第四节被子植物的起源与分类系统
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被子植物的起源与演化目录被子植物概述 (3)被子植物的起源 (3)被子植物可能的祖先 (3)多元论 (3)单元论 (3)被子植物的起源时间 (4)被子植物的起源地点 (5)1.高纬度起源说(北极起源说) (5)2.低纬度热带起源说 (5)3.被子植物起源的东亚中心假说 (5)4.被子植物的华夏植物区系起源说 (5)被子植物的演化 (6)被子植物演化假说 (6)假花学说 (6)真花学说 (6)被子植物的演化发展 (6)被子植物的演化趋势 (8)被子植物现存类群的进化趋势 (8)被子植物输导系统的进化趋势 (8)被子植物的叶、花、果实、种子和染色体的进化趋势 (8)被子植物概述被子植物(Angiosperm)是植物界最高级的一类,是地球上最完善、出现得最晚的植物,自新生代以来,它们在地球上占着绝对优势。
现知被子植物共1万多属,约30多万种,占植物界的一半,中国有2700多属,约3万种。
除细菌和致病的真菌外,被子植物直接关系着今天地球上人类的生存。
被子植物几乎包括了所有的农作物,这些是供给人类生存的基本食物。
建筑木材、药材和纤维也是人类生存所必需的。
被子植物的起源被子植物可能的祖先被子植物的属种十分庞杂,形态变化很大,分布极广,粗看起来,确实难用统一的特征将所有的被子植物归成一类。
因此,对被子植物的祖先存在不同的假说,有多元论和单元论两种起源说。
多元论多元论认为被子植物来自许多不相亲近的群类,彼此是平行发展的。
胡先骕、米塞(Meeuse)、恩格勒(Engler)和兰姆(Lam)等人是多元论的代表。
我国的分类学家胡先骕1950年发表了一个被子植物多元起源的系统,也是我国学者发表的被子植物的唯一系统。
单元论单元论是当前多数植物学家主张的被子植物起源说。
主要依据是被子植物有许多独特和高度特化的性状,如雄蕊都有四个孢子(花粉)囊和特有的药室内层;大孢子叶(心皮)和柱头的存在;雌雄蕊在花轴排列的位置固定不变;双受精现象和三倍体胚乳;以及筛管和伴胞的存在。
被子植物的分类系统较多,尚无完全统一的看法和比较完美的分类系统。
在当前,影响较大的分类系统,主要有以下四个(1999年,Judd 等人在《Plant Systematics》一书中发表了一个维管植物新分类系统,还有待认可):一、恩格勒系统德国植物学家恩格勒(A.Engler)于1892年编制的一个分类系统。
在他与普兰特(K. Prantl)合著的《植物自然分科志》(1897)和他自己所著的《植物自然分科纲要》中均应用了他的系统。
该系统的要点如下:1、赞成假花学说,认为葇荑花序类植物,特别是轮生目、杨柳目最为原始。
2、花的演化规律是:由简单到复杂;由无被花到有被花;由单被花到双被花;由离瓣花到合瓣花;花由单性到两性;花部由少数到多数;由风媒到虫媒。
3、认为被子植物是二元起源的;双子叶植物和单子叶植物是平行发展的两支;在他所著《植物自然分科纲要》一书中,将单子叶植物排在双子叶植物前面,同书1964年的第12版,由迈启耳(Melchior)修订,已将双子叶植物排在单子叶植物前面。
4、恩格勒系统包括整个植物界,将植物界分为13门,1~12门为隐花植物,第13门为种子植物门。
种子植物门分为裸子植物亚门和被子植物亚门。
裸子植物亚门分为6个纲;被子植物亚门分为单子叶植物纲和双子叶植物纲。
整个被子植物分为39目,280科。
但1964年经Melchior 修订,分被子植物为62目,344科。
5、恩格勒系统图是将被子植物由渐进到复杂化而排列的,不是由一个目进化到另一个目的排列方法,而是按花的构造、果实种子发育情况,有时按解剖知识,在进化理论指导下作出了合理的自然分类系统。
恩格勒系统是被子植物分类学史上第一个比较完善的分类系统。
到目前为止,世界上除英法以外,大部分国家都应用该系统。
我国的《中国植物志》,多数地方植物志和植物标本室,都曾采用该系统,它在传统分类学中影响很大。
然而,该系统虽经Melchior 修订,但仍存在某些缺陷。
被子植物分类系统2009年10月30日星期五上午10:07一、恩格勒系统德国植物学家恩格勒(A.Engler)于1892年编制的一个分类系统。
在他与普兰特(K. Prantl)合著的《植物自然分科志》(1897)和他自己所著的《植物自然分科纲要》中均应用了他的系统。
该系统的要点如下:1.赞成假花学说,认为葇荑花序类植物,特别是轮生目、杨柳目最为原始。
2.花的演化规律是:由简单到复杂;由无被花到有被花;由单被花到双被花;由离瓣花到合瓣花;花由单性到两性;花部由少数到多数;由风媒到虫媒。
3.认为被子植物是二元起源的;双子叶植物和单子叶植物是平行发展的两支;在他所著《植物自然分科纲要》一书中,将单子叶植物排在双子叶植物前面,同书1964年的第12版,由迈启耳(Melchior)修订,已将双子叶植物排在单子叶植物前面。
4.恩格勒系统包括整个植物界,将植物界分为13门,1—12门为隐花植物,第13门为种子植物门。
种子植物门分为裸子植物亚门和被子植物亚门。
裸子植物亚门分为6个纲;被子植物亚门分为单子叶植物纲和双子叶植物纲。
整个被子植物分为39目,280科。
但1964年经Melchior修订,分被子植物为62目,344科。
5.恩格勒系统图是将被子植物由渐进到复杂化而排列的,不是由一个目进化到另一个目的排列方法,而是按花的构造、果实种子发育情况,有时按解剖知识,在进化理论指导下作出了合理的自然分类系统。
恩格勒系统是被子植物分类学史上第一个比较完善的分类系统。
到目前为止,世界上除英法以外,大部分国家都应用该系统。
我国的《中国植物志》,多数地方植物志和植物标本室,都曾采用该系统,它在传统分类学中影响很大。
然而,该系统虽经Melchior修订,但仍存在某些缺陷。
如将葇荑花序类作为最原始的被子植物,把多心皮类看作较为进化的类群等,这种观点,现在赞成的人已经不多了。
图1 恩格勒被子植物分类系统图(1897)哈钦松(J.Hutchinson),英国著名植物分类学家。
被子植物Angiospermae一、被子植物的特征1. 习性多样化,有乔木、灌木、藤本、草本2. 木质部常具导管和管胞,稀无导管,韧皮部具筛管和伴胞。
3. 单叶或复叶,网状脉或平行脉。
4. 具典型花,雌蕊由一至多数心皮构成,胚珠生于子房中。
5. 双受精现象。
6. 种子有胚乳或无,子叶2或1。
二、被子植物的起源1. 起源时间两个观点:(1)古生代起源说(2)白垩纪(或晚侏罗纪)起源说2. 起源于何种植物?两个学说:(1)真花说(Euanthium Theory)认为两性花原始,单性花是由两性花演变来的。
(2)假花说(Pseudo-anthium Theory)认为单性花原始,两性花是由单性花演变来的。
3. 起源的地点两个观点:(1)高纬度起源说——北极或南极起源(2)中、低纬度起源说——热带或亚热带起源三、被子植物的分类原则26条原则四、被子植物的主要分类系统1. 恩格勒分类系统德国植物学家恩格勒(A. Engler)和帕兰特(Prantl)于1897年在《植物自然分科志》一书中发表,是分类史上第一个比较完整的自然分类系统2. 哈钦松被子植物分类系统英国植物学家哈钦松(J. Hutchinson)于1926年在《有花植物科志》一书中提出,1973年做了修改。
3. 塔赫他间被子植物分类系统1954年公布4. 克郎奎斯特被子植物分类系统1958年发表五、被子植物的分类(主要按哈钦松系统)根据子叶的数目,被子植物分为双子叶植物和单子叶植物两大类,其主要区别如下表所示:双子叶植物和单子叶植物区别表附:裸子植物与被子植物的区别双子叶植物Dicotyledones344科,约20万种。
我国204科,约2万种,木本植物约8000种。
木兰科Magnoliaceae一、特征:(1)习性:乔木或灌木,落叶或常绿;(2)叶:单叶互生,全缘;托叶大,包被顶芽,脱落后于枝上留有环状托叶痕。
(3)花:大,单生,两性,稀单性,萼片和花瓣常相似,排成数轮,覆瓦状,花托柱状,下部着生萼片和花瓣(统称为花被),依次向上为雄蕊群和雌蕊群。
第四节被子植物的起源与分类系统
新的形态学(广义)性状的大量积累,特别是对花的形态发生的广泛研究,以及在此基础上的花发育进化遗传学的开展,对于理解花的多样性分化的机理带来了希望。
利用DNA序列资料以及根据这些资料推导的被子植物各个大类群的系统发育树迅速增加,对于被子植物的起源、分化和现存各大类群之间的关系提出了许多新观点,也不断地对传统的观念提出挑战。
结实器官化石不断地被发掘,为人们进一步地了解被子植物的历史、进化和关系提供了直接证据。
自达尔文的《物种起源》一书出版之后,生物学家才真正地走上进行自然分类的道路,在分类工作中人们试图去寻求“自然类群”和“共同祖先”,亦将重建生物分类群的系统发育作为研究的目标。
现存的被子植物若从早白垩纪大爆发时算起,已经演化了上亿年的历史,如果要追溯到它们的祖先类型起源,被子植物大约有两亿年左右的演化历史,经历了起源、分化、灭亡和发展的过程。
对于约有两亿年左右演化历史的被子植物来说,不可能建立一个包括全部已绝灭的类群和现在生存的类群在内的谱系发生系统,而只能对现存的类群进行系统排列,以反映它们之间或近或远的亲缘关系。
一、被子植物的起源与进化
二、被子植物的系统演化与分类系统简介
总结与复习
经典的植物分类,是建立在对植物的形态特征的鉴别基础上的。
花器官的特征和各组成部分的形状差异是物种鉴别的主要依据。
根据花瓣的数目以及离合程度可以分为舌状、筒状、漏斗状、钟状、轮状、十字型、蝶形花冠。
雄蕊的类型也是多样的,有单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、二强雄蕊、四强雄蕊,聚药雄蕊。
无限花序的开花顺序由下向上,或由边缘向中央,可分为:总状花序、穗状花序、肉穗花序、茅荑花序、伞房花序、伞形花序、头状花序、隐头花序,以此作为单位还可构成复合的花序,如复总状花序(圆锥花序)、复穗状花序。
有限花序开花顺序从上向下,从内向外,可分为单歧聚伞花序、二歧聚伞花序、多歧聚伞花序、轮伞花序。
被子植物亚门为双子叶植物和单子叶植物两个纲,它们的主要形态特征比较如下表:
被子植物系统演化过程中,木兰科与毛莨科是双子叶植物中的原始类群。
其原始性状为雄、雌蕊均为多数,离生,并作螺旋状排列。
泽泻科和百合科是单子叶植物中古老的类型。
菊科是双子叶植物中最进化的一科,构成系统进化干的顶峰,具有多样的适应能力及进化性状,如头状花序是花序中进化的性状;花
瓣联合、聚药雄蕊、子房下位,胚珠少数等都为进化的性状。
兰科植物的花,形态结构高度特化是被子植物中适应于昆虫传粉的进化类群。
禾本科的花高度简化,如花被退化、花粉松散、干燥光滑等性状适于风媒传粉,也是进化的类群。
对于经济价值高的分科要重点掌握其科的特征及识别要点。
锦葵科中有重要的纤维作物。
如棉花、洋麻等。
单体雄蕊、花药1室及蒴果为这科的显著性状。
豆科中有著名的油料作物和豆类杂粮,如大豆、蚕豆、赤豆等。
豆科植物的种类很多,根据花冠的形态、雄蕊的数目等再分为含羞草亚科、云实亚科和蝶形花亚科,应着重了解划分亚科的依据。
十字花科是蔬菜类植物集中的科,并有重要的油料作物——油菜。
蔷薇科中有许多果树和观赏植物。
根据子房位置、胚珠数目、花托和果实的不同形态特征,了解绣线菊亚科、蔷薇亚科、李亚科和苹果亚科四个亚科的特征。
唇形科中芳香植物和药用植物较多。
它的最突出的性状是唇形花冠、子房深四裂、四个小坚果。
百合科中蔬菜、药用、观赏植物资源丰富。
它是单子叶植物的典型代表,要掌握它的典型性状。
禾本科植物中,粮食作物种类特多。
要着重掌握其花序、小穗和小花的结构特征,此外小穗在穗轴上的排列情况以及小穗两侧压扁或背腹压扁等性状,在禾本科分属分种中是重要的依据,也须加深理解。
在学习分类时,对于易于混淆的科、属可应用比较的方法,如蓼科与藜科、旋花科与茄科、莎草科与禾本科等主要特征的比较。
对于习见的经济植物,如桑、板栗、荞麦、茶、蓖麻、南瓜、胡萝卜、薄荷、慈姑、葱和常见的花卉等,要知道它们所属的科,并能按照该植物情况说出该科的特征。
学习被子植物分类系统时,对于具代表性的思格勒与哈钦松两个分类系统作一般的了解。
它们的主要观点如下表:。