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單子葉植物的進化
送交者: 北斗天巡 2019年11月01日22:19:13 於 [教育學術] 發送悄悄話

一般人的印象中參天大樹是強大的象徵、小草則代表柔弱,然而比起雙子葉植物更加進化的的單子葉植物卻絕大部分都是草本植物,單子葉植物沒有主根、只有鬚根,維管束的排列沒有由中心圓柱向外均勻分布、也就沒有有中心不斷向外保持活躍細胞分裂的維管束形成層,而是分散的排列,這種保持了植物向背對稱性的同時打破了中心對稱和“頂端—基部軸線”模型的一定程度的對稱性,其生物進化的目的性就是為了打破木本植物那樣植物軀幹不斷成長的方式,而木本植物不斷的成長、是為了爭奪陽光照射面積的資源,只有更高、更大、木本植物的葉叢才能競爭到更多光資源,獲得更多的陽光照射而不被遮蔽,而這又匹配着雙子葉植物由兩片子葉的體軸對稱性出發植物胚胎早期就配套形成的網狀葉脈的對稱分布的傾向,從而雙子葉植物的葉是掌形張開,這樣一開始有利於接受陽光照射、但隨着植物種類與數量的繁多而變得競爭激烈,於是單子葉植物不需要雙子葉的對稱性、葉脈由網狀葉脈變成線狀的平行葉脈,葉的形狀也就由掌狀張開變成收斂於葉的中央軸線的一束分散軸線輻射經分散而收斂的過程所掃過的軌跡所掃出的面積的形狀,這種葉的形狀改橫行伸展為縱向伸展(比如樹葉都是張開、草葉大多不是張開而是往着出芽方向的軀體一側方向延長),這一方面節省了用於陽光競爭的木質纖維的成本、減少了草葉之間對光照面積的競爭的過程中相互遮蔽的作用效率,一定程度上也對應着加速生物圈的碳循環和氮循環的傾向,因為這些植物更容易被分解,加速生物圈的碳循環和氮循環可能刺激植物作出更加複雜的生化進化的傾向。但是顯然對土壤質量的改變更大程度上和更大效率方面是木本植物,也因此留給具有比起木本蕨類植物具有競爭優勢雙子葉植物和裸子植物的生態位仍然非常龐大、因為土質改造在生物圈碳循環、在防止沙漠化上的必要性,因此雙子葉植物並沒有受到單子葉植物的挑戰,喬木與小草並茂。

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