古羊齿属(Archaeopteris)在中国的发现

一前言古羊齿属Archaeopteris(Andrews,1970)是世界性晚泥盆世的标准植物。它广泛分布于北半球的爱尔兰、比利时、德国、挪威的熊岛(Bear Island)、苏联、美国和加拿大的加斯佩(Gaspe)及埃尔斯米尔岛(Ellesmere Island)。南半球的澳大利亚也有报道。因此,本属在划分对比晚泥盆世陆相地层上具有重要意义。有些古植物学家如Arber(1921)等曾称晚泥盆世植物群为Archaeopteris植物群。在中国,此属一直未     

裸子植物一新科——竹柏科

竹柏科Nageiaceae是根据叶无中脉而具多数近平行细脉和雌性生殖器官接近原始的枝条状结构, 从裸子植物罗汉松科Podocarpaceae中分出的单属新科。 新科内有2个组,5个种,分布于太平洋西 海岸的东亚、南亚近海山地至新几内亚等南太平洋岛屿区域。 该科植物具有2个以上叶迹和无中脉的 多脉叶类型,在现存的裸子植物中十分特殊,仅与少数几个系统位置较为孤立或系统位置不甚清楚的 类群有一定相似之处,而与其他大多数具中脉叶类型的类群几乎没有任何过渡和联系。 古植物学证据 表明,自古生代以来,各不同地质时期均有这种多脉叶类型化石存在,同时,在某些古裸子植物化石 中,也存在接近Nageiaceae所具有的枝条状雌性生殖器官类型。 据此推测,在裸子植物系统发育中, 可能存在一条以叶具多脉为标志的M-演化线(multinerved-leaved evolutionary line),这条演化线可追溯至古裸子植物科达类甚至更古老的类群。     

鄂西晚泥盆世种子状结构武汉仙籽(Sphinxiocarpon wuhanium)的形态学研究

基于采自湖北长阳晚泥盆世黄家磴组(弗拉斯期)的新材料,对种子状结构武汉仙籽Sphinxiocarpon wuhanium(Li,Hilton and Hemsley)Wang,Xue and Prestianni进行比较形态学研究和几何形态统计分析。与模式产地(武汉米粮山珞珈群)的标本相比,长阳的标本显示出离体保存的单个种子状结构个体较大,具柄,囊状包被结构顶端收缩愈合,表面具纵向条纹,从柄延伸至顶端,而个体较小的种子状结构则聚成孢子叶球状。因此,仙籽属Sphinxiocarpon的个体发育早期阶段是一种孢子叶球状生殖形态,而发育后期通常脱落保存为单个的种子状结构,其母体植物可能是一种石松植物,但它与泥盆-石炭纪已知的异孢型石松类植物和前裸子植物都有较大差异,是一个很独特的分支。这些结果表明,在泥盆纪的前裸子植物-裸子植物谱系之外,同期其他植物类群(如石松植物)也演化出了与种子相似、具单一功能大孢子和包被结构的生殖器官,显示植物的生殖器官在不同类群中的趋同演化现象,它们可能以相似的方式(如减少大孢子数目、形成包被大孢子囊的结构等)来响应当时的环境胁迫。     

亚鳞木属[Sublepidodendron (Nathorst) Hirmer, 1927]的研究述评

亚鳞木属广泛分布于世界早石炭世地层中,其模式种奇异亚鳞木不但被视为欧美植物区泥盆纪末与石炭纪初之交的标志种,而且在中国还广泛出现于晚泥盆世,因此也被作为中国晚泥盆世晚期(法门期)植物化石组合带的首要成员。然而,由于以往亚鳞木属单凭叶座等外部形态性状来定义,所以人们对它的认识仍然局限于茎器官属,这妨碍了对亚鳞木属的真正分类位置和演化谱系的认识。文章通过对亚鳞木植物研究历史的回顾,分析了与其相关的古植物学家的分类观点,并从中发现了一些有待解决的问题。结合亚鳞木属的两个种无锝亚鳞木和松滋亚鳞木的解剖学和生殖器官的研究,作者得出以下主要认识：1)历史上的亚鳞木属缺乏明确的定义和必要的生物学属性研究;2)亚鳞木属的定义需要重新厘定;3)无锡亚鳞木和松滋亚鳞木的解剖、生殖结构以及松滋亚鳞木和模式种奇异亚鳞木的分枝构造表明,亚鳞木属与石炭纪比较进化的鳞木目(或广义水韭目)中的木本石橙檀物关系更近,而与传统所认为的泥盆纪原始鳞木目中草本石松植物的关系较远。因此,文章将亚鳞木科和亚鳞木属从原始鳞木目中分离出来,归入广义的水韭目。亚鳞木属种的广泛出现进一步证实,石炭纪比较进化的木本石松植物在晚泥盆世(距今约3．7亿年)已经演化成功,木本石松植物中假单轴分枝的组构类型在同一时期业已形成。亚鳞木属可能代表了系统发育上比较高级的木本石松植物的一个演化支系或鳞木科的祖先类群之一。     

银杏雌性生殖器官的形态学本质及其系统学意义

关于古老裸子植物银杏Ginkgo biloba L.雌性生殖器官形态学本质的问题争论 很多,因此这一类群的分类位置尚存争议。本文进一步发展了Florin提出的“种鳞复合 体(Seed-scale complex)”概念,提出解释裸子植物生殖器官形态演化的“苞鳞一种鳞复 合体(Bract-scale and seed-scale complex)概念和演化理论,并试图用以解释银杏的生 殖器官形态学本质和裸子植物系统发育的有关问题。由银杏着生胚珠的结构(Ovuliferous structure)生于可育短枝上鳞状叶叶腋的事实,赞同该结构为次级轴性(枝性)性质,提 出该次级轴性结构及连同下部的鳞状叶相当于裸子植物大部分类群所具有的苞鳞—种 鳞复合体(Bract-scale and seed-scale complex),并保留了较多的原始古老性质,可能 代表着苞鳞—种鳞复合体较原始的形态式样。该结构的鳞状叶与可育短枝上正常的营 养叶均为不育苞片的性质,鳞状叶叶腋生出的长柄则是次级轴性结构的次生性伸长,长 柄上部二分叉的着生胚珠结构相当于该次级轴性器官仅存的极度退化的二枚可育叶性器 官,而整个可育短枝相当于一个分化程度很低的复合大孢子叶球。银杏生殖器官中的某 些性状与苏铁十分相似,但由于苞鳞一种鳞复合体的出现,标志着这一类群已远较苏铁特 化,并应与所有具苞鳞—种鳞复合体的类群在同一条演化线上,即苞鳞—种鳞复合体 演化线(Bract-scale and seed-scale complex evolutionary line,BS-line),而不具苞鳞 —种鳞复合体的苏铁类(Cycas)则构成裸子植物中的苏铁演化线(Cycas evolutionary line,C-line)。银杏大孢子叶球的式样,可能代表着裸子植物一种早期的原始大苞子叶 球式样,为古裸子植物不甚分化的可育枝条向高度压缩和变态的可育枝条(苞鳞一种鳞复合体及典型的球果)演化的一种中间过渡式样。     

被子植物叶型是怎样变化的

被子植物是现代植被中的优势类群,处于植物界演化阶梯的顶端,它与人类的关系最为密切。稻、麦、玉米、桃、李、椰子、芭蕉等等,都属于被子植物。被子植物是怎样起源的?现代植物学家和古植物学家,都作过大量的研究工作,提出过种种不同的解释和假说。以往的研究,多集中在植物的繁殖器官和内部解剖构造方面,往往忽略了叶形的演变过程。     

安徽巢湖狮子口剖面上泥盆统五通组植物再研究北大核心

五通组广泛分布于长江下游地区苏、浙、皖一带。近几十年的古植物学研究工作,使得五通植物群成为全球晚泥盆世属种最为丰富的植物群之一。安徽巢湖狮子口剖面的五通组出露良好,植物化石丰富。然而,正式描述及图示的植物仅包括石松类Bothrodendron anhuiense Cai et Wu、Sublepidodendron grabaui(Sze)Wang et Xu、Sublepidodendron songziense Chen和楔叶类Sphenophyllum lungtanense Gothan et Sze。本文对狮子口剖面五通组中的晚泥盆世植物化石进行了再研究,计有石松类植物Stigmaria ficoides Brongniart、Stigmaria rugulosa Gothan、Sublepidodendron songziense、Sublepidodendron grabaui和Lepidostrobophyllum sp.,以及楔叶类植物Eviostachya hoegii Stockmans和Hamatophyton verticillatum Gu et Zhi。一些石炭纪的全球常见植物如Bothrodendron Lindley et Hutton、Sphenophyllum Brongniart及Sublepidodendron(Nathorst)Hirmer等已出现在狮子口剖面上泥盆统五通组中,表明华南很可能是这些类群辐射与演化的中心之一。     

中国早期陆生维管植物演化、古地理和古环境研究进展

文中总结了我国研究人员及国外合作者近五年来(2009—2013)在华南和西准噶尔的志留纪晚期—早石炭世(主要是泥盆纪)陆生植物领域取得的主要成果,涉及维管植物多个类群的演化分异、分支系统、多样性、分散孢子、古地理和古环境等方面,并对今后的相关研究给予了展望。     

云南武定中泥盆世晚期植物与腹足动物 共生标本的发现及其古生态意义

中泥盆世晚期陆生植物的演化已经达到相当高的水平,我国以云南中泥盆世晚期植物群为代表,称为Lepidodendropsis arborecense-Minarodendron cathaysiense-Eocladoxylou minutum (LME)组合。当前在云南武定中泥盆世晚期地层(西冲组上部)中发现的植物主要有Lepidodendropsis arborescense,Eocladoxylon minutu,Rhipidophyton acanthum等,其中,在R.acanthum的茎干基部密集共生有腹足动物Valvata sp.。根据植物表面无动物咬食痕迹,以及腹足动物生态特性和演化分析,当前陆生植物与水生动物共生的原因是植物茎干飘落水体后,为水生的腹足动物提供了新的栖息场所,并随水流、风浪载运至异地埋藏。这种水生腹足动物寄栖于水中物体的生活方式很普遍,是腹足动物迁徙、扩散的一种重要途径。     

四川裸子植物区系研究

四川裸子植物 9科 2 8属 1 0 1种 (含变种 ) ,区系成分为亚热带类型。东部地区古地理环境温和稳定 ,至今保存着许多珍稀孑遗的类群 ;西部地区古地理环境变化频繁 ,科、属少而种类丰富。东、西部差异明显。松柏类在这一地区十分突出 ,集中了从原始到进化的几乎各个类群的代表。四川裸子植物区系既不是泛北极区系迁移的产物 ,也不是热带区系的后裔 ,而是在二叠纪以来的地质历史发展过程中本地起源和发展起来的。     

不同起源时间的植物叶凋落物在中亚热带的分解特性

选择9种起源时间不同的植物的凋落叶,采用分解袋法,在浙江千岛湖地区从2006年6月到2008年6月进行了分解试验,试图探索植物进化过程中凋落物分解特性的演变趋势.所选的9种植物分属于4个类群,按起源时间由早到晚依次为蕨类植物(芒萁和桫椤)、裸子植物(苏铁、水杉、杉木和马尾松)、双子叶植物(木荷和青冈)及单子叶植物(毛竹).每隔一个月取样,每种凋落物3次重复.结果表明:不同植物类群凋落物基质的氮(N)、木质素(Lignin)含量及Lignin/N比值与分解速率具有良好的相关性.起源时间越晚的植物凋落物的基质N含量越高,为单子叶植物>双子叶植物>裸子植物>蕨类植物.Lignin含量和Lignin/N比值的趋势一致,均为起源时间越晚而值越低,即蕨类植物>裸子植物>双子叶植物>单子叶植物.凋落物分解系数k值的范围在0.25～0.63之间,表现出毛竹>青冈>木荷>水杉>马尾松>杉木>苏铁>桫椤>芒萁的趋势.4个植物类群的凋落物分解速率的均值为单子叶植物>双子叶植物>裸子植物>蕨类植物.试验结果初步表明:植物凋落物分解的进化趋势是由分解缓慢逐渐演变为分解较快.     

泥盆纪石松类研究新进展

简要论述了近十年来泥盆纪石松类研究取得的主要进展。分支系统学研究增进了对石松类起源与谱系分异的认识,新构建的系统发育树中石松纲与真叶植物互为姐妹群,并识别出原始鳞木目和异孢石松类两个单系。基于化石数据库和定量统计分析,揭示了泥盆纪石松类的多样性演变模式:早泥盆世布拉格期(Pragian)石松类的属种数量显著增加,在埃姆斯期(Emsian)至艾菲尔期(Eifelian)逐步取代工蕨类,至晚泥盆世进一步辐射。依据华南、新疆及全球其他地区丰富的化石材料,大量泥盆纪的石松植物新类群得以建立,一系列已有属种得到详细的再研究,明确了这些植物的生物学特征,也促进了对石松类根系、生长和繁殖习性演化的深入理解。对华南早泥盆世的镰蕨类和挪威中—晚泥盆世乔木状石松的研究分别揭示了这一时期植物-土壤相互作用及热带森林群落面貌,为了解早期维管植物对地球环境和陆地生态系统的影响提供了新的资料。     

关于植物形态解剖学中中柱和维管柱概念的思考

中柱这个概念的提出,目的是用来分析不同植物类群轴向结构的同源和演化,意指一个中心柱,指植物的中心轴（根茎）,包括维管系统和所有的束间区域、隙、髓（如果存在）以及一些维管系统周围的基本组织——中柱鞘。这在植物根的解剖中被印证。蕨类植物、裸子植物、被子植...     

中国的“活化石”植物

“活化石”植物又称孑遗植物 ,是指那些经历了新生代几次大的冰川活动后幸存下来的植物种类。中国素有“植物王国”之称 ,拥有许多世界上其他地区早已灭绝却只在我国特殊的自然环境中保存下来的珍贵植物。这其中有许多种类被誉之为植物界中的“大熊猫”、“活化石”。它们对于研究古植物学、古气候学、古地理学、地质学以及植物分类和系统演化有着十分重要的意义。中国“活化石”植物约有近百种 ,分属于藻类植物 ,蕨类植物 ,裸子植物和被子植物。下面择要介绍几种。１．原绿藻属于藻类植物。１９７５年 ,美国藻类学家柳文 ,在一种海鞘的泄殖…     

山西保德早二叠世Cordaites baodeensis sp. nov.叶表皮构造及Cordaites分类探讨

一、前言早已绝灭的裸子植物——科达树(Cordaites)曾繁盛于石炭—二叠纪植物界。由于化石保存条件等限制,古植物学家们以往多以器官属名或限于部分器官的解剖属名作为科达树各组成部分的分类。在众多的古植物文献中,常见的属名主要有: 叶部化石:Cordaites Unger, 1850, Eu-cordaites Grand'Eury, 1877, Dory-cordaites Grand'Eury, 1877, Poa-cordaites Grand'Eury, 1877, Scuto-cordaites Renault et Zeiller, 1885, Dictyo-cordaites Dawson, 1890, Noeggerathiopsis Feistmantal, 1879, Cordaites(Co-     

中国植物区系中的特有性及其起源和分化

对中国植物区系中的239个特有属,分属67个科,进行了分析研究,列出了这些特有属在种子植物各个科的分布,现代地理分布范围。结果表明含特有属在10个以上的有5个科即Gesneriaceae,Compositae,Labiatae,Cruiciferae,Umbelliferae;其中以Gesneriaceae居榜首(27属),Compositae位居第二(20属),Labiatae有12属,居第三。含2属的科有15个,含1属的科有30个;其中Ginkgaceae,Davidiaceae,Eucommiaceae,Acanthochlamydaceae组成了中国植物区系最具古老性、特有性和代表性的4个单型科。在此基础上,从特有属在被子植物八纲系统各个纲的分布特点,以及在各个科组成和系统关系及已有地质、化石历史和系统学,形态,分子证据论述了这些特有属的起源、系统关系及在植物地理上的关系。在裸子植物中,特有属最为丰富,几乎皆是地质历史上北极-第三纪成分的残遗,起源时间较早,可追溯到白垩纪或更早。被子植物中,中国特有属存在于八纲被子植物的所有纲中,几乎在现代被子植物各个演化阶段均有古老残遗的特有类群存在,同时也不乏新特有类群尤其是在演化的高级阶段的类群。从起源上看,被子植物的古特有属主要发生于晚白垩纪和早第三纪,地质历史上大都占有广阔的分布区;新特有属多发生在新第三纪以后。其源头主要是北极第三纪、古热带第三纪(冈瓦纳第三纪)和古地中海第三纪的奇妙结合,不少类群是就地起源的;特有性是在第三纪中晚期以后北半球气候变迁,迁移途径(如北大西洋陆桥和白令陆桥)中断后形成的,这一时期是我国特有属形成发展的起始标志。     

一道试题分析

裸子植物比蕨类植物更适于陆地生活的特征是( )。A.大都是高大的乔木B.受精脱离了水的限制C.有了根、茎、叶的分化D.胚珠有子房壁包被着分析:解答此题需要掌握蕨类植物和裸子植物的主要特征,还要善于比较分析两个植物类群的相互关系及它们与环境的关系。这个题较难,属于掌握层次的试题。在植物的进化过程中,裸子植物能取代蕨类植物,     

全基因组复制事件的绝对定年揭示莲座蕨属植物的迟滞演化

全基因组复制在维管植物的物种形成过程中普遍存在, 被认为是物种适应极端环境的重要机制之一。确定全基因组复制事件的发生时间对理解生物的适应性演化具有重要意义。然而, 在维管植物, 特别是蕨类植物中, 全基因组复制事件的发生时间及其演化意义仍知之甚少。本研究以蕨类植物重要基部类群——福建莲座蕨(Angiopteris fokiensis)为例, 基于不同采样点(广东、广西、上海)的3个转录组学数据, 利用同义替换率(Ks)和绝对定年的方法分析全基因组复制事件的发生时间和物种单位时间内的分子演化速率, 并对事件发生后保留下的基因进行基因功能注释和富集分析。结果表明, 福建莲座蕨在159‒165 Mya发生了一次全基因组复制事件, 该复制事件优先保留的基因主要与营养代谢、信号传导、适应调节和组织结构生长相关。另外, 福建莲座蕨的分子演化速率为1.66 × 10^‒9 (同义替换/位点/年), 是除裸子植物外, 陆生植物中已知演化速率最缓慢的类群。综合以上研究结果, 我们推测福建莲座蕨全基因组复制的发生可能与裸子植物繁盛、核心被子植物集中兴起或托阿尔阶灭绝事件有关。而复制后显著保留基因可能促进了莲座蕨属(Angiopteris)植物的遗传和形态创新, 从而帮助其快速适应环境的剧烈变化。进一步对该类群植物演化速率缓慢的原因进行讨论, 推测莲座蕨属缓慢的演化速率可能与其本身世代周期长、基因组较大及其生长环境稳定有关。本研究通过分析福建莲座蕨的全基因组复制历史和复制基因的保留模式, 推测全基因组复制事件对促进演化速率较慢的植物适应极端环境变化具有重要意义, 可为理解其他陆生植物的适应性演化提供更多启发。     

被子植物花的起源:假说和证据

达尔文的 令人讨厌之谜 ,即被子植物的起源和早期演化 ,一直是植物系统学研究领域的热点 .被子植物区别于其它植物类群的一个显著特征就是花 ,因此 ,解决被子植物的起源之谜很大程度上取决于对被子植物花器官起源的研究 .对被子植物花器官的详尽研究已经在形态、解剖、古植物、形态发生、分子等方面积累了大量的证据 ,植物学家基于这些证据为被子植物花器官的起源提出了各种各样的解释 .综述了迄今为止被子植物花器官起源的主要学说流派 ,如 :真花学说、假花学说、生殖叶学说、生殖茎节学说、生花植物学说、新假花学说、古草本学说和 ANITA学说等 .根据研究手段和获得证据的方式 ,作者将被子植物花器官起源研究划分为 5个阶段 ,并简要阐述了各个阶段的代表学说和主要研究特点     

晚古生代的科达科——起源和演化的研究

科达科Cordaitaceae植物广泛分布于晚古生代的欧美植物区和华夏植物区,目前包括3个自然属：Mesoxylon、Pennsylvanioxylon和Shanxioxylon。根据目前资料,欧美植物区只见有前两个属,而在华夏植物区这3个属则都有分布。本文详细讨论了这3个属的茎的初生构造、雄性球果穗及胚珠,认为在这3个属中Mesoxylon最原始,Pennsylvanioxylon较进化,Shanxioxylon的茎的初生构造虽具一定的原始性(如具中始式叶迹),但其生殖器官却相当进化。因此,本文提出Shanxioxylon是一种可塑性较强的科达植物,能够适应环境的变化,最终有可能演化为新的植物类群,如某种早期的松杉类;Pennsylvanioxylon则是一种较为特化的植物,其结局是走向绝灭。结合地层中科达科化石的分布情况,本文认为最早出现的科达植物应是Mesoxylon,它可能是由某种前裸子植物演化而来,再由其演化至Shanxioxylon和Pennsylvanioxylon。由于气候和地理环境的不同,华夏植物区和欧美植物区的科达植物各自沿着不同的路线进行演化。其中,欧美植物区科达科的演化路线可能为：某种前裸子植物→Mesoxylon的较原始类型(如M．multirame,Mitrospermum bulbosum)→Mesoxylon的较进化的类型(如M．thompsonii)→Pennsylvanioxylon的较原始类型(如P．iowense)→Pennsylvanioxylon的较进化类型(如P．nauertianum,P．birame)→绝灭。华夏植物区科达植物的可能的演化路线则为：某种前裸子植物→Mesoxylon→Shanxioxylon→Pennsylvanioxylon→绝灭,或某种前裸子植物→Mesoxylon→Shanxioxylon→绝灭或演化为某种新的植物,如某种早期的松杉类。