[科普中國(guó)]-古植物學(xué)

研究簡(jiǎn)史

1822～1837年A.布隆尼亞爾在他的“化石植物史”一書中首次建立地質(zhì)時(shí)期植物的分類，將已絕滅的類型與現(xiàn)代的植物加以廣泛的比較。19世紀(jì)40～90年代是古植物學(xué)開始昌盛的時(shí)期，許多人大量地收集化石，描述古代的植物，對(duì)許多已絕滅的植物做了外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)不少目、科，如科達(dá)目、本內(nèi)蘇鐵目等，并對(duì)各地區(qū)的化石做了調(diào)查。H.威瑟姆是第一個(gè)研究硅化植物結(jié)構(gòu)的人。

到20世紀(jì)初葉A.納托爾斯特開創(chuàng)角質(zhì)層的探討，對(duì)古代裸子植物的研究起了巨大的作用。以前，H.波托尼提出“蘇鐵蕨目”（Cycadofilices）的存在,至1905年由于F.W.奧利弗和D.H.斯科特發(fā)現(xiàn)種子與莖、葉的關(guān)系，“蘇鐵蕨目”才改名為“種子蕨目”(Pteridospermae)，找到了真蕨植物和裸子植物中間的缺失環(huán)節(jié)。A.C.蘇厄德和他的學(xué)生們?cè)?0世紀(jì)上半紀(jì)做了大量工作，對(duì)許多古代植物進(jìn)行描述和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究。其他古生物學(xué)者對(duì)北美、歐洲和北極植物區(qū)系進(jìn)行調(diào)查，奠定了古代植物區(qū)系研究的基礎(chǔ)。1913年R.基德斯頓和W.H.蘭發(fā)表蘇格蘭萊尼燧石(Rhynie chert)中化石植物的研究，建立裸蕨目(Psilophytales),指明這是一組最古老的維管植物。后來，新的目不斷發(fā)現(xiàn)，如開通目(Caytoniales)等。50年代以來,新的目、亞綱,如五柱木目(Pentoxylales)、前裸子植物亞綱(Progymnospermae)等不斷發(fā)現(xiàn),找出一些植物中的缺失環(huán)節(jié)，對(duì)植物系統(tǒng)學(xué)起了重大的作用。

近幾十年來，在古植物發(fā)展史及古植物區(qū)系方面積累了大量化石植物的資料。同時(shí),根據(jù)古孢粉學(xué)資料,在古植被的變化和古植物區(qū)系的演替等方面也有較大的進(jìn)展。在應(yīng)用上，古孢粉學(xué)的建立，對(duì)地層學(xué)起了巨大的作用。70年代以來，對(duì)前寒武紀(jì)地層中的微體化石的探索與透射電子顯微鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)的運(yùn)用，確定二、三十億年前就有細(xì)菌和藍(lán)藻的存在，使古植物學(xué)范疇，愈來愈廣。1

研究?jī)?nèi)容古植物學(xué)是研究地史時(shí)期中的植物及其生活的一門科學(xué)。由于研究對(duì)象和任務(wù)的不同，古植物學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在已劃分了很多分科。與地質(zhì)科學(xué)有關(guān)者如：
地層古植物學(xué) 對(duì)大化石植物群進(jìn)行研究，以劃分對(duì)比陸相地層，確定其地質(zhì)年代。
孢粉學(xué) 對(duì)植物的生殖瞢潿胞孢子、花粉粗合進(jìn)行研究，用來和大植物或其他古生物共同解決地層兩題。它對(duì)不含其他化石的啞地層及海陸相地層的直接對(duì)比很有意義，并可用以進(jìn)行較小地層單位的詳細(xì)對(duì)比，如煤層對(duì)比。
古種子學(xué) 與孢粉分析內(nèi)容相似，用以解決第三粑尤其是第四紀(jì)沉積。
古解剖學(xué) 以硅化木和化石的葉表皮，在顯微鏡下研究其母胞構(gòu)造，確定化石植物分類位置，追溯其演化關(guān)系，以彌補(bǔ)形態(tài)研究之不足。
古藻類學(xué) 某些藻類對(duì)解決一定時(shí)代地層課題意義很大。

化石類型壓型化石這是較常見的化石。植物殘?bào)w埋藏在沼澤、湖泊、河流、海洋沉積之中。經(jīng)過若干年后，大部分有機(jī)質(zhì)都已分解，留下未分解的部分，被壓扁保存，成為化石，如角質(zhì)層、栓質(zhì)層等，通常與印?；黄鸨４?。

模型化石這種化石的有機(jī)組織已不存在。植物體僅在巖石上留下外模印痕，經(jīng)泥砂填充植物體的內(nèi)腔而留下內(nèi)膜印痕，保存為化石（例如蕨葉印痕、木賊類和科達(dá)目莖的內(nèi)膜），印?；诘貙又凶畛Ｒ?。

石化化石硅質(zhì)、鐵質(zhì)或鈣質(zhì)溶液滲透到植物組織之中，使植物體或一部分植物體保存為化石，例如硅化植物、鈣化植物、煤核（一種鈣質(zhì)或白云質(zhì)的結(jié)核）等。

除以上3種外,還有一種微體化石，保存在沉積巖中。孢子、花粉的細(xì)胞外壁含有孢粉素，某些單細(xì)胞藻類細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)或假幾丁質(zhì)、硅藻的細(xì)胞壁中含有硅質(zhì)和其他植物的木質(zhì)部、木栓部、角質(zhì)層等碎片，經(jīng)常保存在沉積巖中未能分解，成為微體化石或微化石。

研究方法 壓型化石可用酸和堿，或舒爾茨溶液(Schulze's solution)處理，有時(shí)也用氟酸或鹽酸溶解巖石，使緊貼在巖石上的未分解的植物殘?bào)w從巖石上移離，再用酸和堿或舒爾茨溶液處理，除去聚集在植物殘?bào)w內(nèi)外的有機(jī)雜質(zhì)后，在顯微鏡下觀察。

石化化石可用巖石切片機(jī)切成薄片，粘在玻片上磨成更薄的薄片后,在顯微鏡下觀察，或切開石化化石,將切面磨光，用鹽酸或氟酸侵蝕，洗凈后，烘干，涂上醋酸纖維素或硝酸纖維素溶液，再烘干后，將植物組織撕下制片觀察。

分支學(xué)科古藻類學(xué) 研究古代藻類植物。

古孢粉學(xué) 研究沉積物中或沉積巖中保存的孢子和花粉。

古木材學(xué) 研究古代的化石莖干。

古種子學(xué) 研究古代的種子和果實(shí)

植物分類及各類植物在地質(zhì)歷史上的分布 古植物學(xué)研究中很重要的一個(gè)方面，即植物分類學(xué)的研究及植物系統(tǒng)分類的建立。因?yàn)榈刭|(zhì)歷史時(shí)期有不少已絕滅的類別，必須把它們與現(xiàn)存的植物統(tǒng)一考慮，才能建立科學(xué)的分類體系，反映各類植物間的系統(tǒng)關(guān)系。最早曾被分為菌藻植物、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物四個(gè)門，以后隨著植物學(xué)、古植物學(xué)研究的深入，曾提出多種分類方案。但迄今還沒有一個(gè)被廣泛接受的方案。表中僅列出門一級(jí)分類階元，個(gè)別門列出綱級(jí)階元，據(jù)此，可以參見植物分類的現(xiàn)狀。2