Эволюция растений это. Open Library - открытая библиотека учебной информации

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 
Главная » Растений » Эволюция растений это

Основные пути эволюции наземных растений. Эволюция растений это


Эволюция растений - это... Что такое Эволюция растений?

Эволюция растений привела к значительному усложнению форм жизни на Земле, от ранних водорослей, через мохообразные, плауновидные, папоротники к голосеменным и цветковым растениям. Несмотря на то, что более ранние группы растений продолжают существовать и в позднейшие эпохи, считается, что новые группы, как правило, более «успешны» в эволюционном плане.

Согласно современным представлениям, первые сине-зеленые водоросли зародились ещё в архее[1] (не менее 2,5 млрд. лет назад)[2]. На суше первые растения появились, по некоторым данным, уже в ордовикский период, примерно 450 млн. лет назад[3][4]. Ключевым моментом в эволюции высших растений стало возникновение трахеидов — особых клеток, обеспечивающих транспорт воды и других питательных веществ внутри растительных тканей. Наличие трахеидов стало отличительным признаком сосудистых растений, первые из которых появились ещё в силуре. Дальнейшее развитие сосудистых растений связано с распространением в девоне риниофитов, плауновидных и других представителей отдела, о чем красноречиво свидетельствуют ископаемые останки из райниевых черт[5].

Колонизация суши

Эволюция жизненных циклов

Эволюция строения растений

Ксилема

Листья

Факторы, влияющие на строение листа

Древесные формы

Корни

Арбускулы

Семена

Цветок

Факторы, влияющие на разнообразие растений

Период цветения
Теории эволюции цветковых

Эволюция путём фотосинтеза

Роль вторичного метаболизма в эволюции растений

Механизмы и факторы эволюции форм растений

См. также

Растения

Общая эволюция

Дисциплины, изучающие эволюцию и распространение растений

Источники

  • Богоявленская О.В. Органический мир и палеография палеозоя. — Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2002. — 43 с.
  • Эволюция биосферы и биоразнообразия (Сборник, посвященный 70-летию директора Палеонтологического института Российской академии наук, члена-корреспондента РАН, профессора Алексея Юрьевича Розанова) / Рожнов, Сергей Владимирович. — М.: КМК, 2006. — 602 с. — ISBN 5-87317-299-4
  • Barton, Nicholas H. (англ.)русск. et al. The Origin and Diversification of Life // Evolution. — New York: CSHL Press, 2007. — 833 с. — ISBN 978-087969684-9  (англ.)
  • Benton, Michael (англ.)русск. The History of Life: A Very Short Introduction. — Oxford University Press, 2008. — 184 с. — ISBN 978-0-19-922632-0  (англ.)

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Богоявленская О.В. Органический мир… — С. 5
  2. ↑ Эволюция биосферы… — С. 249
  3. ↑ Benton, Michael. The History… — С. 71—72
  4. ↑ Kenrick, Paul. Fishing… — С. 248—249
  5. ↑ Barton, Nicholas H. Evolution… — С. 273—274

dic.academic.ru

Основные пути эволюции наземных растений — КиберПедия

 

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.

 

Пути эволюции животных

 

Вышедшие на сушу рептилии оказались перспективной формой. Воз­никло множество видов рептилий; они осваивали все новые места обитания. При этом одни (большинство) уходили от воды, а некото­рые вновь ушли в воду (мезозавры). В конце пермского периода реп­тилии уже полностью преобладали на суше.

Некоторые рептилии становятся хищными, другие — растительноядными. В меловом периоде возникают гигантские растительноядные динозавры. От мелких древних рептилий, напоминающих яще­риц, произошли самые разнообразные виды — плавающие, передви­гающиеся по суше и летающие рептилии, динозавры (весом до 30 т и до 30 м в длину, «правившие миром» более 100 млн лет). Особенно интенсивно развиваются морские рептилии в юре (ихтиозавры, пле­зиозавры).

Постепенно идет и завоевание воздушной среды. Насекомые на­чали летать еще в карбоне и около 100 млн лет были единовластными в воздухе. И только в триасе появляются первые летающие ящеры. В юре пресмыкающиеся успешно осваивают воздушную среду. Возни­кают самые известные летающие ящеры — птеродактили, охотив­шиеся на многочисленных и крупных насекомых. Некоторые летаю­щие ящеры имели размах крыльев до 20 м! В юрском же периоде от одной из ветвей рептилий возникают птицы; первые птицы причуд­ливо сочетали признаки peптилий и птиц. Поэтому птиц иногда на­зывают «взлетевшими рептилиями».

От примитивных рептилий, из группы цельночерепных, развива­ется ветвь, приведшая несколько позже — через терапсид — к возник­новению в триасе млекопитающих. В юрском и меловом периодах млекопитающие стали более разнообразными. В конце мезозоя возникают плацентарные млекопитающие.

В конце мезозоя в условиях похолодания сокращаются простран­ства, занятые богатой растительностью. Это влечет за собой вымирание сначала растительноядных динозавров, а затем и охотившихся на них хищных динозавров. В условиях похолодания исключитель­ные преимущества получают теплокровные животные — птицы и млекопитающие.

Но время расцвета насекомых, птиц и млекопитающих — это кай­нозой. В палеоцене появляются первые хищные млекопитающие. В это же время некоторые виды млекопитающих «уходят» в море (китообразные, ластоногие, сиреневые). От древних хищных проис­ходят копытные. От некоторых видов насекомоядных обособляется отряд приматов. В плиоцене встречаются уже все современные семейства млекопитающих.

В кайнозое формируются те важнейшие тенденции, которые привели к возникновению человека. Это касается возникновения стайного, стадного образа жизни, который выступил ступенькой к возникновению социального общения. Причем, если у насекомых (муравьи, пчелы, термиты) биосоциальность вела к потере индиви­дуальности; то у млекопитающих, напротив, к подчеркиванию ин­дивидуальных черт особи. В неогене на обширных открытых про­странствах саванн Африки появляются многочисленные виды обезь­ян. Некоторые виды приматов переходят к прямохождению. Так в биологическим мире вызревали предпосылки возникновения Чело­века и мира Культуры.

 

cyberpedia.su

Эволюция растений и животных

Поиск Лекций

Эволюция растений и животных за пределы микрокосма осуществлялась через последовательность симбиозов, в которых бактериальные изобретения предыдущих двух миллиардов лет комбинировались в бесконечных проявлениях творчества, пока не были отобраны жизнеспособные формы. Для этого эволюционного процесса характерна возрастающая специализация — от органелл в первых эукариотах до исключительно специализированных клеток у животных.

Важным аспектом клеточной специализации является изобретение полового размножения около миллиарда лет тому назад. Мы привыкли думать, что пол и размножение тесно связаны между собой, однако, как отмечает Маргулис, сложный танец полового размножения состоит из нескольких отдельных компонентов, которые развивались независимо и только постепенно обрели взаимосвязь и единство42.

Первым компонентом является тип деления клетки, называемый мейозом («уменьшением»), при котором число хромосом в ядре уменьшается ровно наполовину. Так создаются специализированные клетки яйца и спермы. Затем эти клетки трансформируются в процессе оплодотворения, который восстанавливает нормальное число хромосом, и появляется новая клетка — оплодотворенное яйцо. В дальнейшем эта клетка последовательно делится в процессе роста и развития многоклеточного организма.

Слияние генетического материала двух разных клеток широко распространено среди бактерий, где оно происходит в виде непрерывного обмена генами, который не связан с размножением. У ранних растений и животных появилась связь между размножением и слиянием генов, которая впоследствии эволюционировала в сложные процессы и ритуалы оплодотворения. Пол был более поздним усовершенствованием. Первые эмбриональные клетки — сперма и яйцо — были почти идентичными, но со временем они эволюционировали в маленькие, быстрые клетки спермы и большие неподвижные яйцеклетки. Связь между оплодотворением и формированием эмбриона образовалась еще позже, в процессе эволюции животных. В мире растений оплодотворение вылилось в сложные паттерны совместной эволюции цветов, насекомых и птиц.

По мере того как продолжалась специализация клеток в более крупных и сложных формах жизни, возможности, связанные с самовосстановлением и регенерацией, постепенно снижались. Плоские черви, полипы и морские звезды могут почти полностью регенерировать свои тела из маленьких частиц; ящерицы, саламандры, крабы, омары и многие насекомые все еще способны отращивать потерянные органы или конечности; однако для высших животных регенерация ограничена обновлением тканей в процессе заживания ран. Как последствие этой утери восстановительных функций, все крупные организмы подвержены старению и, в конечном счете, смерти. Тем не менее с половым размножением жизнь изобрела новый тип восстановительного процесса, в котором целые организмы опять и опять формируются заново, с каждым поколением возвращаясь к единичной ядерной клетке.

Растения и животные — не единственные многоклеточные создания в живом мире. Как и другие особенности живых организмов, многоклеточность эволюционировала неоднократно, по многим родословным древам жизни, и сегодня все еще существует несколько видов многоклеточных бактерий, а также множество многоклеточных протестов (микроорганизмов с ядерными клетками). Подобно животным и растениям, большинство видов этих многоклеточных организмов формируются последовательным делением клеток, но некоторые из них образуются как объединение клеток от разных, но принадлежащих одному и тому же виду источников.

Замечательный пример таких объединений дает слизистая плесень — макроскопический организм, но по своей конституции — протист. Простая слизистая плесень обладает сложным жизненным циклом, включающим подвижную (как у животных) и неподвижную (как у растений) фазу. В животной фазе она зарождается как массив отдельных клеток, которые обычно можно найти в лесу под гниющими бревнами и влажными листьями, где они питаются за счет других микроорганизмов и вянущей растительности. Часто эти клетки едят так много и делятся столь стремительно, что полностью истощают пищевые ресурсы окружающей среды. Когда это происходит, они объединяются в связную массу из тысяч клеток, похожую на слизня и способную ползать по лесной почве, движениями напоминая амебу. Найдя новый источник пищи, плесень вступает в свою растительную фазу, развивая ножку с плодоносной мякотью, очень похожую на гриб. Наконец, плодовая коробочка взрывается, выстреливая наружу тысячи сухих спор, из которых появляются новые отдельные клетки; они теперь будут передвигаться независимо в поисках пищи, начиная новый цикл жизни.

Среди разнообразных многоклеточных организаций, которые развились из тесно связанных сообществ микроорганизмов, три — растения, грибы и животные — были столь удачны в отношении размножения, изменчивости и распространения по всей Земле, что биологи классифицировали их как царства — самые широкие категории живых организмов. Всего таких царств пять — бактерии (микроорганизмы без клеточного ядра), протисты (микроорганизмы с ядерными клетками), растения, грибы и животные43. Каждое из царств иерархически делится на подкатегории, или таксоны, начиная с типа и кончая родом и видом.

Теория симбиогенеза позволила Линн Маргулис и ее коллегам построить классификацию живых организмов на ясных эволюционных взаимоотношениях. На рис. 10-1 в упрощенной форме показано, как протисты, растения, грибы и животные эволюционировали из бактерий через ряд последовательных симбиозов, подробно описанных ниже.

Следуя за эволюцией растений и животных, мы приходим к макрокосму и должны переключить наш временной диапазон с миллиардов лет на миллионы. Самые древние животные развились около 700 млн. лет назад, а первые растения возникли около 200 млн. лет спустя. И те, и другие сначала эволюционировали в воде и вышли на сушу 400— 450 млн. лет назад, причем растения опередили животных на несколько миллионов лет. И растения, и животные развили огромные многоклеточные организмы, но если межклеточные связи в растениях минимальны, то клетки животных исключительно специализированы и тесно взаимосвязаны посредством множества сложных звеньев связи. Уровень взаимной координации и управления значительно возрос, когда стали развиваться первые нервные системы; примерно 620 млн. лет назад у животных появились зачатки мозга.

Предками растений были волокнистые массы водорослей, обитающие в мелких пронизанных солнцем водах. Время от времени воды высыхали, но некоторым водорослям удалось выжить, размножиться и превратиться в растения. У этих ранних растений, как у сегодняшних мхов, не было ни стволов, ни листьев. Чтобы выжить на суше, им было совершенно необходимо развить стойкие структуры, которые противостояли бы истощению и засухе. Они выполнили эту задачу: они создали лигнин — материал для клеточных стенок, который позволил растениям сформировать крепкие стволы и ветви, а также сосудистые системы для подъема воды от корней к ветвям и листьям.

 

Рис. 10-1. Эволюционные взаимоотношения между пятью царствами жизни

Основной проблемой, возникшей в новом, наземном окружении, был недостаток воды. Творческий ответ растений выразился в том, что они заключили свой зародыш в защитное семя, противостоящее засухе. Теперь они могли ждать со своим развитием до тех пор, пока не окажутся в достаточно влажной среде. Более чем сто миллионов лет, в то время, когда первые сухопутные животные — амфибии — эволюционировали в рептилий и динозавров, буйные тропические заросли семенных папоротников — фактически семенных деревьев, напоминающих гигантские папоротники, — покрывали огромные просторы Земли.

Около 200 миллионов лет назад на нескольких континентах появились ледники, и семенные папоротники не смогли пережить долгие холодные зимы. Их сменили вечнозеленые хвойные деревья, похожие на наши современные пихты и ели; высокая холодостойкость позволила им не только пережить зимы, но и завоевать высокогорные области. Еще сто миллионов лет спустя появились цветущие растения, чьи семена были заключены в плоды. С самого начала эти новые цветковые растения эволюционировали совместно с животными, которые с удовольствием поедали их питательные плоды и, в порядке любезности, распространяли непереваренные семена растений. Кооперативные связи продолжали развиваться, и сегодня в них включились люди — садовники, огородники и др., которые не только распространяют семена растений, но и разводят вегетативно бессеменные растения для получения от них плодов. Как замечают Маргулис и Саган, «похоже, что растения весьма сведущи в обольщении нас, животных, заставляя нас делать для них одну из немногих вещей, которая доступна нам, но недоступна им, — передвигаться»44.

Завоевание суши

Первые животные эволюционировали в воде из сферических и червеобразных масс клеток. Они все еще были слишком малы, но некоторые из них формировали сообщества, которые коллективно строили огромные коралловые рифы в виде плотных кальциевых отложений. Не обладая твердыми частями или внутренними скелетами, ранние животные полностью разлагались после смерти, однако сотню миллионов лет спустя их потомки построили множество изысканных раковин и скелетов, которые оставили отчетливые отпечатки в хорошо сохранившихся ископаемых породах.

Для животных адаптация к жизни на суше стала эволюционным подвигом, потребовавшим решительных изменений в системе органов. Серьезнейшую проблему в условиях недостатка воды, конечно, представляло обезвоживание; хватало, однако, и других проблем. В атмосфере было неизмеримо больше кислорода, чем в океанах, что требовало других органов для дыхания; были необходимы различные типы кожи для защиты от нефильтрованного солнечного облучения; требовались более крепкие мускулы и кости, чтобы справляться с гравитацией без помощи архимедовой силы.

Чтобы облегчить переход в это совершенно незнакомое окружение, животные изобрели весьма остроумный трюк. Они забрали с собой, ради юных особей, свое прежнее окружение. По сегодняшний день утроба животного имитирует влажность, текучесть и соленость древнего морского окружения. Более того, концентрация солей в крови и других телесных жидкостях млекопитающих замечательным образом соответствует концентрации солей в океане. Мы вышли из океана более 400 миллионов лет тому назад, но никогда не расставались с морской водой. Мы и теперь обнаруживаем ее в своей крови, поте и слезах.

Другое важное нововведение, которое стало существенным для жизни на суше, касалось регуляции содержания кальция. Кальций играет центральную роль в метаболизме всех ядерных клеток. В частности, он необходим для функционирования мышц. Для того чтобы эти метаболические процессы работали, количество кальция должно очень точно поддерживаться на определенных уровнях, гораздо более низких, чем в морской воде. Поэтому морским животным с самого начала пришлось непрерывно удалять весь избыточный кальций. Ранние животные просто выделяли свои кальциевые отходы, иногда нагромождая из них массивные коралловые рифы. По мере того как эволюционировали более крупные животные, они стали накапливать кальций вокруг и внутри себя, и эти отложения в конце концов превратились в раковины и скелеты.

Подобно тому как сине-зеленые бактерии преобразовали токсичный загрязнитель, кислород, в жизненно важный ингредиент своей дальнейшей эволюции, так ранние животные преобразовали другой серьезный загрязнитель, кальций, в строительный материал для новых структур, которые давали им огромные преимущества в ходе отбора. Раковины и другие твердые части использовались для защиты от хищников, тогда как скелеты, впервые появившиеся у рыб, впоследствии эволюционировали в важные поддерживающие структуры всех крупных животных.

Начало так называемого кембрийского периода (около 580 млн. лет назад) отмечено таким изобилием ископаемых пород с красивыми и четкими отпечатками раковин, твердых покровов и скелетов, что палеонтологи долгое время считали эти кембрийские породы свидетельствами начала жизни. Иногда их даже рассматривали как божественные следы первых актов творения. Лишь в последние три десятилетия следы микрокосма стали обнаруживать в так называемых «химических ископаемых»45. Эти находки убедительно показывают, что зарождение жизни опережает кембрийский период почти на три миллиарда лет.

Эволюционные эксперименты с отложениями кальция привели к огромному разнообразию форм — трубчатые «морские спринцовки» со спинным хребтом, но без костей; рыбообразные создания с внешним панцирем, но без челюстей; рыбы, дышащие как в воде, так и в атмосфере, и многие другие. Первые позвоночные со спинным хребтом и черепным костным скелетом, защищающим нервную систему, вероятно, появились около 500 миллионов лет назад. Среди них были предки рыб с легкими короткими плавниками, с челюстями и головой как у лягушки; они ползали вдоль берега и в конце концов эволюционировали в первых амфибий. Амфибии (земноводные) — лягушки, жабы, саламандры и тритоны — служат эволюционным связующим звеном между водными и сухопутными животными. Это первые наземные позвоночные, но даже сегодня они начинают свой жизненный цикл как головастики, дышащие в воде.

Первые насекомые вышли на берег примерно в то же время, что и амфибии, и, возможно, даже побудили некоторых рыб последовать за собой, представляя для них лакомую пищу. На суше насекомые породили неимоверное разнообразие видов. Малые размеры и высокая скорость размножения позволяли им приспосабливаться почти к любой окружающей среде, развивая фантастическое разнообразие телесных структур и режимов жизни. Сегодня известно около 750 000 видов насекомых, в три раза больше, чем всех остальных видов животных вместе взятых.

В течение 150 миллионов лет после выхода из моря амфибии эволюционировали в рептилий, обладавших значительными преимуществами при отборе — мощными челюстями, кожей, защищающей от засухи, и, что важнее всего, новым типом откладываемых яиц. Как это станут позже делать млекопитающие в своей утробе, рептилии заключили прежнюю среду обитания в большие яйца, внутри которых их отпрыски могли полностью подготовиться к жизненному циклу на суше. Вооруженные этими инновациями, рептилии быстро завоевали сушу и образовали множество разновидностей. Многие виды ящериц, которые существуют до сих пор, являются потомками этих древних рептилий.

 

Эволюция растений и животных
Млн лет назад Стадии эволюции
ранние животные
зачатки мозга у животных
раковины и скелеты
позвоночные
растения выходят на сушу
амфибии и насекомые выходят на сушу
семенные папоротники
грибы
рептилии
хвойные и динозавры
млекопитающие
птицы
цветковые растения
вымирание динозавров
ранние приматы
мартышки
обезьяны
человекообразные обезьяны
прямоходящие «южные обезьяны»

Пока первое поколение рыб выбиралось из воды и превращалось в амфибий, на суше уже процветали кустарники и деревья, и когда амфибии превратились в рептилий, они очутились в густых тропических лесах. В это же время вышел на сушу третий тип многоклеточных организмов —

грибы. Грибы похожи на растения, но в то же время столь отличны от них, что были выделены в особое царство, проявляющее ряд замечательных свойств46. У них отсутствует зеленый хлорофилл для фотосинтеза, они не едят и не переваривают, но поглощают нужные питательные вещества непосредственно в форме химических соединений. В отличие от растений, грибы не обладают сосудистой системой для формирования корней, стеблей и листьев. У них есть вполне различимые клетки, которые могут содержать несколько ядер и отделяются друг от друга тонкими стенками, сквозь которые свободно протекает клеточная жидкость.

Грибы появились более 300 миллионов лет назад и распространялись через тесную совместную эволюцию с растениями. Фактически все растения, произрастающие на Земле, опираются на помощь крошечных грибков, которые живут в их корнях и обеспечивают поглощение азота. В лесу корни всех деревьев взаимосвязаны через обширную грибковую сеть, которая временами прорывается на поверхность в виде лесных грибов. Без грибов не могли бы существовать первобытные тропические леса.

Через тридцать миллионов лет после появления первых рептилий одна из их родовых ветвей эволюционировала в динозавров (греческий термин, в переводе означающий «ужасные ящерицы»), бесконечное очарование которых, похоже, признают люди всех возрастов. Динозавры отличались огромным разнообразием размеров и форм. Некоторые из них обладали панцирем, закрывавшим тело, и костяными наростами — как современные черепахи или носороги. Одни были травоядными, другие — плотоядными. Подобно другим рептилиям, динозавры откладывали яйца. Многие из них строили гнезда, а некоторые даже развили крылья и в итоге, около 150 миллионов лет назад, эволюционировали в птиц.

Во времена динозавров распространение рептилий шло полным ходом. Суша и воды были заселены змеями, ящерицами и морскими черепахами, а также морскими змеями и несколькими видами динозавров. Примерно 70 миллионов лет назад динозавры и множество других видов внезапно исчезли, вероятнее всего, в результате падения на Землю огромного метеорита около 7 миль в поперечнике. Катастрофический взрыв вызвал огромное облако пыли, которое на длительный период затмило солнечный свет и привело к критическому изменению погодных паттернов на всей Земле; этих перемен огромные динозавры не смогли пережить.

 

poisk-ru.ru

эволюция растений - это... Что такое эволюция растений?

 эволюция растений

Makarov: plant evolution

Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.

  • эволюция разницы
  • эволюция решения данного вопроса в законодательстве

Смотреть что такое "эволюция растений" в других словарях:

  • Эволюция растений — Основная статья: История жизни на Земле Эволюция растений привела к значительному усложнению форм жизни на Земле, от ранних водорослей, через мохообразные, плауновидные, папоротники к голосеменным и цветковым растениям. Несмотря на то, что более… …   Википедия

  • Эволюция проводящих клеток и тканей —         Возникновение покровной ткани, или эпидермы, было важным, но не единственным требованием при переходе растений к обитанию в наземных условиях. Как было показано выше, организация эпидермы с самого начала должна была отвечать двум прямо… …   Биологическая энциклопедия

  • Эволюция проводящей системы —         Из вводной главы предыдущего тома мы уже знаем, что проводящая система цветковых растений достигла наиболее высокого уровня эволюционного развития. Проводящая система у цветковых растений оказалась значительно более совершенной, чем у… …   Биологическая энциклопедия

  • Эволюция жизненного цикла высших растений —         Свой жизненный цикл чередование спорофита и гаметофита высшие растения унаследовали, вероятно, от своих водорослевых предков. Как известно, у водорослей наблюдаются самые различные взаимоотношения диплоидной и гаплоидной фаз жизненного… …   Биологическая энциклопедия

  • Эволюция ветвления —         Изучение как наиболее древних вымерших высших растений, так и сохранившихся до наших дней примитивных форм приводит к выводу, что исходной формой ветвления спорофита было вильчатое, или дихотомическое (рис. 3). Конечные веточки как… …   Биологическая энциклопедия

  • Эволюция оболочки пыльцевых зерен —         В настоящее время накопилось достаточно данных, позволяющих нарисовать общую картину эволюции оболочки пыльцевых зерен цветковых растений. Прежде всего совершенно очевидно, что наиболее примитивные типы спородермы цветковых растений имеют …   Биологическая энциклопедия

  • Эволюция и филогения диатомовых водорослей —         Диатомовые водоросли сравнительно молодая группа, но ее эволюция изучена полнее многих других, так как кремнеземные панцири или створки диатомей способны сохраняться в ископаемом состоянии очень длительное время. Сейчас известны… …   Биологическая энциклопедия

  • ЭВОЛЮЦИЯ — (лат., от evolvere развертывать). 1) военные передвижения армии или флота. 2) прогрессивное развитие форм. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭВОЛЮЦИЯ 1) постепенное разбитие, законы которого исключают …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ЭВОЛЮЦИЯ — ЭВОЛЮЦИЯ, эволюции, жен. (лат. evolutio). 1. только ед. Развитие, процесс изменения кого чего нибудь от одного состояния к другому. Эволюция искусства. Эволюция нравов. Творческий путь Пушкина служит примером поразительно быстрой эволюции. Теория …   Толковый словарь Ушакова

  • ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ — жизнь представляет особую форму движения материи, возникая как ее новое качество в процессе развития и являясь способом существования белковых веществ вместе с нуклеиновыми кислотами; жизнь возможна лишь при наличии воды в жидкой фазе (все живые… …   Геологическая энциклопедия

  • Эволюция — Эта статья  о биологической эволюции. Другие значения термина в заглавии статьи см. на Эволюция (значения). Фи …   Википедия

universal_ru_en.academic.ru

Эволюция растений - Справочник химика 21

    Первые микробы были анаэробами, так как кислорода на поверхности земли еще не было. Когда в составе атмосферы, окружающей землю, появились кислород, углекислый газ и азот, часть анаэробов приспособилась к новому составу атмосферы и стала аэробами. С появлением на земле в процессе эволюции растений и животных возникли условия для дифференциации микробов на метатрофов и прототрофов. [c.22]

    Остается, однако, фундаментальная и так и не решенная до сих пор проблема, касающаяся этих широко распространенных вторичных метаболитов. Попросту говоря, каковы их биологические функции В связи с этим некоторые исследователи полагают, что эти вещества являются отходами метаболизма, хотя многие из них токсичны для организма, который продуцирует их до тех пор, пока они не выбрасываются в окружающую среду (например, летучие монотерпены, образуемые многими растениями) или не превращаются в безвредные вещества в самом организме. Другие исследователи считают вторичные метаболиты и в особенности те, которые обнаруживаются в растениях, важными факторами совместной эволюции растений, животных и насекомых. Эта точка зрения заключается в том, что выборочное стремление некоторых животных и насекомых к опустошению фауны определяется качеством производимой растениями химической продукции. Это, в свою очередь, приводит к выработке растениями таких соединений, которые отталкивают животных и других травоядных и тем самым смягчают процесс истребления растений. В настоящий момент взгляды биологов по вопросу о том, какая из этих двух гипотез верна, четко разделяются, и первым шагом на пути к пониманию функции вторичных метаболитов в организме является выяснение их биологического происхождения. Химики-органики достигли существенного прогресса в этой области за последние два десятилетия, и в результате сейчас четко вырисовываются пути, по которым происходит биосинтез многих вторичных метаболитов. Эти исследования, обобщен-ные в конце тома 11 русского издания (в заключительных главах тома 5 английского издания)  [c.15]

    История эволюции растений — это постепенно совершенствующаяся адаптация к жизни на суше. Именно эта история и составит одну из основных тем в нашем изучении растений. Систематика растений, рассматриваемых в данной книге, показана на рис. 2.33. Там же приводится краткий перечень некоторых основных тенденций в эволюции растений, связанных с адаптацией к жизни на суше, которые также будут рассматриваться в этом разделе. [c.55]

    Вторичные метаболиты, хотя и не являются необходимыми для жизни, тем не менее могут быть полезны для организма (Френкель [212]). Одни вторичные вещества могут способствовать выживанию растения, отпугивая вредных насекомых или делая его несъедобным для травоядных животных. Другие вторичные вещества привлекают насекомых к цветам, обеспечивая таким образом опыление. В растении может накопиться соединение, способное защитить его от влияния паразитических микроорганизмов, или такое соединение, которое помогает лучше приспособиться к окружающей неблагоприятной среде. В процессе эволюции растений вторичные метаболиты могли иметь и другие важные функции. Мутант, который вырабатывает соединение, обеспечивающее хотя бы незначительное преимущество перед исходным видом, в конце концов должен заменить исходные виды. По-видимому, стоит отметить, что многие части большинства видов растений несъедобны фрукты съедобны лишь потому, что этим обеспечивается более эффективное распространение семян. [c.278]

    Позже человек изничтожал растительный мир не менее неистово, чем это делали в свое время динозавры. Однако одновременно он способствовал дальнейшей эволюции растений. Человек сыграл большую роль не только в отношении развития большого числа культурных растений, но также в отношении происхождения многих сорняков и других видов рас- [c.390]

    У большинства животных полиплоидия встречается редко, однако у растений она наблюдается очень часто и играет важную роль в их эволюции. Растение, содержащее ровно вдвое больше хромосом, чем его родители, качественно от них не отличается, поскольку оно не несет никакой новой генетической информации. Однако дополнительный набор хромосом обычно обусловливает увеличение размера клеток при уменьшении их общего числа. У тетраплоида первый эффект обычно перевешивает второй, и рас- [c.115]

    Приведенные суждения следуют из признания современной концепции сопряженной эволюции растений и фитофагов, получившей особое развитие в 70-е годы. В настоящее время она постепенно заслоняется более общими экологическими представлениями, отводящими сопряженным преобразованиям роль одного из вариантов. Эти общие представления привлекают внимание к пространственной и временной изменчивости свойств растений, на фоне которой реализуются взаимодействия с потребителями и партнерами по эволюции в рамках экосистем и сообществ. Здесь [c.115]

    Полиплоидия играет очень большую роль в эволюции растений, она возникла в природе как естественное следствие полового процесса. Диплоидное состояние можно рассматривать как первый шаг в развитии полиплоидии, а первую зиготу, образовавшуюся в результате оплодотворения, — как первую полиплоидную форму. [c.229]

    Но высокая гетерозиготность популяции дает ей и другое валсное преимущество. Она обусловливает гибридную мощность, проявление гетерозиса у гетерозиготных организмов, благодаря чему повышается их жизнестойкость и плодовитость. В процессе эволюции растений для закрепления гетерозиготности и гетерозиса возникло апомиктическое размножение. Преимущество его проявляется у видов, утрачивающих возможность свободного скрещивания и вынужденных перейти к близкородственным скрещиваниям или самоопылению, а также у отдельных слабофертильиых, но вегетативно мощных гибридов. Появление гетерозисных апомиктов, имеющих преимущества по сравнению с исходными формами, ослабленными самоопылением, дает начало образованию новых апомиктических популяций, разновидностей и видов. [c.328]

    Биологическая эволюция существует по той простой причине, что ее нельзя было избежать. Протон, нейтрино и бозон на заре формирования Вселенной обладали качествами, которые делали последующую эволюцию растений и животных неизбежной. Кроме того, что самое важное, эта биологическая эволюция возникла, накрепко опутанная правилами и принципами, направляющими исходную организацию энергии и материи, и, как таковая, может следовать лишь по узким путям развития, заданным этими изначальными ограничениями и канализацией. Биологическая форма и биологическая функция — продукты, отлитые в тех же изложницах, в которых отливались форма и функции, уже имеющиеся у кварков и лептонов или у любой другой из элементарных частиц. [c.13]

    Как эволюция растений создала новые химические условия,, [c.92]

    Эти материалы также показывают связь полиплоидизации с малыми размерами хромосом, хотя и с несколько другой стороны, чем сравнение размеров хромосом в различных семействах. Взаимоотношения между размерами хромосом и размерами клеток, сложившиеся в эволюции, по всей вероятности обусловили эти ограничения. Как показал М.С.На-вашин [81], увеличение у полиплоидов удельной поверхности клетки не пропорционально увеличению объема. По его расчетам тетраплоидная клетка, будучи по объему вдвое больше, чем диплоидная, имеет удельную поверхность в 1,26 раза мёньшую. Поэтому она обладает сниженным темпом обмена веществ с окружающей средой, а кроме того, обмен между ядром и цитоплазмой будет у нее, согласно расчетам Навашина, также замедлен в 1,26 раза. Отсюда, как мы полагаем, можно сделать предположение о снижении синтеза ДНК на более высоких уровнях полиплоидии, что в свою очередь должно сказаться на уменьшении размеров хромосом. Если принимать гипотезу о многонитчатом строении хромосом растений, тогда логично предположить механизм изменения размеров хромосом, как изменение степени репродукции ее элементарных нитей. Это требует дальнейших исследований. По Дарлингтону [73], три момента могли бы определить в эволюции растений приуроченность полиплоидов к мелкохромосомным формам во-первых, размер клеток обусловливал размер хромосом, во-вторых, размер хромосом обусловливал изменение формы клеток в особых фазах роста и таким образом ограничивал внутренние условия роста, в-третьих, уменьшение хромосом в связи с полиплоидией обусловлено существованием пределов объема клетки, лимитирующих увеличение объема хромосом. Как видно из данных табл. 1 и 2, полиплоиды наиболее обычны у двудольных, имеющих наиболее мелкие хромосомы. У них имеет место внутриклеточная генетическая адаптация к полиплоидизации. [c.77]

    Изменение генома клетки могут осуществляты я тремя путями в результате изменения числа хромосом, числа и порядка расположения геиов или из-за изменения индивидуальных геиов. При изменении числа хромосом (т. наз. геномные М.) может происходить утрата или приобретение одной или иеск. хромосом (анеуплоидия), либо меняться число наборов хромосом (полиплоидия). Полиплоидия играет важную роль в эволюции растений и широко используется при их селекции и выведении новых сортов. У животных полиплоидия, как правило, иосит летальный характер, т.к. нарушает хромосомный механизм определения полз. [c.154]

    Отсутствие половых хромосом у диких и культурных растений устраняет самый важный барьер на пути полиплоидии, распространенной среди них в сотни раз чаще, чем среди культурных животных, особенно млекопитающих. Наличие строгого контроля половых хромосом, свойственного животным, резко уменьшает возможности полиплоидии. В подавляющем большинстве случаев ее возникновение в гомогаметпческом поле ведет к очень редко преодолимым аномалиям баланса половых хромосом у гетерохромосомного пола, поэтому полиплоидия в эволюции высших животных представляет большую редкость. У растений, не имеющих, за известными исключениями, половых хромосом, полиплоидия возникает чаще и является важной формой эволюции растений. Надо все же заметить, что даже у растений с хромосомной детерминацией пола последняя является гораздо менее строгой, и у большинства родов растений, несущих ноло-вые хромосомы, имеются полиплоидные виды. Скорее всего это возникает потому, что наличие половой детерминации пола у растений не уподобляет их животным по нормировке непрерывности зародышевой плазмы. [c.24]

    Лигнин очень рано образуется в растительных клетках. В первые дни после отделения новой клетки ксилемы от камбиальной клеточная стенка еще не содержит лигнина. Через сравнительно небольшой период времени (у некоторых растений даже на второй-третий день) клеточные стенки начинают давахь качественные (цветные) реакции на лигнин (см. 12.3). Процесс лигнификации имеет большое значение для жизни дерева и сыграл важную роль в эволюции растений. Именно лигнификация растительных тканей позволила осуществить переход растений от водного к на- [c.365]

    IV. ОБМЕН ФЕНИЛПРОПАНОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ [c.370]

    Можно представить себе, что эволюция сосудистых растений началась с примитивных водных таллофитов, которые были полноценны в биохимическом отношении и выделяли побочные продукты метаболизма в окружающую среду. Развитие из этих организмов наземных растений должно было вызвать к жизни проблему выделения. Поэтому возникла тенденция к сохранению побочных продуктов обмена в тканях, особенно в связи с тем, что размер растений увеличивался. В этот момент и мог возникнуть мутант, который обладал единственным новым ферментом (фенилаланиндезаминазой), способным превращать фенилаланин в коричную кислоту. Таким образом, в клетке появился новый продукт, который мог претерпевать другие превращения (например, этерификацию) благодаря действию ферментов с низкой субстратной специфичностью, уже присутствовавших у растения и участвовавших в первичном обмене веществ. Таким образом, одна-единст-венная мутация в условиях ограниченного выделения могла привести к появлению разнообразных продуктов. Если эти продукты имели значение для выживания мутанта, то он процветал, причем последующие единичные мутации могли привести к ноявлению высокоразвитого обмена фенилпропаноидных соединений. Возможно, что лигнин возник на этой стадии как продукт детоксикации нутем превращения фенольных соедипений в нерастворимую форму за счет окислительной полимеризации. После этого в наличии оказались все вещества, необходимые для дифференциации сосудистых тканей. Можно себе представить, что на этой стадии развились первые трахео-фиты, такие, как ископаемые Р811орЬу1а1ез, которые позднее дали начало современным сосудистым растениям. Впоследствии лигнин стал необходимым для растений продуктом. Итак, можно сказать, что эволюция растений, имеющих большие размеры (деревья), стала возможной благодаря отсутствию у примитивных растений развитой системы выделения, что, казалось бы, напротив, должно было затормозить эволюцию массивного тела растения. [c.371]

    РАЗНОСПОРОВОСТЬ И НЕПЛАВАЮЩИЕ МУЖСКИЕ ГАМЕТЫ. Очень важную роль в эволюции растений сыграло возникновение некоторых папоротников и их близких родичей, образующих споры двух типов. Явление это называют разноспоровостью, а растения — разноспоровыми. Все семенные растения относятся к разноспоровым. Они образуют крупные споры, называемые мегаспорами, в спо- [c.71]

    IV. Обмен фенилпропаноидных соединений и эволюция растений..........370 [c.622]

    В настоящее время нам хорошо известны два пути кариотипической эволюции растений первый - полиплоидизация, кратное умножение основного числа хромосом без изменения самой формы хромосом и второй путь - через процессы перемещения генетического материала между хромосомами с утерей некоторой его части или приобретения новой, с возможностью изменения числа и формы хромосом. Лишь в двух семействах покрытосеменных растений - ситниковых (Jun a eae) и осоковых (СурегасеаеХ - представители которых обладают хромосомами с несколькими диффузно расположенными по их длине центромерами, имеет место фрагментация хромосом с сохранением фрагментов и за счет этого увеличение числа и изменение размеров хромосом. [c.64]

    Приведенный перечень свидетельствует, что в эволюции растений в одних семействах чаше, в других реже, Р- основе видообразования оказывалась амфиплоидия. Снятие барьера нескрещиваемости между видами и повышение плодовитости у межвидовых гибридов, получающихся спонтанно в результате полиплоидизации геномов, возникновение нередуцированных гамет и образование нового барьера нескрещиваемости гибридов с бывшими их предками, а также изоляция возникших амфиплоидов сыграли в эволюции растений большую роль, чем до сего времени предполагалось. С расширением исследований флоры тропиков, по-видимому, еще более выявится значение совокупных процессов полиплоидии и межвидовой гибридизации в эволюции растений [46]. [c.69]

    Нет необходимости излагать положительную роль, которую сыграла П0ЛИПЛ01ЩИЯ в эволюции растений в целом и, особенно, введенных в культуру. Она бесспорна для большого числа систематических единиц. Однако оказалось, что это явление не является универсальным механизмом эволюции для всех родов и видов. [c.185]

    Пе всегда, однако, эта реакция определяет устойчивость растения к паразиту, а ее отсутствие — поражаемость. Имеются основания считать, что на более высоких этапах эволюции растения могут эффективно защищаться от прободающих паразитов н без образования некротизированпых клеток. [c.12]

    В этом можно усмотреть эволюционный ряд, в котором наблюдается постепенный рост значения континентального осадконаконления. Это, несомнеппо, обусловлено эволюцией растений, которые наибольшее развитие получали во все более сухих (менее оводнениых) местностях и при все более сухом и холодном климате. [c.337]

    В ходе эволюции растения выработали собственную систему защиты от патогенов и вредителей. Сигнальным и регуляторным центром этой системы является фитогормон этилен. Биосинтез этилена резко усиливается под действием повреждений, вызываемых вредителем или патогеном. Свойство автокатализа синтеза этилена приводит к тому, что концентрация этого фитогормона повышается не только в зоне поражения, но и во всем растении. При этом может наблюдаться и аллелопатический эффект этилена, обусловленный его способностью диффундировать из растения и разноситься ветром, увеличивая, вследствие автокатализа, уровень данного гормона в растениях, находящихся в зоне его распространения. [c.364]

    В теоретическом и практическом отношении отдаленная гибридизация представляет исключительный интерес. В эволюции многих родов и видов культурных растений ей принадлежит решающая роль. Периодически повторяющееся при отдаленной гибридизации спонтанное проникновение генетического материала одного рода или вида в другой (интрогрессия) преодолевает барьер изоляции между ними. Изучение наследования различных признаков при скрещиваниях разных видов и родов позволяет понять многие важные закономерности эволюции растений и животных. При отдаленной гибридизации преследуется цель создания форм и сортов, сочетающих в себе признаки и свойства разных видов и радов. Это достигается как путем скрещивания сортов и форм культурного вида с представителями диких видов и родов, так и при скрещивании сортов, относящихся к разным культурным видам или родам. [c.257]

    Кто бы мог подумать, что столь простое химическое соединение может иметь важнейшее значение для роста, функционирования и эволюции растений Этилен (СН2=СНг) при обычных температурах находится в газообразном состоянии. Как правило, клеточную дифференцировку и эволюцию связывают с генами, поэтому немыслимо предположить, чтобы растительный гормон представлял собой простое газообразное вещество. Констатируя это противоречие, Уоринг и Филлипс С Уаге1п ,. РЬНИрз, 1978) пишут Этилен в роли гормона может показаться курьезом . И все же этилен — это просто газообразный гормон, образующийся у высших растений из аминокислоты Ь-метионина (считающегося его единственным природным биохимическим предшественником). Этилен регулирует процессы развития через механизмы, не связанные непосредственно с биосинтезом белков. По-видимому, он воздействует на пролиферацию клеток, изменяя перенос протонов. [c.93]

    Мимикрия представляет собой результат изоморфизма и изофункционализма, направлявших эволюцию растений и животных [c.374]

chem21.info

Основные этапы эволюции растений

Биология Основные этапы эволюции растений

просмотров - 357

Водоросли – многочисленная неоднородная группа первично-водных фотоавтотрофных организмов. В ископаемом состоянии водоросли известны еще из докембрия (свыше 570 млн. лет назад), а в протерозое и начале мезозоя уже существовали всœе ныне известные отделы. Ни один из современных отделов водорослей не может считаться предком другого отдела, что указывает на сетчатый характер эволюции водорослей.

У водорослей существует множество типов морфологической организации тела (таллома). У ряда водорослей (к примеру, у бурых) имеется сложно устроенный пластинчатый таллом, и наблюдается некоторая дифференцировка клеток. У многоклеточных водорослей часто имеются ризоиды – выросты таллома, служащие для прикрепления к субстрату. При этом у водорослей отсутствуют настоящие ткани, в связи с этим их относят к низшим эукариотам. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, водоросли достигли биологического прогресса без ароморфозов: путем аллогенеза и частичного катагенеза (утрата полового процесса у некоторых видов, утрата способности к фотосинтезу у паразитов).

В конце силура (≈ 400 млн. лет назад) возникают Высшие (наземные) растения.

В силуре происходило обмелœение океана и опреснение воды. Это создало предпосылки для заселœения литорали и супралиторали (литораль – часть берега, заливаемая во время приливов; литораль занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средой обитания; супралитораль – часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами; в сущности, супралитораль является частью наземно-воздушной среды обитания).

Содержание кислорода в атмосфере до появления наземных растений было значительно ниже современного: протерозой – 0,001 от современного уровня, кембрий – 0,01, силур – 0,1. При дефиците кислорода лимитирующим фактором в атмосфере является ультрафиолет. Выход растений на сушу сопровождался развитием метаболизма фенольных соединœений (дубильных веществ, флавоноидов, антоцианов), которые принимают участие в осуществлении защитных реакций, в том числе от мутагенных факторов (ультрафиолет, ионизирующие излучения, некоторые химические вещества).

Продвижение растений на сушу связано с появлением ряда ароморфозов:

  • ü Появление дифференцированных тканей: покровных, проводящих, механических, фотосинтезирующих. Появление дифференцированных тканей неразрывно связано с появлением меристем и основной паренхимы.
  • ü Появление дифференцированных органов: побега (органа углеродного питания) и корня (органа минœерального питания).
  • ü Появляются многоклеточные гаметангии: антеридии и архегонии.
  • ü Происходят существенные изменения в обмене веществ.

Предками Высших растений считаются организмы, сходные с современными Харовыми водорослями. Древнейшее известное наземное растений – куксония. Куксония обнаружена в 1937 ᴦ. (У. Ланг) в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн. лет). Это растение представляло собой похожий на водоросль кустик веточек, несущих спорангии. Прикреплялось к субстрату с помощью ризоидов.

Дальнейшая эволюция Высших растений разделилась на две линии: гаметофитную и спорофитную

Представители гаметофитной линии– современные Моховидные. Это бессосудистые растения, у которых отсутствуют специализированные проводящие и механические ткани.

Другая линия эволюции привела к появлению сосудистых растений, у которых в жизненном цикле доминирует спорофит, и имеются всœе ткани высших растений (образовательные, покровные, проводящие, основная паренхима и ее производные). Благодаря появлению всœех типов тканей происходит дифференцировка тела растений на корень и побеᴦ. Древнейшими из сосудистых растений являются ныне вымершие Риниевые (псилофиты). В течение девона формируются

современные группы споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). При этом у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из недифференцированного зародыша.

В начале мезозоя (≈ 220 млн. лет назад) появляются первые Голосœеменные растения, которые господствовали в мезозойской эре. Крупнейшие ароморфозы Голосœеменных:

  • ü Появление семязачатков; в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).
  • ü Появление пыльцевых зерен; у большинства видов пыльцевое зерно при прорастании образует пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит.
  • ü Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш.

При этом у Голосœеменных растений сохраняется ряд примитивных признаков: семяпочки расположены на семенных чешуях (мегаспорангиофорах) открыто, опыление происходит только с помощью ветра (анемофилия), эндосперм гаплоидный (женский гаметофит), проводящие ткани примитивные (в состав ксилемы входят трахеиды).

В кайнозоеГолосœеменные уступают господство Покрытосœеменным.

Первые Покрытосœеменные (Цветковые) растения появились, вероятно, еще в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Сегодня Покрытосœеменные находятся в состоянии биологического прогресса, которому способствует ряд ароморфозов:

  • ü Появление пестика – замкнутого плодолистика с семязачатками.
  • ü Появление околоцветника, что сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).
  • ü Появление зародышевого мешка и двойного оплодотворения.

Сегодня Покрытосœеменные представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосœеменным относится около 250 тысяч видов растений.

Читайте также

  • - Основные этапы эволюции растений и животных

    Большинство исследователей признают, что вскоре после возникновения жизни она разделилась на три корня, которые можно назвать надцарствами. По-видимому, больше всего черт исходных протоорганизмов сохранили архебактерии, которых прежде объединяли с настоящими... [читать подробенее]

    • oplib.ru

    FIRE CAT - эволюция растений

    по материалам сайта  http://bio.fizteh.ru

       Считается, что все наземные растения, существующие сейчас, произошли от риниофитов (тип споровых растений, составленный самыми примитивными сосудистыми формами). Сейчас наземные растения представлены моховидными, псилотовидными, плауновидными, хвощевидными, папоротниковидными, голосеменными и цветковыми растениями. Предполагается, что предками всех существующих растений были водоросли, в частности, зеленые.

    Для того, чтобы выйти на сушу, растениям надо было решить ряд проблем.

    Во-первых, в воде менее сильно действует гравитация на тело, поэтому ему нужно было иметь какую-то определенную форму тела, и в итоге, приобрести опору.

    Необходимые для фотосинтеза диоксид углерода, свет и вода находятся в двух средах – воздушной и почвенной. Поэтому  нужно, чтобы часть растения находилась в почве, а часть – в воздушной среде, то есть одновременно они должны присутствовать в двух средах. Кроме того, чтобы проводить воду из почвы вверх, должна была появиться транспортная система.

    Следующая задача заключалась в защите от обезвоживания. Сухопутная среда способствует обезвоживанию, поэтому растения должны были прибрести приспособления для добывания и сохранения воды.

    Для фотосинтеза и дыхания нужно, чтобы газообмен происходил не с раствором (как в случае с водорослями), а с воздушной средой. Для этого у растений существуют такие образования – устьица.

    Нежные половые клетки должны быть защищены, а мужские гаметы – подвижные сперматозоиды – могут двигаться только в воде. В процессе эволюции произошел переход к образованию неподвижных мужских гамет – спермиев и доставке их к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки.

    Выше упоминалось о необходимости защиты от обезвоживания. Как же растения справлялись с этой задачей? Оказалось, что первые растения были покрыты толстым слоем воскоподобного вещества кутина, то есть они защищались от обезвоживания кутикулой. Затем в процессе эволюции появилась ткань эпидермис. Если кутикула покрывала все тело, то она защищала его от обезвоживания, но при этом должны были появиться приспособления для газообмена.

     

    Они и появились в виде ткани эпидермиса. Он состоит из плотно пригнанных друг к другу клеток. Иногда они еще имеют изогнутые клетки, и плотно соединяются между собой. Эти клетки выделяют наружу кутикулу, но для того, чтобы осуществлялся газообмен, существуют такие остроумные приспособления, которые называются устьица. Они очень интересно устроены, и механизм их работы довольно интересен. Полукруглые клетки, которые видны на рисунке, называются замыкающими клетками устьиц. Та их сторона, которая обращена к щели, более утолщена по сравнению с остальными тонкими стенками. Они содержит хлоропласты и способны осуществлять фотосинтез. В тот момент, когда начинается работа хлоропластов, накапливаются углеводы, их концентрация увеличивается, соответственно, концентрация воды уменьшается, и в это время начинает поступать вода из окружающих клеток. Поскольку эти замыкающие клетки устьиц по-разному утолщены, то они выпячиваются в ту сторону, где стенка толще. Так происходит раскрытие устьиц, туда поступает углекислый газ, выделяется кислород, то есть происходит газообмен.

    Какую форму было целесообразно иметь растениям при выходе на сушу? При плоской форме нет надобности развивать опору, она  благоприятна для фотосинтеза, поскольку свет и диоксид углерода улавливаются поверхностью. Но в этом случае растения быстро бы закрыли всю поверхность суши. Поскольку таких растений сейчас немного, видимо, более целесообразной оказалась такая цилиндрическая, радиальная, разветвленная форма тела. Такую форму, конечно, нужно было поддерживать, поэтому в процессе эволюции выработалась опора.

    Какую форму было целесообразно иметь растениям при выходе на сушу? При плоской форме нет надобности развивать опору, она  благоприятна для фотосинтеза, поскольку свет и диоксид углерода улавливаются поверхностью. Но в этом случае растения быстро бы закрыли всю поверхность суши. Поскольку таких растений сейчас немного, видимо, более целесообразной оказалась такая цилиндрическая, радиальная, разветвленная форма тела. Такую форму, конечно, нужно было поддерживать, поэтому в процессе эволюции выработалась опора.

    Для осуществления фотосинтеза эта форма тела не самая удобная. При цилиндрической форме тела увеличение фотосинтезирующей поверхности возможно при росте тела. Но при этом объем увеличивается как куб, а поверхность – как квадрат линейного прироста. Увеличения фотосинтезирующей поверхности можно достичь образованием плоских органов – листьев. В процессе эволюции у разных растений появились разные листья, разного происхождения. Одни из них пошли по более простому пути – это просто выросты покровных тканей.

     Одно-, двухслойные листья, как у мхов и плаунов. Но они не могут достигать больших размеров, поэтому они оказались не очень эффективными. Другие листья образовались из разветвленных осей путем дальнейшего их уплощения. То есть, листья представляют собой уплощенные ветки.

     Эти плоские ветки особенно хорошо представлены у папоротников. Здесь целые системы осей образовывали листья, поэтому они могут быть такими большими, разветвленными. У голосеменных и цветковых листья образовались из уплощенных конечных  веточек.

    Что касается опоры. Для поддержания вертикального положения тела растения необходимо было появление опоры. Эта опора появилась в виде механических тканей. Она состоит из длинных клеток с очень утолщенными стенками. Причем стенки пропитаны веществом лигнином, которое придает им дополнительную прочность. На рисунке ниже видно, что внутренняя часть этих клеток совсем невелика по сравнению со стенками. Кроме того, клетки, приобретшие такие толстые стенки, не могут быть живыми. То есть эти ткани выполняют свои функции только в мертвом состоянии.

    Что касается транспортной системы - она должна быть двух типов. Одна должна проводить воду от корней к листьям, а другая – проводить вещества, образовавшиеся в листьях к разным органам растений. Ткани, по которым идет восходящий ток (то есть вода с растворенными в ней минеральными веществами) называется ксилемой. На рисунке ксилема окрашена красным цветом.

    Кроме того, что эта ткань проводит воду, она еще выполняет дополнительную опорную функцию. В некоторых случаях только она является той укрепляющей опорой, которая поддерживает растение, это особенно важно для тех растений, у которых нет механических тканей, а есть только ксилема, которая выполняет сразу две функции. Клетки ксилемы тоже могут действовать только в мертвом состоянии. Для того, чтобы вода проходила беспрепятственно, содержимое клетки отмирает, и вода поступает наверх по капиллярному типу.

    Вторая ткань – это флоэма. Она осуществляет проведение того, что образовалось в листьях ко всем органам, которым нужны эти вещества – это нисходящий ток. У флоэмы клетки в живом состоянии проводят эти вещества. Эта ткань мягкая, так как стенки клеток не одревесневшие.

     Что касается размножения. Для начала расскажем общие положения. У всех наземных растений в жизненном цикле, то есть проходящем от зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) одного растения до зиготы другого, происходит закономерное и ритмичное чередование двух фаз или поколений: бесполого диплоидного (т.е. содержащего двойной набор хромосом) поколения, который называется  спорофит, и полового гаплоидного (т.е. содержат одинарный набор хромосом) – гаметофит. Спорофит производит споры, при образовании спор происходит мейоз, поэтому споры гаплоидные.

    

     

    olgasol18.narod.ru

    Смотрите также
    Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта