壺狀房

壺狀房,英文名:Lagenostome,即瓶籽狀結構。

簡介

壺狀房 即瓶籽狀結構。

英文名:Lagenostome

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早期陸生植物
已知最早的陸生植物化石證據可追溯到約4.25億年前的中志留世。它們是最早對陸地產生重要影響的生物。較早期的生境中,可能生活了一些細菌和原生真核動物,但它們從未達到象植物那樣的自然地位。直到陸地上至少已經生活了一些植物時,動物可能才試圖登上陸地。陸地上沒有植物就沒有動物賴以生存的食物或所。動物連起碼的永久生存環境都沒有。因此,植物的出現是生命演化中的重大事件之一,它們是兩棲類、爬行類和後來的哺乳動物(包括我們人類)發展的必要先驅。

一、世代交替

所有陸生植物的生殖都是通過交替的有性世代和無性世代來完成的。有性世代(或配子體)產生與動物的子和卵子相似的雄配子雌配子。雄配子和雌配子受精產生胚,長成無性的孢子體世代。當孢子體成熟時釋放孢子,孢子被散布後又長成新的配子體。這種生殖策略最初可能在藻類中就演化了。因為現生藻類儘管不產生胚,但它們具有世代交替的現象。在苔蘚植物中,配子體世代占優勢,並且形成葉狀體,常見的有蘚類角蘚類。它們的孢子體通常僅僅是一個具有頂生孢子蒴囊的柄,蒴囊是從能產生雌配子的配子體部分長出的。苔蘚植物的配子體總體上依賴於孢子體獲取營養,它們不能獨立生活。與之相比,維管植物中以著生葉子的無性世代占優勢。現在的“低等”維管植物(如真蕨植物、石松植物和木賊植物),配子體是一種小的、比較細緻的葉狀體結構,它的唯一功能是產生配子。種子植物中,雌配子體和大多數雄配子體退化以至於它們不能獨立於孢子而存活。

二、適應陸地生活

植物要在陸地上生活,必須克服幾個問題,主要是關於新環境中水的供應問題。登入的植物必須在氣生狀態下保持自身不致乾枯,並且能夠從潮濕的底質中向身體內運輸水分。微小的植物通過莖內的膨壓來支撐自己,但對大多植物而言,這遠遠不夠。植物的部分組織還通過細胞壁的加厚來解決支撐問題,而不完全依賴於膨壓。一些早期陸生植物通過增強莖的外部組織達到支撐的需要,稱之為堅實組織(stereome)。現生的一些蘚類植物中仍然能夠發現堅實組織。然而,植物體內更為有效的支持組織是莖中央形成堅實的中乾,稱為維管柱或中柱(stele)。中柱的強韌部分主要是由木質部組織構成。木質部由堅韌的細胞構成,稱為管胞(tracheid)。管胞壁具有明顯的木質化加厚,它們有螺紋環紋梯紋的式樣。除了局部被稱為紋孔的空隙之外,管胞壁都是加厚的。有時,我們能從化石紀錄分離的碎片中識別出管胞,但要慎重勿把它們和某些動物(例如筆石)混淆了。中柱確保植物直立生長,使它們對光的競爭遠遠超過了大多數其它非維管植物。例如,那些沒有中柱的苔蘚植物和藻類植物。大約在中泥盆世,植物發展了次生生長,它們的中柱中形成了次生木質部。因此,植物界的“巨人”-喬木應運而生。中柱不僅具有支持作用,而且它還解決了植物生活在陸地上必須克服的另一個大的障礙:從植物體的一部分把水分運輸到另一部分的能力。植物發育成熟後,管胞就失去活性,僅留下加厚的細胞壁,它們形成一個長的、中空的、能夠流通液體的管道。相鄰的管胞彼此之間通過小的篩狀結構或紋孔聯繫起來,因而整個木質部就變成流體從植物體基部運輸到上部的通路。中柱的另一部分韌皮部也參與了植物體內流體的運輸。但與木質部不同的是,韌皮部由生活的薄壁細胞構成,它不具支持功能,而是運輸植物體內的光合作用產物。植物通過大部分氣生表面覆蓋的一種叫做角質的保護層(cuticle),部分阻止了身體的乾枯。角質還具有防止病原體侵入的保護功能。然而,植物不可能嚴嚴實實地與外界隔絕,因為它們在生理上需要氣體,特別重要的是光合作用需求的二氧化碳和呼吸作用所需要的氧氣。薄的葉子可以直接通過角質層吸收氣體,但較大較厚的葉子需要氣體進入它們的組織內部,否則不可能有充分的氣體交換。它們的氣體交換通過植物外表面上的小孔(氣孔)來完成。一對細胞(保衛細胞)通常控制氣孔的大小。大量的水分損失(蒸騰作用)也通過氣孔,因此植物要存活,就必須控制氣體交換,防止過多的水分損失。因此,當植物需要與外界進行氣體交換和水分足以進行蒸騰作用時,氣孔就會開放,但在需要保存水分時就關閉。角質層主要發現於現存植物的孢子體中。因為配子體世代發生受精作用需要潮濕的條件,所以配子體如果有角質層就沒有生態益處。然而,孢子是由孢子體產生的,它們是大多植物主要的散布媒介。由於孢子在母體植物釋放和最終的萌發之間可能會有一個長期的等待過程,所以它們的確需要一些保護。孢子覆有一個保護層,組成上與角質層不同,但功能與角質層相似,稱為孢粉素(sporopollenin)。在植物的早期演化史中,孢子的產生方式發生一些變化,植物開始以四分體的方式產生孢子。早期陸生植物孢子的三維四分體構造導致了每個孢子表面形成了一個明顯的Y形三縫標記。許多現生植物的孢子表面上仍然能夠看到三輻射的標記,儘管有些類群以線性四分體的方式產生孢子,每個孢子的表面上僅形成了一個單縫的標記。

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