1 plantes terrestres. Les premières plantes terrestres. Origine et taxonomie des plantes supérieures

Dans cet article, nous aborderons un sujet important et intéressant : l'émergence et le développement du monde végétal sur la planète. Aujourd'hui, en se promenant dans le parc pendant la floraison des lilas, en cueillant des champignons dans la forêt d'automne, en arrosant les fleurs de la maison sur le rebord de la fenêtre, en infusant une décoction de camomille pendant une maladie, on pense rarement à quoi ressemblait la Terre avant l'apparition des plantes. Quel était le paysage à l’époque où les organismes unicellulaires commençaient à peine à émerger ou où apparaissaient les premières plantes terrestres faibles ? À quoi ressemblaient les forêts au Paléozoïque et au Mésozoïque ? Imaginez que les ancêtres de ces fougères d'un demi-mètre, qui se cachent aujourd'hui modestement à l'ombre des épicéas, ont atteint il y a 300 millions d'années une hauteur de 30 mètres ou plus !

Listons les principales étapes de l'émergence du monde vivant.

Origine de la vie

1. 3, 7 milliards il y a des années surgi d'abord organismes vivants. L'époque de leur apparition (très approximativement, avec un écart de plusieurs centaines de millions d'années) peut aujourd'hui être devinée à partir des gisements qu'ils ont formés. Pendant un million et demi d'années cyanobactéries appris photosynthèse de l'oxygène et se sont tellement multipliés qu'ils sont devenus responsables de la sursaturation de l'atmosphère en oxygène il y a environ 2,4 milliards d'années, ce qui a conduit à l'extinction d'organismes anaérobies pour lesquels l'oxygène était un poison. Le monde vivant sur Terre a radicalement changé !

2. 2 milliardsil y a des années, il y en avait déjà différents unicellulaire: à la fois autotrophes et hétérotrophes. Ces p premier unicellulaire n'avait pas de noyaux ni de plastes - ce qu'on appelle procaryotes hétérotrophes (bactéries). Ce sont eux qui ont donnéimpulsion à l’apparition des premiers organismes unicellulaires plantes.

3. 1, 8 milliardsil y a des années, des organismes nucléaires unicellulaires sont apparus,c'est-à-dire les eucaryotes, bientôt (selon les normes géologiques)Des cellules animales et végétales typiques sont apparues.

L'émergence de plantes multicellulaires

1. Près 1, 2 milliards années il y a sur la base d'organismes unicellulaires est néalgues multicellulaires.

2. À cette époque, la vie n'existait que dans les mers et les océans chauds, mais les organismes vivants se développaient et progressaient activement, se préparant au développement des terres.

Les plantes arrivent à terre

1. 4 20 millionsil y a quelques années, les premières plantes terrestres sont apparues - mousses Et psilophytes (rhiniophytes). Ils sont apparus dans de nombreux endroits de la planèteindépendamment les uns des autres, à partir de différentes algues multicellulaires.Bien entendu, au début, ils n’ont exploré que la bordure côtière.

2. Psilophytes(Par exemple, rinia) vivait le long des berges, dans les eaux peu profondes, semblable aux mossocks modernes. C'étaient de petites plantes faibles, dont la vie était compliquée par le manque de pousses et de racines.. Au lieu de racines avec lesquelles s'accrocher correctement au sol, les psilophytes avaient rhizoïdes. La partie supérieure du psilophyte contenait un pigment vert et était capable de photosynthèse. Ces pionniers, audacieux envahisseurs du territoire, ont disparu,mais ils ont pu donner naissance à des ptéridophytes.

4. Mousses - malgré leur caractère inhabituel, leur beauté et leur omniprésence de nos jours, ils sont devenus une impasse branche yu de l'évolution. Apparues il y a des centaines de millions d’années, elles n’ont jamais pu donner naissance à d’autres groupes de plantes.

Question 1. Quand sont apparues les premières plantes terrestres ? Comment s’appelaient-ils et quelles étaient leurs particularités ?

Au début de l'ère paléozoïque (l'ère de la vie ancienne), les plantes habitent principalement les mers, mais après 150 à 170 millions d'années apparaissent les premières plantes terrestres - les psilophytes, occupant une position intermédiaire entre les algues et les plantes vasculaires terrestres. Les psilophytes possédaient déjà des tissus peu différenciés capables de transporter l'eau et la matière organique, et pouvaient s'établir dans le sol, même s'il leur manquait encore de véritables racines (ainsi que de véritables pousses). De telles plantes ne pouvaient exister que dans un climat humide ; lorsque des conditions arides s’établissaient, les psilophytes disparaissaient. Elles ont cependant donné naissance à des plantes terrestres plus adaptées.

Question 2. Dans quelle direction est allée l'évolution des plantes terrestres ?

L'évolution ultérieure des plantes sur terre a été orientée vers la division du corps en organes et tissus végétatifs et l'amélioration du système vasculaire (assurant le mouvement rapide de l'eau vers les hautes altitudes). Les plantes sporulées (prêles, mousses, fougères) sont répandues.

Question 3. Quels avantages évolutifs la transition des plantes vers la reproduction par graines offre-t-elle ?

Le passage à la multiplication par graines a apporté aux plantes de nombreux avantages : l'embryon contenu dans la graine est désormais protégé des conditions défavorables par des coquilles et pourvu de nourriture. Chez certains gymnospermes (conifères), le processus de reproduction sexuée n'est plus associé à l'eau. La pollinisation des gymnospermes s'effectue par le vent et les graines sont équipées de dispositifs de distribution par les animaux. Tout cela a contribué à la propagation des plantes à graines.

Question 4. Décrivez le monde animal du Paléozoïque.

La faune de l'ère paléozoïque s'est développée extrêmement rapidement et était représentée par un grand nombre de formes diverses. La vie dans les mers était florissante. Au tout début de cette ère (il y a 570 millions d’années), tous les principaux types d’animaux, à l’exception des cordés, existaient déjà. Éponges, coraux, échinodermes, mollusques, énormes crustacés prédateurs - voici une liste incomplète des habitants des mers de cette époque.

Question 5. Nommer les principales aromorphoses de l'évolution des vertébrés au Paléozoïque.

Un certain nombre d'aromorphoses peuvent être retrouvées chez les vertébrés de l'ère paléozoïque. Parmi ceux-ci, on note l'apparition des mâchoires chez les poissons blindés, le mode de respiration pulmonaire et la structure des nageoires chez les poissons à nageoires lobées. Plus tard, les aromorphoses majeures dans le développement des vertébrés ont été l'apparition d'une fécondation interne et la formation d'un certain nombre de coquilles d'œufs qui protègent l'embryon du dessèchement, des complications dans la structure du cœur et des poumons et de la kératinisation de la peau. Ces changements profonds ont conduit à l’émergence de la classe des reptiles.

Question 6. Quelles conditions environnementales et caractéristiques structurelles des vertébrés ont servi de conditions préalables à leur émergence sur terre ?

La majeure partie du territoire était un désert sans vie. Le long des rives des réservoirs d’eau douce, les annélides et les arthropodes vivaient dans des fourrés denses de plantes. Le climat est sec, avec de fortes variations de température tout au long de la journée et entre les saisons. Le niveau d'eau des rivières et des réservoirs changeait fréquemment. De nombreux réservoirs se sont complètement asséchés et ont gelé en hiver. Lorsque les plans d’eau s’assèchent, la végétation aquatique meurt et les résidus végétaux s’accumulent. Leur décomposition a consommé de l'oxygène dissous dans l'eau. Tout cela créait un environnement très défavorable aux poissons. Dans ces conditions, seule la respiration de l’air atmosphérique pourrait les sauver.

Question 7. Pourquoi les amphibiens de la période carbonifère ont-ils atteint la prospérité biologique ?

Les reptiles (objets rampants) ont acquis certaines propriétés qui leur ont permis de rompre définitivement leur lien avec l'habitat aquatique. La fécondation interne et l'accumulation du jaune dans l'œuf ont permis la reproduction et le développement de l'embryon sur terre. La kératinisation de la peau et la structure plus complexe du rein ont contribué à une forte diminution de la perte d'eau par l'organisme et, par conséquent, à une dispersion généralisée. L'apparence de la poitrine permettait un type de respiration plus efficace que chez les amphibiens - l'aspiration. Le manque de compétition a provoqué la propagation généralisée des reptiles sur terre et le retour de certains d'entre eux - les ichtyosaures - dans le milieu aquatique.

Question 8. Résumez les informations obtenues à partir de ce paragraphe dans un seul tableau « L'évolution de la flore et de la faune à l'ère paléozoïque ».

Question 9. Donnez des exemples de la relation entre les transformations évolutives des plantes et des animaux au Paléozoïque.

Au Paléozoïque, les organes de reproduction et de fécondation croisée des angiospermes se sont améliorés parallèlement à l'évolution des insectes ;

Question 10. Est-il possible de dire que les aromorphoses sont basées sur des idioadaptations - des adaptations particulières à des conditions environnementales spécifiques ? Donne des exemples.

Les aromorphoses reposent en effet sur des adaptations particulières à des conditions environnementales spécifiques. Un exemple en est l’émergence des gymnospermes due au changement climatique : il fait plus chaud et plus humide. Chez les animaux, un tel exemple est l'apparition de membres appariés à la suite de la détérioration des conditions environnementales et de l'accès ultérieur à la terre.

le stade embryonnaire d'une plante à graines, formé au cours du processus de reproduction sexuée et servant à la dispersion. À l’intérieur de la graine se trouve un embryon constitué d’une racine germinale, d’une tige et d’une ou deux feuilles, ou cotylédons. Les plantes à fleurs sont divisées en dicotylédones et monocotylédones en fonction du nombre de cotylédons. Chez certaines espèces, comme les orchidées, les parties individuelles de l'embryon ne sont pas différenciées et commencent à se former à partir de certaines cellules immédiatement après la germination.

Une graine typique contient une réserve de nutriments pour l'embryon, qui devra croître pendant un certain temps sans la lumière nécessaire à la photosynthèse. Cette réserve peut occuper la majeure partie de la graine, et se situe parfois à l'intérieur de l'embryon lui-même - dans ses cotylédons (par exemple, dans les pois ou les haricots) ; alors ils sont gros, charnus et déterminent la forme générale de la graine. Lorsque la graine germe, elle peut être transportée hors du sol sur une tige allongée et devient les premières feuilles photosynthétiques de la jeune plante. Les monocotylédones (par exemple, le blé et le maïs) ont un approvisionnement alimentaire - ce qu'on appelle. l'endosperme est toujours séparé de l'embryon. L’endosperme moulu des céréales est la farine bien connue.

Chez les angiospermes, la graine se développe à partir de l'ovule, un petit épaississement sur la paroi interne de l'ovaire, c'est-à-dire le bas du pistil, situé au centre de la fleur. L'ovaire peut contenir de un à plusieurs milliers d'ovules.

Chacun d'eux contient un œuf. Si, à la suite de la pollinisation, il est fécondé par un spermatozoïde qui pénètre dans l'ovaire à partir d'un grain de pollen, l'ovule se transforme en graine. Il grandit et sa coquille devient dense et se transforme en un tégument à deux couches. Sa couche interne est incolore, visqueuse et peut gonfler considérablement en absorbant l’eau. Cela s'avérera utile plus tard lorsque l'embryon en croissance devra percer l'enveloppe de la graine. La couche externe peut être grasse, molle, filmeuse, dure, papyracée et même ligneuse. Le soi-disant tégument est généralement visible. hile - la zone par laquelle la graine était reliée à l'akène, qui la rattachait à l'organisme parent.

La graine est la base de l’existence du monde végétal et animal moderne. Sans graines, il n'y aurait pas de taïga de conifères, de forêts de feuillus, de prairies fleuries, de steppes, de champs de céréales sur la planète, il n'y aurait pas d'oiseaux ni de fourmis, d'abeilles et de papillons, d'humains et d'autres mammifères. Tout cela n'est apparu qu'après que les plantes, au cours de leur évolution, ont fait naître des graines, à l'intérieur desquelles la vie peut, sans se déclarer, persister pendant des semaines, des mois et même de nombreuses années. L’embryon végétal miniature contenu dans la graine est capable de parcourir de longues distances ; il n'est pas lié à la terre par des racines, comme ses parents ; ne nécessite ni eau ni oxygène; il attend dans les coulisses pour que, s'étant trouvé dans un endroit convenable et attendant des conditions favorables, il commence le développement, ce qu'on appelle la germination de la graine.

Evolution des graines.

Pendant des centaines de millions d’années, la vie sur Terre s’est déroulée sans graines, tout comme la vie sur les deux tiers de la surface de la planète, recouverte d’eau, s’en passe aujourd’hui. La vie est née dans la mer et les premières plantes à conquérir la terre étaient encore dépourvues de pépins, mais seule l'apparition des graines a permis aux organismes photosynthétiques de maîtriser complètement ce nouvel habitat.

Les premières plantes terrestres.

Parmi les grands organismes, la première tentative de prendre pied sur terre a probablement été faite par des macrophytes marins, des algues qui se sont retrouvées sur les rochers chauffés par le soleil à marée basse. Ils se reproduisent par des spores - des structures unicellulaires dispersées par l'organisme parent et pouvant se développer en une nouvelle plante. Les spores d'algues sont entourées de fines coquilles et ne tolèrent donc pas le dessèchement. Sous l'eau, une telle protection est tout à fait suffisante. Les spores y sont propagées par les courants et, comme la température de l'eau fluctue relativement peu, elles n'ont pas besoin d'attendre longtemps pour obtenir des conditions favorables à la germination.

Les premières plantes terrestres se reproduisaient également par spores, mais un changement obligatoire de générations était déjà établi dans leur cycle de vie. Le processus sexuel qu'il contient assurait la combinaison des caractéristiques héréditaires des parents, grâce à quoi la progéniture combinait les avantages de chacun d'eux, devenant plus grande, plus résistante et de structure plus parfaite. À un certain stade, une telle évolution progressive a conduit à l'apparition d'hépatiques, de mousses, de mousses, de fougères et de prêles, qui avaient déjà complètement quitté les réservoirs terrestres. Cependant, la reproduction des spores ne leur permettait pas encore de se propager au-delà des zones marécageuses à l'air humide et chaud.

Plantes sporulées de la période carbonifère.

A ce stade du développement de la Terre (il y a environ 250 millions d'années), des formes géantes aux troncs partiellement lignifiés sont apparues parmi les fougères et les lycophytes. Les équisétoïdes, dont les tiges creuses étaient recouvertes d'écorce verte imprégnée de silice, ne leur étaient pas inférieures en taille. Partout où les plantes apparaissaient, elles étaient suivies par des animaux, explorant de nouveaux types d'habitats. Dans le crépuscule humide de la jungle charbonnière, il y avait de nombreux gros insectes (jusqu'à 30 cm de long), des mille-pattes géants, des araignées et des scorpions, des amphibiens qui ressemblaient à d'énormes crocodiles et des salamandres. Il y avait des libellules d'une envergure de 74 cm et des cafards d'une longueur de 10 cm.

Les fougères arborescentes, les mousses et les prêles possédaient toutes les qualités nécessaires pour vivre sur terre, à une exception près : elles ne formaient pas de graines. Leurs racines absorbaient efficacement l'eau et les sels minéraux, le système vasculaire des troncs distribuait de manière fiable les substances nécessaires à la vie à tous les organes et les feuilles synthétisaient activement des substances organiques. Même les spores se sont améliorées et ont acquis une coque cellulosique durable. Sans crainte de dessèchement, ils étaient emportés par le vent sur des distances considérables et ne pouvaient germer immédiatement, mais après une certaine période de dormance (les soi-disant spores dormantes). Cependant, même la spore la plus parfaite est une formation unicellulaire ; Contrairement aux graines, elles sèchent rapidement et ne contiennent pas de nutriments et ne peuvent donc pas attendre longtemps des conditions favorables au développement. Pourtant, la formation de spores au repos constituait une étape importante sur le chemin menant à l’obtention de graines.

Pendant des millions d’années, le climat de notre planète est resté chaud et humide, mais l’évolution dans les terres sauvages et fertiles des marais houillers ne s’est pas arrêtée. Dans les plantes à spores arborescentes, des formes primitives de véritables graines ont émergé pour la première fois. Fougères à graines, lycophytes (représentants célèbres du genre Lépidodendron– en grec, ce nom signifie « arbre écailleux ») et cordaites aux troncs ligneux solides.

Bien que les restes fossiles de ces organismes qui vivaient il y a des centaines de millions d’années soient rares, on sait que les fougères arborescentes sont antérieures à la période carbonifère. Au printemps 1869, la rivière Schoharie Creek, dans les montagnes Catskill (New York), a été fortement inondée. L'inondation a détruit des ponts, renversé des arbres et emporté gravement les berges près du village de Gilboa. Cet incident aurait été oublié depuis longtemps si la chute d'eau n'avait pas révélé aux observateurs une impressionnante collection de souches étranges. Leurs bases s'étendaient considérablement, comme celles des arbres des marais, leur diamètre atteignait 1,2 m et leur âge était de 300 millions d'années. Les détails de la structure de l'écorce étaient bien conservés ; des fragments de branches et de feuilles étaient dispersés à proximité. Naturellement, tout cela, y compris le limon d'où sortaient les souches, était pétrifié. Les géologues ont daté les fossiles du Dévonien supérieur, la période précédant le Carbonifère, et ont déterminé qu'ils correspondaient à des fougères arborescentes. Au cours des cinquante années suivantes, seuls les paléobotanistes se souvinrent de la découverte, puis le village de Gilboa présenta une autre surprise. Outre les troncs fossilisés d'anciennes fougères, cette fois-ci, leurs branches contenant de véritables graines ont été découvertes. Ces arbres disparus sont désormais classés comme appartenant au genre Éospermatopteris, qui se traduit par « fougère aux graines de l’aube ». (« aube », puisque nous parlons des premières plantes à graines sur Terre).

La légendaire période carbonifère s'est terminée lorsque les processus géologiques ont compliqué la topographie de la planète, écrasant sa surface en plis et la démembrant en chaînes de montagnes. Les marécages de basse altitude étaient enfouis sous une épaisse couche de roches sédimentaires emportées par les pentes. Les continents ont changé de forme, déplaçant la mer et détournant les courants océaniques de leur trajectoire antérieure, les calottes glaciaires ont commencé à se développer par endroits et le sable rouge a recouvert de vastes étendues de terre. Les fougères géantes, les mousses et les prêles ont disparu : leurs spores n'étaient pas adaptées à un climat plus rigoureux et la tentative de reproduction par graines s'est avérée trop faible et incertaine.

Les premières vraies plantes à graines.

Les forêts de charbon sont mortes et ont été recouvertes de nouvelles couches de sable et d'argile, mais certains arbres ont survécu grâce au fait qu'ils formaient des graines ailées avec une coquille solide. Ces graines pourraient se propager plus rapidement, plus longtemps et donc sur de plus longues distances. Tout cela augmentait leurs chances de trouver des conditions favorables à la germination ou d’attendre leur arrivée.

Les graines étaient destinées à révolutionner la vie sur Terre au début de l’ère mésozoïque. A cette époque, deux types d'arbres - les cycadales et les ginkgos - avaient échappé au triste sort des autres végétations du Carbonifère. Ces groupes ont commencé à co-peupler les continents mésozoïques. Sans rencontrer de concurrence, ils se sont propagés du Groenland à l’Antarctique, rendant le couvert végétal de notre planète quasiment homogène. Leurs graines ailées voyageaient à travers les vallées montagneuses, survolaient les rochers sans vie et poussaient dans les zones sablonneuses entre les pierres et parmi les graviers alluviaux. Probablement, les petites mousses et fougères qui ont survécu au changement climatique sur la planète au fond des ravins, à l'ombre des falaises et le long des rives des lacs les ont aidées à explorer de nouveaux endroits. Ils ont fertilisé le sol avec leurs restes organiques, préparant ainsi sa couche fertile à l'installation d'espèces plus grandes.

Les chaînes de montagnes et les vastes plaines sont restées nues. Deux types d'arbres « pionniers » aux graines ailées, répandus sur toute la planète, étaient attachés à des endroits humides, car leurs œufs étaient fécondés par des spermatozoïdes flagellés et nageant activement, comme ceux des mousses et des fougères.

De nombreuses plantes porteuses de spores produisent des spores de différentes tailles : de grandes mégaspores, qui donnent naissance à des gamètes femelles, et de petites microspores, dont la division produit des spermatozoïdes mobiles. Pour féconder un œuf, ils doivent nager jusqu'à lui sur l'eau - et une goutte de pluie et de rosée suffit.

Chez les cycas et les ginkgos, les mégaspores ne sont pas dispersées par la plante mère, mais restent dessus et se transforment en graines, mais les spermatozoïdes sont mobiles, l'humidité est donc nécessaire pour la fécondation. La structure externe de ces plantes, notamment leurs feuilles, les rapproche également de leurs ancêtres fougères. La préservation de l'ancienne méthode de fécondation par spermatozoïdes flottant dans l'eau a conduit au fait que, malgré les graines relativement résistantes, une sécheresse prolongée est restée un problème insurmontable pour ces plantes et la conquête des terres a été suspendue.

L'avenir de la végétation terrestre était assuré par des arbres d'un type différent, poussant parmi les cycadales et les ginkgos, mais ayant perdu leurs spermatozoïdes flagellés. Il s'agissait d'Araucarias (genre Araucaria), descendants de conifères des cordaites du Carbonifère. À l’ère des cycas, l’Araucaria a commencé à produire d’énormes quantités de grains de pollen microscopiques, correspondant à des microspores, mais secs et denses. Ils étaient transportés par le vent jusqu'aux mégaspores, ou plus précisément jusqu'aux ovules avec les œufs formés à partir d'eux, et germent avec des tubes polliniques qui délivrent des spermatozoïdes immobiles aux gamètes femelles.

Ainsi, le pollen est apparu dans le monde. Le besoin d’eau pour la fertilisation a disparu et les plantes ont atteint un nouveau niveau d’évolution. La production de pollen a entraîné une augmentation colossale du nombre de graines se développant sur chaque arbre et, par conséquent, une propagation rapide de ces plantes. L'ancienne Araucaria possédait également une méthode de dispersion qui a été préservée chez les conifères modernes, à l'aide de graines aux ailes dures et facilement transportées par le vent. Ainsi sont apparus les premiers conifères, et au fil du temps, des espèces bien connues de la famille des pins.

Le pin produit deux types de cônes. Longueur homme env. 2,5 cm et 6 mm de diamètre sont regroupés aux extrémités des branches les plus hautes, souvent en grappes d'une douzaine ou plus, de sorte qu'un grand arbre peut en avoir plusieurs milliers. Ils dispersent le pollen, inondant tout autour de poudre jaune. Les cônes femelles sont plus gros et poussent plus bas sur l’arbre que les cônes mâles. Chacune de leurs écailles a la forme d'une écope - large à l'extérieur et effilée vers la base, avec laquelle elle est fixée à l'axe ligneux du cône. Sur la face supérieure des écailles, plus près de cet axe, deux mégaspores sont ouvertement situées, en attente de pollinisation et de fécondation. Les grains de pollen transportés par le vent volent à l'intérieur des cônes femelles, roulent le long des écailles jusqu'aux ovules et entrent en contact avec eux, ce qui est nécessaire à la fécondation.

Les cycadales et les ginkgos ne pouvaient pas résister à la concurrence des conifères plus avancés qui, dispersant efficacement le pollen et les graines ailées, non seulement les écartaient, mais développaient également de nouveaux coins de terre auparavant inaccessibles. Les premiers conifères dominants étaient les taxodiacées (ils comprennent désormais notamment les séquoias et les cyprès des marais). S'étant répandus dans le monde entier, ces beaux arbres ont finalement recouvert toutes les régions du monde d'une végétation uniforme : leurs restes se trouvent en Europe, en Amérique du Nord, en Sibérie, en Chine, au Groenland, en Alaska et au Japon.

Plantes à fleurs et leurs graines.

Les conifères, les cycas et les ginkgos appartiennent à ce qu'on appelle. gymnospermes. Cela signifie que leurs ovules sont situés ouvertement sur les écailles des graines. Les plantes à fleurs constituent la division des angiospermes : leurs ovules et les graines qui en découlent sont cachés du milieu extérieur dans la base élargie du pistil, appelée ovaire.

Le grain de pollen ne peut donc pas atteindre directement l’ovule. Pour la fusion des gamètes et le développement d'une graine, une toute nouvelle structure végétale est nécessaire : une fleur. Sa partie mâle est représentée par des étamines, la partie femelle par des pistils. Ils peuvent être dans la même fleur ou dans des fleurs différentes, même sur des plantes différentes, qui dans ce dernier cas sont dites dioïques. Les espèces dioïques comprennent, par exemple, les frênes, les houx, les peupliers, les saules et les palmiers dattiers.

Pour que la fécondation ait lieu, le grain de pollen doit atterrir sur le dessus du pistil – le stigmate collant, parfois plumeux – et s'y coller. Le stigmate sécrète des substances chimiques sous l'influence desquelles germe le grain de pollen : un protoplasme vivant, sortant de sa coquille dure, forme un long tube pollinique qui pénètre dans le stigmate, s'étend plus loin dans le pistil le long de sa partie allongée (style) et atteint finalement l'ovaire avec les ovules. Sous l'influence d'attractifs chimiques, le noyau du gamète mâle se déplace le long du tube pollinique jusqu'à l'ovule, y pénètre par un minuscule trou (micropyle) et fusionne avec le noyau de l'œuf. C'est ainsi que se produit la fécondation.

Après cela, la graine commence à se développer - dans un environnement humide, abondamment alimenté en nutriments, protégé par les parois de l'ovaire des influences extérieures. Des transformations évolutives parallèles sont également connues dans le monde animal : la fécondation externe, typique, par exemple, des poissons, sur terre est remplacée par une fécondation interne, et l'embryon de mammifère ne se forme pas dans des œufs pondus dans l'environnement externe, comme par exemple dans les cas typiques. reptiles, mais à l'intérieur de l'utérus. L'isolement de la graine en développement des influences étrangères a permis aux plantes à fleurs d'« expérimenter » avec audace sa forme et sa structure, ce qui a conduit à l'apparition, semblable à une avalanche, de nouvelles formes de plantes terrestres, dont la diversité a commencé à augmenter à un rythme rapide. sans précédent dans les époques précédentes.

Le contraste avec les gymnospermes est évident. Leurs graines « nues » posées à la surface des écailles, quel que soit le type de plante, sont à peu près les mêmes : en forme de goutte, recouvertes d'une peau dure, à laquelle est parfois attachée une aile plate formée par les cellules entourant la graine. . Il n'est pas surprenant que pendant des millions d'années, la forme des gymnospermes soit restée très conservatrice : les pins, les épicéas, les sapins, les cèdres, les ifs et les cyprès se ressemblent beaucoup. Certes, chez les genévriers, les ifs et les ginkgos, les graines peuvent être confondues avec les baies, mais cela ne change rien au tableau d'ensemble - l'extrême uniformité de la structure générale des gymnospermes, la taille, le type et la couleur de leurs graines par rapport à l'énorme richesse de formes fleuries.

Malgré le manque d'informations sur les premières étapes de l'évolution des angiospermes, on pense qu'elles sont apparues vers la fin de l'ère mésozoïque, qui s'est terminée il y a environ 65 millions d'années, et qu'au début de l'ère cénozoïque, elles avaient déjà conquis le monde. Le genre à fleurs le plus ancien connu de la science est Claytonie. Ses restes fossiles ont été trouvés au Groenland et en Sardaigne, ce qui signifie qu'il est probable qu'il y a 155 millions d'années, il était aussi répandu que les cycadales. Feuilles Claytonie complexe palmé, comme ceux des marrons d'Inde et des lupins modernes, et les fruits ressemblent à des baies avec un diamètre de 0,5 cm au bout d'une fine tige. Peut-être que ces plantes étaient de couleur brune ou verte. Les couleurs vives des fleurs et des fruits des angiospermes sont apparues plus tard, parallèlement à l’évolution des insectes et autres animaux qu’elles étaient conçues pour attirer. Baie Claytonieà quatre graines; on y discerne quelque chose qui ressemble à un reste de stigmate.

Outre des restes fossiles extrêmement rares, des plantes modernes inhabituelles, regroupées sous l'ordre des Gnetales, donnent un aperçu des premières plantes à fleurs. L'un de leurs représentants est l'éphédra (genre Éphédra), que l'on trouve notamment dans les déserts du sud-ouest des États-Unis ; extérieurement, il ressemble à plusieurs tiges sans feuilles s'étendant d'une tige épaisse. Un autre genre est Velvichia ( Welwitschia) pousse dans le désert au large de la côte sud-ouest de l'Afrique, et le troisième est le gnetum ( Gnétum) est un arbuste bas des tropiques indiens et malais. Ces trois genres peuvent être considérés comme des « fossiles vivants » démontrant des voies possibles de transformation des gymnospermes en angiospermes. Les cônes de conifères ressemblent à des fleurs : leurs écailles sont divisées en deux parties, rappelant des pétales. Velvichia n'a que deux larges feuilles en forme de ruban atteignant 3 m de long, complètement différentes des aiguilles de conifères. Les graines de Gnetum sont équipées d'une coquille supplémentaire, ce qui les rend similaires aux drupes d'angiospermes. On sait que les angiospermes diffèrent des gymnospermes par la structure de leur bois. Chez les Gnetov, il combine les caractéristiques des deux groupes.

Dispersion de graine.

La vitalité et la diversité du monde végétal dépendent de la capacité des espèces à se disperser. La plante mère est attachée à un endroit par ses racines toute sa vie, sa progéniture doit donc en trouver un autre. Cette tâche de développer un nouvel espace a été confiée aux graines.

Premièrement, le pollen doit se poser sur le pistil d'une fleur de la même espèce, c'est-à-dire la pollinisation doit avoir lieu. Deuxièmement, le tube pollinique doit atteindre l’ovule, où fusionnent les noyaux des gamètes mâles et femelles. Enfin, la graine mature doit quitter la plante mère. La probabilité qu'une graine germe et qu'un semis réussisse à s'enraciner dans un nouvel emplacement est d'une infime fraction de pour cent, de sorte que les plantes sont obligées de s'appuyer sur la loi des grands nombres et de disperser autant de graines que possible. Ce dernier paramètre est généralement inversement proportionnel à leurs chances de survie. Comparons par exemple le cocotier et les orchidées. Le cocotier possède les plus grosses graines du monde végétal. Ils sont capables de nager indéfiniment dans les océans jusqu'à ce que les vagues les jettent sur le sable mou du littoral, où la compétition des semis avec d'autres plantes sera beaucoup plus faible que dans les fourrés de la forêt. De ce fait, les chances que chacun d’eux prenne racine sont assez élevées, et un palmier mature, sans risque pour l’espèce, ne produit généralement que quelques dizaines de graines par an. Les orchidées, en revanche, possèdent les plus petites graines au monde ; dans les forêts tropicales, ils sont transportés par de faibles courants d'air parmi les hautes cimes et germent dans les fissures humides de l'écorce des branches des arbres. La situation est compliquée par le fait que sur ces branches, ils doivent trouver un type particulier de champignon, sans lequel la germination est impossible : les petites graines d'orchidées ne contiennent pas de réserves de nutriments et, dans les premiers stades de développement des plantules, elles les reçoivent du champignon. Il n'est pas surprenant qu'un fruit d'une orchidée miniature contienne plusieurs milliers de ces graines.

Les angiospermes ne se limitent pas à produire une variété de graines par fécondation : les ovaires, et parfois d'autres parties des fleurs, se développent en structures uniques contenant des graines appelées fruits. L'ovaire peut devenir un haricot vert, protégeant les graines jusqu'à ce qu'elles mûrissent, se transformer en une noix de coco durable, capable de faire de longs voyages en mer, en une pomme juteuse, qu'un animal mangera dans un endroit isolé, en utilisant la pulpe, mais pas la graines. Les baies et les drupes sont un mets de prédilection des oiseaux : les graines de ces fruits ne sont pas digérées dans leurs intestins et finissent dans le sol avec les excréments, parfois à plusieurs kilomètres de la plante mère. Les fruits sont ailés et duveteux, et la forme de leurs appendices augmentant les substances volatiles est beaucoup plus variée que celle des graines de pin. L'aile du fruit du frêne ressemble à une rame, celle de l'orme au bord d'un chapeau, celle de l'érable, les fruits appariés - les biptères - ressemblent à des oiseaux planeurs, et celle de l'ailante, les ailes du fruit sont tordues en biais les unes par rapport aux autres. l'autre, formant pour ainsi dire une hélice.

Ces adaptations permettent aux plantes à fleurs d'utiliser très efficacement des facteurs externes pour disséminer leurs graines. Cependant, certaines espèces ne comptent pas sur une aide extérieure. Ainsi, les fruits des impatiens sont une sorte de catapulte. Les géraniums utilisent également un mécanisme similaire. À l'intérieur de leur long fruit se trouve une tige à laquelle sont fixées quatre valves, pour le moment, droites et connectées - elles sont maintenues fermement en haut, faiblement en bas. À maturité, les extrémités inférieures des valves se détachent de la base, s'enroulent brusquement vers le haut de la tige et dispersent les graines. Chez l'arbuste ceanothus, bien connu en Amérique, l'ovaire se transforme en baie, de structure semblable à une bombe à retardement. La pression du jus à l'intérieur est si élevée qu'après maturation, un chaud rayon de soleil suffit pour que ses graines se dispersent dans toutes les directions comme des éclats d'obus vivants. Les boîtes de violettes ordinaires, lorsqu'elles sont sèches, éclatent et dispersent des graines autour d'elles. Les fruits de l'hamamélis fonctionnent sur le principe d'un obusier : pour faire tomber les graines plus loin, ils les tirent avec un grand angle par rapport à l'horizon. Chez la renouée de Virginie, à l'endroit où les graines sont attachées à la plante, se forme une structure en forme de ressort qui rejette les graines mûres. Chez l'oxalis, les coques des fruits gonflent d'abord, puis se fissurent et rétrécissent si brusquement que les graines s'envolent à travers les fissures. L'Arceutobium est minuscule et utilise la pression hydraulique à l'intérieur des baies pour en expulser les graines comme des torpilles miniatures.

Viabilité des semences.

Les embryons de nombreuses graines sont pourvus de nutriments et ne souffrent pas de dessèchement sous une coque hermétique, et peuvent donc attendre des conditions favorables pendant plusieurs mois, voire plusieurs années : pour le mélilot et la luzerne - 20 ans, pour les autres légumineuses - plus de 75, pour le blé, l'orge et l'avoine - à dix. Les graines de mauvaises herbes ont une bonne viabilité : dans l’oseille frisée, la molène, la moutarde noire et la menthe poivrée, elles germent après être restées dans le sol pendant un demi-siècle. On pense qu'1 hectare de sol agricole ordinaire contient 1,5 tonne de graines de mauvaises herbes, qui n'attendent que l'occasion de se rapprocher de la surface et de germer. Les graines de cassia et de lotus restent viables pendant des siècles. Le record de viabilité est toujours détenu par les graines du lotus à noix, découvertes il y a plusieurs années dans le fond limon d'un des lacs asséchés de Mandchourie. La datation au radiocarbone a établi que leur âge est de 1040 ± 120 ans.

Les premières plantes et animaux terrestres

D'OÙ LA VIE EST ORIGINÉE La vie est née dans l'eau. Les premières plantes, les algues, sont apparues ici. Cependant, à un moment donné, des terres sont apparues et ont dû être peuplées. Les pionniers parmi les animaux étaient les poissons à nageoires lobes. Et parmi les plantes ?

À QUOI RESSEMBLENT LES PREMIÈRES PLANTES Autrefois, notre planète était habitée par des plantes qui n'avaient qu'une tige. Ils étaient attachés au sol par des excroissances spéciales - des rhizoïdes. Ce furent les premières plantes à atteindre la terre ferme. Les scientifiques les appellent des psilophytes. C'est un mot latin. Traduit, cela signifie « plantes nues ». Les psilophytes avaient vraiment l’air « nus ». Ils n'avaient que des tiges ramifiées avec des excroissances et des boules dans lesquelles étaient stockées les spores. Elles ressemblent beaucoup aux « plantes extraterrestres » représentées dans les illustrations des histoires de science-fiction. Les psilophytes furent les premières plantes terrestres, mais ils vivaient uniquement dans les zones marécageuses, car ils n'avaient pas de racines et ne pouvaient pas obtenir d'eau et de nutriments du sol. Les scientifiques pensent que ces plantes créaient autrefois d’immenses tapis sur la surface nue de la planète. Il y avait à la fois de petites plantes et de très grandes plantes, plus hautes que la taille humaine.

LES PREMIERS ANIMAUX SUR TERRE Les plus anciennes traces de vie animale sur Terre remontent à un milliard d'années, mais les plus anciens fossiles d'animaux eux-mêmes ont environ 600 millions d'années et remontent à la période vendienne. Les premiers animaux apparus sur Terre à la suite de l’évolution étaient microscopiquement petits et au corps mou. Ils vivaient sur le fond marin ou dans la boue du fond. De telles créatures pourraient difficilement se pétrifier, et le seul indice du mystère de leur existence réside dans les traces indirectes, telles que les restes de trous ou de passages. Mais malgré leur petite taille, ces animaux les plus anciens étaient résilients et ont donné naissance aux premiers animaux connus sur Terre : la faune d'Édiacarien.

L'évolution de la vie sur Terre a commencé avec l'apparition de la première créature vivante, il y a environ 3,7 milliards d'années, et se poursuit encore aujourd'hui. Les similitudes entre tous les organismes indiquent la présence d’un ancêtre commun dont descendent tous les autres êtres vivants.

TOUS

psilophytes (Psilophyta), le groupe (division) éteint le plus ancien et le plus primitif de plantes supérieures. Ils étaient caractérisés par la disposition apicale des sporanges (voir Sporange) et une sporosité uniforme, l'absence de racines et de feuilles, une ramification dichotomique ou dichopodiale (pseudomonopodiale) et une structure anatomique primitive. Le système conducteur est un Protostèle typique. Le protoxylème était situé au centre du xylème ; le métaxylème était constitué de trachéides avec des épaississements annelés ou (moins fréquemment) scalariformes. Il n’y avait pas de tissus de soutien. R. n'avait pas encore la capacité de croissance secondaire (ils n'avaient que des méristèmes apicaux (voir Méristème). Les sporanges sont primitifs, de sphériques (environ 1 mm de diamètre) à oblongs-cylindriques (jusqu'à 12 mm de long), à parois épaisses. Les gamétophytes de R. ne sont pas connus de manière fiable (certains auteurs considèrent les organes horizontaux ressemblant à des rhizomes - les soi-disant rhizomoïdes - comme des gamétophytes).

R. poussait dans des endroits humides et marécageux, ainsi que dans les eaux côtières peu profondes. La division R. comprend une classe, les rhyniopsida (Rhyniopsida), avec deux ordres : les Rhyniales (familles Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) et les Psilophytales (famille des Psilophytaceae). L'ordre des Rhyniales se caractérise par des ramifications dichotomiques et une stèle fine et peu développée. Xylème des trachéides avec des épaississements annulaires. Le représentant le plus ancien de R. est le genre Cooksonia, découvert à l'origine au Pays de Galles dans des gisements de la fin du Silurien (il y a environ 400 millions d'années). Les genres du Dévonien inférieur les plus étudiés sont les rhinia et en partie hornéophytes, dans lesquels le rhizoïde (tiges s'étendant vers le haut, de nombreux rhizoïdes s'étendant vers le bas) a été disséqué en segments tubéreux clairement localisés, dépourvus de tissus conducteurs et constitués entièrement de cellules de parenchyme. On pense qu'au cours du processus d'évolution, les rhizomes de R. ont donné naissance à des racines. Dans les deux genres, la paroi du sporange était multicouche, recouverte d'une cuticule (voir Cuticule). L'hornéophyte est caractérisé par une cavité particulière portant des spores, qui forme un dôme qui recouvre en forme de voûte la colonne centrale de tissu stérile, qui est une continuation du phloème de la tige. En ce sens, l’hornéophyte ressemble à la sphaigne moderne. La famille des rhiniums comprend également le genre Teniokrada, dont de nombreuses espèces formaient des fourrés sous-marins au Dévonien moyen et supérieur. Les genres Hedea et Yaravia du Dévonien inférieur sont parfois classés comme une famille distincte d'Hedeidae. Le genre Sciadophyte du Dévonien inférieur, généralement classé comme une famille distincte des Sciadophytes, est une petite plante constituée d'une rosette de tiges minces simples ou faiblement dichotomisées avec une stèle. L'ordre des Psilophytales est caractérisé par une ramification dichopodiale et une stèle plus fortement développée. Dans le genre le plus célèbre, psilophyte (provenant des gisements du Dévonien inférieur de l'Est du Canada), des branches inégalement développées formaient un faux axe principal de dichopodium avec des branches latérales plus fines : la tige était entourée d'un épiderme cutinisé à stomates ; la surface de la tige était nue ou couverte d'épines de 2 à 2,5 mm de long, dont les extrémités se dilataient en forme de disque, ce qui indiquait probablement leur rôle sécrétoire. Les sporanges s'ouvrent avec une fissure longitudinale. Les genres trimérophyte et pertika du Dévonien inférieur sont proches du psilophyte.

L'étude de la structure des plantes et de leurs relations évolutives revêt une grande importance pour la morphologie évolutive et la phylogénie des plantes supérieures. Apparemment, l'organe original du sporophyte des plantes supérieures était une tige à ramification dichotomique avec des sporanges apicaux ; les racines et les feuilles ont évolué plus tard que le sporange et la tige. Il y a tout lieu de considérer R. comme le groupe ancestral originel dont descendent les bryophytes, les lycophytes, les prêles et les fougères. Selon un autre point de vue, les bryophytes et les lycophytes n'auraient qu'une origine commune avec R.

Lit. : Fondements de la paléontologie. Algues, bryophytes, psilophytes, lycophytes, arthropodes, fougères, M., 1963 ; Traité de paléobotanique, t. 2, Bryophytes. Psilophyta. Lycophyta, P., 1967.

A. L. Takhtadjian.

La planète Terre s'est formée il y a plus de 4,5 milliards d'années. Les premières formes de vie unicellulaires sont apparues il y a environ 3 milliards d’années. Au début, c'était des bactéries. Ils sont classés comme procaryotes car ils ne possèdent pas de noyau cellulaire. Les organismes eucaryotes (ceux qui ont des noyaux dans les cellules) sont apparus plus tard.

Les plantes sont des eucaryotes capables de photosynthèse. Au cours de l'évolution, la photosynthèse est apparue plus tôt que les eucaryotes. A cette époque, il existait chez certaines bactéries. Il s'agissait de bactéries bleu-vert (cyanobactéries). Certains d'entre eux ont survécu jusqu'à ce jour.

Selon l'hypothèse d'évolution la plus courante, la cellule végétale aurait été formée par l'entrée dans une cellule eucaryote hétérotrophe d'une bactérie photosynthétique qui n'aurait pas été digérée. De plus, le processus d'évolution a conduit à l'apparition d'un organisme photosynthétique eucaryote unicellulaire doté de chloroplastes (leurs prédécesseurs). C'est ainsi qu'apparaissent les algues unicellulaires.

L'étape suivante de l'évolution des plantes fut l'émergence d'algues multicellulaires. Ils atteignaient une grande diversité et vivaient exclusivement dans l'eau.

La surface de la Terre n’est pas restée inchangée. Là où la croûte terrestre s'élevait, la terre émergeait progressivement. Les organismes vivants ont dû s'adapter à de nouvelles conditions. Certaines algues anciennes ont progressivement pu s'adapter à un mode de vie terrestre. Au cours de l'évolution, leur structure est devenue plus complexe, des tissus sont apparus, principalement tégumentaires et conducteurs.

Les premières plantes terrestres sont considérées comme des psilophytes, apparues il y a environ 400 millions d'années. Ils n'ont pas survécu jusqu'à ce jour.

Une évolution ultérieure des plantes, associée à la complication de leur structure, a eu lieu sur terre.

A l’époque des psilophytes, le climat était chaud et humide. Les psilophytes poussaient à proximité des plans d’eau. Ils avaient des rhizoïdes (comme des racines) avec lesquels ils s'ancraient dans le sol et absorbaient l'eau. Cependant, ils ne possédaient pas de véritables organes végétatifs (racines, tiges et feuilles). Le mouvement de l’eau et des substances organiques dans toute la plante était assuré par le tissu conducteur émergent.

Plus tard, les fougères et les mousses ont évolué à partir des psilophytes. Ces plantes ont une structure plus complexe, elles ont des tiges et des feuilles et elles sont mieux adaptées à la vie terrestre. Cependant, tout comme les psilophytes, ils restaient dépendants de l’eau. Lors de la reproduction sexuée, pour que les spermatozoïdes atteignent l’ovule, ils ont besoin d’eau. Par conséquent, ils ne pouvaient pas « s’éloigner » des habitats humides.

Au cours de la période carbonifère (il y a environ 300 millions d'années), lorsque le climat était humide, les fougères atteignaient leur aube et bon nombre de leurs formes arborescentes poussaient sur la planète. Plus tard, en s'éteignant, ce sont eux qui formèrent des gisements de charbon.

Lorsque le climat de la Terre a commencé à devenir plus froid et plus sec, les fougères ont commencé à disparaître en masse. Mais certaines de leurs espèces ont donné naissance avant cela à ce qu'on appelle les fougères à graines, qui étaient en fait déjà des gymnospermes. Au cours de l’évolution ultérieure des plantes, les fougères à graines ont disparu, donnant naissance à d’autres gymnospermes. Plus tard, des gymnospermes plus avancés sont apparus - les conifères.

Les premières plantes sur Terre

La pollinisation s'est produite à l'aide du vent. Au lieu de spermatozoïdes (formes mobiles), ils formaient des spermatozoïdes (formes stationnaires), qui étaient délivrés à l'ovule par des formations spéciales de grains de pollen. De plus, les gymnospermes ne produisaient pas de spores, mais des graines contenant une réserve de nutriments.

L'évolution ultérieure des plantes a été marquée par l'apparition des angiospermes (plantes à fleurs). Cela s'est produit il y a environ 130 millions d'années. Et il y a environ 60 millions d’années, ils ont commencé à dominer la Terre. Comparées aux gymnospermes, les plantes à fleurs sont mieux adaptées à la vie terrestre. On peut dire qu'ils ont commencé à utiliser davantage les possibilités de l'environnement. Ainsi, leur pollinisation a commencé à se produire non seulement avec l'aide du vent, mais aussi avec l'aide d'insectes. Cela a augmenté l’efficacité de la pollinisation. Les graines d'angiospermes se trouvent dans les fruits, ce qui leur permet de se propager plus efficacement. De plus, les plantes à fleurs ont une structure tissulaire plus complexe, par exemple dans le système conducteur.

Actuellement, les angiospermes constituent le groupe de plantes le plus nombreux en termes de nombre d'espèces.

Article principal : Fougères

Rhiniophytes est un groupe de plantes disparu. Certains scientifiques les considèrent comme les ancêtres des mousses, des fougères, des prêles et des mousses. D'autres suggèrent que les rhyniophytes ont colonisé les terres en même temps que les mousses.

Les premières plantes terrestres, les rhiniophytes, sont apparues il y a environ 400 millions d'années. Leur corps était constitué de brindilles vertes. Chaque branche se ramifie et se divise en deux parties. Les cellules des rameaux contenaient de la chlorophylle et la photosynthèse avait lieu. Matériel du site http://wikiwhat.ru

Les rhinophytes poussaient dans les endroits humides. Ils étaient attachés au sol par des rhizoïdes - des excroissances à la surface de brindilles situées horizontalement.

Premières plantes terrestres

Aux extrémités des branches se trouvaient des parties porteuses de spores dans lesquelles les spores mûrissaient. Des tissus conducteurs et mécaniques ont déjà commencé à se former chez les rhinophytes. Au cours du processus d'évolution, en raison de l'apparition de changements héréditaires et de la sélection naturelle, du tissu tégumentaire avec des stomates s'est formé à la surface des branches des rhinophytes avec des stomates régulant l'évaporation de l'eau.

Images (photos, dessins)

Matériel du site http://WikiWhat.ru

Sur cette page, vous trouverez du matériel sur les sujets suivants :

• Tissus tégumentaires et mécaniques conducteurs chez les rhinophytes et les fougères

• Diagramme du cycle de vie des Rhionophyta

• Réponse à l'histoire des rhinophytes

• Poster la première plante terrestre

• Quand et de quel groupe d’algues sont apparus les premiers réniophytes ?

Origine et taxonomie des plantes supérieures.

Les plantes supérieures ont probablement évolué à partir d’une sorte d’algue. En témoigne le fait que dans l'histoire géologique du monde végétal, les plantes supérieures ont été précédées par les algues. Les faits suivants soutiennent également cette hypothèse : la similitude du groupe éteint le plus ancien de plantes supérieures - les rhiniophytes - avec les algues, la nature très similaire de leurs ramifications ; similitude dans l'alternance de générations de plantes supérieures et de nombreuses algues ; la présence de flagelles et la capacité de nager de manière indépendante dans les cellules germinales mâles de nombreuses plantes supérieures ; similitudes dans la structure et la fonction des chloroplastes.

On pense que les plantes supérieures proviennent probablement de les algues vertes, eau douce ou eau saumâtre. Ils avaient des gamétanges multicellulaires, une alternance isomorphe de générations dans le cycle de développement.

Les premières plantes terrestres trouvées sous forme fossile furent rhiniophytes(rhinia, hornea, horneophyton, sporogonytes, psilophyte, etc.).

Après avoir atteint la terre ferme, les plantes supérieures se sont développées dans deux directions principales et ont formé deux grandes branches évolutives : haploïde et diploïde.

La branche haploïde de l'évolution des plantes supérieures est représentée par la division bryophyta. Dans le cycle de développement des mousses, le gamétophyte, la génération sexuée (la plante elle-même), prédomine, et le sporophyte, la génération asexuée, est réduit et est représenté par un sporogon en forme de boîte sur une tige.

La deuxième branche évolutive des plantes supérieures est représentée par toutes les autres plantes supérieures.

Le sporophyte dans des conditions terrestres s'est avéré plus viable et adapté à diverses conditions environnementales. Ce groupe de plantes a conquis les terres avec plus de succès.

Actuellement, les plantes supérieures comptent plus de 300 000 espèces. Ils dominent la Terre, l'habitant des territoires arctiques à l'équateur, des tropiques humides aux déserts secs. Ils forment divers types de végétation - forêts, prairies, marécages et remplissent les plans d'eau. Beaucoup d’entre eux atteignent des tailles gigantesques.

Taxonomie des plantes supérieures est une branche de la botanique qui développe une classification naturelle des plantes supérieures basée sur l'étude et l'identification d'unités taxonomiques, et établit des liens familiaux entre elles au cours de leur développement historique. Les concepts les plus importants de la systématique sont les catégories taxonomiques (systématiques) et les taxons.

Evolution des plantes

Selon les règles de la nomenclature botanique, les principales catégories taxonomiques sont : espèce (species), genre (genre), famille (familia), ordre (ordo), classe (classis), département (devisio), royaume (regnum). Si nécessaire, des catégories intermédiaires peuvent être utilisées, par exemple sous-espèce, sous-genre, sous-famille, superordo, superregnum.

Pour les espèces à partir de 1753 - date de publication du livre K. Linné"Espèces végétales" – acceptées noms binomiaux, composé de deux mots latins. Le premier désigne le genre auquel appartient l'espèce, le second - l'épithète spécifique : par exemple, aulne collant - Alnus glutinosa.

Pour les familles de plantes, la terminaison est aceae, pour les ordres - ales, pour les sous-classes - idae, pour les classes - psida, pour les divisions - phyta. Le nom uninominal standard est basé sur le nom d'un genre inclus dans cette famille, cet ordre, cette classe, etc.

La science moderne sur le monde organique divise les organismes vivants en deux superrègnes : les organismes prénucléaires (Procariota) et les organismes nucléaires (Eucariota). Le super-royaume des organismes prénucléaires est représenté par un seul règne - les shotworts (Mychota) avec deux sous-royaumes : les bactéries (Bacteriobionta) et les cyanotea, ou algues bleu-vert (Cyanobionta).

Le super-royaume des organismes nucléaires comprend trois règnes : les animaux (Animalia), les champignons (Mycetalia, Fungi ou Mycota) et les plantes (Vegetabilia ou Plantae).

Le règne animal est divisé en deux sous-règnes : les protozoaires et les animaux multicellulaires (métazoaires).

Le règne fongique est divisé en deux sous-règnes : les champignons inférieurs (Myxobionta) et les champignons supérieurs (Mycobionta).

Le règne végétal comprend trois sous-règnes : écarlate(Rhodobionte), vraies algues(Phycobionta) et plantes supérieures(Embryobionte).

Notre planète n'a pas toujours été verte. Il y a bien longtemps, lorsque la vie commençait à peine, la terre était vide et sans vie : les premières formes ont choisi l'océan mondial comme habitat. Mais peu à peu, la surface de la Terre a également commencé à être développée par diverses créatures. Les premières plantes sur Terre sont également les premiers habitants de la terre. Quels étaient les ancêtres des représentants modernes de la flore ?

Imaginez donc la Terre il y a 420 millions d’années, à une époque appelée période silurienne. Cette date n'a pas été choisie par hasard : c'est à cette époque, estiment les scientifiques, que les plantes ont finalement commencé à conquérir le territoire.

Pour la première fois, les restes de Cooksonia ont été découverts en Écosse (le premier représentant de la flore terrestre porte le nom d'Isabella Cookson, une célèbre paléobotaniste). Mais les scientifiques suggèrent qu’il était répandu partout dans le monde.

Il n'était pas si facile de quitter les eaux de l'océan mondial et de commencer à développer la terre. Pour ce faire, les plantes ont dû littéralement reconstruire tout leur organisme : acquérir une coquille ressemblant à une cuticule, la protégeant du dessèchement, et acquérir des stomates spéciaux, à l'aide desquels il était possible de réguler l'évaporation et d'absorber les substances nécessaires à la vie.

Cooksonia, constituée de fines tiges vertes ne dépassant pas cinq centimètres de hauteur, était considérée comme l'une des plantes les plus développées. Mais l’atmosphère terrestre et ses habitants évoluaient rapidement et le plus ancien représentant de la flore perdait de plus en plus sa place. Pour le moment, la plante est considérée comme éteinte.

Les restes du nématothallus ne ressemblent même pas de loin à des plantes - ils ressemblent davantage à des taches noires informes. Mais malgré son apparence étrange, cette plante a largement devancé ses camarades dans son habitat en termes de développement. Le fait est que la cuticule du nématothalle ressemble déjà davantage aux parties des plantes existantes - elle était constituée de formations rappelant les cellules modernes, c'est pourquoi elle a reçu le nom de pseudocellulaire. Il convient de noter que chez d’autres espèces, cette coquille ressemblait simplement à un film continu.

Nematothallus a donné matière à réflexion au monde scientifique. Certains scientifiques l'attribuaient à des algues rouges, d'autres étaient enclins à penser qu'il s'agissait d'un lichen. Et le mystère de cet organisme ancien n’est pas encore résolu.

Rhinia et presque toutes les autres plantes anciennes à structure vasculaire sont classées comme rhiniophytes. Les représentants de ce groupe n'ont pas grandi sur Terre depuis longtemps. Cependant, ce fait n'empêche pas du tout les scientifiques d'étudier ces créatures vivantes qui dominaient autrefois la terre - de nombreux fossiles trouvés dans de nombreuses régions de la planète nous permettent de juger à la fois de l'apparence et de la structure de ces plantes.

Les rhinoophytes présentent plusieurs caractéristiques importantes qui permettent d'affirmer que ces êtres vivants sont complètement différents de leurs descendants. Premièrement, leur tige n'était pas recouverte d'une écorce molle : des processus ressemblant à des écailles s'y développaient. Deuxièmement, les rhinophytes se reproduisaient exclusivement à l'aide de spores, formées dans des organes spéciaux appelés sporanges.

Mais la différence la plus importante est que ces plantes n’avaient pas de système racinaire en tant que tel. Au lieu de cela, il y avait des formations racinaires couvertes de « poils » - des rhizoïdes, à l'aide desquels les rhinia absorbaient l'eau et les substances nécessaires à la vie.

Cette plante a récemment été considérée comme une représentative du monde animal. Le fait est que ses restes - petits et de forme ronde - ont été initialement confondus avec des œufs de grenouilles ou de poissons, des algues ou même des œufs de scorpions crustacés disparus depuis longtemps. Les parcs découverts en 1891 mettent fin aux idées reçues.

La plante vivait sur notre planète il y a environ 400 millions d'années. Cette époque remonte au début de la période dévonienne.

Les restes de pachyteca, comme les fossiles de parka trouvés, sont de petites boules (la plus grosse découverte a un diamètre de 7 millimètres). On sait assez peu de choses sur cette plante : les scientifiques ont seulement pu établir qu'elle était constituée de tubes disposés radialement et convergeant vers le centre, là où se trouvait le noyau.

Cette plante est une branche sans issue du développement de la flore, en effet, au même titre que les parkas et les rhineries. Il n’a pas été possible d’établir avec certitude quelle a été la motivation de leur émergence et pourquoi ils ont disparu. La seule raison, selon les scientifiques, est le développement de plantes vasculaires, qui ont simplement remplacé leurs cousines moins développées.

Les plantes qui ont pénétré sur terre ont choisi une voie de développement complètement différente. C'est grâce à eux que le monde animal est né et, par conséquent, une forme de vie intelligente est apparue: l'homme. Et qui sait à quoi ressemblerait notre planète aujourd’hui si les Rinias, Parks et Cooksonias n’avaient pas décidé de développer le territoire ?

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