石炭纪的茂密森林是怎么形成的？

石炭纪是蕨类植物形成茂盛森林的时代。与早石炭世孢子繁殖的蕨类植物相比，中石炭世种子植物更能适应干旱环境，种子蕨林覆盖季节性冲积平原；而且最早的裸子植物也出现在晚石炭世，分布在远离水系的高原和山区。这时候地球几乎每一寸土地都被绿色植物占据，让石炭纪的地球绿了！

石炭纪茂盛的蕨类雨林，引自《国家地理》

茂盛的蕨类雨林使石炭纪成为一个富氧的时代

蕨类植物的枝叶编织成绿色的网，捕捉阳光和二氧化碳，然后利用这种光能重组碳氢化合物和氧原子之间的化学键，从而产生更多的糖、脂肪和蛋白质。高大的树木也在其枝条中积累了大量的木质素，提高了植物的强度和韧性，支撑着厚重的树冠，抵御着风雨的侵袭。地球变成了满马力的光合车间。数百亿吨气态废物(即氧气)排放到环境中，大气中的氧气浓度飙升至35%，这是地球进化史以来的最高值。

泥盆纪扩张到淡水中的鱼类的一些成员将鳍变成了四肢，能够爬上岸，用新的器官“肺”在陆地上呼吸空气，从而成为一种全新的两栖动物。但早石炭世两栖动物的卵和幼虫必须在水中发育，成虫也需要保持体表湿润，仍不能完全摆脱对水的依赖。就像它们在陆地和水之间游荡一样，这片土地被蜘蛛、多足动物和甲壳动物进化而来的新群体所占据，即昆虫节肢动物，包括蜈蚣、马鹿、蝎子和蜘蛛。它们在枯叶间伸展卷曲，等待移动的机会，六足进化的代表——巨脉蜻蜓，进化出翅膀，从此翱翔天际。

丰富的食物和富氧的大气使许多陆生节肢动物长成庞然大物，其中著名的有肺蝎、蜈蚣、巨马鹿和巨蜻蜓。巨脉蜻蜓身材修长，有着巨大的复眼和两对透明的翅膀，与现在的蜻蜓在结构上很相似，但体型却大相径庭:翅膀宽75厘米，几乎和喜鹊一样大。

事实上，自寒武纪以来，巨大的节肢动物层出不穷，巨型羽状马蹄蟹、雷蝎和Icerer马蹄蟹一度占据顶级捕食者的生态位。然而，经过1000万年的复兴，脊椎动物强势崛起，彻底打破了这种格局。从海洋到淡水，节肢巨魔都是来砍头的。石炭纪更像是巨型蠕虫时代的终结。当四足脊椎动物只能笨拙地在泥泞中爬行时，蕨林就成了这些巨虫最后的伊甸园。

试从生态适应方面论述植物界的发展过程。

《地球上的植物》

植物已是距今二十五亿年前，地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类，其后藻类一度非常繁盛。直到四亿三千八百万年前，绿藻摆脱了水域环境的束缚，首次登陆大地，进化为蕨类植物，为大地首次添上绿装。三亿六千万年前，蕨类植物衰落，代之而起是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类，形成沼泽森林。古生代盛产的主要植物于二亿四千八百万年前几乎全部灭绝，而裸子植物开始兴起，进化出花粉管，并完全摆脱对水的依赖，形成茂密的森林。在距今一亿四千万年前白垩纪开始的时候，更新、更进步的被子植物就已经从某种裸子植物当中分化出来。进入新生代以后，由于地球环境由中生代的全球均一性热带、亚热带气候逐渐变成在中、高纬度地区四季分明的多样化气候，蕨类植物因适应性的欠缺进一步衰落，裸子植物也因适应性的局限而开始走上了下坡路。这时，被子植物在遗传、发育的许多过程中以及茎叶等结构上的进步性、尤其是它们在花这个繁殖器官上所表现出的巨大进步性发挥了作用，使它们能够通过本身的遗传变异去适应那些变得严酷的环境条件反而发展得更快，分化出更多类型，到现代已经有了八十多个目、两百多个科。正是被子植物的花开花落，才把四季分明的新生代地球装点得分外美丽。

据估计，现存大约有三十五万个植物物种，被分类为种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类植物。

植物都有哪些特点？

答案：原始植物最早生活在海洋中，经历了由游动到固着生长的进化过程。原始海洋中养料与氧气含量较少，植物体需游动去主动寻找赖以生存的适宜区域，但随着植物体由单细胞到群体再到多细胞体的演化，较大而且复杂的植物体不再适合游动的生活方式，当其一旦寻找到适宜的生存区域就停留下来，在抵御海水的流动力作用下逐渐演变为固着生长。同时也为海洋植物登陆奠定了基础。随着地球的大变动，某些藻类的后裔使其孢子体逐渐向适应陆生生活方向发生变异，产生了以裸蕨植物为代表的第一批陆生植物。在逐步适应陆地干旱胁迫及将植物体支撑于地面的过程中，茎产生了有支持和运输作用的原始的维管组织；植物体表面具有了可调节水分蒸腾的角质层和气孔，孢子囊生于枝顶，孢子壁厚，以利于孢子的传播和保护。地壳的再一次大变动使得裸蕨植物不能再适应新环境，而配子体占优势的苔藓植物也不能成为优势种群，从而其他维管植物向孢子体占优势的进化方向发展起来。到了蕨类植物，其配子体的受精还不能摆脱水环境，以至出现了大、小孢子的分化，分别形成雌、雄配子体，而且它们终生不脱离孢子壁的保护，导致了种子植物的出现。自裸子植物起，花粉管的出现使受精摆脱了对水的依赖，克服了蕨类植物对干旱条件不适应的缺点。而被子植物以其更加进化与完善的繁殖器官和营养体生活型的多样化，对环境有了更优越的适应能力，从而成为植物界的主宰。

植物的特点有：

绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的，温度、湿度、光线是植物生存的基本需求。

种子植物共有六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子。

绿色植物具有光合作用的能力——借助光能及叶绿素，在酶的催化作业下，利用水、无机盐和二氧化碳进行光合作用，释放氧气，产生葡萄糖等有机物，供植物体利用。

植物有明显的细胞壁和细胞核，其细胞壁由葡萄糖聚合物——纤维素构成。

关于植物的知识延展：

定义：

在自然界中，凡是有生命的机体，均属于生物。生物应分为几个界，把行固着生活和自养的生物称为植物界，简称植物。

植物有明显的细胞壁和细胞核，其细胞壁由葡萄糖聚合物——纤维素构成。植物具有光合作用的能力——就是说它可以借助光能及动物体内所不具备的叶绿素，利用水、矿物质和二氧化碳生产食物。释放氧气后，剩下葡萄糖——含有丰富能量的物质，作为植物细胞的组成部分。 亚里斯多德将生物区分成植物（通常是不移动的）和动物（时常会移动去获取食物）两种。在林奈系统里，则被分为了植 物界和动物界两界。后来，人们渐渐了解过原本定义的植物界中包含了数个不相关的类群，并将真菌和数种藻类移至新的界去。然而，对于植物仍然有许多种看法，不论是在专业上的，还是在一般大众的眼中来看。而也确实，若试图要完美地将“植物”放至单一个分类里是会发生问题的，因为对于大多数的人而言，“植物”这一词对现今分类学和系统分类学所立基的种系发生学的概念之间的关连性并不是很清楚,繁殖方法主要有压条、分株、扦插、嫁接、种子、孢子等。

分类：

生命的起源是由化学物质构成的DNA和原生浆液。植物伊始距今二十五亿年前（元古代），地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类，其后藻类一度非常繁盛。直到四亿三千八百万年前（志留纪），绿藻摆脱了水域环境的束缚，首次登陆大地，

进化为裸蕨类植物和蕨类植物。为大地首次添上绿装。三亿六千万年前（石炭纪），裸蕨灭绝，蕨类植物衰落。代之而起是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类，形成沼泽森林。古生代盛产的主要植物于二亿四千八百万年前（三叠纪）几乎全部灭绝，而裸子植物开始兴起，进化出花粉管，并完全摆脱对水的依赖，形成茂密的森林。在距今1亿4千万年前白垩纪开始的时候，更新、更进步的被子植物就已经从某种裸子植物当中分化出来。进入新生代以后，由于地球环境由中生代的全球均一性热带、亚热带气候逐渐变成在中、高纬度地区四季分明的多样化气候，蕨类植物因适应性的欠缺进一步衰落，裸子植物也因适应性的局限而开始走上了下坡路。这时，被子植物在遗传、发育的许多过程中以及茎叶等结构上的进步性、尤其是它们在花这个繁殖器官上所表现出的巨大进步性发挥了作用，

使它们能够通过本身的遗传变异去适应那些变得严酷的环境条件反而发展得更快，分化出更多类型，到现代已经有了80多个目、200多个科。正是被子植物的花开花落，才把四季分明的新生代地球装点得分外美丽。

据估计，现存大约有350000个植物物种，被分类为种子植物、苔藓植物、蕨类植物和藻类植物。直至2004年，其中的287655个物种已被确认，有258650种开花植物、16000种苔藓植物、11000种蕨类植物和8000种绿藻。

生态作用：

陆生植物和藻类所行使的光合作用几乎是所有的生态系中能源及有机物质的最初来源。光合作用根本地改变了早期地球大气的组成，使得有21%的氧气。动物和大多数其他生物是好氧的，依靠氧气生存。植物在大多数的陆地生态系中属于生产者，形成食物链的基本。许多动物依靠着植物做为其居所、以及氧气和食物的提供者。

陆生植物是水循环和数种其他物质循环的关键。一些植物（如豆科植物等）和固氮菌共演化，使得植物成为氮循环重要的一部份。植物根部在土壤发育和防止水土流失上也扮演着很重要的角色。

（1）分布

植物分布在全世界水圈的大部，岩石圈的表面，大气层的底部，随着不同气候区而有不同的数量，其中有一些甚至生长在大陆棚极北端的冻土层上。在极南端的南极上，植物亦顽强地对抗其凛冽的环境。

植物通常是它们栖所上主要的物理及结构组成。许多地球上的生态圈即以植被的类型而命名，因为植物是此些生态圈中的主要生物，如草原和森林等等。它们通过遗传分化和表型可塑性来适应不同环境。

（2）生态关系

许多动物和植物共演化，例如：许多动物会帮助花授粉以交换其花蜜；

许多动物会在吃掉果实且排泄出种子时帮到植物散播其种子。适蚁植物是一种和蚂蚁共演化的植物。此类植物会提供蚂蚁居所，有时还有食物。做为交换，蚂蚁则会帮助植物防卫草食性动物，且有时还会帮助其和其他植物竞争。蚂蚁的废物还可以提供给植物做有机肥料。 大部份植物的根系会和不同的真菌有互利共生的关系，称之为菌根。真菌会帮助植物从土壤中获得水份和矿物质，而植物则会提供真菌从光合作用中组成的碳水化合物。一些植物会提供内生真菌居所，而真菌则会产生毒素以保护植物不被草食性动物食用。高羊茅中的Neotyphodium coenophialum即为一种内生真菌，其在美国的畜牧业造成了极严重的经济伤害。 许多种类型的寄生在植物中亦是很普遍的，从半寄生的槲寄生（只是从其寄主中得取一些养分，但依然留有光合作用的叶子）到全寄生的列当和齿鳞草（全部都经由和其他植物根部的连结来获取养分，所以没有叶绿素）。一些植物会寄生在菌根真菌上，称之为菌根异养，且因此会像是外寄生在其他植物上。 许多植物是附生植物，即长在其他植物（通常是树木）上，而没有寄生在其上头。附生植物可能被间接地伤害到其宿者，经由截取宿者本应得的矿物质和太阳光。大量附生植物的重量可能会折断树干。许多兰花、凤梨科植物、蕨类植物和苔藓通常会是附生植物。凤梨科的附生植物会在其叶腋和茎顶上累积水份而形成树上水池，一种复杂的水生食物链。 少部份植物是食虫植物，如捕蝇草和茅膏菜。它们捕捉及消化小动物以获取矿物质，尤其是氮。