各位亲们，你们有没有想过，地球存在到现在这么多亿年了，动物进行了翻天覆地的进化，那植物呢？它们是怎么进化的呢？

其实，地球上最初的植物是没有叶子的！（预警：现在的植物和古代是两码事，仅仅是为了方便理解哈。）那个时候植物长得应该是这样子。

那现在的植物为什么都是枝繁叶茂的，叶子是怎么进化出来的？今天就从四个方面来和大家聊聊植物的进化史。

01，地球的植物史

这里，我先简单地回顾下地球的植物史。最早的植物祖先，应该是一批光合细菌，大概是30亿年前。

其实光合细菌最古老的不是绿色的，应该是紫色菌，今天这些菌还存在。而绿色菌最后取得了决定性胜利，至于为什么，应该是跟光的选择性吸收有关。因为从一开始它们反射绿色光，这也是为什么世界是绿色的原因。

这是地球史上最伟大的一页。也是我们最后出现的基础之一。

因为，有了光合细菌的出现，地球上开始出现了氧气，它们在地球孕育生命，没有它们，我们的星球将与火星一样。有了氧气和臭氧层，我们从此不畏惧紫外线，为什么生物在海洋中孕育？因为海洋可以抵挡无数的射线，特别是紫外线。

后来，不知道啥时候，这批细菌内共生，进化成了最古老的植物，就是海水中的无数绿色藻类

大约4亿年前的志留纪晚期（4.4-4.1亿年），地球上伟大的新篇章开始了，植物开始登陆啦！这一登陆，改变了地球。

由于缺乏竞争者，很快（大概一亿年吧），地球覆盖上了绿色

由于植物的光合作用，使得，地球上的氧气含量逐步增加，经过大概一亿年的野蛮生长，到了石炭纪（3.6-2.8亿年），地球的含氧量达到了史无前例的高，超过了30%，高浓度的氧气，使得地球产生了无数巨型动物，史前怪兽，比如超过一米的蜻蜓（这个原因依然是，含氧量的增加，使得昆虫有了长大的可能性。因为许多昆虫是通过遍布全身或部分肌体的气管吸收氧气的。在同一环境下，体型越大，气管（呼吸系统）体积就越大。但当氧气浓度高时，生物不需靠增大呼吸系统的体积来为增大的体型提供更多氧气，因此呼吸系统对体型的限制影响降低了，允许生物向更大体型进化。）

然而，植物史上第一次危机出现了！

02，第一次植物危机是什么？

关于这次危机，我们还是要从植物光合作用的原理说起。

光+水+二氧化碳=葡萄糖+氧气

这个公式里，光来自太阳，水地球很多，而一个核心制约因素，二氧化碳，成为了勒在植物脖子上的一个绳索。

那个时候的植物，疯狂的吸收二氧化碳，然后结果，一瞬间，地球的二氧化碳，不够用了！！！雾草，什么鬼，二氧化碳不够用了？没错，看到今天的温室效应，你是不是觉得很离奇？

但是事实就是这样，地球上的二氧化碳不够光合作用了。植物靠吃二氧化碳为生，一旦二氧化碳没有了，那植物就无法维持了，于是无数植物死亡了。地球上第一次危机就这么诞生了。而这次危机，差点毁掉了地球（自然界）。

03，叶类植物的诞生

而这个时候，有部分植物开始寻找新的路径，于是叶子开始登上了舞台（一定要记住进化论的核心哦，突变是随机的，选择是有方向的。回到这里，叶子是随机出现的，而低浓度二氧化碳仅仅是一个自然选择过程，二者不存在最直接的因果关系）另外，这里的图片是被子植物，出现在侏罗纪，更早的是裸子植物。藻类-苔藓-蕨类-裸子-被子

叶子的出现，是植物进化史上伟大的一页。因为叶子的出现，从此植物再也不依靠树干和枝条来进行光合作用，而是用叶子来进行光合作用。

植物的叶子使得植物光合作用的范围，增加了几百万倍以上。而且叶片可以更好的利用空气中稀薄的二氧化碳来进行光合作用。

于是，植物存活下来了

但是，悲剧还在上演。

因为叶片的出现，使得植物可以吸收更多的二氧化碳，他们的确存活了，但本质上，地球的二氧化碳还在持续减少，而且再加速减少（吸得更猛了），如果没有新的二氧化碳来源，那么，植物将全部死去，或者，换成其他的气体，比如，固氮。

04，神来之笔——真菌

然而，这个时候，真菌拯救了地球，这个内容可以参考巴甫洛夫大神的作品。

也许在最初的时候，谁都没想过去分解过植物纤维，动物的胃也不行。大量的植物尸体，那就是一个垃圾天堂。直到有一天，地球已经无法承载了。而真菌开始大展手脚，他们分解了植物，使得碳循环成功的流转起来，补充了最后缺失的一环。

这就是今天的绿色世界。

补充：授人以渔。本人不是学植物和地质的，所以写作过程难免疏漏甚至会犯很多原则性的错误，当然也比较懒散，比如石炭纪时期的地球形状。

本文的主要参考内容包括但不限于以下内容，这几篇文献都很精彩。

1. Harrison C J, Corley S B, Moylan E C, et al. Independent recruitment of a conserved developmental mechanism during leaf evolution[J]. Nature, 2005, 434(7032): 509-514.

2. Edwards, D., Feehan, J. & Smith, D. G. A late Wenlock flora from County Tipperary, Ireland. Bot.J. Linn. Soc. 86, 19–36 (1983).

3. Gifford, E. M. & Foster, A. S. Morphology and Evolution of Vascular Plants (Freeman, New York,1989).

4. Boyce, C. K. & Knoll, A. H. Evolution of developmental potential and the multiple independent origin of leaves in Paleozoic vascular plants. Paleobiology 28, 70–100 (2002).

5. Kenrick, P. & Crane, P. R. The Origin and Early Diversification of Land Plants: A Cladistic Study (Smithsonian Institution Press, London, 1997).

另外对植物感兴趣的，可以看一部纪录片，how to grow a planet《植物之歌/地球养成计划》，本文的撰写过程也参考了这个纪录片。

来源: 李雷