从目前的化石记录来看，中泥盆世具有真正根系的植物并不多见，到了更晚时期，复杂而深度延展的根系才在植物界中变得广泛起来。可见，直到早、中泥盆世，古植物才与现生植物一样，已经完全具备了根、茎、叶的分化。
植物首次登上陆地之后，逐渐具有了功能完善的根、茎、叶等器官，但这些器官并不是同时出现的。
茎是所有陆生植物都必须具备的器官。因为茎中隐藏着维管束组织，而维管束不仅是陆生植物输导水分和营养物质的通道，还是植物的支撑器官。陆生植物如果没有维管束，就相当于人没有血管一样。任何一种陆生植物，从最古老、最原始的种类，到今天各种复杂、高等的植物，都具有茎。茎因此成为陆生植物最早出现、最不可缺少的植物体器官。
叶是植物用来呼吸和进行光合作用的器官。通过叶子中的叶绿素，植物可以将水分、二氧化碳转化为自身需要的营养物质。但早期陆生植物并没有叶子，而是利用茎干表面的气孔进行呼吸，也通过茎进行光合作用。一般认为，陆生植物的叶由茎演化而来。
根的出现要复杂一些。根的主要功能有两个，分别是将植物固着在陆地上，以及从土壤中吸收水和营养成分。最早的陆生植物并不具有真正的根，而仅具有大部分都暴露在空气中的假根（有时被称为“气生根”，字面意思就是暴露在空气中的根）。假根依靠细小的根毛来固定植物体，一般都长在矮小的、相对原始的草本植物上。随着植物体形不断增大，需要有更加稳固、更加粗壮的根系才能保证植物体自身的支撑与营养吸收。相对而言，植物的根并不容易保存成为化石，中国云南早泥盆世的地层中的一种特殊埋藏的工蕨植物化石为人们展示了最古老的植物根系，这种工蕨植物可能是半水生的，植株整体不高。
到了中泥盆世，陆生植物演化出了复杂的根。但是值得一提的是，从目前的化石记录来看，中泥盆世具有真正根系的植物并不多见，到了更晚时期，复杂而深度延展的根系才在植物界中变得广泛起来。可见，直到早、中泥盆世，古植物才与现生植物一样，已经完全具备了根、茎、叶的分化。
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