当古生代的蕨类植物形成地球上第一次原始森林的时候，比蕨类植物更加进步的裸子植物已经在泥盆纪晚期悄然出现了。但是在当时，地球上的气候温暖潮湿，蕨类植物的发展更为顺利，裸子植物还不能获得优势。到了二叠纪晚期，气候转凉而且变得干燥，蕨类植物不能很好地适应这样的新环境，逐渐退出了植物王国的中心舞台，裸子植物开始发挥出其潜在的优越性而得到了大发展，并将它的繁盛一直持续到白垩纪晚期。可以说，爬行动物王国里的植被是以裸子植物为特征的。 裸子植物是地球上最早用种子进行有性繁殖的，在此之前出现的藻类和蕨类则都是以孢子进行有性生殖的。裸子植物的优越性主要表现在用种子繁殖上。 二叠纪晚期之前，蕨类植物之所以能够得到大量繁殖，主要依靠其孢子体产生大量孢子，飞散到各处，在温暖潮湿的气候条件下，很容易萌发成为配子体；配子体独立生活，在水的帮助下受精形成合子，合子萌发后形成新一代的孢子体。但是在干燥的气候条件下，孢子很难萌发成配子体，萌发出的配子体也不易存活；特别是，没有水不能受精，这就使蕨类植物的繁殖不能正常进行。 裸子植物的配子体不脱离孢子体独立发育，而是受到母体保护；它的受精不需要水作为媒介，而是采用干受精的方式。受精卵在母体里发育成胚，形成种子，然后脱离母体。此时如果遇到不利条件，种子可以不马上萌发，但却继续保持着生命力，待到条件合适时，它们再萌发成为新的植物体。因此，裸子植物保存和延续种族的能力就大大增强了。 裸子植物起源于既有真蕨类特征，又有裸子植物特征的植物，即前裸子植物，其中包括古羊齿类和戟枝蕨类。古羊齿类生活在4亿多年前的晚泥盆世，主茎有1.6米粗、35米高。戟枝蕨类生活在中泥盆世到晚泥盆世，有主茎和枝系之分，可高达10多米。
在晚泥盆世，由前裸子植物进化出一支乔木状的植物。它的叶子大多是典型蕨叶型的羽状复叶，但是却有种子，因此被称为种子蕨。种子蕨虽然有了种子，但却没有胚；虽然有了花粉粒，但是还没有花粉管，也就没有花。这一方面证明了种子蕨是处于原始状态的种子植物的先驱，另一方面也证明了植物系统发育中种子的出现早于花和果实。 在此基础上，裸子植物分化出了苏铁类和松杉类两大类，并在中生代得到蓬勃的发展，成为爬行动物王国里植被中的优势成员。
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