚。在我国新疆准噶尔盆地的西北缘(根据对古地理研究的结果显示:如今气候干燥、自然环境恶劣的准噶尔盆地当时位于地球的古赤道附近。)，科学家发现了距今4.15亿年前的、目前世界上已知保存最好的古植物化石群，陆生植物类型非常丰富，包括一些早期的陆生植物。其中一种植物可视为现在人们所经常见到的某些植物的雏形，它的茎杆已有多重分杈，杈的顶端有一个孢子囊；再如前面所提到的某种顶囊蕨植物，最显著的变化就是它的孢子囊上长了很多刺。千万可别小看这几根不起眼的小刺（图7），在科学家眼中它的意义可是非同小可：首先，刺增加了植物表面的面积，有利于更好地进行光合作用；其次，正如如今一些干旱地区的植物一样，叶子都是长成条状、刺状、针状，这样有利于防止水分的蒸发；第三，这些刺使植物有了自我保护能力，从另一个侧面说明当时陆地上已经有了动物。而古动物研究的结果恰好起到了佐证的作用，证明当时确有与现在昆虫相似的节肢动物在陆地上出现了……这些进化足以说明，这些“水中来客” 这时已基本上可以在陆地上生存下去了，也就是说迈出了“站住脚”这关键的第一步。
　　

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