第十七章_生命起源与植物多样性的演化历程
植物生物学第十七章 生命起源与植物多样性的演化历程
总学时：2
教学目标：掌握植物多样性的起源和演化的基本过程
教学重点：高等植物的起源和演化
教学难点：原始和次生特征
教学手段：多媒体教学
教学过程
章节
学时
主要教学内容及安排
备注
第一节生命的起源与原核生物的产生
第二节真核藻类的起源与演化
第三节蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
1
（导入新课）通过复习被子植物主要类群，引出本课内容5min
（正文内容43min）
解释图17-1．植物界各大类群系统演化示意图
第一节生命的起源与原核生物的产生
约45亿年以前在地球刚形成时，地质变化非常剧烈，如高山的隆起、火山喷发等。氧和氢在高温下结合成水蒸气，随着地球表面的冷却而凝结成水，形成了海洋。当时大气臭氧层还没有形成，紫外线极其丰富，碳、氢和氧结合为甲烷、氨和二氧化碳等。高温、大气放电和紫外线为形成复杂的分子提供能量。几十亿年的变迁，在原始海洋里积累了复杂的蛋白质、核酸、脂肪和碳水化合物等有机物，这些化合物的偶然组合有可能形成具有繁殖和新陈代谢功能的原始生命。
原始生命进一步演化，产生了原核细胞。首先产生的是异养细菌，然后自养细菌才出现。自养细菌包括化能自养细菌和光合自养细菌两类，由于细菌的光合作用过程不能分解水分子和放出氧气，较蓝藻简单，因此光合细菌的出现应该早于蓝藻。元古代早期蓝藻和细菌化石较太古代丰富，形态多样性程度也较高，除具有丝状体外，还有球状体等。
第四节裸子植物的起源和演化
裸子植物既是种子植物，又是颈卵器植物，是介于蕨类和被子植物之间的一群高等植物。古蕨属（Archaeopleris）（图17-5）可能是裸子植物的远祖。在上泥盆纪出现的种子蕨（Pteridospermae），如髓木类（Medullosa）是蕨类和裸子植物之间的高级过渡类型。
生物的演化和多样性起源
科技研究：加强生物多样性保护和 可持续利用的科研工作，探索新的 保护技术和方法
人类活动对生物栖息地的影响，例如城 市化、农业开发等，导致生物栖息地的 丧失和破碎化，从而影响生物的演化和 多样性。
人类对环境的污染，包括空气、水和土 壤的污染，对生物的生存和演化产生了 负面影响，导致生物多样性的降低。
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CONTENTS
PART ONE
地球生命的起源可 以追溯到约38亿 年前
生命的起源与地球的 形成密切相关，地球 温度逐渐降低，形成 了适宜生命存在的条 件
最早的生命形式是 原核生物，它们是 单细胞生物，没有 细胞核
化石记录：揭示 了生物进化的历 史和过程
胚胎发育的证据： 不同物种在胚胎 发育的早期阶段 表现出相似的特 征，表明它们之 间存在共同的祖 先
生物地理学证据： 不同地区的生物 分布和多样性表 明了物种演化的 模式和趋势
同源器官和生物 分子结构的证据： 不同物种之间存 在相似的器官和 分子结构，表明 它们之间存在演 化上的关系
维持生态平衡： 生物多样性使 生态系统更加 稳定，能够抵
御外来干扰
促进生物进化： 生物多样性为生 物进化提供了丰 富的资源和机会， 促进物种的多样
性和适应性
保护物种资源： 生物多样性是 宝贵的物种资 源库，为人类 提供食物、药 物和其他资源
保障人类生存： 生物多样性为人 类提供生存所需 的空气、水和其 他生态服务，是 人类生存和发展
随着时间的推移，生 命形式逐渐复杂化， 出现了真核生物、多 细胞生物和高级生物
物种起源：生命从无机物质中诞生，逐渐演化出简单有机物，最终形成原始细胞。 生物大爆炸：约5亿年前，寒武纪时期出现大量无脊椎动物，被称为“生物大爆炸”。 物种演化：随着时间的推移，物种不断适应环境变化，发生基因突变和自然选择，形成新的物种。 人类起源：约700万年前，非洲出现智人祖先，经过数百万年的演化，逐渐成为现代人类。
地球物种的起源与演化历程
地球物种的起源与演化历程生命的起源一直以来都是科学探索的一个重要问题。
通过对化石、生物地理学、比较解剖学和分子生物学的研究，科学家们逐渐揭示了地球物种的起源与演化历程。
本文将通过介绍关键的研究成果和学说，探讨地球物种的起源与演化历程。
一、早期生命的出现地球约形成于46亿年前，而确认的最早生命化石可追溯到约35亿年前。
在地球形成后的数百万年中，原始大气中充斥着大量的水蒸气、氨、甲烷和二氧化碳等化学物质。
研究认为，这些化学物质在闪电、紫外线辐射以及火山活动的作用下，通过化学反应逐渐生成了有机分子。
理论上，为了产生生命，需要有一种特殊的环境并发生一系列的偶然事件。
在“原始汤”理论中，原始海洋被认为是发生了生命起源的关键地点。
通过一系列实验，科学家们模拟了原始海洋中的温度、气氛成分和能量等条件，成功合成了多种有机化合物，包括氨基酸和核苷酸等。
二、达尔文的进化论查尔斯·达尔文提出的进化论是关于物种起源和多样性形成的重要理论。
达尔文在其著作《物种起源》中认为，物种是通过自然选择和适应环境发展演化而来的。
他提出了物种适应环境的“适者生存”和“自然选择”的概念，认为适应环境的个体将更有机会生存下来，繁殖后代，并传递适应性基因给下一代。
进化论的核心思想得到了大量的实验证据的支持，例如鸟嘴形状的演化、鳞片的演化以及抗生素抵抗性的发展等。
达尔文的进化论被认为是生物学的重要里程碑，对于进化生物学的发展产生了深远的影响。
三、进化的证据除了通过比较解剖学和化石记录等直接证据，生物地理学和分子生物学也为生物进化提供了重要的证据。
1. 生物地理学证据：大陆漂移和陆地相连与分离导致了不同地区生物多样性的形成和演化。
例如，独特且相似的动植物群落经常出现在陆地之间相连的地区，如马达加斯加和非洲之间。
2. 分子生物学证据：通过DNA序列的比较，科学家们可以推断物种之间的亲缘关系。
这些亲缘关系图谱显示出物种之间的分支演化关系，揭示了物种起源和进化的模式。
【生物课件】生物多样性的进化历程PPT
毛泽东 名人名言激励励志名言名语名句100句 （励志 古诗词 篇，附 出处） 51、错误和挫折教训了我们，使我们 比较地 聪明起 来了， 我们的 情就办 得好一 些。任 何政党 ，任何 个人， 错误总 是难免 的，我 们要求 犯得少 一点。 犯了错 误则要 求改正 ，改正 得越迅 速，越 彻底， 越好。
100、我无论做什么，始终在想着，只 要我的 精力允 许我的 话，我 就要首 先为我 的祖国 服务。 ——《 巴甫洛 夫选集 》 57、入于污泥而不染、不受资产阶级 糖衣炮 弹的侵 蚀，是 最难能 可贵的 革命品 质。 —— 周恩来
的的的真理的殿堂。—— 布鲁诺 97、走得最慢的人，只要他不丧失目 标，也 比漫无 目的地 徘徊的 人走得 快。 —— 莱 辛 37、生活只有在平淡无味的人看来才是 空虚而 平淡无 味的。 —— 车尔尼雪夫斯基
38、先相信你自己，然后别人才会相 信你。 —— 屠格涅夫
39、谁给我一滴水，我便回报他整个 大海。 —— 华 梅
41、人生像攀登一座山，而找寻出路 ，却是 一种学 习的过 程，我 们应当 在这过 程中， 学习稳 定、冷 静，学 习如何 从慌乱 中找到 生机。 席慕蓉 42、我们活着不能与草木同腐，不能 醉生梦 死，枉 度人生 ，要有 所作为 。 —— 方志敏
43、做人也要像蜡烛一样，在有限的 一生中 有一分 热发一 分光， 给人以 光明， 给人以 温暖。 —— 萧楚女 44、所谓天才，只不过是把别人喝咖 啡的功 夫都用 在工作 上了。 鲁 迅
生命的起源与早期演化
生物多样性的演化是一个持续不断的过程，随着环境的变化和新物种的出现， 生物多样性也在不断变化。这个过程是生物进化的基础，也是地球生态系统稳 定和繁荣的重要保障。
03 地球历史上的重大事件
雪球地球事件
雪球地球事件是指地球表面被冰雪覆盖，气候极度寒冷的事件。这一事件发生在地 球历史上的早期，对生命的起源和演化产生了重要影响。
生命起源的假设与证据
化学进化论
认为生命由非生命物质经过一系列化学反应逐渐演化而来。 证据包括在实验室中模拟原始地球环境，成功合成氨基酸、 核苷酸等生命分子。
宇宙胚种论
认为生命起源于其他行星或宇宙尘埃，通过陨石或其他途径 传播到地球。证据包括在陨石中发现某些有机化合物和在地 球外找到水冰。
生命起源的关键事件与过程
奥陶纪生物大灭绝事件的原因尚 不完全清楚，可能与气候变化、 海平面升降、海洋酸化等因素有
关。
奥陶纪生物大灭绝事件为幸存的 生物提供了新的生存空间和机会，
促进了生物多样性的发展。
寒武纪生物大爆发事件
寒武纪生物大爆发事件是指发生在寒 武纪时期的一次生物多样性剧增的事 件，许多新的生物种类和生态系统在 较短的时间内出现。
探测行星大气成分
通过观测和分析行星大气层的成分，可以判断该行星是否存在生命迹象。例如，氧气、甲 烷和臭氧等气体可能是生命存在的迹象。
搜寻地外文明
科学家通过监听来自宇宙的无线电信号和其他可疑信号，寻找地外文明存在的线索，以探 索人类在宇宙中的孤独程度。
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缘关系和演化历程。
古基因组学
通过研究古代生物的基因组，可 以了解古代生物的遗传特征和演 化历程，为现代生物的演化研究
生命起源和地球生命史
生命起源和地球生命史地球上的生命起源和演化历程是一个充满奇迹和神秘的过程。
从几十亿年前的原始地球到现在的多样化生物世界，地球上的生命经历了无数的变化和适应，才得以延续至今。
生命最初的起源始于大约40亿年前的原始地球。
当时的地球上充满了火山喷发、地壳运动和强烈的电磁辐射，环境极其恶劣。
然而，在这个极端环境下，一些简单的有机物开始出现，并通过不断的演化和进化，逐渐形成了原始生命的雏形。
据科学家们的研究发现，最早的生命形式是一些单细胞的微生物，它们能依靠周围环境中的化学物质进行代谢和生存。
这些微生物可能在原始地球上的温泉和海洋中繁衍生息，形成了最初的生命群体。
随着时间的推移，生命形式逐渐多样化。
约20亿年前，来自海洋中的蓝细菌开始向大氧气生成细菌繁衍过程转变，引发了地球上第一次“大氧化事件”。
这次事件导致了整个地球大气层中氧气含量的显著增加，同时也为后来的生物演化提供了新的机会。
在这之后，微生物逐渐进化为更复杂的多细胞生物。
这些生物通过相互协作和多细胞组织的出现，开始形成更复杂的生命形式。
大约6亿年前，地球上出现了最早的海洋生物群落，其中包括海绵、腔肠动物和海藻等。
随着时间的推移，生命形式的进化速度也越来越快。
约5亿年前，陆地上出现了最早的植物和动物。
古老的植物包括了苔藓和蕨类植物，而动物则以昆虫和节肢动物为主。
陆地生物的出现给地球生态系统带来了更大的多样性和复杂性。
从那时起，地球上的生命经历了一系列的大灭绝和新的生物突变。
其中最著名的是恐龙灭绝事件，发生在约6500万年前。
这次事件导致了生物世界的大规模重建，使哺乳动物得以迅速兴起和繁衍。
之后的演化历程中，哺乳动物迅速发展出了各种各样的形态和生物特征。
从水生哺乳动物到陆地哺乳动物，再到人类的出现，每一步都经历了无数代生物的传承和进化。
人类的出现是整个地球生命史中最重要的里程碑之一。
作为高度智慧的生物，人类具备了思考、创造和改变环境的能力。
人类的进化使地球上的生态环境面临着前所未有的挑战和变革。
植物进化历程简述
植物进化历程简述植物是地球上最早出现的生物之一，经过数亿年的演化，逐渐形成了多样化的植物界。
植物进化历程可以追溯到约45亿年前的地球形成时期，从最早的原始植物到现代的高等植物，经历了许多重要的进化事件。
本文将简要介绍植物进化的主要里程碑，以及这些进化事件对植物界的影响。
1. 原始植物的出现约45亿年前，地球上出现了最早的原始植物。
这些原始植物是单细胞的藻类，生活在水中。
它们通过光合作用吸收阳光能量，并将二氧化碳转化为氧气，为地球上其他生物提供了氧气。
2. 陆地植物的进化约4.5亿年前，最早的陆地植物出现了。
这些陆地植物是从水中的藻类演化而来，它们适应了陆地环境的条件。
最早的陆地植物是低矮的苔藓植物，它们没有真正的根、茎和叶，而是通过细胞间的水分传导来获取水分和养分。
3. 蕨类植物的兴起约4亿年前，蕨类植物开始兴起。
蕨类植物是第一个具有真正根、茎和叶的植物，它们可以更有效地吸收水分和养分。
蕨类植物还具有细胞壁中的木质素，使它们能够生长得更高更大。
4. 裸子植物的出现约3亿年前，裸子植物开始出现。
裸子植物是种子植物的一类，它们的种子没有包裹在果实中。
裸子植物的种子可以在干旱和恶劣的环境中存活，并且可以通过风传播。
裸子植物包括松树、柏树等。
5. 被子植物的繁荣约1.4亿年前，被子植物开始繁荣。
被子植物是种子植物的另一类，它们的种子包裹在果实中。
被子植物具有更高的适应性和竞争力，可以生长在各种环境中。
被子植物包括大多数现代植物，如花草树木等。
6. 花的进化约1.2亿年前，花的进化成为植物界的重要事件。
花是被子植物的独特特征，它们吸引昆虫和其他动物传播花粉，促进了植物的繁殖。
花的进化使得植物能够更有效地进行有性繁殖，增加了植物的遗传多样性。
7. 现代植物的多样性随着时间的推移，植物进化出了各种各样的形态和特征。
现代植物分为苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物四大类，涵盖了地球上绝大部分的植物物种。
现代植物具有丰富的形态和功能，包括树木、草本植物、水生植物等。
生物起源及原核生物多样性的进化
10
General Biology
28.1 生命的起源
1、陆相起源说
火山的局部高温地区发生聚合反应合成生物大分子，经
雨水冲刷汇集到海洋里
General Biology
28.2 原核生物多样性的进化
特殊结构——鞭毛、芽孢和荚膜，这些结构有助于细菌在各
种环境中生活。
鞭毛：运动；
菌毛：粘附、生殖；
芽孢：恶劣环境下存活； ology
28.2 原核生物多样性的进化
二、真细菌多样性进化
营养和代谢类型的多样性：
依据碳源、能量源及电子供体性质不同，分4种营养类型：
光能自养型：以CO2为唯一或主要碳来源、以光为能源； 化能自养型：以CO2为碳来源、自无机物氧化获得能量； 光能异养型：能量来自日光、碳来源为有机物；
化能异养型：依靠有机物氧化获得能源和碳源。
依据氧的需求：好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌
现真核单细胞生物，6亿年前出现真核多细胞生物，太古宙 和元古宙的时期是原核生物的世界。 2、原核生物的分类
生命三域分类学说：真细菌域、古核生物域和真核生物域
原核生物
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General Biology
28.2 原核生物多样性的进化
细菌多为单细胞 基本形态：球状、杆状、螺旋状
球菌
杆菌
形成菌落
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蓝细菌（螺旋藻）
3
General Biology
28.1 生命的起源
一、生命的起源是自然的历史事件
神创论——上帝创造万物，最后造成人。 宇生论——地球上的生命来自宇宙空间别的星球。 自然发生论——生物是从非生物环境中自然发生出来的。
生物多样性的进化历程 PPT(2)
时期 35亿年前
生物类型
古细菌
蓝藻和细菌 真核生物
意义
大约35亿年～ 15亿年前
大约15亿年前 5.7亿～5.0亿 年前
出现了生产者和分解者 出现了有性生殖，实现了基因 重组，加快了生物进化速度 出现了消费者，使生态系统具 有更复杂的结构；对植物的进 化产生重要影响
Hale Waihona Puke 海洋中无脊椎动 物物种大爆发 陆生植物：蕨类 植物 陆生动物：原始 的两栖类
大约4亿年前
生物登陆改变陆地环境
有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。
一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。
生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。
读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。
最聪明的人是最不愿浪费时间的人。
物种起源与生物多样性演化PPT课件
第8页在进化中出现间断性，即出现 明确界限。我们知道，同一物种的个体差异（即种内差异）和不同物种 的个体差异（即种间差异）是有明显区别的。种内差异经常是连续的， 即种内若干显著类型（例如亚种）之间常常存在着中间类型，例如狐分 布在几乎整个欧洲，有20个亚种，形成一个由中间类型连续的系列。种 间差异则是不连续的，例如狮子和老虎之间未发现中间类型，在老虎和 豹之间也未发现中间类型。种内可以自由交配并产生后代，种间一般不 能杂交或杂交不育。但是，种间的差异又是由种内的差异发展来的。
第15页/共65页
（4） 重演律(recapitulationlaw)及异时发生(heterochrony)
重演律是德国的海克尔 (E．Haeckel) 根据动物形态学和胚胎学的研 究成果所提出的定律，即生物在个体发育(这里指其胚胎发育)过程中， 重演其祖先的主要发育阶段。例如哺乳动物的早期胚胎都很相似，都有 鳃裂，似乎重现了它们远古生活于水中的共同祖先的特征。当然，个体 发育重演系统发育只是一种简单的、迅速的重演，不是完全重演。否则， 只研究人类的胚胎发育过程，就能解决人类起源的问题了。而事实上人 类起源是目前最具争议的科学问题之一。后来的研究表明许多个体发育 阶段并不重演它们祖先的成体形态。德国比较解剖学家冯贝尔(VonBaer) 认为在大部分动物个体发育中，一般性状比特化性状出现要早，也就是 说高等动物的胚胎根本就不是与低等动物的成体形态相同，而只是与低 等动物的胚胎相同。
达尔文认为，使新物种从旧物种中产生的主 要因素是自然选择。自然选择以微小的不定变异 为原始材料，通过生存斗争，保存和累积有利的 变异，经过许多世代，才形成新的生物类型。那 么，自然选择是通过什么步骤促使物种形成的呢？ 达尔文指出：“自然选择能引起性状分歧，并且 能使改进较少的及中间类型生物大量灭绝。根据 这些原理，各个纲在全世界的无数生物之间的亲 缘性质，以及它们彼此之间所具有明显区别，就 可得到解释。”
了解生物的起源与演化过程
物种之间的相互作用
竞争：不同物种之间为了争夺资源而展开的竞争，能够促进物种的适应和进化。
捕食与被捕食：生物之间的捕食关系能够促进物种的进化，被捕食者会不 断进化出更强大的防御能力，而捕食者则会不断进化出更强大的攻击能力。
共生关系：一些物种之间存在共生关系，互相依存，共同进化。例如，豆科植 物与根瘤菌之间的共生关系能够促进双方的生长和繁殖。
生物演化研究有助于深入了解生物 多样性的形成和演化机制。
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生物演化研究为人类认识自身和自 然界提供了重要的理论依据。
生物演化研究对于探索地球历史和 环境变化等方面具有重要意义。
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生物演化的模式
共同进化：不同 物种之间相互影 响，协同进化
自然选择：适者 生存，不适者被 淘汰
基因突变：产生 新的基因，为生 物进化提供原材 料
渐变式进化：通 过微小的变异和 选择逐渐积累， 形成新的物种
04 生物演化的影响因素
自然环境的影响
气候变化：影响生物的分布和适应性进化 地理隔离：促进生物的种群分化与新物种的形成 竞争与协同进化：影响生物的形态、生理和行为特征 自然选择：通过适应环境来影响生物的演化方向和速度
原始大气层和海洋的形成
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生命起源的证据：化石记录和同位 素分析
生物进化的证据
化石记录：揭示了生物进化的历史和过程
胚胎发育的证据：不同物种在胚胎发育的早期阶段表现出相似的特征，表明它们之间的亲缘 关系
生物地理学证据：分布在不同地区的生物群体显示出进化的模式和趋势
同源基因：不同物种之间存在相似的基因序列和功能，表明它们共同的进化起源
植物的发展演化历程
植物的发展演化历程
植物的发展演化历程可以追溯到大约46亿年前，地球上出现了最早的原始植物。
这些原始植物生活在水中，通过吸收水中的养分来获取生存所需。
随着时间的推移，植物开始逐渐适应陆地环境。
大约4.2亿年前，第一批陆生植物出现了。
这些陆生植物叫做苔藓植物，它们没有真正的根、茎和叶，而是依靠细胞间隙来吸收水分和养分。
苔藓植物的出现开创了陆地上植物生物群落的新篇章。
随后，约在3.6亿年前，出现了第一批蕨类植物。
蕨类植物具有真正的根、茎和叶，并通过孢子繁殖。
这使得它们在陆地上的生存更为便利。
大约3.1亿年前，种子植物开始出现。
种子植物的一个重要特征是种子的出现，这使得它们可以在没有水的条件下生存和繁殖。
种子植物进一步划分为裸子植物和被子植物。
裸子植物的种子暴露在外部，而被子植物的种子则被包裹在果实中。
随着时间的推移，被子植物逐渐成为主导植物群落的物种。
被子植物的种子具有更好的适应性和保护机制，使得它们能够占据更广阔的生态位。
在过去的几百万年中，植物进化出不同的形态和生存策略。
有些植物进化出了复杂的根系和树干，形成高大的树木，如松树和橡树。
其他植物则进化成了矮小的草本植物或苔藓植物，适
应了不同的生境。
总体而言，植物的发展演化历程是一个适应环境、不断进化的过程。
从最早的原始植物到现代的各类植物，它们通过不断地适应和演化，成功地占领了地球上各种不同的生态环境。
了解植物和动物的进化过程
了解植物和动物的进化过程进化是生物学中一个重要的概念，指的是物种在数百万年中逐渐改变和适应环境的过程。
植物和动物都经历了漫长而复杂的进化历程。
本文将详细介绍植物和动物的进化过程，从它们的起源开始逐步展开。
一、植物的进化过程植物是地球上最早出现的生物之一，它们的进化过程可以追溯到约45亿年前。
以下将按时间顺序介绍植物的主要进化里程碑。
1. 水生植物的出现最早的植物是水生植物，它们适应了水的环境，通过吸收水中的二氧化碳进行光合作用。
这些水生植物包括藻类和水蕨等。
2. 陆地植物的演化约4.2亿年前，陆地植物开始出现。
它们通过发展根、茎和叶等器官，逐渐适应了陆地的环境。
这些早期陆地植物被称为苔藓植物，如苔藓和蕨类植物。
3. 种子植物的出现大约3.5亿年前，种子植物开始出现。
它们通过种子的形式繁殖，具有更高的生存能力和适应性。
种子植物可以分为裸子植物和被子植物两类。
4. 被子植物的进化被子植物进一步演化，发展出果实和花朵等特征。
花朵的出现使得植物可以通过昆虫等生物传播花粉，有助于繁殖和适应不同的环境。
5. 开花植物的分化现代植物中最多样化的类群是被子植物，它们经历了不断的分化和适应。
各种各样的开花植物在地球上占据了不同的生态位，形成了丰富的植物群落。
二、动物的进化过程和植物一样，动物也经历了漫长的进化过程。
以下将按时间顺序介绍动物的主要进化里程碑。
1. 多细胞生物的演化约6亿年前，最早的多细胞生物出现在地球上。
它们是最原始的动物祖先，如海绵等无器官的动物。
2. 无脊椎动物的出现约5亿年前，无脊椎动物开始出现，如扁虫、蠕虫和软体动物等。
无脊椎动物具有不同的形态和生活方式，逐渐发展出各自的特征。
3. 脊椎动物的进化约5.4亿年前，最早的脊椎动物出现，它们具有脊椎和内骨骼等特点。
最早的脊椎动物是鱼类，后来陆续出现了两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等。
4. 哺乳动物的分化约2亿年前，哺乳动物开始分化，形成了多种不同的物种。
第十七章生命起源与植物多样性的演化历程11new
半被子植物？
种子蕨类 古蕨类 裸蕨类 早期维管植物 古绿藻
原始单细胞生物
图 17-1．植物界各大类群系统演化示意图
Plant Biology 2011 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
31
第五节 被子植物的起源与演化
• 一、被子植物发生的时间 研究方法：化石，如叉网叶属Furcula（三
叠纪）；舌羊齿（二叠纪）；花粉化石 分子生物学（叶绿体基因rbcl）
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• 蕨类植物出现不早于晚志留纪；
• 石松类植物最早发现于志留纪，繁盛于 石碳纪（磷木属、封印木属，灭绝于二 叠纪到三叠纪）；
• 木贼类植物出现于泥盆纪，繁盛于石炭 纪。
• 真蕨类植物最早出现于中泥盆纪，石炭 纪曾大量灭绝，三叠纪和侏罗纪发展许 多新类群，是现代蕨类的前身。
• 木本蕨类至二叠纪后相继灭绝，现仅见 桫椤。之后，裸子植物占据主要地位。
• 哈钦松系统（真花说） – 双子叶植物分为木本和草本两大平行发展支 – 单子叶植物起源于毛茛目，分化为萼花群、冠花群和颖花群
• 塔赫他间系统（真花说） – 首次冲破了双子叶植物的离瓣花和合瓣花的概念 – 被子植物起源于种子蕨，通过幼态成熟（neoteny）演化而成 – 建立芍药目芍药科 – 草本植物由木本植物演化而来 – 单子叶植物起源于原始的水生双子叶植物睡莲目莼菜科
Plant Biology 2011 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
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• 四、原始性状和进化性状
• 不要以一点特征或几个非重要特征进行比 较，而应全面对比。
• 同一物种可以同时具有进化或原始性状
Plant Biology 2011 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
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植物多样性的演化
这些观察结果表明时间隔离是有效的，尽管分子标记还没 用于检测他们之间的杂交。在检测基因流上分子标记比形 态标记更为灵敏。杂交在每个类群的种间也很少发生，说 明交配后隔离障碍也一定存在。 在一天中不同的时间开花（日间隔离）也能有效的隔离那些 可能杂交的物种（全天候的）
3.花部隔离 吸引不同传粉者的花适应限制和阻止许多物种间的基因交 换。这种适应可能通过花部结构，或通过传粉者行为效率 起作用。 行为隔离反映的是传粉者对花信号的识别能力，这些花信 号包括颜色、形状和气味。
例如 蜜蜂对兰科植物花气味的敏感性
行为隔离的另一方面是访花的忠实性，尽管其他花朵也可 以拜访，但传粉者被限制在一种植物上。
• 突变的影响可能是致死的(当重要基因产物的生产过程被 阻断时)、中性的(对生命有机体的生存没有任何影响）、 有选择优势（当基因的新的染色体排列产生有益的、相配 的基因表达时）
• 基因重复，能产生额外的基因拷贝，这些拷贝能自由的突 变成新基因（或成为没有功能的假基因）。
• 最大的突变是染色体的非整倍化和多倍化。
第三节 物种形成
• 2014年10月09日一种马兜铃科的植物新物种近日在越南中 部清化省春莲自然保护区被发现。该新物种被命名为马兜 铃春莲，目前还没有在世界其他地方被发现过。在发现这 一物种后，越南科学家与中国专家共同对新物种的叶、花、 果实和种子进行了分析和比对，发现了有别于其他植物的 形态特征。
生态和基因组的改变在物种形成过程中起到了非常 重要的作用。
• 例：夏威夷银箭草，多样性的演化很明显是岛屿间扩散伴 随着适度梯度的主要生态改变的结果。
植物物种起源和演化分析
引言概述：植物物种的起源和演化一直是生物学领域的研究热点。
随着科学技术的不断发展，人们对于植物物种的起源和演化有了更深入的理解。
本文将围绕植物物种起源和演化展开详细的分析和讨论。
正文内容：一、地球上植物物种的起源1.植物物种起源的环境背景地球的初期环境植物的出现和适应2.植物物种起源的证据化石记录分子生物学证据二、植物物种的进化过程1.植物的化学进化天然产物的合成和积累化学物质的功能演化2.植物形态结构的进化细胞结构的演化器官结构的适应性演化三、植物物种的演化驱动因素1.自然选择的作用生存选择和繁殖选择适应性演化的作用方式2.基因突变和遗传漂变突变的类型和起源遗传漂变的影响四、植物物种的演化模式1.分支演化模式分支演化的原理分支演化的应用和意义2.网状演化模式网状演化的特点网状演化的解释和影响五、植物物种演化的未来展望1.分子生物学技术的应用基因组学的发展分子演化的研究方向2.植物物种演化的保护和可持续发展物种多样性的保护适应性保育的策略总结：通过对植物物种起源和演化的分析，我们可以看到植物物种的起源是在地球形成初期的环境条件下逐渐发展形成的。
植物物种的演化过程主要包括化学进化、形态结构进化和遗传漂变等方面的变化。
这些变化主要受到自然选择和基因突变等驱动因素的影响。
不同的演化模式包括分支演化和网状演化，对于理解植物物种的进化具有重要意义。
未来的研究将借助于分子生物学技术的应用，更深入地了解植物物种的演化机制，并采取保护措施，实现植物物种的可持续发展。
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Plant Biology 2009 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
现代分子系统学系统
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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鳞木属Lepidodendron 鳞木属
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封印木属Sigillaria（起源于鳞木） （起源于鳞木） 封印木属 鳞木
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芦木属Calamites 芦木属
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Plant Biology 2009 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
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Plant Biology 2009 第十七章生命起源与植物多样性的演化历程
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裸子植物门 其他藻类 绿藻门 蕨类植物门 苏铁纲 买麻藤纲 银杏纲 松柏纲 红豆杉纲 被子植物门 苔藓植物门 菌类
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裸子植物的繁盛（三叠纪 裸子植物的繁盛（三叠纪Triassic） ）
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侏罗纪Jurassic(松柏类繁盛，被子植物出现) 松柏类繁盛，被子植物出现 侏罗纪 松柏类繁盛
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第十七章 生命起源与植物多样 性的演化历程
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第一节 生命的起源与原核 生物的产生
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第二节 真核藻类的起源与演化
寒武纪Cambrian时代出现真核细胞藻类
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腕足类动 物
海百 合
珊瑚虫
鹦鹉螺
The seas of the Silurian Period(珊瑚虫 corals, 鹦鹉螺 nautiloid, 海百合crinoids and 腕足类动物 brachiopods )
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拟苏铁类
柯得狄类
本内苏铁
半被子植物？
种子蕨类
古蕨类
裸蕨类
早期维管植物
古绿藻
原始单细胞生物
图 17-1．植物界各大类群系统演化示意图
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第五节 被子植物的起源与演化
• 一、被子植物发生的时间
槭树科 Aceraceae * 漆树科 Anacardiaceae * 天南星科 Araceae 五加科 Araliaceae * 小檗科 Berberidaceae * 桦木科 Betulaceae * 忍冬科 Caprifoliaceae 连香树科 Cercidiphyllaceae * 使君子科 Combretaceae 豆科 Leguminosae * 木兰科 Magnoliaceae * 防己科 Menispermaceae 桑科 Moraceae * 桃金娘科 Myrtaceae 睡莲科 Nymphaeaceae * 棕榈科 Palmae * 悬铃木科 Platanaceae * 山龙眼科 Proteaceae * 山茱萸科 Cornaceae * 莎草科 Cyperaceae * 五桠果科 Dilleniaceae 龙脑香科 Dipterocarpaceae 柿树科 Ebenaceae * 大戟科 Euphorbiaceae * 壳斗科 Fagaceae * 胡桃科 Juglandaceae * 樟科 Lauraceae * 鼠李科 Rhamnaceae * 蔷薇科 Rosaceae * 杨柳科 Salicaceae * 五患子科 Sapindaceae * 梧桐科 Sterculiaceae 椴树科 Tiliaceae * 香蒲科 Typhaceae 昆栏树科 Trochodendraceae 葡萄科 Vitaceae *
裸蕨
星木
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叶及孢子叶的起源
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蕨类植物的繁盛（石炭纪Carboniferous） 二、蕨类植物的繁盛（石炭纪 ）
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二、被子植物的发生地
• （一）高纬度起源说 • （二）中低纬度起源说
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三、被子植物的祖先
• 真花说
• 假花说
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泥盆纪出现， 泥盆纪出现，繁盛于石 炭纪 单性孢子叶球的类型进 化为拟苏铁（ 化为拟苏铁（进一步演 化为苏铁和买麻藤植物） 化为苏铁和买麻藤植物） 和苛得狄植物（ 和苛得狄植物（演化为 其它裸子植物） 其它裸子植物） 两性孢子叶球者进化为 本内苏铁和半被子植物
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二叠纪Permian
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左图为出现于二叠纪的科达树 Cordaites（演化为银杏、红豆杉和松 （演化为银杏、 柏纲） 柏纲） 上图为出现于二叠纪的本内苏铁 Bennettitinae
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典型的泥盆纪珊瑚礁的生物区系Biota of 典型的泥盆纪珊瑚礁的生物区系 a typical Devonian coral reef
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裸蕨Psilophyton和星木Asteroxylon 裸蕨Psilophyton和星木 Psilophyton和星木
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亚纲的系统关系
五桠果亚纲 菊亚纲 姜亚纲 蔷薇亚纲 鸭跖草亚纲 石竹亚纲 泽泻亚纲 金缕梅亚纲 木兰亚纲 槟榔亚纲 百合亚纲
前被子植物
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Ceratophyllales Laurales Magnoliales Piperales Acorales Alismatales Asparagales Dioscoreales Liliales Pandanales Arecales Poales Commelinales Zingiberales Ranunculales Proteales Caryophyllales Santalales Saxifragales Geraniales Myrtales Malpighiales Oxalidales Fabales Rosales Cucurbitales Fagales Brassicales Malvales Sapindales Cornales Ericales Garryales Gentianales Lamiales Solanales Aquifoliales Apiales Asterales Dipsacales
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第四节 裸子植物的发生和演化
最早出现于泥盆纪的古蕨属Archaeopteris 最早出现于泥盆纪的古蕨属
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种子蕨类髓木属medullosa
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第六节 被子植物的分类系统
• 恩格勒系统（假花说） 恩格勒系统（假花说） – 第一个较完善的自然分类系统 – 将单子叶植物放于双子叶植物之前 • 哈钦松系统（真花说） 哈钦松系统（真花说） – 双子叶植物分为木本和草本两大平行发展支 – 单子叶植物起源于毛茛目，分化为萼花群、冠花群和颖花群 单子叶植物起源于毛茛目，分化为萼花群、 • 塔赫他间系统（真花说） 塔赫他间系统（真花说） – 首次冲破了双子叶植物的离瓣花和合瓣花的概念 – 被子植物起源于种子蕨，通过幼态成熟（neoteny）演化而成 被子植物起源于种子蕨，通过幼态成熟（ ） – 建立芍药目芍药科 建立芍药目芍药科 – 草本植物由木本植物演化而来 – 单子叶植物起源于原始的水生双子叶植物睡莲目莼菜科 • 克朗奎斯特系统 – 现代被子植物亚纲不可能从现存的其他亚纲进化来 – 木兰亚纲是被子植物的基础复合群；柔荑花序各目起源于金缕梅目 木兰亚纲是被子植物的基础复合群； – 单子叶植物起源于类似现代睡莲目的祖先，泽泻亚纲是百合亚纲进 单子叶植物起源于类似现代睡莲目的祖先， 化线上近基部的一个侧枝
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白垩纪Cretaceous（被子植物发展） （被子植物发展） 白垩纪
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中生代Mesozoic Era（三叠纪到白垩纪） 中生代 （三叠纪到白垩纪）
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第三节 蕨类植物和苔藓植物的发生与演化
一、裸蕨植物和苔藓植物的产生与演化
志留纪Silurian到泥盆纪Devonian早期陆生植物—裸蕨及苔藓植物出现