志留纪植物登陆

志留纪植物登陆（神秘的地球配图）

（神秘的地球）据现代快报：志留纪（距今4.43亿-4.19亿年前）是古生代和中生代9个纪中历时最短的一个，却发生了生物演化史上的两件大事，植物登陆便是其中之一。

陆生植物包括苔藓类植物和陆生维管植物两大分支。在现代陆地生态系统中，不具维管组织的苔藓植物个体很小，很少被关注。我们常见的植物几乎都是能够依靠维管组织站起来的陆生维管植物。

研究表明：在陆生维管植物出现之前，苔藓类植物家族的成员已经率先登陆，成为继地衣之后改造陆地环境的开拓者。不过真正对其他陆生生物演化和全球性环境都产生决定作用的是陆生维管植物的成功登陆，所以著名古生物学家斯蒂芬·杰·古尔德在文章中写道：从寒武纪大爆发创造了一大堆多细胞生物至今，就再也没有更新的“设计”出现了，当然，我们也可以说还是有点小改进，像脊椎动物和维管植物的出现等（古尔德这篇文章发表时澄江动物群中的脊椎动物还没发现）。

陆生植物的维管组织有两种功能：支撑和疏导，使得植物能够不借助水体的浮力，独立向上生长，并且能将水和养分运输到植物体的各个部分，满足植物在陆地上直立生长的两个基本条件。

而植物在陆地上生存还必须满足另外两个必要条件：一是能防止水分蒸发，且能在空气中呼吸，进行光合作用；二是能在陆地上繁衍后代。解决前一个问题的适应性结构是具有气孔的表皮，表皮是一种蜡质不透水的保护层，能有效防止水分散失，而表皮上的气孔使植物可与外界进行气体交换（“呼吸”），完成光合作用。孢子生殖使植物具备能在离开水体的条件下繁衍后代的能力，满足了后一个条件。孢子和花粉都可以在空气中散播，但有花的被子植物的出现要等到中生代，对志留纪来说，时间太晚了。

化石记录表明，最早的陆生植物大化石（即肉眼可识别的植物化石），在志留纪早中期的地层中就已经出现，尽管它们都非常低矮，高度只有1厘米左右。从这个角度来看，非维管植物到陆生维管植物的重大转变，可能在奥陶纪-志留纪之交就已完成，因为只有预先具备在陆地上生活能力的植物才能登陆，而不是植物登陆后才演化出能在陆地上生活的基本适应性结构。科学家们推测，奥陶纪末大冰期一方面造成大幅降温，促使植物界发生较大变化，一些植物因不适应气候灭绝，同时促使新类群的产生和发展；另一方面造成全球海平面下降，陆地面积增加，为早期陆生维管植物提供了更多生存空间。

生物演化史上的诸多事例证明，只有具备预适应能力的生物，才能在改变的环境中生存下来。

（作者现为中科院南京地质古生物所副研究员、博士，《古生物学报》编辑。出版科普书《远古的霸主——中国恐龙》《寻根——中国古人》等，参与编写《十万个为什么（古生物）》。