植物的起源和进化：塑造自然的动力

　　繁荣而多样的生物圈让地球成为茫茫宇宙中的一颗明珠。但在形成伊始，条件恶劣的地球上最早的原始生命只是一些构造简单的厌氧化能异养生物。随着营养方式发生改变，一部分原始生命进化为通过光合作用进行自养生活的原始藻类。这些原始藻类的出现从根本上推动了整个地球和生物界的发展和进化。

　　原始藻类光合作用所释放的氧气使大气氧浓度增加，逐渐形成能够阻挡紫外线直接辐射的臭氧层，从而深刻改变了整个地球的生态环境。海洋中的原始生命终于有了向陆上发展的可能，生物界更复杂的进化有了环境基础。另一方面，原始藻类通过光合作用将太阳能转变成有机物，这为靠摄食现成有机物为生的真核单细胞异养生物提供了维持生命活动的能量。从此，拥有了适宜环境和能源的原始生物界便开始了漫长的进化，诞生出复杂多样的植物、动物、菌物和其他高等生物，构成了今天美丽的自然。

　　从原始绿藻开始，植物逐渐从水中走向陆地，并进化出一系列适应陆生环境的特性。在营养器官方面，根、茎和叶等器官的发育让植物可以在陆地上正常生活；在繁殖器官方面，种子植物尤其是被子植物的出现保证了繁殖的稳定性和效率。从低等到高等，从苔藓植物、蕨类植物、裸子植物到被子植物，植物一步步在陆地上站稳了脚跟，并通过提供氧气、食物和庇护所，推动了动物界的发展和进化，从而塑造了整个地球的陆地生态系统。

　　虽然植物不能像动物那样迁徙，但能够依靠其繁殖体实现种群和物种的扩散，种子的扩散能力尤其强，除了像蒲公英和椰子可以依靠空气和水流扩散外，许多植物种子还会搭动物的便车。各种植物就这样从起源中心开始，耐心地扩散，并在适宜的环境中定居下来。地理分布造成的环境差异让植物发展出相应的适应性特征，所以同一祖先的近缘物种也会在进化历程中渐渐分道扬镳，如禾本科的一支向森林环境发展形成竹类，另一支则向开放环境发展形成大部分禾草。地球环境在不同地区千差万别，既有从南北极到赤道的巨大纬向变化，也有从喜马拉雅山脉到马里亚纳海沟的显著海拔差异，更有46亿年的漫长地质演化历史。这种千变万化的生存环境，最终造就了今天地球上丰富多彩的植物世界。

　　作为生态系统的重要组成部分，人类通过对野生植物的驯化和栽培，深刻影响着植物的扩散和进化过程，并在培育粮食、果蔬和观赏植物的过程中创造了很多的新种类。这也是人类对自然的独特贡献。然而，由于现代工业的发展，人类也构成了对全球植物多样性的巨大威胁，消失的雨林、退化的草原正在向我们敲响警钟，地球最重要的生态基础已经不能再承受人类无止境地索取，回馈自然母亲已变得刻不容缓。

　　方精云

　　北京大学教授、中国科学院植物研究所所长、中国科学院院士

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