植物的进化和系统发育北京师范大学刘全儒老师植物分类学

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第三节 生物进化的基本理论
一、达尔文的自然选择学说
遗传与变异是植物进化的内因 自然选择是植物进化的动力 人工选择是对有利变异的保存和积累
二、综合进化论和分子进化的中性学说 三、隔离在植物物种形成和进化中的作用 四、单元起源和多元起源
单元论 多元论
五、植物的个体发育和系统发育
植物的个体发育 植物的系统发育
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第四节 植物界的起源和进化
一、地质年代与植物进化简史（见表14-1）
藻菌时代: 太古代到古生代志留纪晚期(28亿 年)
裸蕨植物时代:志留纪晚期或泥盆纪初期到中 泥盆纪晚期(0.3亿年)
蕨类植物时代:中泥盆纪晚期到早二叠纪(1.6 亿年)
裸子植物时代:古生代的早二叠纪到中生代的 白垩纪早期(1.4亿年)
被子植物为单系类群；目前关于被子植物进化的假设认为：两大 分支——单子叶植物和真双子叶植物植根于木兰类的双子叶植物 （木兰亚纲）之中，而后者被认为是出于被子植物基部类群的集 合群。单子叶植物根据其单个子叶和其他特征被定义为单系类群。 而真双子叶植物是根据它们均具有三萌发孔及其衍生类型的花粉 定义的，八角科和五味子科具有三萌发孔与真双子叶植物是趋同 关系。真双子叶植物也是一个单系类群，含现存植物种类的75%， 包括毛茛类和“低等”的金缕梅类；进化类群包括了一大部分现 存的被子植物，如“高等”金缕梅类、蔷薇亚纲、石竹亚纲、五 桠果亚纲和菊亚纲。
被子植物时代:中生代末期的白垩纪以来
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二、植物界的起源和进化简史
化学 演化 阶段
无机分子 小分子有机物 小分子有机物 生物大分子 生物大分子 多分子体系 多分子体系 原始生命
生物 演化 阶段
（一）原核藻类的产生
时间：35-33亿年前
产生：厌氧异养原始生物 含叶绿素a、具 光系统I、不放氧的原核原藻类 光合自养 的原核蓝藻
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3.裸子植物的演化关系
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(六)被子植物的起源和发展
1. 被子植物发生的地质时期
白垩纪或晚侏罗纪 化石记录 花粉：
金粟兰科 花
喙柱始木兰 果
加州洞核 辽宁古果
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2. 可能的祖先
大多数学者认为被子植物起源于一个祖先,即 原被子植物.原被子植物可能源于本内苏铁或 种子蕨
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二、比较解剖学的证据 三、个体发育中重演现象的证据 四、生理生化的证据 五、分子生物学证据
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第二节 植物进化的趋势和进化方式
一、上升式进化 二、下降式进化
C 1 2 3456 7 8
三、趋同进化
B
b
四、趋异进化
五、平行进化
A
六、特化或专化
cd
七、渐变式进化与跳跃式进化 a
主要特征:
外形似蕨类,以孢子 繁殖,次生木质部由 具缘纹孔的管胞组成
代表种类:
无பைடு நூலகம்蕨
(Aneurophyton)
古蕨
(Archaeopteris)
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2.裸子植物演化过程中的重要类群
种子蕨(Pteridospermae) 本内苏铁(Bennettitinae) 科得狄(Cordaitinae)
莱尼蕨(Rhynia) 裸蕨(Psilophyton)
共同特征:无叶,仅具假根,
茎2叉分枝,单中柱,孢子囊 单生枝端,孢子同型
裸蕨植物成功登陆原因
水生藻类大发展 含氧量增加 加里东造山运动
祖先:古代的绿藻类
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2.裸蕨植物在植物系统发育和演化上的意义 ---揭示了高等植物营养体和孢子叶的发展和演化
3. 双子叶植物和单子叶植物的关系
大多数学者认为单子叶植物是从已绝灭的原 始草本双子叶植物演化而来
水生莼菜起源说
陆生毛茛起源说
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4. 被子植物的发源地
绝大多数学者认为被子植物起源于热带或 亚热带
5. 关于被子植物系统演化的主要学说
恩格勒学派(假花说) 毛茛学派(真花说)
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蓝藻产生的意义：产生氧气；形成臭氧层
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（二）真核藻类的产生和发展
时间：15-14亿年前
祖先：原核生物通过真核鞭毛生物演化而来
演化趋向：从单细胞到群体到多细胞；从简单 到复杂；从游动到不能游动；从低级到高级； 繁殖方式从营养繁殖到无性生殖到有性生殖； 有性生殖从同配到异配到卵式生殖；生活史从 具核相交替到世代交替、从同型世代交替到异 型世代交替
第十四章 植物的进化和系统发育
第一节 植物进化的证据 第二节 植物进化的趋势和进化方
式 第三节 植物进化的基本理论 第四节 植物界的起源和进化
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第一节 植物进化的证据
一、化石证据
化石是保留在地层中的 古代生物的遗体、遗迹 化石的种类
印痕化石 矿石化石 化学化石
化石是植物进化的直接 证据
顶枝学说和突出学说
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3.蕨类植物的起源和演化 起源:裸蕨植物 演化
石木真
松 贼 蕨原
松 类 类 类裸
叶
子
蕨 刺 叉叶属
植
类
石 松
古芦木
原始
物
直接
蕨类
后裔
裸蕨类
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(四)苔藓植物的产生
时间:距今3亿年前泥盆纪早期 起源理论
苔藓植物起源于绿藻
(1)具有与绿藻相似的叶绿体和光合色素;(2)贮藏物为淀 粉;(3)游动细胞具2条顶生鞭毛;(4)合子在配子体内发 育;(5)原丝体类似于丝状绿藻;(6)藻苔的发现
藻体的演化：
群体
多细胞体
单细胞 具鞭毛 失去鞭毛
丝状体、叶状体 异丝体、枝状体
绿球藻型 可编辑ppt
多核体型 8
藻类的3条进化路 线
红色路线
绿色路线
杂色路线
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(三)裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展
1.裸蕨植物----陆生植物的最早优胜者
起源时间:
距今4亿年前古生代志留纪晚期
代表种类:
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（七）分子系统学在揭示植物起 源和系统演化中的作用
有意义的进展
轮藻植物与陆生植物的关系与其他“绿藻类” 植物的关系要近。 苔藓植物为并系类群，其中藓类和维管植物的关系更密切。 一些主要的分化事件和新形态特征出现于产生现存类群的辐射之
前。
买麻藤目是现存种子植物中与被子植物关系最近的类群；买麻藤 目为单系类群，买麻藤属与百岁兰属关系较近，与麻黄属关系较 远。
苔藓植物起源于裸蕨
(1)地质年代记载晚于裸蕨;(2)裸蕨中的一些种类与苔藓植 物有相似之处;(3)裸蕨中可看到有输导组织消失的情 况;(4)真藓中有畸形的分叉孢子囊
演化方式
绿藻中的鞘毛藻
苔类
藓类
轮藻
藓类
苔类
苔类
裸蕨类
角苔
可编辑ppt 藓类
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(五)裸子植物的起源和发展
1.裸子植物的祖先----原裸子植物