地球历史纪元与动植物 (地球的历史植物的演化)

地球植物进化史,地球植物演化史时间轴

地球简史

植物的努力

作者:泡爹

上一节,我们通过了解不同时期地球的颜色,对地球46亿年的成长有了一个初步的印象;这一节,我们要来了解一下,这个星球上的植物,了解植物在在进化过程中所遇到的困难、做出的努力,以及她们对这个星球的影响。

植物——简单的说就是可以进行光合作用,将无机物转化成有机物的一种自营养型生物。

听到这个定义,一定会有没学过生物化学的朋友满脸懵逼地问:啥叫光合作用?啥是无机物?啥是有机物啊?

泡爹只能面带得意地告诉你:你的问题暴露了你的学历,这些初中课程里都有教哦!

地球植物进化史,地球植物演化史时间轴

35亿年前,地球上出现了最早的可以进行光合作用的生物——蓝藻。

光合作用:光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为储存着能量的有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气[1] )的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。)

蓝藻属于藻类,但有些体内含有叶绿素,算是植物的祖先。

我们现在也经常会接触到藻类,比方说老少咸宜的“海苔”就属于藻类。

如果把蓝藻算作植物,那么植物在开头的几十亿年过得应该算是相当的憋屈。

虽然从35亿年前蓝藻诞生的那一刻起,含有叶绿素的植物就在不停地制造着氧气,氧气也在一点点地形成着过滤紫外辐射的臭氧层,但臭氧层的厚度还远远不够,陆地上还是承受着很强的紫外辐射,任何生物都无法在陆地上生存。

因此,从35亿年前至4亿年前的这30亿年时间里,藻类、植物和动物们虽然已经先后出现在了这个星球,但他们却一直只能待在大海里。

直到4亿年前的某一天,一颗“勇敢”的植物登上了陆地。

她惊讶地发现:“我滴个乖乖,我居然没被太阳晒死!”

臭氧层的厚度终于可以阻挡足够多的紫外线了,陆地不再是生命的禁区。

地球植物进化史,地球植物演化史时间轴

4亿年前的陆地虽然没有了紫外线,但光秃秃的岩石表面也并不适合植物生长。

这时候,一种被称作“蕨类”的植物诞生了。

蕨类植物从4.1亿年前到2.45亿年前,统治了地球约1.6亿年。

直到现在,地球上还生活着11500多种蕨类植物,我们中国就有2000多种。

我们经常拿来清炒和凉拌的“蕨菜”就是蕨类植物,很多人爱吃的“蕨根粉”也是用蕨类植物根部提炼出的淀粉制成的。

蕨菜:

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蕨根粉:

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不过占领我们的餐桌并不是蕨类植物干的最牛13的事。

在统治地球的1.6亿年的时间里,蕨类干的另外两件事,才是他可以吹一辈子的资本。

1、 的发明

我们只需要稍微留意一下身边常见的海生植物,如紫菜、海带、海白菜啥的(原谅我是个吃货),就不难发现,在海洋中生存的植物,通常没有“根”这个器官,因为水生植物可以直接从海水中获得水和其它植物所需要的养分。

所以,当植物刚登上陆地的时候,第一波陆生植物是没有根的。

但对于陆生植物来说,没有根就无法远离水源,这非常限制植物向陆地深处的拓展。因此,当一株蕨类植物偶然长出了可以向地下寻求养分的“根”之后,“根”这个新器官很快就成为了绝大多数陆生植物的标配。

“根”不仅帮助植物拓展了生存的空间,更改变了陆地的面貌。

由于“根”具有不断向下“钻”的特性,陆地上的岩石被“根”不断地“分解”,使得本来主要由岩石构成的陆地表面,逐渐形成了土壤。

土壤松软吸水的特性为植物的生长创造了更好的条件,从此陆地变成了植物的乐园。

所以说,小发明往往能起到大作用。

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2、 的制造:

如果我说:“蕨类植物干的第二件牛13事就是制造氧气。”

我想一定会有人站出来怼我:“植物都可以制造氧气,这活儿人家蓝藻都干了30亿年了!”

没错,就功能上来讲,蕨类植物跟蓝藻没啥区别,他们都可以制造氧气;但从制造的数量上来讲,蕨类植物却比蓝藻牛的多得多。

蕨类植物只用了1.5亿年时间,就造出了比蓝藻30亿年都多几十倍的氧气。

准确地说,在蕨类植物出现的初期,大气中的氧气含量只有2%左右,而到了蕨类植物繁盛的后期,最高时大气中的含氧量超过了50%,是现在大气含氧量(21%)的两到三倍。

高含氧的大气为动物的繁盛制造了条件,2亿年前,动物都是巨型的,两米长的蜈蚣,一米大的蜻蜓,半米大的蝎子在地球的大陆上横行。

包括后来大家熟悉恐龙(1.44亿——6500万年),能有几十米长的巨型身材,也全靠高含氧空气的加持。

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额外补充一点:人类目前大量使用的化石能源——煤炭,也是蕨类植物繁盛时期(石炭纪)留给我们的遗产。

时间继续推进。

1.4亿年前,陆地上当时的主要植物是针叶树蕨类植物,前者靠风来传宗接代(利用风把一株针叶树上的雄性生殖细胞,吹到另一株针叶树的雌性果实上),后者用水来完成相亲(靠水流把一株蕨类植物的雄性生殖细胞,带到另一株蕨类植物脚下)。

这两种繁衍的方式可以说都比较Low。

那时的植物繁殖,由于受到风和水流的限制,基因都在小范围内交换,这就容易引起“*亲近**结婚”,生出傻的“植物孩子”。

植物也发现了这个问题,所以她开发出了一个新的“技能包”——开花

花靠动物做媒人,可以找到更远距离的遗传基因,避免了*亲近**结婚生傻孩子的悲剧,使得植物的后代更健康。

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开花植物(或叫种子植物)再一次改变了这个世界,她使得地球上的植物种类产生了爆炸式的发展。

据科学家研究,开花植物的出现,使得地球上的植物的种类暴增了约100倍。(泡爹小时候就曾经吃到过南瓜味的西瓜,不知道是不是昆虫们错传花粉造成的,如果是,那这就是一个活生生靠开花导致新物种生成的例子)

植物种类的增加也同样导致了动物种类的增长,目前主宰地球的哺乳动物有5500种,这比白垩纪时期只有700多种的恐龙可多了一个数量级。

同一时期内:

当高大的针叶树和蕨类植物学会了开花结果这些牛逼技能,开始在地球上开疆拓土、春风得意的时候,还有一些“羸弱”的植物却过得并不开心。

他们没有能力长得又高又大,跟植物王国中的那些“巨人”(1.4亿年前的蕨类植物可以长到高达50米)争夺阳光和养分,所以只好静静地躲在森林的角落里,向另外一个方向发展。

羸弱植物”开辟出了新的生存技能。

既然抢不到更多的资源,他们只好学会了如何用最少的阳光和养分,来保证自己的生长。

他们把作用不大的躯干尽量变小,而把可以接受阳光和进行光合作用的叶子尽量变大;他们在环境条件恶劣的时候选择枯萎,等到阳光和水分充足时再重新发芽。

这种“羸弱植物”就是后来遍布全球的另一类植物——

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草的诞生,是植物自我进化的又一个伟大成功,他大大地提高了植物对环境的适应性,同时也深刻地影响了地球上的另一种生物——动物。

2500万年前,地球迎来了一个气候变化的阶段,大气的温度开始下降,大量的水变成了南北极覆盖着的冰川,陆地上变得越来越干燥,那些需要有充足的阳光和水份才能生存的植物大量的死去,却迎来了他发展的春天。

大片大片的草原出现在了陆地上,以前靠吃树木为生的动物们,慢慢地都走出了森林,草逐渐成为了他们的主食。

这样的变化同样影响到了自认为是万物之灵的我们。

如今,人类的主食也以草为主,无论是大米、小麦还是玉米、高粱,他们都是草的种子,说白了我们跟牛马其实是一类货色,也是以吃草为生的动物,只不过区别在于我们吃的草是自己种的而已。

至此,植物走过了她历经35亿年的进化,努力地改变着自己,努力地适应着环境,同时也在不经意间影响了大气、影响了陆地、影响了动物、也影响了我们人类。

好了,这一节,有关植物的努力我就跟大家分享这些。

下一节,让我们去看看动物的兴衰。