8 古植物学
内容节选自《古生物学》（童金南主编，2021年版）第七章 古植物
植物在生命演化和陆地生态系统的建立过程中起到了十分重要的作用。尽管在前寒武纪就有一些低等生物开拓陆地生态领域的记录，但陆地生态系统的建立过程曲折而漫长。直到4亿多年前具有维管束的陆生植物出现，才真正奠定了生物征服陆地的基础，使陆地生物得以繁荣，大地披上绿装，也促进了原始大气中氧气的循环和积累，为包括人类在内的陆地生命的演化提供了必要的先决条件。古植物是研究和恢复地史时期古大陆、古气候和古地理的主要标志。古植物本身还参与成矿、成岩作用，是各地史时期煤层的物质基础。
知识点
(1)植物体由根、茎、叶和生殖器官组成。根的形态除因植物类别不同外，还随环境的不同而异；茎的类型、分枝方式和中柱结构反映了植物的生态类型和进化特点；叶是保存化石最丰富的部分，叶序、叶形、脉序和残留的表皮结构是鉴定化石植物叶的主要依据；叶的形态、结构与生态环境和进化水平密切相关：植物的生殖器官主要有孢子囊、球花和花朵三大类，是植物自然分类的基础。
(2)古植物的自然分类系统与现代植物基本一致，分为苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物四大类.但古植物分类又有特殊性，常要辅以人为的形态分类，以建立器官属和形态属。
(3)苔藓植物门是无维管系统的陆生孢子植物，包括苔纲、角苔纲和藓纲，早在寒武纪中期就有与苔藓植物相关的隐孢子记录。苔藓植物对早期陆生环境的改造具有重要贡献。
(4)蕨类植物是孢子繁殖的维管植物；孢子囊的结构和着生位置、中柱类型是蕨类植物分类的主要依据；蕨类植物分为原蕨植物门、石松植物门、节蕨植物门和真蕨植物门。
(5)原蕨植物门是原始、无叶的早期陆生维管植物；本门包括莱尼蕨、工蕨、三枝蕨三大类群，繁盛于早—中泥盆世，在晚泥盆世全部灭绝；原蕨植物是最早成功适应陆地气生环境生活的维管植物.使得生物的生态领域从水域成功地扩展到陆地。
(6)石松植物门是最早的有叶植物之一。叶的出现增强了植物的光合作用，是植物进化史上的又一个重要事件；石松植物的叶座和根座是古生代地层中最常见的化石类型，化石以原始鳞木目、鳞木目、肋木目和水韭目最为常见，石松植物始见于志留纪晚期，在晚泥盆世开始繁盛，在石炭纪极盛，在中生代至现代衰退；石松植物从古生代高大乔木逐步演变为新生代矮小草本体现了植物退行性演化的特点。
(7)节蕨植物门具有单轴式分枝和茎分节的特点；本门包括歧叶目、羽歧叶目、楔叶目和木贼目；化石通常是分散保存的茎髓核、髓模或枝叶；本门自泥盆纪出现延续至今；在石炭纪至二叠纪时期节蕨植物也有高大乔木，为最繁盛期；它与石松植物共同构成古生代成煤森林的主要植物。
(8)真蕨植物门最突出的特征是有大型的羽状复叶，根据植物体形态及孢子囊壁，可将其分为原始蕨纲、厚囊蕨纲、薄囊蕨纲；它们自泥盆纪出现延续至今，在古生代和中生代是湿地生境下层植被的主导者。
(9)裸子植物产生种子，但种子裸露，没有被果皮包被；裸子植物包括种子蕨植物门、苏铁植物门、银杏植物门、松柏植物门、买麻藤植物门；前裸子植物门虽然为孢子繁殖，但因为具有裸子植物茎的结构特点，所以可以作为裸子植物的祖先类群。
(10)种子蕨植物门是古老的裸子植物，叶的形态与真蕨植物门基本一致，为大型羽状复叶，但它们的生殖叶上长有种子；种子蕨和真蕨叶在缺乏生殖器官的情况下很难区分，这些叶通常应用形态分类；它们分布于泥盆纪至早白垩世，繁盛于石炭纪至中二叠世，与石松植物、节蕨植物同为古生代成煤植物。
(11)苏铁植物门茎很少分枝，叶坚硬，革质，丛生于茎顶端；本门分为雌雄异株、气孔器为单唇式的苏铁纲和雌雄同株、气孔器为连唇式的本内苏铁纲；本门自晚古生代延续至今，在中生代最为繁盛。
(12)银杏植物门具有长柄、扇形叶，雌雄异株；现代银杏为单种属的孑遗植物，野生的自然种群仅分布在中国浙江天目山；本门自晚古生代延续至今，在中生代最为繁盛。
(13)松柏植物门为小型叶，球花单性，雌性球果绝大多由具有种子的鳞片绕轴紧密排列而成，分为科达纲和松柏纲；科达纲生活于晚泥盆世至三叠纪，在晚石炭世至中二叠世最繁盛，是古生代造煤植物；松柏纲自晚石炭世延续至今，在中生代繁盛，与苏铁植物、银杏植物同为中生代的主要造煤植物。
(14)买麻藤植物虽然被归为裸子植物，但又显示出被子植物的某些特征，被认为是裸子植物和被子植物之间的“过渡类型”。
(15)被子植物以种子被果实包被为特点，分为单子叶纲和双子叶纲；单子叶植物叶的形状一般比较简单.叶脉多呈平行或弧形；双子叶植物叶结构复杂，以发育各种复杂网脉为特点。
(16)植物界进化事件表现在维管束的出现、叶的诞生、配子体结构和发育方式的完善、中柱结构的完善等方面.大致分为四个演化阶段：早期维管植物阶段、蕨类和古老裸子植物阶段、裸子植物阶段和被子植物阶段。
思考题
- 简述古植物的分类体系。
- 植物的叶序和脉序有哪些基本类型?
- 古植物器官属和形态属的区别在哪里?
- 植物的根、茎、叶与植物演化、生态环境的相关性如何体现?
- 维管束的出现、叶的诞生有何进化意义?
- 石松植物鳞木目叶座与叶的结构呈什么关系?
- 石松植物根座与真正的根有什么区别?
- 古生代节蕨植物与中生代节蕨植物的类型与差异是什么?
- 简述前裸子植物与种子蕨植物的特点及在植物演化中的意义。
- 古生代蕨形叶是怎样分类的，包括哪些常见类型?
- 买麻藤植物的特点是什么?
- 谈谈你对被子植物起源的认识。
- 如何利用植物化石分析古环境?
- 古生代和中生代主要造煤植物有哪些?
- 简述植物演化的主要阶段及各阶段特点。