文档介绍：一、地球生命和植物演化(一)地球生命现象和生物演化就目前人类掌握的知识,生命现象的存在和生物演化是我们地球与宇宙中其它星球最大的不同之处。地球的构造和水热气条件与地球生物构成了宇宙中最和谐的统一体。地球上的生命现象是怎么来的,生物又是如何演化变成了今天的样子,还将变成什么样子,是人类一直关心的问题。所谓地球生命现象就是地球上存在着具有几十亿年历史的各种生物有机体。这些生物有机体具有新陈代谢、遗传和繁殖功能,与地球上其它非生命物质构成的环境和谐地共处,并发生一定的相互作用和影响。什么又是地球上的生物演化呢?生命现象最基本性质是其存在随时间进程而动态变化。一个生命个体会随着时间而出现、成长、成熟、生殖后代、衰老和死亡,这个过程叫个体发育(ontology)过程;对于无数具有某种共同特征的个体,称之为类群,类群的单位可以是物种、属、科或更高的生物分类单位。地球上的类群是由简单到复杂,由少数到多数的历史过程。作为物种或任何类群,也是有来源、有发展分化和衰亡的,这个过程就是系统发育(phylogeny)过程。地球上所有生物的系统发育过程统称为生物演化。对于地球生物中最重要的一大类群-植物,其总体可称之为植物界。对植物界所有类群的系统发育过程而言,也就是植物界的演化。植物界的演化就是植物界各类群的发生和发展。(二)生物演化的基本要素和重大历史事件地球上的生物演化需要3个要素:其一是平台,地球及其水热气等条件可以理解为生物演化的平台;其二是演化材料,组成DNA大分子和生命有机体的各种元素,如碳、氮、氢和氧等化学元素;三是时间。就植物界而言,存在着最早出现的菌藻类和后来发生的苔藓类、蕨类和种子植物等不同的重大演化级别。一个演化级别向另一个演化级别的跃变需要数以亿年的历史。例如:从DNA大分子形式的初级简单生命形式发展成为原核生物的时间还不清楚,可能为38-25亿年前的事情;从化石记录来看,从原核生物到真核生物(绿藻)可能经历了近十亿年,由低等植物藻类发展到高等植物(有胚)的苔藓植物和裸蕨类经历了4亿多年(奥陶纪/志留纪),由孢子生殖的高等植物发展到种子生殖的高等植物(种子蕨出现,泥盆纪晚,距今约4亿年)经历了近2亿年,种子植物中具有复轴性大孢子叶球的裸子植物约出现在二叠纪,,被子植物出现在早白垩纪,。从植物界的演化过程看,生物演化不是匀速发展的。以下地质时代/生物演化简表参考《生命的起源与演化---地球历史中的生命》(自郝守刚等,高等教育/施普林格出版社,2000年第一版,P29)。地质时代/生物演化简表(改自郝守刚等,高等教育/施普林格出版社,2000年第一版,P29)地质时代同位素年龄/Ma生物演化阶段冥古代:46-38亿年晚期出现生命现象太古代:38-25亿年原核生命出现(细菌及蓝藻)元古代:25-(震旦纪)真核生命出现(绿藻)寒武纪:-:-(苔藓植物)志留纪:-:-(晚期苏铁、种子蕨出现)石炭纪:-:-(应为球果类裸子植物)三叠纪:-:-:-:-:-今天人类起源(500万年前)(三)生物演化的基本动力生物演化过程总体上应当说是环境作用和诱发的,没有地球环境就不会有生物和生物演化,目前人类还没有发现其它有生命存在的星球。但生命具有自适应能力和生物多样性和复杂性累积和叠加等方面的能力或本质,因此在地球上巨大的活动空间和几乎无限环境多样性的作用和生物演化的巨大反作用下,生物就演变成今天的样子了。事实上生物演化的外因论和内因论一直争议不休,但从地球的空间多样性及其历史发展的事实中,可以认为总体是环境起决定性的因素。如果有一天地球温度又升至汽化状态,什么生物及其演化也就不复存在了(不要紧,据说地球现在这个状态的寿命还有200亿年)。所谓“内因论”就是说地球生物出现(以某种理化作用方式)后,DNA大分子具有自身的变化频率和“生长”能力,在自身遗传物质积累和变化式样不断增加情况下,生命的多样性加速过程。这种观点得到分子中性变异学说的支持。对于无数生物个体而言,在地球广大空间中,总可以得到某种适合生物自身变异的空间环境,因此生物演化就可以看成是以生物自身变化动力为主的演化过程。(四)植物界的分类植物界中主要的类群是藻(菌类)类、苔藓、蕨类和种子植物等,它们处于不同的演化级别上,越早出现的类群,演化级别越低;越晚出现的类群,演化级别越高。对这些植物类群的分类可以有多种方案。比较常见的是将植物