苔藓植物门的植物有哪些特征?植物学家为何把苔藓植物列入高等植物范畴?(以进化的观点分析苔藓植
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苔藓植物门的植物有哪些特征?植物学家为何把苔藓植物列入高等植物范畴?(以进化的观点分析苔藓植物的特征——从形态结构、生活史、地质年代等方面)
参考答案
苔藓植物主要有以下几方面的特征:
①小型多细胞的绿色植物,具假根与类似茎、叶的分化。体态一般较小,有的肉眼几乎不能辨认其主要特征,如丛藓科(Pottiaceae)。大者也仅有十几厘米,如万年藓属(Climacium)。蔓藓科(Meteoriaceae)可长达几十厘米。假根在苔类中是单个的管状细胞,在藓类中是端壁斜生的单列细胞,既无根尖四分区的结构,更无输导组织,主要功能不是吸收,而是支撑植株,与维管植物根的复杂结构和功能完全不同,故称为假根。“叶”既无叶肉,也无叶脉,只有中肋起微弱的支持作用;单层细胞的叶片除了光合作用外,还有吸收功能,因此称苔藓植物的叶为拟叶。“茎”虽常可分成表皮、皮层和中轴3部分,但并无明显的组织分化,3部分一般均由类似的薄壁细胞或厚壁细胞组成,“茎”中无输导组织,仅具支持功能,被称为拟茎。尽管如此,这种假根、拟茎、拟叶的构造也是一般藻类植物所没有的。
②生活史中具明显的世代交替,配子体世代占优势,孢子体寄生于配子体上。世代交替现象在藻类植物中虽已出现,但不普遍,而且藻类植物,孢子体和配子体都是能独立生活的植物体,不存在相互依赖关系。苔藓植物的世代交替是一种极普遍的现象,孢子体不能独立生活,依赖于绿色的配子体提供营养。
③产生了颈卵器和精子器,生殖细胞有器官壁保护。颈卵器的出现是植物界系统演化中的一大进步,有了它,使得卵细胞和发育早期的受精卯能得到很好的保护。这些保护层是由不育细胞组成的,是对陆地生活的一种适应。
④具有胚,受精卵(合子)发育成胚,胚发育成孢子体。但胚的结构十分简单。
⑤孢子萌发经丝状体(原丝体)阶段,原丝体上发育出新的植物体称配子体,由它产生精子和卵。绝大多数藓类植物的原丝体为分枝的丝状体,形似丝状绿藻,细胞内含叶绿体,少数藓类和整个苔类的原丝体呈片状。原丝体生长到一定时期会发育成芽体,由芽体进一步发育成具拟茎叶的配子体。配子体生成后,原丝体就完成了它的使命,逐渐消失。
⑥精子具鞭毛,受精需要水。苔藓植物一方面获得了适应陆生生活的特征,但另一方面还保留着许多水生植物的特点,如无专门的吸收水分和营养物质的器官,假根的主要功能是支持而不是吸收,吸收水分和养料靠营养体的全部细胞,特别是位于表面的细胞;精子长有鞭毛,须以水为媒方能到达卵处,完成受精作用,因此其生活史中有一阶段必须生活在水湿环境中,如下雨或露水等。
⑦苔藓植物比裸蕨植物晚出现。苔藓植物发现于泥盆纪中期,从地质年代上看,比裸蕨植物晚出现数千万年,从年代上也可以说明其进化顺序。
综上所述,苔藓植物具有了假根与类似茎、叶的分化,生殖细胞有颈卵器和精子器壁的保护,具有胚,在原丝体上发育出新的配子体等较藻类进化的特征,在最初出现的地质年代上,苔藓植物比藻类植物晚约30亿年。因此植物学家们认为苔藓植物应属于高等植物范畴,前面所学的藻类、菌类和地衣都属于低等植物范畴。现将高等植物与低等植物的主要区别归纳于表8-2中:
表8-2 低等植物与高等植物的区别
项目 低等植物 高等植物 分类 藻类:绿色低等植物
菌类:非绿色低等植物
地衣:真菌和某些蓝、绿藻的复合有机体 苔藓、蕨类(孢子植物);裸子植物、被子植物
(种子植物) 体型 无根、茎、叶分化,无节和节间(轮藻除外)的
原植体 通常有根、茎、叶的分化,有节和节间 胚 无 有 生殖方式 同配、异配、卯式配 卯式配,自苔藓植物起出现了颈卯器、精子器
构造 生境 绝大多数水生(藻类)、寄生、腐生(菌类),少
数陆生 有绝大多数陆生,少数水生(次生性适应) 出现年代 地质年代出现较早,40亿~30亿年前 距今4亿5千万年