【植物的演化之旅】雨桐(五稿)

      我们都知道早期的地球,只有蓝色的海洋和灰色陆地,是一个了无生机的普通星球。但是!就在那一天,海洋中出现了一些蓝绿色的小小的东西,它们漂浮在水上,它们就是是地球上第一批光的觉醒者——藻类!

光之觉醒者-藻类

      藻类的出现可以说是地球史上的重大事件,因为它彻底改变了整个地球的生态环境,为后期生物的演化奠定了环境基础。而它改变世界的秘密武器——就是叶绿体。叶绿体,是植物细胞中能进行光合作用的重要器官,借助叶绿体植物可以将光能转化为生物能,储存在自己体内供自己使用,而光是这个世界上最“无私”最强大的存在了,至此,植物能够借助自己的能量进行生存了。

        此外,在能量转化的同时,它还能产生氧气,这也彻底改变了地球的气候和生态环境,为那些朝向阳不断进化的生命打下非常重要的演化基础!

        而且,它在自我生存方面也有其独特之处,由于藻类诞生初期一切都是混沌的状态,所以它要听从基因的指令不断繁殖,先从数量上做文章,为了能够短期内大量繁殖,藻类的结构就非常简单,而且分裂生殖的速度十分快,比如:小球藻的结构就十分简单,只有细胞壁、细胞膜、细胞核、蛋白核,液泡这几个重要的结构器官,数量最多的依然是叶绿体;而除了分裂生殖外,它的繁殖方式也要多样化,所以它向“菌类”学习,采用类孢子生殖的方式,就是细胞内部产生许多新的小个体细胞,等成熟后,外部细胞膜上一部分区域溶解,让这些孢子细胞飘散出去但是,在水中生活一个细胞的能力终究有些弱小,于是他们做出了一个新的大的改变,那就是聚集成团,一起生活!!

        比如:团藻,它就是是单细胞的聚合体,每一个团藻有1千到5万个小的衣藻聚集在一起。而这些小的衣藻,虽然单细胞但都有个鞭毛以及可以收缩的液泡,这使得他们在水中的行动非常灵活,这样,一堆小衣藻聚集成大团藻,它们就能依靠团队的力量获取更多食物了。但这种聚集方式有个缺点,就是团藻很容易破裂开,这些小衣藻容易发生“叛逃”,不稳定,所以,在进化的道路上它们还有很长的路要走。

        此时有些藻类则在不停地完善自己的结构,它再也不是简单的单细胞聚合体了,而是通过细胞壁把所有的单细胞“结合”在一起,成为真正的多细胞生物,比如:水绵,细细长长的身体如果在显微镜下就能看到它规则又整齐的多细胞结构,此外,水绵体内的叶绿体的也呈现出螺旋状的规则排列,这样它被光照到的区域更多,也使得水绵的光合作用更加有效。但藻类的进化之路还没完,为了让它们的光合优势极大化,它们居然在结构上进行突破,演化成了大型藻类。

        是不是很神奇?这些生物居然“知道”要利用自己的优势来不停寻求突破!(当然也可能是受基因的控制)总之,从小小的细胞到大大的、一片一片排布的大型藻类,为藻类植物类群的生存扩展了更大的空间,比如:海带,它既能“立”在水中,也能趴在海面上,沐浴阳光,所以它整个身体呈现出一个叶状体的样子,为了让自己在在海中不被刮走,它还特化除了固着体以及类假根。这对植物进化来说无疑是一个新的进步,也为接下来植物的进化,给出了一个新的突破方向,那就是分化出不同的结构,比如:根!

地衣 and 苔藓

        但是水里的环境不稳定,随时有浪潮之类的波动,所以有些藻类也许因为某种原因,被迫上陆,于是植物们就开始“想办法“登陆,但登陆最重要的是要解决水的问题,因为它本来生活在水里呀,所以它们先选择生活在水路交界的地方,在这些地方演化出来两种生物——地衣和苔藓。

        先来说说地衣,为了登陆,地衣采用的生存策略是“共生”,对,就是真菌和藻类达成一个共生的协议,彼此生活在一起,从结构到功能都融为一体。真菌从外部吸收无机物和水,藻类利用叶绿体吸收光能进行光合作用,两者合作起来就能生存了。

      此外,为了更牢固的爬在岩石上它就需要一个固定物,假根就诞生出了!为什么说他它是假根呢?因为它并不能起到根的所有功能,不能从土地中汲取养分,暂时只能起到固定物的作用。但无论如何,这都是一个前所未有的新创新!

      而另一种登陆后演化出的植物——苔藓,它不是共生体,而是依然选择做“自给自足的开荒者”。它的一大技能就是可以休眠!!!跟水熊虫十分的像,没有水的时候或者冬天很冷的时候,它就进行休眠;等有水的时候,就可以迅速苏醒,吸水能力超级强。除此之外,它还有第二大技能就是收集利用水的能力非常强!

        为什么呢?我们观察一下角叶藻藓的结构就会发现:1.它的结构跟藻类比有了突破,有一个假根起到固定的作用,除此外好像有了茎叶的分化,但非常简单的分化,叶子是单层细胞,密布叶绿体,但没有叶脉,也没无疏导组织;茎其实也就是许多细胞的聚集还没有疏导能力,这就导致它无法长高,因为养分并不能很好的传到各处,所以我们现在看到苔藓都是矮矮小小的。这也是植物第一次出现真正意义的器官分化!!!也为后来的进化找到了方向,十分重要。

        2.但藻类最独特的还是它的叶子,因为是单层细胞所以叶子十分薄,这样它怎么储存水呢?所以,它需要进化出应对干燥环境的能力——那就是适水性!仔细观察叶子会发现,它的叶子尖端有些细细的“小刺”特别微小,但就是因为这些小刺的存在,它能收集空气中微量的水,起到凝结和收集水的作用,最终滑到自己的叶片上进行利用;不仅如此,有些叶片的上的细胞凹凸不平,这样能把水滴平铺,节约水的利用。

        总之,这些结构都让它能吸纳空气中微小的水蒸气、小水滴,来让自己使用,所以它的适水性十分强,只要有一丝丝潮湿(哪怕我们觉得干燥的地方)它都能生活,这个技能是真的让我吃惊。因为叶子薄,所以苔藓对外界环境十分敏感,对水分也敏感,只要有水就很快地活起来,没有水就很快就会干燥下去,但它还能相出其它策略应对,真的很厉害。而叶子薄所以对环境中的气体也很敏感,可以用来检测空气质量。

      所以,我们在调研的时候,草丛下、石缝里、水边,各个阴暗的地方都有它的身影。当然这也跟它的生殖方式有很大关系,它们都是孢子生殖,能产生的孢子数量多,散播的范围也就广了。而孢子繁殖是有性生殖,也让它们演化出新物种的概率增加了!这就是苔藓了,虽然看起来小小的但在演化路上它依然在不停的完善自己的结构。

蕨类植物

        那么,植物接下来会朝向哪里演化呢?我的猜想就是:它不断利用它的优势——光合作用继续加强,同时改进保水和运输的器官,让自己能朝内陆发展,而这个新演化的植物就是蕨类植物。

        说到蕨类植物,我最直观的感受就是它居然能附生在岩石峭壁上!!所以我猜想:它肯定在根茎叶的器官上都有了进步,功能完全分化,并且内部组织也完善了,要不然他不可能在悬崖峭壁上生存;此外,它适应环境的能力也变强了,要非常充分完美的利用光合作用的优势;而且生殖方式也进化了,要非常强大。接下来我们就来看看蕨类植物又有哪些突破和技能。

      蕨类植物的种类是十分多的,所以策略和技能也很多。首先,来看支撑它营养生长的结构。首先是它的根和茎:茎长的很像根,是粗粗的样子,观察细胞结构发现它已经分化出许多组织,尤其是有疏导组织和机械组织,可以用来储存养分以及运输物质;再说它的根,是须根,便于插入岩石当中,并且也有固定和吸收的作用,总之根和茎都进化成了真正的根茎;再来看看它的叶,数量非常多,排列很整齐,有些叶子背面有棕色的孢子囊群;此外,幼叶拳卷的状态便于它保护初生的幼叶,叶子和叶柄上也都有毛毛,自我保护的同时还能调节温度,提高了叶片的完全性,为光合作用的进行做好基础。最独特的是它的叶子分为两种:孢子叶和营养叶,孢子叶可以用来产生孢子和孢子囊,接着聚集成孢子囊群,加上叶子的数量,可以说它的孢子产量惊人,所以生殖真的厉害!超多的孢子叶和弹射机制也大大增加蕨类植物的生殖率!

      然后,营养叶就专门进行光合作用,数量多多的叶子也代表了叶绿体多,所以光合作用也极大化了。这就是蕨类,因为蕨类超强的演化能力,把孢子生殖和光合作用都推向了极大化了,所以它们很快就占领了整个地球,石炭纪晚期含氧量达到最高,这也使得蕨类植物迎来它的盛世!一种植物凭借自己的优势建立自己的盛世!而后来,它又进化出了木质素,就这样各种各样高大的树蕨就诞生了!

    那么,蕨类植物能否一直这样繁荣下去?看看现在的蕨类植物就知道了,树蕨大多都变成了煤炭埋藏在地下,或者在化石里,我们常见的蕨类植物都是矮小的,这是为什么呢?因为在当时遭遇了一个巨变!气温突然变得又冷又干燥,而蕨类植物的生殖细胞必须有水才能传播,所以,它继续演化下去,让自己适应这种新的环境,就这样,种子植物出现了。

种子植物

        种子植物继承了蕨类的木质素,进一步把根茎叶的结构都进行了强化,不仅结构完整还有了强大而成熟的疏导组织,器官之间的配合天衣无缝,在利用光合作用进行自我生长方面可以说已经足够强大了,所以它们的适应能力很强。

      但种子植物最独特的地方就是它采用了种子进行生殖,而不再是孢子。种子繁殖和孢子繁殖相比:生存策略从数量上的消耗,变成了质量上的精进。种子自身结构更加完善,它的胚芽,胚乳,子叶,种皮,都给种子植物带来了非常不一样的进化以及生存策略。还有一点重要的就是,如果种子出去后,并没有找到合适的地方发芽,它就会先休眠,机会合适再萌发。除此以外,种子还让自己的变的很多样,利用动物和昆虫来帮自己传播,比如苍耳,比如栾树的种子,它的种子外面有三个像灯笼一样薄片,成熟后散开让种子裸露出来,并且用风吹上天,这就是种子的传播策略。

      那种子是哪儿来得呢?通过观察就可以发现:多数植物的种子都是由花产生而来的,花的颜色也十分鲜艳,并且花本身也会分泌出花蜜,到时候就可以吸引昆虫和动物来帮它授粉了,然后花朵的雌蕊地下叫做子房,子房里的胚珠授粉成功了它就开始膨大最终变成种子,外面还有果肉包裹着,其实就是子房壁。当然,昆虫来授粉也不是无私的,它们是为了花蜜,WOW!这似乎是另一种共生,只不过两者并不相互依赖在一起,而是用他们去更好地生存下去,像是达成一种契约一样!并且之后世世代代,子子孙孙都这样生存的下去!

        但是不是所有的种子都是由花发育而来,比如:松树的种子。松树它的孢子叶繁殖,雌性的是大孢子叶球,是用来接收花粉的,雄性的是小孢子叶球,是用来产生并传播花粉的。因为它们是两性细胞直接结合发育成的,没有所谓的子房,所以发育后种子就是裸露在外面的,没有果皮包被,我们就把这种植物称之为裸子植物,它没有花,是假花;而把有花的植物称之为被子植物。这些就是裸子植物和被子植物的不同,同为种子植物都有十分强的生存能力和传播能力,并且根,茎,叶都得到了分化和强化,他们也都是以质量取胜的,他们也都有一定的保水性。直到现在,我们地球仍充满着种子植物,并且演化出来了许许多多新的样子。

      可以看到种子繁殖数量虽然远远低于孢子的繁殖数量,但它们进化出新的功能来弥补——那就是花朵、果实,帮助种子提高生存率和传播,率!其中开花植物更是因为其登峰造极的策略,成为地球上分布最广,种类最多的植物类群,它的种子本就多变,而花朵和果实更是完全为种子服务,为它的生存和传播加大了力度!

      比如说开花植物鼠尾草,花朵成串生长,外形与紫色的颜色也容易吸引更多生物,这就是花的策略。

      比如说开花植物龙葵,它的果实没熟之前是有微毒的,这可以防止在种子没有完全成熟时避免动物吞食,等到成熟后,它自己就把毒性分解掉,吸引动物过来传播,很聪明,这就是果实的策略。开花植物有这么多生存策略,单独的花的策略,果实的策略以及种子的策略,所以我认为,它就是现在整个地球最高等的植物,这里指的高等指的是植物应对环境变化的能力,环境好的时候能活,把自己的优势(光合作用)发挥到最大;环境一变也能用自己的结构活下来。

      这就是我笔下的植物演化之旅了。总的来看,植物一步步的发展历程,就好像是在偶然中找到了自己的优势、技能,然后不断改变完善自己的结构,扩大自己的优势,以便能更好的生活。它们每一个都是那样的神奇,都在努力找自己的优势点,然后利用这个优势点建立自己的生存策略,持续不断地继续进化。

      最后,通过植物的演化历程,可以看出它其实就是在不断跟环境做着斗争,只是这斗争有灿烈也有美好。而我也想到了我们自己,我们到底应该如何和这个环境互动呢?在这里怎么活呢?我想,当你来到一个陌生的环境,你肯定需要去适应这个环境,如何适应呢?我觉得首先就是要会“变”,去尝试,然后找到自己的兴趣点和优势,然后不断发展它,当这个优势遥遥领先于这个环境时,你也许可以反过来改变环境。总之,就是要一直在动,一个动态的状态,在与环境、社会的良性互动中成就自己!

      其实,我还联想到了我们人类文明源头的先贤——孔子,他就是想用着自己超前的信念和思维、用自己的优势和能力去尝试改变周围的大环境,虽然累累若丧家之狗,知其不可而为之,但依然为了自己心中的道去行。这其实也是生物和环境互动的一种方式。

      但人类的这个互动方式和动植物的互动方式不同,动植物和环境的互动其实就是自然法则,就是肉弱强食、适者生存;但是人类和环境的互动就不一样了,人类遵守的是社会法则,是尽己做改变周围,造福人类本身,让人类更好的发展,这是一个从小我到大我的价值追求。那么我们应该怎么做呢?首以现在的能力去改变社会不大可能,但我觉得我现在可以先像植物进化一样,找到兴趣热爱,然后扩大自己的优势、不断的掌握新的知识和能力,为了未来发展社会打好扎实的基础。

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