植物进化的阶梯( 二 )


在地球诞生之初 , 所有的陆地都暴露在太阳强烈的紫外线之下 , 生命只能依靠水来抵御紫外线 。因此 , 最初的生命只能生活在海洋和淡水中 。植物出现后 , 光合作用逐渐改变了大气的性质 。大气中的氧气含量逐渐增加 , 在紫外线的作用下形成臭氧 。臭氧层吸收了部分紫外线 , 减弱了地面紫外线辐射强度 , 为生物登陆创造了条件 。此时 , 植物开始试图着陆 。常言道:“兵马未动 , 粮草先行 。”要想在陆地上生存 , 首先要解决吃饭的问题 。当植物生活在水中时 , 气体和营养物质可以在水和细胞之间直接交换 , 不缺水 。一旦到了陆地上 , 情况就大不一样了——陆地上缺水 , 二氧化碳和氧气的浓度远高于水中 。藻类简单的设备不仅不能产生正常的能量 , 也不能保证不脱水 。于是一种新型的能源工厂建成了 , 那就是刀片 。
首先 , 有一个叶片表皮结构 , 防止叶片水分快速流失 。这层透明的组织层允许阳光通过 , 并将水分锁在叶子内部的叶肉细胞中 。然而 , 只有坚实的表皮是不够的 , 因为光合作用也需要气体交换 。如果表皮只是一层致密的外壳 , 那么二氧化碳进不去 , 氧气出不去 , 整个反应就无法进行 。因此 , 植物在表皮上留下了许多可以打开和关闭的出入口——气孔 。有了这些屏障 , 植物可以在合适的时间吸入二氧化碳和释放氧气 , 在水分过多的时候适当排水 。这样 , 表皮的叶肉细胞就可以安心地进行光合作用 。
告别流浪根
说到根的作用 , 人们可能首先想到的是吸收植物生长所需的水分和养分 。这两项是大多数植物根部的工作 。然而 , 最先出现的根并没有吸收水分和养分 , 而是将植物固定在一个位置 。这种早期类型的根被称为假根 , 大型藻类(如海带)和苔藓拥有的根是假根 。它们之所以被称为人工根 , 是因为这些根内部没有输送水分和养分的通道 , 根表面也没有吸收水分和养分的根毛 。它唯一的功能是修复植物 。
在大型藻类和苔藓植物出现之前 , 植物(如单细胞藻类和球虫)结构相对简单 , 对外界的适应能力强 , 几乎都是随波逐流 。但是后来出现的大型藻类需要一个相对稳定的环境才能生长繁殖 , 所以有些细胞就变成了假根 。尤其是登陆陆地的苔藓植物 , 假根可以将它们固定在适宜的生活环境中 , 减少风和水流的影响 , 提高成活率 。
]正当苔藓植物在陆地上奋力站稳脚跟准备前进的时候 , 突然发现陆地上大部分的水分都藏在了土壤里 。而陆地上的矿物质营养是以固体的形式存在的 。苔藓的假根显然无能为力 , 只能收回已经迈出的脚步 , 退到水边和潮湿的环境中 。支持绿色世界-血管系统
苔藓植物虽然在征服土地的战斗中失败了 , 但丝毫没有影响到继承者的脚步 。很快就出现了具有完整的土壤水分摄入和输送系统的植物(当然 , 这里的速度与漫长的地质时间相比只有3000万左右) 。蕨类植物是第一种可以在陆地上广泛分布的植物 。他们体内的血管系统为他们的成功做出了贡献 。【植物进化的阶梯】【div】[/div]
蕨类植物的根和茎的皮层中有首尾相连的细胞——管胞 , 管胞是负责将水分和矿物质从根输送到叶以及将光合作用产生的营养物质从叶输送到根的通道 。这种专业的运输团队使运输效率提高了一倍 , 使蕨类植物比苔藓植物大得多 。在蕨类植物中 , 水和营养物质通过相同的途径运输 。在更进化的裸子植物和被子植物中 , 这两条路线是分开的 。枝条中心木质部中的导管负责将水分输送到叶片 , 而树皮中的管胞负责将养分从叶片输送到根部 , 从而进一步提高了输送效率 。

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