古植物學

古植物學(paleobotany)是研究地史時期植物界的科學。植物在生命演化和陸地生態領域開拓中起到了十分重要的作用。儘管在距今35億年前澳大利亞西部太古代地層中，就已發現過藍藻(菌)類或細菌類化石，但生物界在海洋等水體中演化過程極其漫長。在距今4億多年前志留紀，具有真正維管束的植物出現，生物的生態領域才由水域擴展到陸地，開始了陸地生物的演化階段。植物的出現，使大地披上了綠裝，也促進了原始大氣氧氣的循環和積累，這為我們人類在內的其他陸生生命演化提供了必要的先決條件，使地表有了今天山花爛漫的繽紛世界。古植物是劃分及恢復地史時期古大陸、古氣候和植物地理分區的主要標誌。古植物本身亦參與成礦、成岩作用，是各地史時期煤層的物質基礎。

基本介紹

• 中文名：古植物學
• 外文名：palaeobatany
• 時期：地質時期
• 包括：古代植物的形態解剖等

研究簡史

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時期植物的分類，將已絕滅的類型與現代的植物加以廣泛的比較。19世紀40～90年代是古植物學開始昌盛的時期，許多人大量地收集化石，描述古代的植物，對許多已絕滅的植物做了外部形態和內部結構的研究，發現不少目、科，如科達目、本內蘇鐵目等，並對各地區的化石做了調查。H.威瑟姆是第一個研究矽化植物結構的人。

到20世紀初葉A.納托爾斯特開創角質層的探討，對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年由於F.W.奧利弗和D.H.斯科特發現種子與莖、葉的關係，“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節。A.C.蘇厄德和他的學生們在20世紀上半紀做了大量工作，對許多古代植物進行描述和內部結構的研究。其他古生物學者對北美、歐洲和北極植物區系進行調查，奠定了古代植物區系研究的基礎。1913年R.基德斯頓和W.H.蘭發表蘇格蘭萊尼燧石(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。後來，新的目不斷發現，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)等不斷發現,找出一些植物中的缺失環節，對植物系統學起了重大的作用。

近幾十年來，在古植物發展史及古植物區系方面積累了大量化石植物的資料。同時,根據古孢粉學資料,在古植被的變化和古植物區系的演替等方面也有較大的進展。在套用上，古孢粉學的建立，對地層學起了巨大的作用。70年代以來，對前寒武紀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)的運用，確定二、三十億年前就有細菌和藍藻的存在，使古植物學範疇，愈來愈廣。

研究內容

古植物學是研究地史時期中的植物及其生活的一門科學。由於研究對象和任務的不同，古植物學發展到現在已劃分了很多分科。與地質科學有關者如：
地層古植物學 對大化石植物群進行研究，以劃分對比陸相地層，確定其地質年代。
孢粉學 對植物的生殖瞢潿胞孢子、花粉粗合進行研究，用來和大植物或其他古生物共同解決地層兩題。它對不含其他化石的啞地層及海陸相地層的直接對比很有意義，並可用以進行較小地層單位的詳細對比，如煤層對比。
古種子學 與孢粉分析內容相似，用以解決第三粑尤其是第四紀沉積。
古解剖學 以矽化木和化石的葉表皮，在顯微鏡下研究其母胞構造，確定化石植物分類位置，追溯其演化關係，以彌補形態研究之不足。
古藻類學 某些藻類對解決一定時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。植物殘體埋藏在沼澤、湖泊、河流、海洋沉積之中。經過若干年後，大部分有機質都已分解，留下未分解的部分，被壓扁保存，成為化石，如角質層、栓質層等，通常與印模化石一起保存。

古植物學

模型化石

這種化石的有機組織已不存在。植物體僅在岩石上留下外模印痕，經泥砂填充植物體的內腔而留下內膜印痕，保存為化石（例如蕨葉印痕、木賊類和科達目莖的內膜），印模化石在地層中最常見。

石化化石

矽質、鐵質或鈣質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，例如矽化植物、鈣化植物、煤核（一種鈣質或白雲質的結核）等。

除以上3種外,還有一種微體化石，保存在沉積岩中。孢子、花粉的細胞外壁含有孢粉素，某些單細胞藻類細胞壁中含有幾丁質或假幾丁質、硅藻的細胞壁中含有矽質和其他植物的木質部、木栓部、角質層等碎片，經常保存在沉積岩中未能分解，成為微體化石或微化石。

研究方法 　壓型化石可用酸和鹼，或舒爾茨溶液(Schulze's solution)處理，有時也用氟酸或鹽酸溶解岩石，使緊貼在岩石上的未分解的植物殘體從岩石上移離，再用酸和鹼或舒爾茨溶液處理，除去聚集在植物殘體內外的有機雜質後，在顯微鏡下觀察。

石化化石可用岩石切片機切成薄片，粘在玻片上磨成更薄的薄片後,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，洗淨後，烘乾，塗上醋酸纖維素或硝酸纖維素溶液，再烘乾後，將植物組織撕下製片觀察。

分支學科

古藻類學 　研究古代藻類植物。

古孢粉學 　研究沉積物中或沉積岩中保存的孢子和花粉。

古木材學 　研究古代的化石莖幹。

古種子學 　研究古代的種子和果實

植物分類及各類植物在地質歷史上的分布 　古植物學研究中很重要的一個方面，即植物分類學的研究及植物系統分類的建立。因為地質歷史時期有不少已絕滅的類別，必須把它們與現存的植物統一考慮，才能建立科學的分類體系，反映各類植物間的系統關係。最早曾被分為菌藻植物、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物四個門，以後隨著植物學、古植物學研究的深入，曾提出多種分類方案。但迄今還沒有一個被廣泛接受的方案。表中僅列出門一級分類階元，個別門列出綱級階元，據此，可以參見植物分類的現狀。