Vài nét về nguồn gốc và sự tiến hóa của ngành Ngọc lan

8.7. Vài nét về nguồn gốc và sự tiến hóa của ngành Ngọc lan Quá trình tiến hóa của thực vật bậc cao nói chung và ngành Ngọc Lan nói riêng là làm sao cho cơ thể ngày càng thích nghi với môi trường sống, bảo vệ được cơ thể, sinh sản và phát triển cao nhất để chiếm ưu thế trong thế giới thực vật. Chính vì vậy mà bản thân mỗi loài hoặc các tập hợp loài (bộ, họ...) đã biểu hiện các tính chất đấu tranh sinh tồn qua nhiều mặt. - Biến đổi cơ quan dinh dưỡng để ngày càng thích nghi với đời sống ở cạn: lúc đầu chỉ có quản bào dần tiến đến mạch thủng lỗ thang, đến mạch thủng lỗ đơn. - Từ cây trung bình Cây gỗ cây thảo nhiều năm cây thảo 1 năm. - Biến đổi cơ quan sinh sản để thích nghi theo hai hướng thụ phấn. + Thụ phấn nhờ gió: bao hoa kém hoặc không phát triển, hoa không tập hợp thành cụm hoa, đây là hướng phụ. + Thụ phấn nhờ sâu bọ: là hướng chủ yếu, chiếm 90% tổng số loài và thể hiện theo 2 cách: * Thể hiện trong sự thay đổi cấu trúc của các thành phần trong hoa như: cánh hoa, nhị, nhụy, từ đều đến không đều ở các bộ: Đậu, Lan, Hoa môi... * Thể hiện trong cấu trúc cả cụm hoa như ở bộ Cúc, bộ Hoa tán. Sự tiến hóa còn thể hiện qua nhiều mặt như sự thụ phấn, sự hình thành phôi, bảo vệ noãn, hạt. Sự thay đổi cấu trúc và thành phần của nhiễm sắc thể... mà đỉnh cao là một số bộ như Cúc, Lan, Lúa... Qua tổng số bộ đã nghiên cứu thì ngành Ngọc Lan với 2 lớp Ngọc Lan và lớp Hành có một mối quan hệ về nguồn gốc phát sinh thể hiện khá rõ. Qua lớp Ngọc Lan, chúng ta thấy các bộ nguyên thủy nhất đều bắt nguồn từ bộ Ngọc Lan và từ đó cho ra các hướng tiến hóa khác nhau. Bộ Ngọc Lan, Long Não, Hồ Tiêu, Hồi... gồm các đại diện mang tính chất nguyên thủy được thể hiện rõ: hoa đơn độc, bộ nhụy còn có 2 lá noãn rời, thành phần hoa xếp xoắn ốc hay xoắn vòng, hạt phấn kiểu 1 rãnh nguyên thủy. - Cây gỗ, thường không có mạch thông hoặc mạch với bản ngăn hình thang. - Bộ Súng và Hồ Tiêu là 2 bộ có dạng cây thảo mang tính chất gần với lớp một lá mầm. Chúng thuộc phân lớp Ngọc Lan và từ phân lớp này xuất phát cho ra các phân lớp sau: - Các bộ Mao Lương, Á phiện gồm các đại diện hạt kín nguyên thủy mang đặc điểm khác với Ngọc Lan: phần lớn cây thảo (trừ Hồi), thân và lá không có tế bào tiết, mạch có bản ngăn đơn. Hoa có cấu tạo gần giống Ngọc Lan nên chúng có quan hệ gần gũi nhưng theo hướng tiến lên cây thảo. Các bộ Trochodendrales, Tetracentrales, Sau sau, Gai, Dẻ, Hồ đào, Phi lao... tiến từ Ngọc Lan lên theo hướng thụ phấn nhờ gió nên bao hoa đơn giản hóa đi. Trong đó bộ Trochodendrales, Tetracentrales, Sau sau còn giữ quan hệ khá rõ với Ngọc Lan. Từ bộ Sau sau sẽ cho ra nhiều hướng tiến hóa tiếp không tiến xa hơn nữa. Vì vậy chúng được xếp chung vào một phân lớp là phân lớp Sau sau. Phân lớp Cẩm chướng là một phân lớp nhỏ nằm ở vị trí trung gian giữa kiểu hoa thích nghi theo lối thụ phấn nhờ sâu bọ của các phân lớp khác và kiểu thích nghi theo lối thụ phấn nhờ gió của phân lớp Sau sau. Tính chất đặc trưng của chúng là phôi cong và lối đính noãn giữa, cây phần lớn thuộc thảo. Chúng bắt đầu từ Mao Lương đi lên thành một dòng tiến hóa cụt. (Cẩm chướng, Rau răm, Đuôi công). Một hướng tiến hóa với các dạng khá đa dạng nhưng mang tính chất chung là: thụ phấn nhờ côn trùng, bộ nhị phát triển theo hướng ly tâm. Trong đó thể hiện 3 hướng nhỏ khá rõ ràng: - Hướng đính noãn bên: bộ Sổ, Lạc tiên. - Hướng đính noãn trung trụ: bộ Chè, Thị. - Lá noãn hợp, thành phần bao hoa giảm. Chủ yếu là hoa đơn tính: bộ Bông, Thầu dâu, Trầm. - Chúng xuất phát từ Ngọc Lan, thể hiện mối quan hệ ở các đại diện thấp: bộ Nhụy còn có lá noãn rời, mạch còn có bản ngăn hình thang... - Phân lớp Hoa hồng là một phân lớp phức tạp, phân hóa theo nhiều hướng nhỏ. Hướng thấp nhất là hoa còn có bộ Nhụy với lá noãn rời, thành phần hoa còn nhiều như: Hoa hồng, Thường sơn... - Hướng thứ hai: có hoa mẫu 5, bầu dưới như bộ Sim, Bồ Hòn. - Hai hướng sau thích nghi theo hướng thụ phấn nhờ côn trùng thể hiện rõ qua sự phát triển của tuyến mật và cấu tạo cụm hoa tán, thành phần hoa giảm, bầu trở nên dưới như ở bộ Nhân Sâm. - Các bộ thuộc phân lớp Hoa môi như Long Đởm, Khoai lang, Hoa Mõm chó, Hoa Môi... là những bộ có nhiều đặc điểm tiến hóa hơn cả trong các cây hai lá mầm. Chúng gồm những cây hạt kín có hoa vời tràng hợp, thành phần hoa giảm. Cây phần lớn là cây thảo. Trong phân lớp này có một số bộ như Hoa Mõm chó, Hoa môi tuy trong cấu trúc của hoa có sự thay đổi để thích nghi với lối truyền phấn nhờ sâu bọ nhưng tiến hóa chưa được cao (trong dưới lớp). Riêng bộ Cúc thuộc phân lớp Cúc là bộ điển hình, đạt tới đỉnh cao nhất trong nấc thang tiến hóa của thực vật hai lá mầm với lối thụ phấn nhờ côn trùng. Ở đây hầu như không còn gặp lại tính chất nguyên thủy của ngành mà sự tiến hóa thể hiện hoàn toàn qua cả cơ quan dinh dưỡng lẫn cơ quan sinh sản. Sự hình thành loài mới đang diễn ra trong chúng một cách mãnh liệt. Đối với lớp Hành thì các bằng chứng về giải phẫu học và cổ thực vật đã chứng minh rằng: lớp Hành đã phát sinh từ những đại diện nguyên thủy nhất của lớp Ngọc Lan mà có lẽ là những đại diện thấp nhất đã chết từ lâu, có thân thảo, ở nước, chưa có mạch thông và có ít nhiều nét chung với bộ Súng. Các đại diện thuộc lớp này phân hướng theo bốn hướng khá rõ rệt: + Các bộ Rau Mác, Rong Mái chèo, Najadales, thuộc phân lớp Rau Mác là nhóm nguyên thủy nhất của lớp Hành. Chúng còn giữ mối quan hệ với Ngọc Lan thể hiện rõ: còn có lá noãn rời, thành phần hoa chưa ổn định, hạt không có nội nhũ. + Bộ Háo hợp mang tính chất đặc trưng riêng biệt với cách sống hoại Các bộ Hành, Layơn, Gừng, Lan... thuộc phân lớp Hành là nhóm có hướng tiến hóa theo lối thụ phấn nhờ côn trùng. Mang đầy đủ tính chất của lớp một lá mầm một cách điển hình. Trong đó, bộ Gừng, bộ Lan thể hiện rõ tính chất thích nghi theo lối thụ phấn nhờ côn trùng được thể hiện qua sự biến đổi đặc biệt của bộ Nhị và bộ Nhụy. + Các bộ: Bấc, Cói, Dứa, Lúa trước đây thuộc phân lớp Thài lài nhưng theo Takhtajan, sau này xếp vào phân lớp Hành và tiến hóa theo hướng thích nghi với lối thụ phấn nhờ gió. Chúng đi lên từ bộ Hành, trong đó bộ Lúa chiếm vị trí tiến hóa cao nhất. + Các bộ Cau và Ráy thuộc phân lớp Cau chuyên hóa theo hướng thân gỗ thứ sinh và thân thảo; hình thành cụm hoa bông mo - một cấu trúc khác biệt với các dưới lớp trên. Tóm lại: trong quá trình phát triển của thực vật, ngành Ngọc Lan đã hình thành từ những tổ tiên xa xưa của ngành Hạt trần và từ đó đã hình thành nên nhiều hướng tiến hóa khác nhau nên rất phong phú và đa dạng. Chúng đã chiếm một vị trí quan trọng và xứng đáng trong thế giới thực vật ngày nay.