生物是如何从水生向陆生进化的

生物是如何从水生向陆生进化的

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生命从水生到陆生经历了漫长的过程,陆生生物的出现和繁盛是地质历史上的重要事件.植物作为生产者,对于陆生生命的繁荣起着至关重要的先驱作用.植物是如何登陆的?了解这个问题,必须从基础说起.
植物在陆地上生存必须具备三个基本条件.
无论是小草,或是参天大树,都是由地面向上生长.植物生长能够不必依靠水体的浮力,自身完成支撑作用,这便是陆生植物的首要条件.在陆生植物中,维管束组织除了起到支撑植物体向上生长以外,还兼顾从地下运输水分和养分的功能.因此,陆生植物必须具备维管组织.大家所熟悉的木质部和韧皮部都是维管组织的一部分,前者主要起到运输水分和支撑的功能,而后者则主要运输无机盐等养分.地质历史时期的化石记录显示,随着陆生植物的发展和变化,维管组织的疏导能力不断增强的,其多样性也是不断增加.
植物脱离水体,在陆地上生活,还必须防止水分的过度散失,并学会呼吸空气,以进行光合作用.因此,陆生维管植物必须具有表皮和气孔.大家如果有兴趣的话,可以拿一片树叶在放大镜下观察,可以发现叶子的表面具有一层薄膜,在膜上有一些小白点,薄膜就是植物的角质层,主要是防止植物水分的蒸发；小白点就是植物气孔,气孔主要是帮助植物呼吸的结构.具备了这种结构的植物才能在陆地上顺利的生活,能够防止水分的蒸发,调节控制水分和二氧化碳,并通过植物体内部的叶绿素进行光合作用,为自身提供能量.
植物在陆地上生存的第三个必备的条件,也是非常重要的一个条件,就是繁衍后代的能力.如果一个生物没有繁衍后代的能力的话,即使生存下来,也只是昙花一现.陆生植物脱离水体生活必须具备能适应陆地生活的繁殖方式,即靠孢子生殖.这种生活方式可以有助于植物体的散布,可以减少对水的依赖.早期的陆生植物多具有三缝孢子,通过三缝孢子的散播（借助风力等）、萌发（形成配子,完成受精）,完成繁殖的过程.三缝孢一般是保存在一个囊状物里,即孢子囊.孢子囊的着生位置,形态等特征往往是鉴别早期陆生植物的重要性状.随着植物的发展,孢子囊逐渐演变成为胚珠,而孢子也逐渐演变成了种子.当然,有花植物的出现是很晚的地质事件了.
了解了这些陆生植物的基本条件,我们就可以在化石记录中追寻最早的陆生植物了.根据目前的研究资料,植物登陆的过程可能开始于距今约5亿年,甚至更早的时候,即寒武纪时期.当然,这个时期的植物并不具有维管组织,只是一些苔藓、地衣等细小的,不能完全脱离水体的植物.这些先驱登陆者在漫长的地质历史时期逐渐的改变着陆地上的生存环境,使得陆地由荒凉贫瘠变得肥沃松软.这样的过程大约持续了一亿年.到了距今大约4.2亿年左右时,植物已经初步具备了在陆地上生存的能力.但是植物比较简单,并不能占领所有的陆地生态域,只能在水边生活.在距今大约4亿年左右的时候,即泥盆纪,维管植物进入了一个大发展时期,这个阶段也就是植物最终完成登陆的一个阶段.植物可以完全脱离水体,占领地球的不同生态域,并且形成了一定规模的森林.泥盆纪时期植物的类型多样,多样性程度高,除被子植物以外,地球上曾生活过的植物在泥盆纪都可以发现