蕨类植物一般认为蕨类植物是由裸蕨植物分3条进化路线通过趋异演化的方式发展进化的.一支为石松类,一支为木贼类(即楔叶类),另一支为真蕨类.它们在泥盆纪早、中期出现,从泥盆纪晚期至石炭纪和二叠纪的一亿六千万年的时期内种类多、分布广、生长繁茂,成为当时地球植被的主角,被称为蕨类植物时代.但在二叠纪时因气候急剧的变化,生长在湿润环境中的许多种类,不能抵抗二叠纪时出现的季节性的干旱和大规模的地壳运动的变化而遭淘汰.后来在三叠纪和侏罗纪时又进化一些新的种类,其中大多数种类进化发展到现在.
石松类植物的化石有早泥盆纪的刺石松(Baragwanathia)和星木属 (Asteroxylon)(图6-4A,B),二者均为草本类.而泥盆纪至石炭纪时期也有高大乔木类的石松植物,如鳞木属(Lepidodendron)和封印木属(Sigillaria)(图6-4c,D),且为孢子异型.现存的石松类仅为小型草本.
木贼类(楔叶类)亦在泥盆纪才出现,至石炭纪时木本和草本的种类都有,如著名的乔木类芦木属(Calamites)(图6-4E).到了二叠纪时乔木类则绝灭.后来仅剩下一些较小的草本类.高大的乔木类是该地层的主要成煤植物之一.
真蕨类最早出现于泥盆纪的早、中期,著名化石为小原始蕨属 (Protopteridium．)(图6-4F).泥盆纪至石炭纪时的真蕨多大型,树蕨状.但在二叠纪逐渐消失,仅留下一些小型者延续下来.现代真蕨类中有些种类是在三叠纪和侏罗纪产生的.
蕨类植物已经有了真正根、茎、叶的分化,已具输导水分、无机盐和营养物质的维管系统,但其受精阶段仍离不开有水环境,仍以孢子繁殖后代,这都是蕨类植物原始性的反映,故在古生代末期的二叠纪时,由于地球上出现了明显的气候带,许多地区的气候变得不适于蕨类植物的生长,而使多数蕨类植物开始走向衰亡.
3．45亿一2．5亿年前,石松类、楔叶类和真蕨类极为繁盛,形成大批沼泽森林.在蕨类植物繁盛时期的同时,苔藓植物也以其独特的生活方式,成功地适应着陆生生活.苔藓植物可能出现于泥盆纪早期,苔藓植物化石带叶苔 (j~allavicinites devonicus)发现于3亿多年前的泥盆纪.石炭纪时已分化出苔类和藓类.对苔藓植物的起源目前意见尚不一致,赞成苔藓植物来源于绿藻的人较多.苔藓植物无维管系统的分化,无真根等,对陆生环境的适应能力不如维管植物.所以,苔藓植物虽然分布较广,但仍然多生于阴湿环境.至今尚未发现它们进化出高一级的新植物类群.因此,认为苔藓植物是植物界进化中的一个侧支.