植物是什么时候想开的?植物驯化地球的秘密

360影视 2025-01-01 11:17 4

摘要:地球上九成的植物都是开花植物,也叫被子植物,它们是演化最先进、最具优势的植物种类。而更古老的银杏、松科这些不开花的,种子裸露在外面的植物被称为裸子植物。

地球上九成的植物都是开花植物,也叫被子植物,它们是演化最先进、最具优势的植物种类。而更古老的银杏、松科这些不开花的,种子裸露在外面的植物被称为裸子植物。

它们曾经也很兴盛,但是后来被开花植物取代。植物是什么时候想开的呢?它为什么会更成功?我们今天就聊聊这个。

我们有那么多种形式的花,有那么多丰富的色彩、形状和气味,这一切是为了植物的繁殖而服务。吸引各种昆虫来传粉,而花粉就是植物的精子。

花蜜这个东西是花后来进化出来给传粉者的奖励。果实又是为植物的什么服务的呢?还是繁殖。

果实里面包裹的是植物的种子,种子是一个已经发育好的胚胎,其他动物会把它们散播到更远的地方,而果实也是它们跑腿的奖励。

听到这里大家是不是能够理解开花植物它为什么会更成功?因为它们把更多的动物拉进了它们的繁殖程序里,尤其是和昆虫之间演变的那种互利共生、协同进化的关系。

它们更依赖动物,动物也更依赖它们,相互成就。这些都是我们现在能够总结的开花植物的显著优势,但是从植物的历史上来看,它出现得比较晚,崛起得也很突然,感觉就像是智人迅速地取代了其他人种一样。

这中间植物的演化到底都经历了什么呢?它的崛起只是因为昆虫吗?我给大家画条时间线,就从宇宙的诞生说起吧。

46 亿年前地球诞生,20亿年前叶绿体才出现,15亿年前真核细胞分化成三个族群,它们后来分别演化出植物、真菌和动物。

12亿年前,最早的红藻和褐藻诞生所有生命体都有一个从水迁移到陆地的过程。登陆要改变很多东西,以前在水里头释放个孢子就能够被水流散播的这种繁殖方式也要迎来新的挑战。

轮藻被认为是陆生植物的祖先,4.43亿年前出现的,它有类似根、茎、叶的分化,而且具有较为复杂的生殖结构。

4.2亿年前的石松可能是最早的维管植物。维管组织的出现挺重要的,它相当于是让植物形成了自己的血管和骨骼,营养输送的方式更高效,而且植物能立起来。

植物分支

这个进化让植物在陆地上迅速地扩张。维管植物的一支是蕨类,另外一支是石松,还有后来的裸子植物和开花植物。蕨类植物很古老,它们至今其实没有太大的变化。它们还是孢子植物,有孢子体和配子体。

孢子体会通过减数分裂产生单倍体的孢子,孢子在有丝分裂形成单倍体的配子体,成熟的配子体再产生配子,然后形成一个世代交替的循环。

听上去是不是很复杂?这其实就是从水生登陆之后还没有完全转变的一种生殖方式,那另外一支就是我们的重点:种子植物

种子的出现是植物的一次巨大的进步,孢子只是生殖细胞,种子你可以简单地理解为一个植物的胚胎附赠一包营养物质,所以它更先进。

在3.65亿年前,极早期的种子蕨类植物出现,它们可能是最初的裸子植物。注意,种子蕨不是蕨,因为它已经不是用孢子,而是用种子繁殖了。接下来的一段很长的时间都是裸子植物的繁盛期。

种子植物

2.8亿年前最早的苏铁诞生,1.5亿年前银杏到达鼎盛。在2.52亿到6600万年前,这一段时间是它们和大多数的针叶树,构成了陆地那种森林样貌。那个时候恐龙还在,还没哺乳动物什么事。

它们的生殖结构是球果,本质上是一个特化的枝条,主要是靠风和动物传播,种子简化了繁殖过程。而被子植物,也就是开花植物,在1.05亿年前它只占植物总量的两成,但是到了6600万年前白垩纪末期的时候,它就已经到达了八成。

就在这段时间,裸子植物衰退,被子植物崛起,一直兴盛至今。

但是这么成功的一类植物,它的起源其实至今不明。如果是以最古老的花粉化石来看,它可能是1.4亿年前出现的,当然也可能更早。

古果

而蜜蜂是一亿年前出现的,虽然在中国辽宁发现了非常古老的、保存得非常完好的被子植物的化石,也就是古果,它大概生存在1.25亿年前,但目前认为它还不是最早的开花植物。

花是怎么出现的,还没有直接的化石证明,但是从基因上判断,花最早应该是从叶子特化出来的。最开始这个叶子可能只是包裹住了种子,为种子提供了额外的保护,这一个小小的改变可能逐渐成为一种生存优势。

而这个最初的叶子可能出现了一点颜色上的变化,吸引来了昆虫停留。但是不是这么回事,咱也不知道,至少从目前来看,花的颜色和结构是和昆虫协同演化的结果。

有些花它只靠某些特定的昆虫来传粉。被子植物好像是一下就想开了,和昆虫和动物之间互动能够带来的优势,能够说明风媒并不是最好的传播方式,不精准还浪费。

这些植物把自己的生殖器高调地展现在外,让其他动物能够踊跃参与这个过程。不但花朵的形态和颜色越来越丰富了,就连包裹着种子的果实都在5600万到3400万年前变得越来越大。

果实不但能够给种子提供保护,它还是一个给传播者的奖励。但是开花植物能够迅速替代裸子植物,并不只是因为它们把动物拉入自己的繁殖方式而已,还有一点就是它们长得更快。

首先被子植物的生长比裸子植物更快,它们死亡腐烂的速度也更快,这让它们生长过的土壤越来越肥沃,更有利于被子植物这种生长循环,它们很快就占据了地表,形成的栖息地比其他植物都大。

第二个就是被子植物在1.4~1亿年前已经进化出了更密集的叶脉,让它们的光合作用的效率提升了一倍。这两点的本质就是让这个植物生长得更快,能够快速地抢占生态位。

而各种松柏杉就被排挤到了更冷的高纬度地区。从历史上来看,还有一个重要的事件也促进了开花植物后来的繁盛,就是6600万年前的白垩纪末期大灭绝。

75% 的物种灭绝了,包括非鸟类、恐龙和一些植物。这次灭绝就是一次重新洗牌,一些小型的食虫动物幸存下来了,之后植食性的哺乳动物才开始涌现。

其实裸子植物已经让植物的繁殖方式有了一个很大的进步,但是开花植物它本质上是建立了一个复杂的生态网络,它不只是利好昆虫,昆虫又养活很多食虫动物,而这些小动物又养活了一帮食肉动物。

它们的根系又和各种菌根、真菌联系,形成了互利共生的关系,我觉得开花植物才是终极的驯化高手。它塑造了各种生物的行为和姿态,它塑造着这个世界的模样,我们人类其实也是被它驯化的一环。

各种粮食、水果、木材、药材玩了命地种,当你对他者有意的时候,他者也会让你努力地活下去,这可能就是开花植物能够兴盛至今的生存哲学,它也就是1.4亿年前才出现而已。

我很难想象地球以前没有花的时候,看起来应该很寡淡吧。

来源:珠珠聊科学

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