1 naziemne rośliny. Pierwsze rośliny lądowe. Pochodzenie i taksonomia roślin wyższych

W tym artykule omówimy ważny i interesujący temat - powstanie i rozwój świata roślin na planecie. Dziś spacerując po parku w okresie kwitnienia bzu, zbierając grzyby w jesiennym lesie, podlewając domowe kwiaty na parapecie, nalegając na wywar z rumianku podczas choroby, rzadko myślimy o tym, jak wyglądała Ziemia przed pojawieniem się roślin. Jak wyglądał krajobraz w czasach, gdy dopiero wyrastały rośliny jednokomórkowe lub pojawiały się pierwsze słabe rośliny lądowe? Jak wyglądały lasy w paleozoiku i mezozoiku? Wyobraź sobie, że przodkowie tych półmetrowych paproci, które teraz skromnie ukrywają się w cieniu jodeł, osiągnęli wysokość 30 metrów lub więcej 300 milionów lat temu!

Wymieńmy główne etapy powstawania świata żywego.

Pochodzenie życia

1. 3, 7 miliardów Lata temu powstał pierwszy organizmy żywe. Czas ich pojawienia się (w przybliżeniu, z "widłami" liczącymi setki milionów lat) można dziś wywnioskować z utworzonych przez nie osadów. Przez ponad milion lat cyjanobakteria nauczyłem się fotosynteza tlenowa i tak wyhodowane, że stały się winowajcami przesycenia atmosfery tlenem około 2,4 miliarda lat temu - doprowadziło to do wyginięcia organizmów beztlenowych, dla których tlen był trucizną. Żywy świat Ziemi zmienił się radykalnie!

2. 2 miliardylata temu było już inaczej jednokomórkowy zarówno autotrofy, jak i heterotrofy. Te p pierwszy jednokomórkowy nie miał jąder i plastydów - tzw. heterotroficzne prokariota (bakteria). To oni daliimpuls do pojawienia się pierwszego jednokomórkowego rośliny.

3. 1, 8 miliardówlata temu powstały jądrowe organizmy jednokomórkowe,czyli eukarionty, wkrótce (według standardów geologicznych)pojawiły się typowe komórki zwierzęce i roślinne.

Pojawienie się roślin wielokomórkowych

1. Blisko 1, 2 miliardy lat powrót na podstawie jednokomórkowego pochodzeniaglony wielokomórkowe.

2. W tym czasie życie istniało tylko w ciepłych morzach i oceanach, ale żywe organizmy aktywnie rozwijały się i rozwijały - przygotowywały się do rozwoju lądu.

Wyjście roślin na ląd

1. 4 20 milionówlata temu pojawiły się pierwsze rośliny lądowe - mchy oraz psilofity (rhinophytes). Powstały w wielu miejscach na świecie.niezależnie od siebie, z różnych alg wielokomórkowych.Oczywiście na początku opanowali tylko krawędź wybrzeża.

2. psilofity(na przykład, riniya) mieszkał wzdłuż brzegów, w płytkiej wodzie, jak współczesne m turzyce. Były to małe, słabe rośliny, których życie komplikował brak pędów i korzeni.. Zamiast korzeni, które mogą prawidłowo przylegać do gleby, psilofity miały ryzoidy. Górna część psilofitu zawierała zielony pigment i była zdolna do fotosyntezy. Ci pionierzy, odważni najeźdźcy ziemi, wymarli,ale byli w stanie wydać paprocie.

4. mchy - za całą swoją niezwykłość, piękno i wszechobecność w naszych czasach - stały się ślepym zaułkiem gałąź ewolucji. Powstały setki milionów lat temu, nie mogły dać początek żadnym innym grupom roślin.

Pytanie 1. Kiedy pojawiły się pierwsze rośliny lądowe? Jak się nazywali i jakie miały cechy wyróżniające?

Na początku ery paleozoicznej (ery starożytnego życia) rośliny zamieszkują głównie morza, ale po 150-170 milionach lat pojawiają się pierwsze rośliny lądowe - psilofity, zajmujące pośrednią pozycję między glonami a lądowymi roślinami naczyniowymi. Psilofity miały już słabo zróżnicowane tkanki zdolne do przenoszenia wody i substancji organicznych oraz mogły wzmacniać się w glebie, chociaż wciąż brakowało im prawdziwych korzeni (jak również prawdziwych pędów). Takie rośliny mogły istnieć tylko w wilgotnym klimacie, kiedy ustaliły się suche warunki, psilofity zniknęły. Dały jednak początek bardziej przystosowanym roślinom lądowym.

Pytanie 2. W jakim kierunku przebiegała ewolucja roślin na lądzie?

Dalsza ewolucja roślin na lądzie szła w kierunku rozczłonkowania organizmu na narządy i tkanki wegetatywne, usprawnienie układu naczyniowego (zapewnienie szybkiego przemieszczania się wody na dużą wysokość). Rośliny zarodnikowe (skrzypy, widłaki, paprocie) są szeroko rozpowszechnione.

Pytanie 3. Jakie korzyści ewolucyjne daje przejście roślin na reprodukcję nasion?

Przejście na reprodukcję nasion dało roślinom wiele korzyści: zarodek w nasionie jest teraz chroniony przed niekorzystnymi warunkami przez skorupki i dostarczany z pożywieniem. U niektórych nagonasiennych (iglastych) proces rozmnażania płciowego nie jest już związany z wodą. Zapylanie u nagonasiennych odbywa się przez wiatr, a nasiona są wyposażone w przystosowania do rozprzestrzeniania się przez zwierzęta. Wszystko to przyczyniło się do przesiedlenia roślin nasiennych.

Pytanie 4. Opisz faunę paleozoiku.

Świat zwierząt w erze paleozoicznej rozwijał się niezwykle szybko i był reprezentowany przez wiele różnorodnych form. Życie kwitło na morzach. Na samym początku tej ery (570 milionów lat temu) istniały już wszystkie główne typy zwierząt, z wyjątkiem strunowców. Gąbki, korale, szkarłupnie, mięczaki, ogromne drapieżne skorupiaki - to niepełna lista mieszkańców ówczesnych mórz.

Pytanie 5. Jakie są główne aromorfozy w ewolucji kręgowców w paleozoiku.

U kręgowców z ery paleozoicznej można prześledzić szereg aromorfoz. Spośród nich odnotowuje się pojawienie się szczęk u ryb opancerzonych, metodę oddychania płucnego i strukturę płetw u ryb płetwiastych. W późniejszym okresie głównymi aromorfozami w rozwoju kręgowców było pojawienie się wewnętrznego zapłodnienia i wytworzenie się szeregu skorupek jajowych chroniących zarodek przed wysychaniem, powikłaniem budowy serca i płuc oraz rogowaceniem skóry. Te głębokie zmiany doprowadziły do ​​powstania klasy gadów.

Pytanie 6. Jakie warunki środowiskowe i cechy strukturalne kręgowców stanowiły warunki wstępne dla ich wyjścia na ląd?

Większość ziemi była martwą pustynią. Wzdłuż brzegów zbiorników słodkowodnych w gęstych zaroślach roślinnych żyły pierścienice i stawonogi. Klimat jest suchy, z ostrymi wahaniami temperatury w ciągu dnia i sezonowo. Poziom wody w rzekach i zbiornikach często się zmieniał. Wiele zbiorników całkowicie wyschło i zamarzło zimą. Gdy zbiorniki wodne wyschły, obumarła roślinność wodna i gromadziły się resztki roślinne. Ich rozkład pochłaniał tlen rozpuszczony w wodzie. Wszystko to stworzyło bardzo niekorzystne środowisko dla ryb. W tych warunkach tylko oddychanie powietrzem atmosferycznym mogłoby ich uratować.

Pytanie 7. Dlaczego płazy okresu karbońskiego osiągnęły dobrobyt biologiczny?

Gady (gady) nabyły pewne właściwości, które pozwoliły im ostatecznie zerwać połączenie z siedliskiem wodnym. Zapłodnienie wewnętrzne i akumulacja żółtka w jaju umożliwiły reprodukcję i rozwój zarodka na lądzie. Keratynizacja skóry i bardziej złożona budowa nerki przyczyniły się do gwałtownego zmniejszenia utraty wody przez organizm iw efekcie do jej szerokiego rozmieszczenia. Wygląd klatki piersiowej zapewniał wydajniejszy rodzaj oddychania niż u płazów – ssanie. Brak konkurencji spowodował szerokie rozmieszczenie gadów na lądzie i powrót niektórych z nich – ichtiozaurów – do środowiska wodnego.

Pytanie 8. Podsumuj informacje uzyskane z tego akapitu w jednej tabeli „Ewolucja flory i fauny w erze paleozoicznej”.

Pytanie 9. Podaj przykłady związku między ewolucyjnymi przemianami roślin i zwierząt w paleozoiku.

W paleozoiku narządy rozmnażania i zapłodnienia krzyżowego u roślin okrytonasiennych poprawiały się równolegle z ewolucją owadów;

Pytanie 10. Czy można argumentować, że aromorfozy opierają się na idioadaptacji – prywatnych adaptacjach do określonych warunków środowiskowych? Daj przykłady.

Aromorfozy rzeczywiście opierają się na szczególnych adaptacjach do określonych warunków środowiskowych. przykładem tego jest pojawienie się nagonasiennych w wyniku zmian klimatycznych - zrobiło się cieplej i bardziej wilgotno. U zwierząt takim przykładem jest pojawienie się parzystych kończyn w wyniku pogorszenia warunków siedliskowych i późniejszego dostępu do ziemi.

stadium kiełkowania rośliny nasiennej, która powstaje w procesie rozmnażania płciowego i służy do zasiedlenia. Wewnątrz nasienia znajduje się zarodek składający się z korzenia embrionalnego, łodygi i jednego lub dwóch liści lub liścieni. Rośliny kwitnące dzieli się na dwuliścienne i jednoliścienne w zależności od liczby liścieni. U niektórych gatunków, takich jak storczyki, poszczególne części zarodka nie różnicują się i zaczynają tworzyć się z określonych komórek natychmiast po wykiełkowaniu.

Typowe nasiono zawiera zapas składników odżywczych dla zarodka, który przez pewien czas będzie musiał rosnąć bez światła potrzebnego do fotosyntezy. Ta rezerwa może zajmować większość nasion, a czasami znajduje się wewnątrz samego zarodka - w liścieniach (na przykład w grochu lub fasoli); wtedy są duże, mięsiste i określają ogólny kształt nasion. Kiedy nasiona wykiełkują, można je wyjąć z ziemi na wydłużonej łodydze i stać się pierwszymi fotosyntetycznymi liśćmi młodej rośliny. U jednoliściennych (np. pszenicy i kukurydzy) zaopatrzenie w pokarm to tzw. bielmo jest zawsze oddzielone od zarodka. Dobrze znana mąka to mielone bielmo zbóż.

W okrytozalążkowych nasiona rozwija się z zalążka - niewielkie zgrubienie na wewnętrznej ścianie jajnika, tj. dno słupka znajdującego się pośrodku kwiatu. Jajnik może zawierać od jednego do kilku tysięcy zalążków.

Każdy z nich zawiera jajko. Jeśli w wyniku zapylania zostanie zapłodniony przez plemnik, który wnika do jajnika z ziarna pyłku, zalążek rozwija się w nasienie. Rośnie, a jego skorupa gęstnieje i zamienia się w dwuwarstwową okrywę nasienną. Jego warstwa wewnętrzna jest bezbarwna, śluzowata i silnie pęcznieje, wchłaniając wodę. Przyda się to później, gdy rosnący zarodek będzie musiał przebić się przez okrywę nasienną. Warstwa zewnętrzna może być tłusta, miękka, cienka, twarda, papierowa, a nawet drzewna. Na skórce nasiennej tzw. wnęka - obszar, przez który nasienie zostało połączone z szypułką, która przymocowała je do organizmu rodzicielskiego.

Ziarno jest podstawą istnienia współczesnej flory i fauny. Bez nasion nie byłoby na planecie iglastej tajgi, lasów liściastych, kwitnących łąk, stepów, pól zbożowych, nie byłoby ptaków i mrówek, pszczół i motyli, ludzi i innych ssaków. Wszystko to pojawiło się dopiero po tym, jak rośliny w toku ewolucji miały nasiona, w których życie może, nie deklarując się w żaden sposób, zachować przez tygodnie, miesiące, a nawet przez wiele lat. Miniaturowy zarodek rośliny w nasionach jest zdolny do przemieszczania się na duże odległości; nie jest przywiązany do ziemi korzeniami, jak jego rodzice; nie potrzebuje wody ani tlenu; czeka na skrzydłach, aby dostać się do odpowiedniego miejsca i czekać na sprzyjające warunki, aby rozpocząć rozwój, który nazywa się kiełkowaniem nasion.

Ewolucja nasion.

Przez setki milionów lat życie na Ziemi obywało się bez nasion, tak jak dzieje się bez nich teraz na dwóch trzecich powierzchni planety pokrytej wodą. Życie powstało w morzu, a pierwsze rośliny, które podbiły ląd, wciąż były bez nasion, ale dopiero pojawienie się nasion pozwoliło organizmom fotosyntetycznym w pełni opanować dla nich to nowe środowisko.

Pierwsze rośliny lądowe.

Wśród dużych organizmów pierwszą próbę zdobycia przyczółka na lądzie podjęły najprawdopodobniej makrofity morskie – glony, które podczas odpływu znalazły się na kamieniach rozgrzanych przez słońce. Rozmnażały się przez zarodniki - jednokomórkowe struktury rozproszone przez organizm macierzysty i zdolne do przekształcenia się w nową roślinę. Zarodniki glonów otoczone są cienkimi skorupkami, więc nie tolerują suszenia. Pod wodą taka ochrona wystarczy. Zarodniki są tam przenoszone przez prądy, a ponieważ temperatura wody jest stosunkowo niewielka, nie trzeba długo czekać na sprzyjające warunki do kiełkowania.

Pierwsze rośliny lądowe również rozmnażały się przez zarodniki, ale obowiązkowa zmiana pokoleń była już utrwalona w ich cyklu życiowym. Zawarty w nim proces seksualny zapewniał połączenie cech dziedzicznych rodziców, w wyniku czego potomstwo łączyło zalety każdego z nich, stając się większe, trwalsze i doskonalsze w budowie. Na pewnym etapie tak postępująca ewolucja doprowadziła do pojawienia się wątrobowców, mchów, widłaków, paproci i skrzypów, które już całkowicie opuściły zbiorniki na lądzie. Jednak rozmnażanie zarodników nie pozwoliło im jeszcze rozprzestrzenić się poza podmokłe miejsca z wilgotnym i ciepłym powietrzem.

Rośliny zarodnikowe okresu karbońskiego.

Na tym etapie rozwoju Ziemi (około 250 milionów lat temu) wśród paproci i lycopsydów pojawiły się gigantyczne formy z częściowo zdrewniałymi pniami. Skrzypy nie ustępowały im wielkością, których wydrążone łodygi pokryte były zieloną korą nasączoną krzemionką. Gdziekolwiek pojawiły się rośliny, podążały za nimi zwierzęta, opanowując nowe typy siedlisk. W wilgotnym zmierzchu węglowej dżungli żyło wiele dużych owadów (do 30 cm długości), olbrzymich stonóg, pająków i skorpionów, płazów wyglądających jak wielkie krokodyle i salamandry. Były tam ważki o rozpiętości skrzydeł 74 cm i karaluchy o długości 10 cm.

Paprocie drzewiaste, widłaki i skrzypy posiadały wszystkie cechy niezbędne do życia na lądzie, z wyjątkiem jednego – nie tworzyły nasion. Ich korzenie skutecznie wchłaniały wodę i sole mineralne, układ naczyniowy pni niezawodnie przenosił substancje niezbędne do życia do wszystkich narządów, a liście aktywnie syntetyzowały substancje organiczne. Nawet zarodniki poprawiły się i uzyskały mocną celulozową otoczkę. Nie boją się wysychania, są przenoszone przez wiatr na znaczne odległości i nie mogą wykiełkować od razu, ale po pewnym okresie uśpienia (tzw. zarodniki uśpione). Jednak nawet najdoskonalszy zarodnik jest formacją jednokomórkową; w przeciwieństwie do nasion szybko wysycha i nie zawiera zapasu składników odżywczych, przez co nie jest w stanie długo czekać na sprzyjające warunki do rozwoju. Jednak powstawanie zarodników spoczynkowych było ważnym kamieniem milowym na drodze do wysiewu roślin.

Przez wiele milionów lat klimat na naszej planecie pozostawał ciepły i wilgotny, ale ewolucja na żyznych bagnach węglowych nie ustała. Drzewopodobne rośliny zarodnikowe jako pierwsze rozwinęły prymitywne formy prawdziwych nasion. Pojawiły się paprocie nasienne, lycopsydy (słynni przedstawiciele rodzaju Lepidodendron- w języku greckim nazwa ta oznacza „drzewo łuskowate”) i kordaity o litych, zdrewniałych pniach.

Chociaż istnieje niewiele skamielin tych organizmów, które żyły setki milionów lat temu, wiadomo, że paprocie nasienne podobne do drzew istniały jeszcze przed karbońskiem. Wiosną 1869 r. potok Skohary w Catskills w stanie Nowy Jork został mocno zalany. Powódź zmiotła mosty, powaliła drzewa i mocno zmyła brzeg w pobliżu wioski Gilboa. Ten incydent zostałby dawno zapomniany, gdyby spadająca woda nie odsłoniła przed obserwatorami imponującej kolekcji dziwnych pniaków. Ich podstawy znacznie się poszerzyły, podobnie jak u drzew bagiennych, średnica sięgała 1,2 m, a ich wiek wynosił 300 milionów lat. Szczegóły struktury kory były dobrze zachowane, w pobliżu rozrzucone były fragmenty gałęzi i liści. Oczywiście wszystko to, łącznie z mułem, z którego wyrosły kikuty, było skamieniałe. Geolodzy datowali skamieliny na górny dewon, prekarboński, i ustalili, że odpowiadają one paprociom drzewiastym. Przez następne pięćdziesiąt lat tylko paleobotaniści pamiętali znalezisko, a potem wioska Gilboa przedstawiła kolejną niespodziankę. Wraz ze skamieniałymi pniami pradawnych paproci odkryto tym razem ich gałęzie z prawdziwymi nasionami. Teraz te wymarłe drzewa należą do rodzaju Eospermatopteris, co tłumaczy się jako „paproć z nasion świtu”. („świt”, ponieważ mówimy o najwcześniejszych roślinach nasiennych na Ziemi).

Legendarny okres karboński zakończył się, gdy procesy geologiczne skomplikowały rzeźbę planety, miażdżąc jej powierzchnię w fałdy i rozczłonkowując ją pasmami górskimi. Bagna nizinne zostały pogrzebane pod grubą warstwą skał osadowych zmytych ze zboczy. Kontynenty zmieniły swój kształt, wypychając morze i zbaczając prądy oceaniczne z poprzedniego kursu, miejscami zaczęły rosnąć czapy lodowe, a czerwony piasek pokrył ogromne połacie lądu. Paprocie olbrzymie, widłaki i skrzypy wymarły: ich zarodniki nie były przystosowane do ostrzejszego klimatu, a próba przestawienia się na rozmnażanie przez nasiona okazała się zbyt słaba i niepewna.

Pierwsze prawdziwe rośliny nasienne.

Lasy węglowe wyginęły i zostały pokryte nowymi warstwami piasku i gliny, ale niektóre drzewa przetrwały, tworząc uskrzydlone nasiona o mocnej muszli. Takie nasiona mogłyby rozprzestrzeniać się szybciej, dłużej, a zatem na większe odległości. Wszystko to zwiększało ich szanse na znalezienie sprzyjających warunków do kiełkowania lub czekanie na ich przybycie.

Nasiona miały zrewolucjonizować życie na Ziemi na początku ery mezozoicznej. Do tego czasu dwa rodzaje drzew, sagowce i miłorzęby uniknęły smutnego losu innej roślinności karbońskiej. Grupy te zaczęły wspólnie zaludniać kontynenty mezozoiczne. Nie napotykając konkurencji, rozprzestrzeniły się od Grenlandii po Antarktydę, sprawiając, że pokrywa roślinna naszej planety jest prawie jednorodna. Ich uskrzydlone nasiona wędrowały przez górskie doliny, przelatywały nad martwymi skałami, wyrastały w piaszczystych łachach między skałami i na aluwialnym żwirze. Prawdopodobnie małe mchy i paprocie, które przetrwały zmiany klimatyczne na planecie na dnie wąwozów, w cieniu klifów i wzdłuż brzegów jezior, pomogły im odkrywać nowe miejsca. Nawozili glebę swoimi organicznymi szczątkami, przygotowując jej żyzną warstwę do osiedlenia się większych gatunków.

Pasma górskie i rozległe równiny pozostały nagie. Dwa rodzaje „pionierskich” drzew o uskrzydlonych nasionach, które rozprzestrzeniły się po całej planecie, zostały przywiązane do wilgotnych miejsc, ponieważ ich jaja zostały zapłodnione przez wiciowce, aktywnie pływające plemniki, takie jak mchy i paprocie.

Wiele roślin zarodnikowych tworzy zarodniki różnej wielkości - duże megaspory, z których powstają żeńskie gamety, oraz małe mikrospory, podczas których podziału powstają ruchliwe plemniki. Aby zapłodnić jajko, muszą do niego podpłynąć przez wodę - wystarczy kropla deszczu i rosy.

U sagowców i miłorzębów megaspory nie są rozpraszane przez roślinę rodzicielską, ale pozostają na niej, zamieniając się w nasiona, jednak plemniki są ruchliwe, więc do zapłodnienia potrzebna jest wilgoć. Zewnętrzna budowa tych roślin, a zwłaszcza ich liści, również zbliża je do przypominających paprocie przodków. Zachowanie starożytnej metody nawożenia przez unoszące się w wodzie plemniki spowodowało, że pomimo stosunkowo wytrzymałych nasion, przedłużająca się susza pozostawała dla tych roślin problemem nie do pokonania, a podbój ziemi został wstrzymany.

Przyszłość roślinności lądowej zapewniły drzewa innego typu, rosnące wśród sagowców i miłorzębów, ale pozbawione wiciowców. Były to araukaria (rodzaj Araukaria), iglastych potomków serc karbońskich. W erze sagowców araukaria zaczęła tworzyć ogromne ilości mikroskopijnych ziaren pyłku, odpowiadających mikrosporom, ale suchych i gęstych. Zostały przeniesione przez wiatr do megaspor, a dokładniej do zalążków utworzonych z nich z jajami i kiełkowały za pomocą łagiewek pyłkowych, które dostarczały nieruchome plemniki do gamet żeńskich.

W ten sposób na świecie pojawił się pyłek. Zapotrzebowanie na wodę do nawożenia zniknęło, a rośliny wkroczyły na nowy etap ewolucyjny. Powstawanie pyłku doprowadziło do ogromnego wzrostu liczby nasion rozwijających się na każdym pojedynczym drzewie, a w konsekwencji do szybkiego rozprzestrzeniania się tych roślin. Starożytne araukaria miały również metodę osadnictwa, zachowaną w nowoczesnych drzewach iglastych za pomocą twardych uskrzydlonych nasion, łatwo przenoszonych przez wiatr. Tak więc pojawiły się pierwsze drzewa iglaste, az czasem znane gatunki z rodziny sosnowej.

Sosna produkuje dwa rodzaje szyszek. Męska długość ok. O średnicy 2,5 cm i 6 mm są zgrupowane na końcach najwyższych gałęzi, często w pęczkach po dziesięć lub więcej, tak że duże drzewo może mieć ich kilka tysięcy. Rozrzucają pyłki, obsypując wszystko żółtym proszkiem. Szyszki żeńskie są większe i rosną na drzewie poniżej męskich. Każda z ich łusek przypomina kształtem szufelkę - szeroką na zewnątrz i zwężającą się ku podstawie, za pomocą której jest przymocowana do zdrewniałej osi szyszki. W górnej części łuski, bliżej tej osi, znajdują się otwarcie dwa megaspory, czekające na zapylenie i zapłodnienie. Ziarna pyłku niesione przez wiatr wlatują do szyszek żeńskich, zwijają łuski do zalążków i wchodzą z nimi w kontakt, co jest niezbędne do zapłodnienia.

Sagowce i miłorzęby nie mogły konkurować z bardziej zaawansowanymi drzewami iglastymi, które skutecznie rozpraszając pyłek i uskrzydlone nasiona, nie tylko je wypchnęły, ale też opanowały nowe, niedostępne wcześniej zakątki lądu. Pierwszymi iglastymi dominantami stały się Taxodiaceae (obecnie są to w szczególności sekwoje i cyprysy bagienne). Rozprzestrzeniając się na cały świat, te piękne drzewa po raz ostatni pokryły wszystkie części świata jednolitą roślinnością: ich szczątki znajdują się w Europie, Ameryce Północnej, Syberii, Chinach, Grenlandii, Alasce i Japonii.

Rośliny kwitnące i ich nasiona.

Drzewa iglaste, sagowce i miłorzęby należą do tzw. nagonasienne. Oznacza to, że ich zalążki znajdują się otwarcie na łuskach nasiennych. Rośliny kwitnące stanowią dział okrytozalążkowych: ich zalążki i wyrastające z nich nasiona są ukryte przed środowiskiem zewnętrznym w rozszerzonej podstawie słupka, zwanej jajnikiem.

W rezultacie ziarno pyłku nie może bezpośrednio dotrzeć do zalążka. Do fuzji gamet i rozwoju nasion potrzebna jest zupełnie nowa struktura rośliny - kwiat. Jego część męską reprezentują pręciki, część żeńską – słupki. Mogą być w tym samym kwiatku lub w różnych kwiatach, nawet na różnych roślinach, które w tym drugim przypadku nazywane są dwupiennymi. Do gatunków dwupiennych należą m.in. jesiony, ostrokrzewy, topole, wierzby, palmy daktylowe.

Aby nastąpiło zapłodnienie, ziarno pyłku musi wylądować na szczycie słupka – lepkim, czasem pierzastym piętnie – i przylgnąć do niego. Piętno uwalnia chemikalia, pod wpływem których kiełkuje ziarno pyłku: żywa protoplazma, wyłaniając się spod twardej skorupy, tworzy długą łagiewkę pyłkową, która wnika w znamię, rozprzestrzenia się dalej w głąb słupka wzdłuż jego wydłużonej części (kolumny) i ostatecznie dociera do jajnika z zalążkami. Pod wpływem chemicznych atraktantów jądro męskiej gamety przemieszcza się wzdłuż łagiewki pyłkowej do zalążka, wnika w nią przez maleńki otwór (mikropyle) i łączy się z jądrem jaja. Tak zachodzi nawożenie.

Następnie nasiona zaczynają się rozwijać - w wilgotnym środowisku, obficie zaopatrzonym w składniki odżywcze, chronionym przez ściany jajnika przed wpływami zewnętrznymi. Równoległe przemiany ewolucyjne znane są również w świecie zwierząt: zapłodnienie zewnętrzne, typowe np. dla ryb, zostaje zastąpione zapłodnieniem wewnętrznym na lądzie, a zarodek ssaków nie powstaje w jajach złożonych w środowisku zewnętrznym, jak np. u typowych gadów, ale wewnątrz macicy. Izolacja rozwijającego się nasienia od obcych wpływów pozwoliła roślinom kwitnącym śmiało „eksperymentować” z jego kształtem i strukturą, a to z kolei doprowadziło do lawinowego pojawienia się nowych form roślin lądowych, których różnorodność zaczęła wzrost w niespotykanym dotąd tempie w poprzednich epokach.

Kontrast z nagonasiennymi jest oczywisty. Ich „nagie” nasiona leżące na powierzchni łusek, niezależnie od rodzaju rośliny, są w przybliżeniu takie same: w kształcie łzy, pokryte twardą skórką, do której czasami przymocowane jest płaskie skrzydło, utworzone przez komórki otaczające nasionko. Nic dziwnego, że przez wiele milionów lat forma nagonasiennych pozostała bardzo konserwatywna: sosny, świerki, jodły, cedry, cisy, cyprysy są do siebie bardzo podobne. To prawda, że ​​​​na jałowcach nasiona cisa i miłorzębu można pomylić z jagodami, ale nie zmienia to ogólnego obrazu - skrajna jednolitość ogólnego planu budowy nagonasiennych, wielkość, rodzaj i kolor ich nasion w porównaniu z ogromne bogactwo form kwitnących.

Pomimo niedostatku informacji o pierwszych etapach ewolucji roślin okrytozalążkowych uważa się, że pojawiły się one pod koniec ery mezozoicznej, która zakończyła się około 65 milionów lat temu, a na początku ery kenozoicznej podbiły już świat . Najstarszy znany nauce rodzaj kwitnienia - Claytonia. Jego skamieniałości znaleziono na Grenlandii i Sardynii, czyli prawdopodobnie jeszcze 155 milionów lat temu był tak samo rozpowszechniony jak sagowce. Liście w Claytonia palmately złożone, jak w obecnych kasztanach i łubinach, a owoce są jagodowe o średnicy 0,5 cm na końcu cienkiej szypułki. Być może te rośliny były koloru brązowego lub zielonego. Jasne kolory kwiatów i owoców okrytozalążkowych pojawiły się później, odpowiadając ewolucji owadów i innych zwierząt, które miały przyciągnąć. jagoda Claytonia czteroziarnisty; można na nim dostrzec coś, co przypomina resztki piętna.

Oprócz niezwykle rzadkich szczątków kopalnych, niezwykłe współczesne rośliny, zgrupowane w kolejności Gnetales, dają pewien wgląd w pierwsze rośliny kwitnące. Jednym z ich przedstawicieli jest drzewo iglaste (rodzaj Efedryna), spotykany zwłaszcza na pustyniach południowo-zachodnich Stanów Zjednoczonych; na zewnątrz wygląda jak kilka bezlistnych prętów wystających z grubej łodygi. Innym rodzajem jest velvichia ( Welwitschia) rośnie na pustyni u południowo-zachodnich wybrzeży Afryki, a trzeci to gnetum ( Gnetum) to niski krzew w tropikach indyjskich i malajskich. Te trzy rodzaje można uznać za „żywe skamieniałości”, pokazujące możliwe ścieżki przekształcenia nagonasiennych w okrytozalążkowe. Szyszki drzew iglastych zewnętrznie przypominają kwiaty: ich łuski są podzielone na dwie części, przypominające płatki. Velvichia ma tylko dwa szerokie, przypominające wstążkę liście o długości do 3 m, zupełnie inne od igieł iglastych. Nasiona Gnetum są zaopatrzone w dodatkową łupinę, dzięki czemu wyglądają jak pestkowce okrytozalążkowe. Wiadomo, że okrytozalążkowe różnią się od nagonasiennych budową drewna. Wśród oprawców łączy cechy obu grup.

Rozsiewanie nasion.

Żywotność i różnorodność świata roślin zależą od zdolności gatunków do rozprzestrzeniania się. Roślina rodzicielska przez całe życie zakorzeniona jest w jednym miejscu, dlatego jej potomstwo musi znaleźć inne. Zadanie stworzenia nowej przestrzeni zostało powierzone nasionom.

Po pierwsze, pyłek musi wylądować na słupku kwiatu tego samego gatunku, tj. musi nastąpić zapylanie. Po drugie, łagiewka pyłkowa musi dotrzeć do zalążka, gdzie łączą się jądra gamet męskich i żeńskich. Wreszcie dojrzałe nasiona muszą opuścić roślinę rodzicielską. Prawdopodobieństwo, że ziarno wykiełkuje i zakorzeni się w nowym miejscu, wynosi zaledwie ułamek procenta, więc rośliny zmuszone są polegać na prawie wielkich liczb i rozsiewać jak najwięcej nasion. Ostatni parametr jest generalnie odwrotnie proporcjonalny do ich szans na przeżycie. Porównajmy na przykład palmę kokosową i orchidee. Palma kokosowa ma największe nasiona w świecie roślin. Potrafią pływać w oceanach w nieskończoność, aż fale wyrzucą je na miękki nadmorski piasek, gdzie rywalizacja sadzonek z innymi roślinami będzie znacznie słabsza niż w lesie. W efekcie szanse na zadomowienie się dla każdego z nich są dość duże, a jedna dojrzała palma, bez zagrożenia dla gatunku, zwykle wydaje zaledwie kilkadziesiąt nasion rocznie. Z drugiej strony storczyki mają najmniejsze nasiona na świecie; w lasach tropikalnych przenoszone są przez słabe prądy powietrza wśród wysokich koron i kiełkują w wilgotnych szczelinach kory na gałęziach drzew. Sytuację komplikuje fakt, że na tych gałęziach muszą znaleźć specjalny rodzaj grzyba, bez którego kiełkowanie jest niemożliwe: małe nasiona storczyków nie zawierają zapasów składników odżywczych i w pierwszych stadiach rozwoju sadzonek otrzymują je od grzyba. Nic dziwnego, że w jednym owocu miniaturowej orchidei znajduje się kilka tysięcy tych nasion.

Rośliny okrytozalążkowe nie ograniczają się do wytwarzania różnych nasion w wyniku zapłodnienia: jajniki, a czasem inne części kwiatów rozwijają się w unikalne struktury zawierające nasiona - owoce. Jajnik może zmienić się w zieloną fasolkę, która chroni nasiona, dopóki nie dojrzeją, w twardego orzecha kokosowego, który może odbyć długie morskie podróże, w soczyste jabłko, które zwierzę zje w odosobnionym miejscu, używając miąższu, ale nie nasion. Jagody i pestkowce to ulubiony przysmak ptaków: nasiona tych owoców nie są trawione w jelitach i wraz z odchodami wpadają do gleby, czasami wiele kilometrów od rośliny macierzystej. Owoce są uskrzydlone i puszyste, a forma przydatków zwiększających lotność jest znacznie bardziej zróżnicowana niż w przypadku nasion sosny. Skrzydło owocu jesionu przypomina wiosło, u wiązu rondo kapelusza, w klonie sparowane owoce - muchówki - przypominają szybujące ptaki, w ailanthus skrzydła owocu są skręcone pod kątem do siebie inne, tworząc jakby śmigło.

Adaptacje te pozwalają roślinom kwitnącym na bardzo efektywne wykorzystanie czynników zewnętrznych do rozsiewania nasion. Jednak niektóre gatunki nie liczą na pomoc z zewnątrz. Tak więc owoce drażliwego są rodzajem katapulty. Pelargonie wykorzystują podobny mechanizm. Wewnątrz ich długich owoców przechodzi pręt, do którego przymocowane są na razie proste i połączone ze sobą zawory - trzymają się mocno od góry, słabo od dołu. Gdy dojrzeje, dolne końce zastawek odsuwają się od podstawy, ostro skręcają w kierunku górnej części pręta i rozrzucają nasiona. W dobrze znanym w Ameryce krzewie ceanothus jajnik zamienia się w jagodę, podobną strukturą do bomby zegarowej. Ciśnienie soku w środku jest tak wysokie, że po dojrzewaniu promienie słoneczne na tyle ciepłe, że jego nasiona rozproszą się jak żywe odłamki we wszystkich kierunkach. Pudełka zwykłych fiołków po wyschnięciu pękają i rozrzucają wokół siebie nasiona. Owoce Hamamelis działają jak haubica: aby nasiona opadły dalej, wystrzeliwują je pod dużym kątem do horyzontu. W dziewiczym rdescie, w miejscu, w którym nasiona są przyczepione do rośliny, tworzy się struktura przypominająca sprężynę, która odrzuca dojrzałe nasiona. W szczawiku muszle owocu najpierw pęcznieją, a następnie pękają i kurczą się tak gwałtownie, że nasiona wylatują przez pęknięcia. Arceutobium jest malutkie, ze względu na ciśnienie hydrauliczne wewnątrz jagód, wypycha z nich nasiona jak miniaturowe torpedy.

Żywotność nasion.

Zarodki wielu nasion są zaopatrzone w składniki odżywcze i nie wysychają pod hermetyczną skorupką, dzięki czemu mogą czekać na sprzyjające warunki przez wiele miesięcy, a nawet lat: w koniczynie słodkiej i lucernie - 20 lat, w innych roślinach strączkowych - więcej powyżej 75, w pszenicy, jęczmieniu i owsie - do dziesięciu. Nasiona chwastów wyróżniają się dobrą żywotnością: w szczawiu kędzierzawym, dziewannie, gorczycy czarnej i rdestku pieprzowym kiełkują po leżeniu w ziemi przez pół wieku. Uważa się, że na 1 ha zwykłej gleby rolnej zakopuje się 1,5 tony nasion chwastów, które tylko czekają na możliwość zbliżenia się do powierzchni i kiełkowania. Nasiona Cassia i lotosu zachowują żywotność przez wieki. Rekord pod względem żywotności nadal utrzymuje nasiona lotosu orzechowego, odkrytego kilka lat temu w mule dennym jednego z wyschniętych jezior w Mandżurii. Ustalono metodą radiowęglową, że ich wiek wynosi 1040 ± 120 lat.

Pierwsze rośliny i zwierzęta lądowe

GDZIE POWSTAŁO ŻYCIE Życie powstało w wodzie. Tutaj pojawiły się pierwsze rośliny - glony. Jednak w pewnym momencie pojawiła się ziemia, którą trzeba było zasiedlić. Pionierami wśród zwierząt były ryby płetwiaste. A wśród roślin?

JAK WYGLĄDAŁY PIERWSZE ROŚLINY Dawno, dawno temu naszą planetę zamieszkiwały rośliny, które miały tylko łodygę. Zostały przymocowane do ziemi specjalnymi wyrostkami - ryzoidami. Były to pierwsze rośliny, które dotarły na ląd. Naukowcy nazywają je psilofitami. To jest łacińskie słowo. W tłumaczeniu oznacza to „nagie rośliny”. Psilofity naprawdę wyglądały na „nagie”. Miały tylko rozgałęzione łodygi z wyrostkami kulek, w których przechowywano zarodniki. Są bardzo podobne do „obcych roślin”, które są przedstawione na ilustracjach do fantastycznych historii. Psilofity stały się pierwszymi roślinami lądowymi, ale żyły tylko na terenach podmokłych, ponieważ nie miały korzenia i nie mogły wydobywać wody i składników odżywczych z gleby. Naukowcy uważają, że kiedyś te rośliny stworzyły ogromne dywany na gołej powierzchni planety. Były zarówno małe, jak i bardzo duże rośliny, wyższe od ludzkiego wzrostu.

PIERWSZE ZWIERZĘTA NA ZIEMI Najstarsze ślady życia zwierzęcego na Ziemi pochodzą sprzed miliarda lat, ale najstarsze skamieliny samych zwierząt mają około 600 milionów lat i pochodzą z okresu Wandów. Pierwsze zwierzęta, które pojawiły się na Ziemi w wyniku ewolucji, były mikroskopijnie małe i miękkie. Żyli na dnie morskim lub w mule dennym. Takich stworzeń trudno było skamieniać, a jedyną wskazówką do zagadki ich istnienia są ślady pośrednie, takie jak pozostałości nor czy korytarzy. Ale pomimo swoich niewielkich rozmiarów, te najstarsze zwierzęta były odporne i dały początek pierwszym znanym zwierzętom na Ziemi - faunie Ediacaran.

Ewolucja życia na Ziemi rozpoczęła się wraz z pojawieniem się pierwszej żywej istoty – około 3,7 miliarda lat temu – i trwa do dziś. Podobieństwo między wszystkimi organizmami wskazuje na obecność wspólnego przodka, od którego wywodziły się wszystkie inne żywe istoty.

WSZYSTKO

psilophyta (Psilophyta), najstarsza i prymitywna wymarła grupa (dział) roślin wyższych. Charakteryzowały się one wierzchołkowym układem zarodni (patrz Sporangium) i równozarodników, brakiem korzeni i liści, rozgałęzieniami dychotomicznymi lub dichopodialnymi (pseudomonopodialnymi) oraz prymitywną strukturą anatomiczną. System przewodzący to typowa Protostele. Protoksylem znajdował się w centrum ksylemu; metaksylem składał się z tchawicy z pierścieniowymi lub (rzadko) łuskowatymi zgrubieniami. Brakowało tkanek podtrzymujących. R. nie posiadał jeszcze zdolności do wzrostu wtórnego (mieli tylko merystemy wierzchołkowe). Zarodnie są prymitywne, od kulistych (około 1 mm średnicy) do podłużno-cylindrycznych (do 12 mm długości), grubościennych. Gametofity R. nie są wiarygodnie poznane (niektórzy autorzy za gametofity uważają narządy kłączowe poziome, tzw. kłącza).

R. rosła w miejscach wilgotnych i bagiennych, a także w płytkich wodach przybrzeżnych. Oddział R. obejmuje jedną klasę - rhyniopsida (Rhyniopsida) z dwoma rzędami - Rhyniales (rodziny Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) i Psilophytales (rodzina Psilophytaceae). Rząd Rhyniales charakteryzuje się rozgałęzieniami dychotomicznymi i cienką, słabo rozwiniętą stelą. Ksylem tchawicy z pierścieniowatymi zgrubieniami. Najstarszym przedstawicielem R. jest rodzaj Cooksonia, pierwotnie odkryty w Walii w osadach końca okresu syluru (około 400 mln lat temu). Najpełniej zbadane są rodzaje dolnego dewonu - rynia i częściowo horneofit, w którym kłącze (łodygi odeszły od niego w górę, liczne w dół) dzieliło się na wyraźnie ułożone odcinki bulwiaste, pozbawione tkanek przewodzących i składało się w całości z komórek miąższowych. Uważa się, że w toku ewolucji kłącza R. dały początek korzeniom. W obu rodzajach ściana zarodni była wielowarstwowa, pokryta naskórkiem (patrz Cuticle). Horneofit charakteryzuje się osobliwą jamą zarodnikową, która tworzy kopułę, która łukowato pokrywa centralną kolumnę jałowej tkanki, będącą kontynuacją łyka łodygi. Ten horneofit przypomina współczesny torfowiec. Do rodzin Rhynia zalicza się również rodzaj teniokrada, z którego wiele gatunków tworzyło podwodne zarośla w środkowym i górnym dewonie. Rodzaje dolnego dewonu Khedea i Yaravia są czasami wyróżniane jako osobna rodzina Hedei. Rodzaj dolnego dewonu Sciadophyte, zwykle zaliczany do odrębnej rodziny Sciadophytes, to niewielka roślina składająca się z rozety prostych lub słabo zdychotomizowanych cienkich pędów ze stelą. Rząd Psilophytales charakteryzuje się rozgałęzieniem dwudzielnym i silniej rozwiniętą stelą. U najsłynniejszego rodzaju, psilofit (z osadów dolnego dewonu we wschodniej Kanadzie), nierówno rozwinięte gałęzie tworzyły fałszywą oś główną dichopodium z cieńszymi gałęziami bocznymi: łodygę otaczał kutynowany naskórek z aparatami szparkowymi; powierzchnia łodygi była naga lub pokryta kolcami o długości 2–2,5 mm, których końce rozszerzały się krążkowo, co prawdopodobnie wskazywało na ich wydzielniczą rolę. Zarodnie otwierały się podłużną szczeliną. Rodzaje Trimerophyte i Pertika z dolnego dewonu są zbliżone do psilofitów.

Badanie budowy R. i ich związków ewolucyjnych ma ogromne znaczenie dla morfologii i filogenezy ewolucyjnej roślin wyższych. Najwyraźniej pierwotny organ Sporofitu roślin wyższych był dychotomicznie rozgałęzioną łodygą z zarodniami wierzchołkowymi; korzenie i liście są późniejsze niż zarodnia i łodyga. Istnieją wszelkie powody, aby uważać R. za pierwotną grupę przodków, z której wywodzą się mszaki, widłaki, skrzypy i paprocie. Według innego punktu widzenia mszaki i lycopsydy mają tylko wspólne pochodzenie z P.

Lit.: Podstawy paleontologii. Glony, mszaki, psilofity, lycopsydy, stawonogi, paprocie, M., 1963; Traite de paleobotanique, t. 2, Bryophyta. psilofita. Lycophyta, P., 1967.

A. L. Takhtadzhyan.

Planeta Ziemia powstała ponad 4,5 miliarda lat temu. Pierwsze jednokomórkowe formy życia pojawiły się prawdopodobnie około 3 miliardów lat temu. Najpierw były bakterie. Są klasyfikowane jako prokariota, ponieważ nie mają jądra komórkowego. Organizmy eukariotyczne (z jądrami w komórkach) pojawiły się później.

Rośliny to eukarionty zdolne do fotosyntezy. W procesie ewolucji fotosynteza pojawiła się wcześniej niż eukarionty. W tym czasie istniała w niektórych bakteriach. Były to niebiesko-zielone bakterie (sinice). Niektóre z nich przetrwały do ​​dziś.

Zgodnie z najpowszechniejszą hipotezą ewolucji, komórka roślinna powstała poprzez wejście do heterotroficznej komórki eukariotycznej fotosyntetycznej bakterii, która nie została strawiona. Ponadto proces ewolucji doprowadził do pojawienia się jednokomórkowego eukariotycznego organizmu fotosyntetycznego z chloroplastami (ich prekursorami). Tak pojawiły się glony jednokomórkowe.

Kolejnym etapem ewolucji roślin było pojawienie się glonów wielokomórkowych. Dotarli do wielkiej różnorodności i żyli wyłącznie w wodzie.

Powierzchnia ziemi nie pozostała niezmieniona. Tam, gdzie podnosiła się skorupa ziemska, stopniowo powstawał ląd. Żywe organizmy musiały przystosować się do nowych warunków. Niektóre pradawne glony stopniowo przystosowywały się do ziemskiego trybu życia. W procesie ewolucji ich struktura stała się bardziej skomplikowana, pojawiły się tkanki, głównie powłokowe i przewodzące.

Psilofity, które pojawiły się około 400 milionów lat temu, uważane są za pierwsze rośliny lądowe. Nie zachowały się do dziś.

Dalsza ewolucja roślin, związana ze skomplikowaniem ich budowy, odbywała się już na lądzie.

W czasach psilofitów klimat był ciepły i wilgotny. Psilofity rosły w pobliżu zbiorników wodnych. Miały ryzoidy (podobnie jak korzenie), którymi były utrwalane w glebie i wchłaniały wodę. Nie posiadały jednak prawdziwych organów wegetatywnych (korzeni, łodyg i liści). Przepływ wody i substancji organicznych przez roślinę zapewniała powstająca tkanka przewodząca.

Później paprocie i mchy powstały z psilofitów. Rośliny te mają bardziej złożoną budowę, mają łodygi i liście, są lepiej przystosowane do życia na lądzie. Jednak, podobnie jak psilofity, pozostawali zależni od wody. Podczas rozmnażania płciowego, aby plemniki dotarły do ​​komórki jajowej, potrzebują wody. Dlatego nie mogli „oddalić się” daleko od wilgotnych siedlisk.

W okresie karbońskim (około 300 milionów lat temu), kiedy klimat był wilgotny, paprocie osiągnęły świt, wiele ich drzewiastych form rosło na planecie. Później, wymierając, to oni tworzyli złoża węgla.

Kiedy klimat na Ziemi zaczął stawać się zimniejszy i bardziej suchy, paprocie zaczęły masowo wymierać. Ale niektóre z ich gatunków wcześniej dały początek tak zwanym paprociom nasiennym, które w rzeczywistości były już nagonasiennymi. W późniejszej ewolucji roślin paprocie nasienne wymarły, dając początek innym nagonasiennym. Później pojawiły się bardziej zaawansowane nagonasienne - drzewa iglaste.

Pierwsze rośliny na ziemi

Zapylanie odbywało się za pomocą wiatru. Zamiast plemników (formy mobilne) tworzyły plemniki (formy nieruchome), które były dostarczane do komórki jajowej przez specjalne formacje ziaren pyłku. Ponadto nagonasienne nie tworzyły zarodników, ale nasiona zawierające zapas składników odżywczych.

Dalsza ewolucja roślin została naznaczona pojawieniem się okrytozalążkowych (kwitnienie). Stało się to około 130 milionów lat temu. A około 60 milionów lat temu zaczęli dominować na Ziemi. W porównaniu do nagonasiennych rośliny kwitnące są lepiej przystosowane do życia na lądzie. Można powiedzieć, że zaczęli bardziej wykorzystywać możliwości otoczenia. Tak więc ich zapylanie zaczęło następować nie tylko za pomocą wiatru, ale także przez owady. Zwiększyło to efektywność zapylania. W owocach znajdują się nasiona okrytozalążkowych, które zapewniają wydajniejszą dystrybucję. Ponadto rośliny kwitnące mają bardziej złożoną strukturę tkankową, na przykład w układzie przewodzącym.

Obecnie okrytozalążkowe są najliczniejszą pod względem gatunkowym grupą roślin.

Główny artykuł: Paprocie

Ryniofity to wymarła grupa roślin. Niektórzy naukowcy uważają je za przodków mchów, paproci, skrzypów i widłaków. Inni sugerują, że nosorożec opanował ziemię w tym samym czasie, co mchy.

Pierwsze rośliny lądowe - rhinophytes pojawiły się około 400 milionów lat temu. Ich ciało składało się z zielonych gałązek. Każda gałąź rozgałęziała się, dzieląc się na dwie części. Komórki żyły zawierały chlorofil i zachodziła fotosynteza. Materiał ze strony http://wikiwhat.ru

Rhinophytes rosły w wilgotnych miejscach. Zostały one przyczepione do gleby przez ryzoidy - wyrostki na powierzchni poziomo rozmieszczonych veto-czeków.

Pierwsze rośliny lądowe

Na końcach gałęzi znajdowały się części zarodnikowe, w których dojrzewały zarodniki. W nosorożcach zaczęły już tworzyć się tkanki przewodzące i mechaniczne. W procesie ewolucji, w wyniku występowania zmian dziedzicznych i doboru naturalnego, na powierzchni gałęzi nosorożca utworzyła się tkanka powłokowa ze szparkami regulującymi parowanie wody.

Zdjęcia (zdjęcia, rysunki)

Materiał ze strony http://WikiWhat.ru

Na tej stronie materiał na tematy:

• Przewodzące tkanki powłokowe i mechaniczne u nosorożców i paproci

• Schemat cyklu życia rionofitów

• Historia rhinophyta odpowiedź

• Wiadomość pierwsza roślina lądowa

• Kiedy iz jakiej grupy glonów pojawiły się pierwsze reniofity?

Pochodzenie i systematyka roślin wyższych.

Wyższe rośliny prawdopodobnie wyewoluowały z jakiegoś rodzaju alg. Świadczy o tym fakt, że w historii geologicznej świata roślin rośliny wyższe poprzedziły glony. Za tym założeniem przemawiają następujące fakty: podobieństwo najstarszej wymarłej grupy roślin wyższych - rhinophytes - z glonami, bardzo podobny charakter ich rozgałęzień; podobieństwo w przemianie pokoleń roślin wyższych i wielu glonów; obecność wici i zdolność samodzielnego pływania w męskich komórkach rozrodczych wielu roślin wyższych; podobieństwo budowy i funkcji chloroplastów.

Uważa się, że rośliny wyższe wyewoluowały z zielone glony, woda słodka lub słonawa. Mieli wielokomórkową gametangię, izomorficzną przemianę pokoleń w cyklu rozwojowym.

Pierwsze rośliny lądowe znalezione w stanie kopalnym były nosorożec(rhini, hornea, horneophyton, sporogonity, psilophyte, itp.).

Po dotarciu na ląd rośliny wyższe rozwinęły się w dwóch głównych kierunkach i utworzyły dwie duże ewolucyjne gałęzie - haploidalne i diploidalne.

Haploidalna gałąź ewolucji roślin wyższych jest reprezentowana przez podział mszaków (Bryophyta). W cyklu rozwojowym mchów dominuje gametofit, pokolenie płciowe (sama roślina), podczas gdy sporofit, pokolenie bezpłciowe, jest zredukowane i jest reprezentowane przez sporogon w postaci pudełka na nodze.

Druga ewolucyjna gałąź roślin wyższych jest reprezentowana przez wszystkie inne rośliny wyższe.

Sporofit w warunkach lądowych okazał się bardziej żywotny i przystosowany do różnych warunków środowiskowych. Ta grupa roślin skuteczniej podbijała ziemię.

Obecnie rośliny wyższe liczą ponad 300 000 gatunków. Dominują na Ziemi, zamieszkują ją od terytoriów arktycznych po równik, od wilgotnych tropików po suche pustynie. Tworzą różne rodzaje roślinności - lasy, łąki, bagna, wypełniają zbiorniki wodne. Wiele z nich osiąga gigantyczne rozmiary.

Taksonomia roślin wyższych- Jest to dział botaniki, który opracowuje klasyfikację przyrodniczą roślin wyższych na podstawie badania i selekcji jednostek taksonomicznych, ustala między nimi więzi rodzinne w ich historycznym rozwoju. Najważniejszymi pojęciami taksonomii są kategorie taksonomiczne (systematyczne) i taksony.

ewolucja roślin

Zgodnie z zasadami nomenklatury botanicznej główne kategorie taksonomiczne to: gatunek (gatunek), rodzaj (rodzaj), rodzina (familia), porządek (ordo), klasa (classis), departament (devisio), królestwo (regnum). W razie potrzeby można również zastosować kategorie pośrednie, na przykład podgatunki (podgatunki), rodzaj (podrodzaj), podrodzinę (podrodzina), superrząd (superordo), superregnum (superregnum).

Dla gatunków począwszy od 1753 – data wydania książki K. Linneusz„Gatunki roślin” – akceptowane nazwy dwumianowe, składający się z dwóch słów łacińskich. Pierwszy określa rodzaj, do którego należy dany gatunek, drugi - specyficzny epitet: np. olcha lepka - Alnus glutinosa.

Dla rodzin roślin końcówka to aceae, dla rzędów - ales, dla podklas - idae, dla klas - psida, dla dywizji - phyta. Standardowa nazwa jednoznaczna jest oparta na nazwie dowolnego rodzaju zawartego w tej rodzinie, rzędzie, klasie itp.

Współczesna nauka o świecie organicznym dzieli organizmy żywe na dwa królestwa: organizmy przedjądrowe (Procariota) i organizmy jądrowe (Eucariota). Superkrólestwo organizmów przedjądrowych jest reprezentowane przez jedno królestwo - strzelby (Mychota) z dwoma podkrólestwami: bakteriami (Bacteriobionta) i sinicami lub sinicami (Cyanobionta).

Nadkrólestwo organizmów jądrowych obejmuje trzy królestwa: zwierzęta (Animalia), grzyby (Mycetalia, Fungi lub Mycota) i rośliny (Vegetabilia lub Plantae).

Królestwo zwierząt dzieli się na dwa podkrólestwa: pierwotniaki i zwierzęta wielokomórkowe (Metazoa).

Królestwo grzybów dzieli się na dwa podkrólestwa: grzyby niższe (Myxobionta) i grzyby wyższe (Mycobionta).

Królestwo roślin obejmuje trzy podkrólestwa: szkarłat(Rhodobionta), prawdziwe glony(Phycobionta) i Wyższe rośliny(Zarodek).

Nasza planeta nie zawsze była zielona. Dawno temu, gdy dopiero powstawało życie, ląd był pusty i pozbawiony życia - pierwsze formy wybrały oceany jako swoje siedlisko. Ale stopniowo również powierzchnię ziemi zaczęły opanowywać różne stworzenia. Pierwsze rośliny na Ziemi to także najwcześniejsi mieszkańcy lądu. Jacy byli przodkowie współczesnych przedstawicieli flory?

Wyobraźcie sobie Ziemię 420 milionów lat temu, w erze zwanej okresem syluru. Data ta nie została wybrana przypadkowo – to właśnie w tym czasie, jak uważają naukowcy, rośliny w końcu zaczęły podbijać ziemię.

Po raz pierwszy szczątki cooksonii odkryto w Szkocji (pierwszy przedstawiciel flory lądowej został nazwany na cześć słynnej paleobotaniczki Isabelli Cookson). Ale naukowcy sugerują, że był rozprowadzany po całym świecie.

Nie było łatwo wydostać się z wód oceanów i zacząć zagospodarowywać ląd. Aby to zrobić, rośliny musiały dosłownie odbudować całe ciało: uzyskać powłokę przypominającą naskórek, która zapobiega wysychaniu, oraz uzyskać specjalne aparaty szparkowe, za pomocą których można było regulować parowanie i wchłaniać substancje niezbędne do życia.

Cooksonia, czyli cienkie zielone pędy, nieprzekraczające pięciu centymetrów wysokości, została uznana za jedną z najlepiej rozwiniętych roślin. Ale atmosfera Ziemi i jej mieszkańców szybko się zmieniała, a najstarszy przedstawiciel flory coraz bardziej tracił na znaczeniu. W tej chwili roślina uważana jest za wymarłą.

Szczątki nematothallus nawet w najmniejszym stopniu nie przypominają roślin - bardziej przypominają bezkształtne czarne plamy. Ale pomimo dziwnego wyglądu pod względem rozwoju, roślina ta znacznie wyprzedziła swoich towarzyszy w swoim środowisku. Faktem jest, że naskórek nematothallus jest już bardziej podobny do części istniejących roślin - składał się z formacji przypominających współczesne komórki, dlatego nazwano go pseudokomórkowym. Należy zauważyć, że u innych gatunków muszla ta wyglądała jak ciągły film.

Nematothallus dał wiele do myślenia światu naukowemu. Niektórzy naukowcy przypisywali to krasnorostom, inni skłonni byli sądzić, że mają przed sobą porost. I do tej pory tajemnica tego starożytnego organizmu nie została rozwiązana.

Rinia i prawie wszystkie inne starożytne rośliny o budowie naczyniowej są klasyfikowane jako rhinophytes. Przedstawiciele tej grupy od dawna nie rosną na Ziemi. Jednak fakt ten wcale nie przeszkadza naukowcom w badaniu tych żywych stworzeń, które niegdyś dominowały na lądzie - wiele skamieniałości znalezionych w wielu częściach świata pozwala ocenić zarówno wygląd, jak i strukturę takich roślin.

Rhiniophytes mają kilka ważnych cech, które pozwalają stwierdzić, że te żywe stworzenia są zupełnie inne od swoich potomków. Po pierwsze, ich łodyga nie była pokryta miękką korą: rosły na niej łuszczące się procesy. Po drugie, rhinophytes rozmnażały się wyłącznie za pomocą zarodników, które powstały w specjalnych organach zwanych zarodniami.

Ale najważniejszą różnicą jest to, że rośliny te nie miały systemu korzeniowego jako takiego. Zamiast tego pojawiły się formacje korzeniowe pokryte „włoskami” - ryzoidami, za pomocą których rynia wchłaniała wodę i substancje niezbędne do życia.

Roślina ta została niedawno uznana za przedstawiciela świata zwierząt. Faktem jest, że jego szczątki - małe, zaokrąglone w kształcie - były pierwotnie mylone z jajami żab lub ryb, alg, a nawet jaj dawno wymarłych skorpionów skorupiaków. Zarodniki parki, znalezione w 1891 roku, położyły kres błędnym wyobrażeniom.

Roślina żyła na naszej planecie około 400 milionów lat temu. Czas ten odnosi się do początku okresu dewońskiego.

Szczątki Pachiteki, podobnie jak znalezione skamieniałości parki, to małe kulki (największy z odkrytych ma średnicę 7 milimetrów). Niewiele wiadomo o tej roślinie: naukowcom udało się jedynie ustalić, że składała się z kanalików zlokalizowanych promieniście i zbiegających się w centrum, w którym znajdowało się jądro.

Roślina ta jest ślepą gałęzią rozwoju flory, podobnie jak parki i rhini. Nie można było ustalić z całą pewnością, co było bodźcem do ich pojawienia się i dlaczego wymarły. Jedynym powodem, według naukowców, jest rozwój roślin naczyniowych, które po prostu zastąpiły ich mniej rozwiniętych krewnych.

Rośliny, które wyszły na ląd, wybrały zupełnie inną ścieżkę rozwoju. To dzięki nim narodził się świat zwierząt, a zatem pojawiła się rozsądna forma życia - człowiek. A kto wie, jak wyglądałaby teraz nasza planeta, gdyby nosorożce, parki i cooksonia nie zdecydowały się na eksplorację krainy?..

To wszystko co mamy. Bardzo się cieszymy, że zajrzałeś na naszą stronę i poświęciłeś trochę czasu na wzbogacanie się o nową wiedzę.

Dołączć do naszego