13.3.5. Основные пути эволюции наземных растений. 5 стержневых растений
13.3.5. Основные пути эволюции наземных растений
Эволюция растений после выхода на сушу была связана с усилением компактности тела, развитием корневой системы, тканей, клеток, проводящей системы, изменением способов размножения, распространения и т.д. Переход от трахеид к сосудам обеспечивал приспособление к засушливым условиям, ведь с помощью сосудов можно поднимать воду на большую высоту. В наземных условиях оказались непригодными для размножения свободно плавающие голые половые клетки; здесь для целей размножения формируются разносимые ветром споры или семена. Постепенно происходит дифференциация тела на корень, стебель и лист, развитие сети проводящей системы, совершенствование покровных, механических и других тканей.
С момента выхода на сушу растения развиваются в двух основных направлениях: гаметофитном и спорофитном. Высшим растениям свойственна правильная смена поколений в цикле их развития. Растение имеет две фазы развития, которые сменяют одна другую: гаметофит и спорофит. Гаметофит — это половое поколение, на котором образуются половые органы — антеридии и архегонии. Спорофит — неполовое поколение, на котором формируются органы неполового размножения. Спорофит — это нормально развитое растение, которое имеет корень, стебель и листья. На спорофите образуются споры, которые прорастают и дают начало гаметофиту. Подобная смена поколений в цикле развития растений сложилась эволюционно, в ходе естественного отбора. Гаметофитное направление было представлено мохообразными, а спорофитное — остальными высшими растениями, включая цветковые. Спорофитная ветвь оказалась более приспособленной к наземным условиям.
Уже в девоне встречаются пышные леса из прогимноспермов и древних голосеменных. В карбоне растения приспособились удерживать воду и защищать семена от высыхания; это позволило им завоевать сухие места обитания. В карбоне, характеризующемся увлажненным и равномерно теплым климатом в течение всего года, мощные споровые растения — лепидодендроны и сигиллярии — достигали 40 м высоты. В карбоне и перми получают дальнейшее распространение голосеменные, у которых происходил переход от гаплоидности (одинарный набор хромосом) к диплоидности (двойной набор хромосом), что усиливало генетические потенции организма.
Дальнейшая эволюция шла по пути совершенствования семян: превращение мегаспорангия в семязачаток; после оплодотворения (благодаря ветру, переносящему пыльцу, вырабатываемую в достаточном количестве) семязачаток превращается в семя; оплодотворенный эмбрион упаковывается в водонепроницаемую защитную оболочку, наполненную пищей для эмбриона. Внутри семени зародыш мог находиться достаточно долго, пока растение не рассеет семена, и они не попадут в благоприятные условия произрастания. И тогда росток раздувает семенную оболочку, прорастает и питается запасами до тех пор, пока его корни и листья не станут сами поддерживать и питать растение. Так у всех семенных растений исчезает зависимость процесса полового размножения от наличия водной среды.
Переход к семенному размножению связан с рядом эволюционных преимуществ; диплоидный зародыш в семенах защищен от неблагоприятных условий наличием покровов и обеспечен пищей, а семена имеют приспособления для распространения животными и др. Эти и другие преимущества способствовали широкому распространению семенных растений.
В дальнейшем происходит специализация опыления (с помощью насекомых) и распространение семян и плодов животными; усиление защиты зародыша от неблагоприятных условий: обеспечение пищей, образование покровов и др. В раннем меловом периоде у некоторых растений улучшается система защиты семян путем образования дополнительной оболочки. В это же примерно время появляются и первые покрытосеменные растения.
Возникновение покрытосеменных было связано с совершенствованием процесса оплодотворения: с переходом к тому, чтобы пыльцу переносил не ветер, а животные (насекомые). Это потребовало значительных трансформаций растительного организма. Такой организм должен содержать средства сигнализации животным о себе, привлечения животных к себе, чтобы затем отнести пыльцу на другое растение того же вида; и в конце концов животное должно само что-либо при этом получить для себя (нектар или пыльцу). Весь этот комплекс вопросов решался на пути возникновения огромного множества прекрасных и разнообразных покрытосеменных (цветковых) растений: цветки каждого растения по внешнему (форме, окраске) виду (и запаху) должны отличаться от цветков прочих растений.
Покрытосеменные возникают в горах тропических стран, где и ныне сосредоточено около 80% покрытосеменных. Цветковым растениям свойственна высокая эволюционная пластичность, разнообразие, порождаемые опылением насекомыми. Ведь отбор шел как по растениям, так и по насекомым. Постепенно распространяясь, цветковые растения завоевали все материки, победили в борьбе за сушу. В этом главную роль играл цветок, обеспечивавший привлечение насекомых-опылителей. Кроме того, цветковые имеют развитую проводящую систему, плод, значительные запасы пищи зародыша, развитие зародыша и семени происходит быстрее и т.д.
В кайнозое формируются близкие к современным ботанико-географические области. Покрытосеменные достигли господства. Леса достигали наибольшего распространения на Земле. Территория Европы была покрыта пышными лесами: на севере преобладали хвойные, на юге — каштаново-буковые леса с участием гигантских секвой. Ботанико-географические области изменялись в зависимости от периодических потеплений и похолоданий, наступления ледников и вызванного ими отступления теплолюбивой растительности на юг, а кое-где и ее полного вымирания, а также возникновения холодоустойчивых травянистых и кустарниковых растений, смены лесов степью и т.д. А в плейстоцене складываются современные фитоценозы.
studfiles.net
Ответ § 24. Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира
78) Заполните схему «Многообразие растений». Укажите также примерное число видов современных растений в каждой группе.
-
Ответ:
79) Рассмотрите рисунок «Основные этапы развития растительного мира». Укажите, растения каких отделов доминировали ( были основными ) для каждого из этапов эволюции растительного мира.
-
Ответ:
1)Водоросли
2) Риниофиты, псилофиты
3) Папоротникообразные
4) Голосеменные
5) Покрытосеменые
80) Составьте схему «Происхождение и эволюция высших растений», используя следующие термины: водорослевые предки высших растений, моховидные, древние папоротники, плауновидные, папоротниковидные, риниофиты, псилотовидные, хвощевидные, голосеменные, семенные папоротники, покрытосеменные.
-
Ответ:
Водорослевые предки высших растений
↓
Риниофиты и псилотовидные
↓
Моховидные и хвощевидные
↓
Папоротниковидные
↓
Семенные и папоротники
↓
Голосеменные
↓
Покрытосеменные
81) Решите кроссворд № 4.
-
Ответ:
По горизонтали:
4)Растение, имеющее цветок.
5) Группа низших, обычно водных, растений.
8) Одноклеточная водоросль.
10) Крупная «пластида» у водорослей.
11) Растения, заканчивающие жизненный цикл ( от семени до образования семян ) в течение одного сезона.
12) Органы, в которых образуются споры.
13) Орган растения, развивающийся из цветка и заключающий в себе семена.
14) Высшее споровое растение.
15) Высшее споровое растение с ползучим стеблем.
17) Подвижная мужская половая клетка ( гамета).
18) Женская половая клетка ( гамета ).
По вертикали:
1)Высшее семенное растение, не имеющее цветков.
2) Орган размножения и расселения у высших семенных растений.
3) Высшее споровое растение, не имеющее корней.
6) Нитевидная клетка, выполняющая функции корня у некоторых водорослей и мхов.
7) Одноклеточная зелёная водоросль.
9) Организм, тело которого состоит из гриба и водоросли.
10) Высшее споровое растение.
12) Специализированная клетка грибов и ряда групп растений, служащая для размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий.
16) Листья папоротников.
Тренировочные задания
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ А
Выберите один правильный ответ из четырех предложенных.
А1) Хлорофилл в клетках водорослей находится в
-
Ответ:
1) хлоропластах
2) хромопластах
3) хроматофорах
4) лейкопластах
А2) Лишайники представляют собой результат симбиоза
-
Ответ:
1) бактерий и водорослей
2) грибов и высших растений
3) бактерий и высших растений
4) грибов и цианобактерий или водорослей
А3) Отсутствие лишайников в данной местности ( городе, поселке, парке ) свидетельствует о
-
Ответ:
1) недостатке воды
2) загрязнении воздуха
3) недостатке минеральных веществ
4) недостатке органических веществ
А4) Мхи, в отличие от других растений, не имеют
-
Ответ:
1) корня
2) стебля
3) листьев
4) цветка
А5) Вайи - это
-
Ответ:
1) побеги плауна
2) листья папоротника
3) листостебельные мхи
4) перезимовавшие побеги хвоща
А6) Голосеменные, в отличие от высших споровых растений, имеют
-
Ответ:
1) корень
2) листья
3) стебель
4) семена
А7) Цветки характерны для
-
Ответ:
1) хвощей
2) папоротников
3) голосеменных
4) покрытосеменных
А8) Общим признаком голосеменных и покрытосеменных растений является
-
Ответ:
1) наличие цветка
2) развитие из спор
3) развитие из семени
4) то, что это исключительно наземные растения
А9) Наука, изучающая вымершие организмы, их смену во времени и пространстве, называется
А10) Первыми наземными растениями были
А11) В настоящее время господствующей группой растений на нашей планете являются
-
Ответ:
1) моховидные
2) голосеменные
3) папоротниковидные
4) покрытосеменные
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ В
Выберите три правильных ответа из шести предложенных.
В1) Тело водорослей может быть представлено
-
Ответ:
1) мицелием
2) одной клеткой
3) плодовым телом
4) корнем и побегами
5) группой ( колонией) клеток
6) многоклеточным слоевищем
В2) По содержанию пигментов водоросли подразделяют на
В3) К зелёным водорослям относятся
В4) По форме слоевища различают лишайники
В5) Значение лишайников
-
Ответ:
1) разрушают горные породы
2) связывают атмосферный азот
3) служат кормом для животных
4) участвуют в почвообразовании
5) являются сырьем для получения агар – агара
6) являются сырьем для получения антибиотиков
В6) Для риниофитов было характерно
-
Ответ:
1) наличие ризоидов
2) наличие настоящих корней
3) отсутствие покровной ткани
4) наличие проводящей системы
5) наличие настоящих стеблей и листьев
6) отсутствие настоящих стеблей, листьев и корней.
Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.
В7) Установите соответствие между характеристиками и группой растений, к которой они относятся.
-
Ответ:
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) являются высшими растениями
Б) являются низшими растениями
В) тело расчленено на органы
Г) одноклеточные и многоклеточные организмы
Д) размножаются спорами
Е) размножаются семенами
ГРУППА РАСТЕНИЙ
1)водоросли
2) покрытосеменные
А
Б
В
Г
Д
Е
2
1
2
1
1
2
Установите правильную последовательность биологических процессов, явлений, практических действий.
В8) Установите последовательность событий, связанных с развитием растительного мира.
-
Ответ:
А) появление простейших одноклеточных организмов
Б) появление первых наземных растений
В) появление процесса фотосинтеза
Г) накопление в атмосфере кислорода
Д) появление одноклеточных водорослей
Е) появление многоклеточных водорослей
Ж) появление высших споровых растений
З) появление голосеменных растений
И) появление покрытосеменных растений
К) появление семенных папоротников
Л) появление полового процесса
а
л
в
г
д
е
б
ж
к
з
и
tetrab.ru
1. Основная и механическая ткани
Ткань — совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и выполняющих определённые функции.
Основная ткань
Основная ткань заполняет пространство между другими тканями. На поперечном сечении стебля растения видно, что основная ткань заполняет пространство между покровной и проводящей тканями.
Клетки основной ткани живые и имеют тонкие клеточные стенки. В клетках основной ткани происходит создание питательных веществ, они участвуют в газообмене, осуществляют накопление веществ.
 |  |
Мякоть картофеля состоит из клеток основной ткани, в которых накапливается крахмал | Основная ткань мякоти картофеля под электронным микроскопом |
Механическая ткань
Механическая ткань придаёт растениям прочность. Она находится во всех органах растения. Много механической ткани расположено в стволе и прожилках листа. Механическая ткань удерживает ствол и сучья деревьев в вертикальном положении.
У клеток механической ткани толстые клеточные стенки, у некоторых клеток оболочки одревесневают. Часто клетки механической ткани удлинённые и имеют вид волокон. Клетки механической ткани могут погибнуть, но твёрдые, толстые клеточные стенки сохраняются.
Скорлупа орехов состоит из механической ткани.
www.yaklass.ru
§ 24. Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира - БИОЛОГИЯ 5 КЛАСС - ОНЛАЙН-УЧЕБНИКИ - Каталог файлов
- Какие растения относятся к низшим? В чём их отличие от высших?
- Какая группа растений в настоящее время занимает господствующее положение на нашей планете?
Методы изучения древних растений. Мир современных растений многообразен (рис. 83). Но в прошлом растительный мир Земли был совсем иным. Картину исторического развития жизни от её начала до наших дней помогает нам проследить палеонтология (от греческих слов «палайос» — древний, «он/онтос» — сущее и «логос») — наука о вымерших организмах, о смене их во времени и в пространстве.
Рис. 83. Примерное число видов современных растений
Одно из подразделений палеонтологии — палеоботаника — изучает ископаемые остатки древних растений, сохранившиеся в пластах геологических отложений. Доказано, что на протяжении веков видовой состав растительных сообществ менялся. Многие виды растений вымирали, другие приходили им на смену. Иногда растения попадали в такие условия (в болото, под пласт обвалившейся породы), что без доступа кислорода они не перегнивали, а пропитывались минеральными веществами. Происходило окаменение. Окаменевшие деревья нередко находят в угольных шахтах. Они настолько хорошо сохранились, что можно изучать их внутреннее строение. Иногда на твёрдых породах остаются отпечатки, по которым можно судить о внешнем виде древних ископаемых организмов (рис. 84). Многое могут рассказать учёным споры и пыльца, встречающиеся в осадочных породах. Используя специальные методы, молено определить возраст ископаемых растений, их видовой состав.
Рис. 84. Отпечатки древних растений
Изменение и развитие растительного мира. Ископаемые остатки растений свидетельствуют о том, что в далёкие времена растительный мир нашей планеты был совсем иным, чем сейчас.
В самых древних слоях земной коры не удаётся найти признаки живых организмов. В более поздних отложениях находят остатки примитивных организмов. Чем моложе слой, тем чаще встречаются более сложные организмы, которые приобретают всё большее сходство с современными.
Много миллионов лет назад жизни на Земле не было. Затем появились первые примитивные организмы, которые постепенно менялись, преобразовывались, уступая место новым, более сложным.
В процессе длительного развития многие растения на Земле бесследно исчезли, другие неузнаваемо изменились. Поэтому полностью восстановить историю развития растительного мира очень трудно. Но учёными уже доказано, что все современные виды растений произошли от более древних форм.
Начальные этапы развития растительного мира. Изучение древнейших слоев земной коры, отпечатков и окаменелостей ранее живших растений и животных и многие другие исследования позволили установить, что Земля образовалась более 5 млрд лет назад.
Первые живые организмы появились в воде примерно 3,5—4 млрд лет назад. Простейшие одноклеточные организмы по строению были схожи с бактериями. Они ещё не имели обособленного ядра, но обладали системой обмена веществ и способностью к размножению. В пищу они использовали органические и минеральные вещества, растворённые в воде первичного океана. Постепенно запасы питательных веществ в первичном океане стали истощаться. Между клетками началась борьба за пищу. В этих условиях у некоторых клеток появился зелёный пигмент — хлорофилл, и они приспособились к использованию энергии солнечного света для превращения в пищу воды и углекислого газа. Так возник фотосинтез, то есть процесс образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света. С появлением фотосинтеза в атмосфере стал накапливаться кислород. Состав воздуха стал постепенно приближаться к современному, то есть в основном включать азот, кислород и небольшое количество углекислого газа. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни.
Появление водорослей. От древних простейших одноклеточных организмов, способных к фотосинтезу, произошли одноклеточные водоросли. Одноклеточные водоросли — родоначальники царства растений. Наряду с плавающими формами среди водорослей появились и прикреплённые ко дну. Такой образ жизни привёл к расчленению тела на части: одни из них служат для прикрепления к субстрату, другие осуществляют фотосинтез. У некоторых зелёных водорослей это было достигнуто благодаря гигантской многоядерной клетке, расчленённой на листовидную и корневидную части. Однако более перспективным оказалось разделение многоклеточного тела на части, выполняющие различные функции.
Важное значение для дальнейшего развития растений имело возникновение у водорослей полового размножения. Размножение половым путём способствовало изменчивости организмов и приобретению ими новых свойств, которые помогали приспособиться к новым условиям жизни.
Выход растений на сушу. Поверхность материков и дно океана со временем изменились. Поднимались новые материки, уходили под воду существовавшие раньше. Из-за колебаний земной коры на месте морей возникала суша. Изучение ископаемых остатков показывает, что растительный мир Земли тоже изменялся.
Переход растений к наземному образу жизни, по-видимому, был связан с существованием периодически заливавшихся и освобождавшихся от воды участков суши. Осушение этих участков происходило постепенно. У некоторых водорослей стали появляться приспособления к обитанию вне воды.
В это время на земном шаре был влажный и тёплый климат. Начался переход некоторых растений от водного к наземному образу жизни. У древних многоклеточных водорослей строение постепенно усложнялось, и они дали начало первым наземным растениям (рис. 85).
Рис. 85. Первые растения суши
Одними из первых наземных растений были росшие по берегам водоёмов риниофиты, например риния (рис. 86). Они существовали 420—400 млн лет назад, а потом вымерли.
Рис 86. Риниофиты
Строение риниофитов ещё напоминало строение многоклеточных водорослей: отсутствовали настоящие стебли, листья, корни, в высоту они достигали около 25 см. Ризоиды, с помощью которых они прикреплялись к почве, поглощали из неё воду и минеральные соли. Наряду с подобием корней, стебля и примитивной проводящей системы риниофиты имели покровную ткань, предохранявшую их от высыхания. Размножались они спорами.
Происхождение высших споровых растений. От риниофитоподобных растений произошли древние плауны, хвощи и папоротники и, по-видимому, мхи, у которых уже были стебли, листья, корни (рис. 87). Это были типичные споровые растения, своего расцвета они достигли около 300 млн лет назад, когда климат был тёплым и влажным, что благоприятствовало росту и размножению папоротников, хвощей и плаунов. Однако их выход на сушу и отрыв от водной среды не были ещё окончательными. При половом размножении споровым растениям для оплодотворения необходима водная среда.
Рис. 87. Происхождение высших растений
Развитие семенных растений. В конце каменноугольного периода климат Земли почти повсеместно стал суше и холоднее. Древовидные папоротники, хвощи и плауны постепенно вымирали. Появились примитивные голосеменные растения — потомки некоторых древних папоротниковидных .
Происхождение голосеменных от древних папоротниковидных доказывает многие черты сходства между этими растениями. Это сходство не только внешнее. Общие черты наблюдаются в строении органов: стеблей, листьев и корней.
Очевидно, предками голосеменных растений были древовидные, лиановидные и травянистые семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Их семена развивались на листьях, шишек ещё не было.
Условия жизни продолжали меняться. Там, где климат становился более суровым, древние голосеменные растения постепенно вымирали (рис. 88). Им на смену приходили более совершенные растения — сосна, ель, пихта.
Рис. 88. Древние голосеменные растения
Растения, размножавшиеся семенами, лучше приспособились к жизни на суше, чем растения, размножавшиеся спорами. Это связано с тем, что возможность оплодотворения у них не зависит от наличия воды во внешней среде. Особенно явно превосходство семенных растений над споровыми проявилось, когда климат стал менее влажным.
Покрытосеменные растения появились на Земле около 130 млн лет назад.
Покрытосеменные оказались наиболее приспособленными к жизни на суше растениями. Только у покрытосеменных имеются цветки, их семена развиваются внутри плода и защищены околоплодником. Покрытосеменные быстро расселились по всей Земле и заняли все возможные места обитания. Уже более 60 млн лет покрытосеменные растения господствуют на Земле.
Приспособившись к различным условиям существования, покрытосеменные создали разнообразный растительный покров Земли из деревьев, кустарников и трав.
Новые понятия
Палеонтология. Палеоботаника. Риниофиты
Вопросы
- На основании каких данных можно утверждать, что растительный мир развивался и усложнялся постепенно?
- Где появились первые живые организмы?
- Какое значение имело появление фотосинтеза?
- Под влиянием каких условий древние растения перешли от водного образа жизни к наземному?
- Какие древние растения дали начало папоротниковидным, а какие — голосеменным растениям?
- В чём преимущество семенных растений перед споровыми?
- Сравните голосеменные и покрытосеменные растения. Какие особенности строения обеспечили преимущество покрытосеменным растениям?
Задания для любознательных
Летом исследуйте крутые берега рек, склоны глубоких оврагов, карьеров, куски каменного угля, известняка. Найдите окаменевшие древние организмы или их отпечатки.
Зарисуйте их. Постарайтесь определить, к каким древним организмам они принадлежат.
Знаете ли вы, что...
Самый древний отпечаток цветков растения был найден в штате Колорадо (США) в 1953 г. Растение было похоже на пальму. Возраст отпечатка 65 млн лет.
Некоторые формы древних покрытосеменных: тополя, дубы, ивы, эвкалипты, пальмы — сохранились и в настоящее время.
Краткое содержание главы
Царство Растения удивительно многообразно. В него входят водоросли, мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения.
Низшие растения — водоросли — имеют сравнительно простое строение. Они могут быть одноклеточными или многоклеточными, но их тело (слоевище) не расчленено на органы. Различают зелёные, бурые и красные водоросли. Они вырабатывают огромное количество кислорода, который не только растворяется в воде, но и выделяется в атмосферу.
Человек использует морские водоросли в химической промышленности. Из них получают йод, калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту и другие продукты. Во многих странах водоросли используют для приготовления разнообразных блюд. Они очень полезны, так как содержат много углеводов, витаминов, богаты иодом.
Лишайники состоят из двух организмов — гриба и водоросли, которые находятся в сложном взаимодействии. Лишайники в природе играют важную роль, первыми поселяясь в самых бесплодных местах. Отмирая, они образуют почву, на которой могут жить другие растения.
Высшими растениями называют мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные. Их тело расчленено на органы, каждый из которых выполняет определённые функции.
Мхи, плауны, хвощи, папоротники размножаются спорами. Их относят к высшим споровым растениям. Голосеменные и покрытосеменные — высшие семенные растения.
Из современных голосеменных наиболее известны хвойные. К ним относятся ель, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник, кипарис и др. Хвойные растения широко распространены на территории нашей страны.
Покрытосеменные растения имеют наиболее высокую организацию. Они широко распространены в природе и являются господствующей группой растений на нашей планете.
Практически все сельскохозяйственные растения, выращиваемые человеком, относятся к покрытосеменным растениям. Они обеспечивают человека продуктами питания, сырьём для различных отраслей промышленности, используются в медицине.
Изучение ископаемых остатков доказывает историческое развитие растительного мира в течение многих миллионов лет. Из растений первыми появились водоросли, которые произошли от более простых организмов. Они жили в воде морей и океанов. Древние водоросли дали начало первым сухопутным растениям — риниофитам, от которых произошли мхи, хвощи, плауны и папоротники. Своего расцвета папоротниковидные достигли в каменноугольном периоде. С изменением климата им на смену пришли сначала голосеменные, а затем покрытосеменные растения. Покрытосеменные — самая многочисленная и высокоорганизованная группа растений. Она стала господствующей на Земле.
xn----btbgfrbtlnb0l8a.xn--p1ai
.jpg)
