Первыми наземными растениями были риниофиты: Палеозойская эра

Содержание

Происхождение высших растений — Студопедия

Поделись

Высшие растения, вероятно, произошли от каких-либо водорослей. Об этом свидетельствует то, что в геологической истории растительного мира высшим растениям предшествовали водоросли. В пользу этого предположения свидетельствуют и следующие факты: сходство наиболее древней вымершей группы высших растений — риниофитов – с водорослями, очень сходный характер их ветвления; сходство в чередовании поколений высших растений и многих водорослей; наличие жгутиков и способность к самостоятельному плаванию у мужских половых клеток многих высших растений; сходство в строении и функции хлоропластов.

Предполагают, что высшие растения произошли скорее всего от зеленых водорослей, пресноводных или солоноватоводных. Они имели многоклеточные гаметангии, изоморфное чередование поколений в цикле развития.

Первыми наземными растениями, найденными в ископаемом состоянии, были риниофиты (риния, хорнея, хорнеофитон, спорогонитес, псилофит и др. ).

После выхода на сушу высшие растения развивались в двух основных направлениях и образовали две большие эволюционные ветви – гаплоидную и диплоидную.

Гаплоидная ветвь эволюции высших растений представлена отделом моховидные (Bryophyta). В цикле развития мхов преобладает гаметофит, половое поколение (само растение), а спорофит, бесполое поколение, редуцирован и представлен спорогоном в виде коробочки на ножке. Развитие моховидных шло в сторону возрастания самостоятельности гаметофита и его постепенного морфологического расчленения, потери самостоятельности спорофита и его морфологического укрощения. Самостоятельной, вполне автотрофной фазой жизненного цикла моховидных стал гаметофит, а спорофит низведен до степени органа гаметофита.

Мхи как представители гаплоидной ветви эволюции высших растений оказались менее жизнеспособными и адаптированными к условиям жизни на Земле. Их распространение связано с наличием свободной капельно-жидкой воды, необходимой не только для ростовых процессов, но и для полового процесса. Этим объясняется их экологическая приуроченность к местам, где имеется постоянное или периодическое увлажнение.

Вторая эволюционная ветвь высших растений представлена всеми остальными высшими растениями.

Спорофит в наземных условиях оказался более жизнеспособным и адаптированным к разнообразным экологическим условиям. Эта группа растений более успешно завоевывала сушу. Спорофит у них часто имеет большие размеры, сложное внутреннее и внешнее строение. Гаметофит, наоборот, претерпел упрощение, редукцию.

У более протых форм (споровые растения) гаметофит еще имеет самостоятельное существование и представлен автотрофным или симбиотрофным заростком (Lycopodiophyta, Equisetophyta, Polypodiophyta), а у разноспоровых представителей этих отделов он значительно упрощен, редуцирован. У более организованных – семенных растений – гаметофит утратил самостоятельный способ жизни и развивается на спорофите, а у покрытосеменных (цветковых) сведен до нескольких клеток.

В новых условиях шло постепенное усложнение наземных растений с преобладанием в цикле развития спорофита. Они дали начало ряду самостоятельных групп (отделов) растений, приспособленных к разнообразным условиям жизни на суше.

В настоящее время высшие растения насчитывают свыше 300 000 видов. Они господствуют на Земле, населяют ее от арктических территорий до экватора, от влажных тропиков до сухих пустынь. Они образуют различные типы растительности – леса, луга, болота, заполняют водоемы. Многие из них достигают гигантских размеров (секвойядендрон – 132 м при обхвате 35 м, эвкалипт гигантский – 152 м (Флиндт, 1992), вольфия бескорневая – 0,1-0,15 см (Определитель растений Беларуси, 1999).

При всем огромном разнообразии внешнего вида и внутреннего строения все высшие растения сохраняют определенное единство в строении. Высшие растения подразделяют на 9 отделов. Однако они сравнительно легко увязываются между собой, что свидетельствует о единстве происхождения высших растений.

Особенности и этапы развития растительного мира, цветковые растения

Доказательства развития растительного мира

Под историческим развитием растительного мира понимают процесс эволюционного формирования современной флоры биосферы.

Классификация растительного мира дает представление о том, как формировались те или иные систематические группы. Растения по строению вегетативного тела можно поделить на:

низшие водоросли, у которых ткани и органы не дифференцированы;
высшие растения, для которых характерно наличие органов и тканей.

Многочисленные палеонтологические находки свидетельствуют о родстве между существующими систематическими группами живых организмов. Часто среди них упоминают строматолиты.

Определение 1

Строматолиты представляют собой многослойные образования из остатков древних примитивных водорослей, ранее обитавших в морях и океанах.

Среди палеонтологических доказательств выделяют также отпечатки древних хвощей и гигантских плаунов внутри залежей каменного угля и торфяников.

Этапы эволюционного развития растительного мира

Прокариоты и эукариоты

Примерно 3,5 млн. лет назад начался первый эволюционный этап развития растительных организмов. В этом период возникли первые одноклеточные прокариоты: у них была способность к автотрофному питанию или хемосинтезу. Деятельность этих организмов привела к появлению первичной кислородной атмосферы.

Около 1,5 млн. лет назад начался второй эволюционный этап развития растительного мира. Он был связан с появлением эукариотических предков современных водорослей, от которых потом взяли начало многоклеточные водоросли.

В архейскую эру появился фотосинтез, что стало отправной точкой в делении живых существ на растения и животные. Как только появились первые зеленые растения — водоросли, началось накапливание органического вещества планеты.

Дальнейшее развитие растительного мира было связано с усложнением вегетативного тела водорослей. В протерозойской эре произошло резкое увеличение продуктивности фотосинтеза.

Выход растений на сушу

Следующий этап основывается на выходе растений на сушу: это случилось в палеозое. Псилофиты считаются первыми настоящими наземными растениями.

Определение 2

Псилофиты — древние наземные растительные организмы, обладающие определенными отличительными чертами.

К отличительным чертам псилофитом относятся:

механические ткани;
развитие устьиц в покровной ткани;
образование примитивной проводящей ткани.

Псилофиты дали начало мохообразным и папоротникообразным — у них уже появляются стебли, листья и корни. Несмотря на преобладание влажного климата, наблюдаются изменения в сторону сухого воздуха и низких температур.

Есть предположения, что риниофиты были первыми наземными растениями. За ними скрываются обитатели влажных и болотистых мест. По мнению ученых, происхождение риниофитов связано с древними водорослями, которые прикреплялись ко дну водоема. Отдельные группы растений были водными, а другие — целиком сухопутными.

Замечание 1

Для риниофитов не было свойственно наличие настоящих стеблей и листьев. Зато у них были корневищеподобные образования, которые покрывали ризоиды.

Покровная ткань риниофитов выполняла защитную функцию: так они не пересыхали. Риниофиты считаются родоначальники плаунов, хвощей, папоротников и, может быть, мхов.

Распространение папоротников

В каменноугольный период главными растениями стали папоротники. Им были свойственны хорошо развитые корневая и проводящая системы. Лист папоротников был достаточно хорошо сформирован и выполнял функцию фотосинтеза, что давало существенные преимущества для жизни на суше.

Размножение таких растений все еще было связано с водной средой, присутствовала жгутиковая стадия. Благодаря таким растениям на планете образовался плодородный почвенный покров, а атмосфера еще больше обогатилась кислородом.

Примитивные голосеменные растения или потомки отдельных папоротникообразных появились в тот момент, когда хвощи, плауны и древовидные папоротники стали вымирать.

Немного позже возникли семенные папоротники — сегодня эта группа растений считается вымершей. Именно семенные папоротники считаются предшественниками современных голосеменных растений. С появлением семени растения сделали половой процесс независимым от водной среды. Семя было более защищено от негативных факторов окружающей среды, чем спора.

Развитие семян происходило на листьях, так как шишек у этих растений еще не было. Семенные папоротники представляли собой древовидные, лиановидные и травянистые растения, которые дали начало голосемянным.

В пермском периоде, когда на место влажного климата пришел сухой, и многие плауны, хвощи и гигантские папоротники вымерли, как раз и отмечается появление голосеменных растений.

Замечание 2

У этих растений появилась возможность для реализации другого типа оплодотворения или развития гамет во внутренних тканях растения.

В результате мужские половые клетки никак не взаимодействовали с окружающей средой и доходили до яйцеклетки по пыльцевой трубке. Это позволило довольно быстро захватить сушу, поскольку растения получили возможность распространения при помощи воды и ветра.

Цветковые растения

Возникновение цветковых растений — последний этап растительной эволюции. Они появились как результат усложнения органов генерации и репродукции, а также в результате появления цветка.

Защитой для семяпочек стала завязь покрытосеменных растений. Благодаря ей же семя получило возможность развиваться внутри плода, служившим источником питания и защиты. Все это дало возможность цветковым распространиться не только по всей суше, но и в воде. У покрытосеменных появилось приспособление для более эффективного оплодотворения, привлечения насекомых-опылителей.

Сейчас покрытосеменные — самые распространенные растения и самая многочисленная группа живых организмов. Уже более 60 млн. лет они преобладают на нашей планете.

Как следует из написанного выше, эволюция растительного мира продолжалась довольно долго. Как итог — можно говорить о биоразнообразии флоры. На каждом этапе появлялась определенная группа растений, что во многом определялось глобальными климатическими изменениями.

Историческое развитие растительного мира изучают в 6 классе школьной программы.

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Эволюция растений и палеоботаника — риниофиты †

Самые ранние настоящие сосудистые растения

риниофитов представляют собой группу вымерших спороносных сосудистых растений, которые были безлистными и бескорневыми растениями с прямостоячими ветвящимися стеблями. Эта группа — самые ранние известные представители клады трахеофитов, обладающие настоящей сосудистой тканью. Эта группа получила свое название от местности, в которой они были обнаружены в Райни, Шотландия. Райни Черт показывает превосходно сохранившиеся окаменелости, свидетельствующие о полном жизненном цикле Риния . Эти растения имели ползучие по земле корневища, дающие начало прямостоячим детерминантным стеблям. В отличие от большинства растений девона, они имели адвентивное ветвление со скрытыми «почками» или ветвями. Кроме того, это местонахождение свидетельствует о гаметофитной фазе.

Признаки

Спорофит (спороносная фаза)

Стебли

Сходны с ранними полиспорангиофитами0010, эти растения демонстрируют увеличивающееся разнообразие типов стеблей. Эти ранние растения построены с неопределенными и определенными структурами, как и современные растения.

Определительные воздушные стебли : над землей, вертикальные стебли, которые заканчиваются в спорангии для рассеивания

ветвя подземные части, которые ползают подобно вегетативному размножению популяции
Адвентивное ветвление : скрытые «почки» или ветви, которые могут удлиняться, образуя новые стебли, подобные современным растениям.
Vascular tissue present, but not the same as eutracheophytes (see S-type tracheids below)

Classification

Embryophytes

└Polysporangiophytes

└Tracheophytes

└Rhyniales †

Rhyniophytes базальные трахеофиты

Geologic Age

Devonian

Left : Reconstruction of Rhynia gwynne-vaughanii

Below :: Piece of Rhynie chert showing Rhynia axes

Right : Cross — разрез оси Rhynia с изображением гаплостелы

Листья

Безлистный; некоторые предполагают, что у них есть фотосинтетические стебли и / или корневище.
Бойс (2008) задался вопросом, были ли вертикальные стебли фотосинтезирующими у Cooksonia , что, вероятно, относится и к риниофитам.
Gametophyte may have been the main photosynthetic portion of lifecycle

Reproductive Structures

Gametophytes (gamete-bearing phase)

Form genus Remyophyton delicatum
Эта фаза, возможно, была основной фотосинтетической частью жизненного цикла растения
Диоики *, мужская и женская гаметангия (Antheridia and Archegonia). , в отличие от всех гаметофитов современных папоротниковидных (кроме Psilotum )

Выше ( осталось ): Реконструкция насаждения Remyophyton delicatum ; Выше середины : Крупный план антеридий Remyophyton ; Above right : Close-up of archegonia of Remyophyton

Diversity

Calyculiphyton blanai †

Celatheca beckii †

Хао и др. 1995
Pragian of Pongchong Formation of Eastern Yunnan, China
Безлишивые оси, делящие анизотомно
Стерильные боковые ося спорангий
Каждый спорангий имеет внешний листообразный прицветник, который загибается вокруг спорангия
Celatheca напоминает австралийское ископаемое Yarravia

Eddianna Gaspiana †

Pfeiler & Tomescu 2018
Emsian of Gasske и Tomescu 2018
Emsian of Gassk и Tomescu 2018 9004
. -type Xylem

Eogaspesiea Gracilis †

0010 †

Сюэ и др. 2015
Первоначально Cooksonella (Senkevitsch, 1978; Doweld 2000)
Верхний Силурий (Pridoli) Синджян, северо -западный Китай и Центральный Казакский матч
PSEUDOPODOPODOP -MANERALINILINIAL ANVERALINGINGINILINGINILINALOOP, который ANVERALING ANVER ANVERALINGINGINGINGINGINILOP -MANERILINIAL -ASTERILINGINIAL -MANIAL -ANVERALINIAL -ASTARING. боковые дихотомически ветвящиеся системы.
Конечные спорангии с центральным телом и каймой с четырьмя-восьмью удлиненно-треугольными выростами

Hedeia †

Cookson 1935
Ранний девониан из Victoria, Australia, Cazakhstan и China

. H. corymbosa (Cookson 1935)

H. parvula (Jurina 1969)
H. sinica (Hao 1994)

Huvenia Kleui †

Hass and Remy 1991
Pragian Massif

. тяж проводящей ткани содержит простые трахеиды

Спорангии располагаются на концах коротких ветвящихся стеблей (спорангиофоры), а не на конце основных стеблей, как у некоторых других ранних наземных растений
The gametophyte of this plant may be Sciadophyton

Monnowella bennettii †

Morris & Edwards 2014
Early Devonian (Lochkovian) of Welsh Borderland, UK
Оси с изотомическим или слабо анизотомическим ветвлением
Одиночные спорангии, заканчивающиеся неразветвленными боковыми ветвями
Sporangia were terminal and ellipsoidal

Above : Monnowella bennettii † (from Plate II, Morris & Edwards 2014)

Rhynia gwynne-vaughanii †

Kidston & Lang 1917
Из кремня Райни в Абердиншире, Шотландия
Корневищное растение с вертикальными изотомическими осями
Possible deciduous lateral branches were used to disperse laterally over the substrate and stands of the plant may therefore have been clonal populations

Above : Reconstrcution of Rhynia gwynne-vaughanii †

Salopella †

S. australis † Tims & Chambers 1984

Поздний силур (лудлов) — ранний девон (праг) Виктории, Австралия
осей с не менее 2 дихотомией (шириной 0,9-2,4 мм)
растения не менее 145 мм высотой
Спорангия 6,5-14,0 мм и 1,3-2,0 мм в ширину

9999. С. ср. marcensis (Эдвардс и др., 1994).

Выше : Таблица 32 (TIMS & Chambers 1984) Salopella Australis

Sciadophyton †

Remy †

и др. . 1980
Ранние девонские сжатые окаменелости
Гаметофиты растения риниофита, несущая гаметангию
, которые излучаются из базальной тарифной таблицы, которые заканчиваются в чашках-подобных структурах
66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666. Stockmansella или Huvenia (Kenrick et al. 1991, Remy et al. 1993), но может быть гаметофитной стадией нескольких наземных растений
Шк. laxum ((Dawson 1871; Steinmann 1928)
Sc. palustre (Istchenko 1965)
Sc. steinmannii (Steinmann; Kräusel and Weyland 1930)

Above: Compression fossil of Сциадофитон

Стеганотека полосатые †

Edwards & Rogerson 1979
00008 (Ludlow) из Поуиса, Уэльс (Edwards & Rogerson 1979)
Растение с удлиненным спорангием, оканчивающимся коротким отрезком неразветвленной оси с параллельными сторонами.
Диагностические признаки спорангиев S. striata , косо идущие исчерченность и конечная более толстая линзовидная область обычно хорошо видны.
У большинства образцов сохранилась дистальная часть, органический материал основного тела спорангия отшелушился, оставив темные нити, прилипшие к поверхности породы

Above : Plate 1 (Edwards & Rogerson 1979) showing Steganotheca striata sporangium showing surface striation

Stockmansella †

Fairon-Demaret 1986
S. langii † (Fairon-Demaret 1985)
- Лентовидные топоры несут боковые спорангии.
- Спорангии веретенообразные, прикреплены к оси подушечкой ткани круглой формы, которая, скорее всего, выполняла функцию оторвавшегося слоя.
- Токопроводящая жила состоит из спирально укрепленных S-образных цилиндрических элементов различного диаметра
S. remyi (Schultka and Hass 1997)

0 Игра этого растения be Sciadophyton

Yarravia †

Lang & Cookson 1935
Прагия из Виктории, Австралия
Оси диаметром от 2 до 2,5 мм и длиной до 7,5 см.
Нет известных примеров ветвления или анатомии
Спорангии рождаются радиально группами по 5-6 штук на концах осей.
Основания спорангиев сросшиеся, но кончики могут быть свободными; вся структура может быть описана как синангиум
Y. oblonga (Lang & Cookson 1935)
- In У Y. oblonga синангий (группа сросшихся спорангиев) был длиннее, чем ширина, и составлял около 7 мм в длину и 1,25 мм в ширину. Кончики спорангиев были свободны и, по-видимому, состояли из ткани, не содержащей спор.
Y. subsphaerica (Lang & Cookson 1935)
Y. minor (Danzé-Corsin 1956)
Y. gorelovii (Ananiev 1960)

Palaeos Растения: Rhyniophyta: Rhyniophyta

Палеос Растения: Rhyniophyta: Rhyniophyta

		Риниофиты
Растения		Риниофиты

Сокращенная дендрограмма

Хлоробионта
├─Хлорофитовые
└─ Charophyta
├─(различные зеленые водоросли)
└─Embryophyta
├─Мохообразные
└─Rhyniophyta
├─Horneophytopsida
└─┬─ Аглаофитон
└─┬─Rhyniopsida
└─┬─ Куксония
├─Eutracheophyta
│ └─Ликофитина
│ ├─Zosterophylopsida
│ └─Lycopodopsida
│ └?─Isoetopsida
└─Эуфиллофитина
├─Монилиформопсы
└─Семенные растения
├─тримерофиты
└─Сперматопсида

Содержание

Мхи
Гаметофиты
Ризоиды
Стреляй
Листья и периферийные конструкции
Гаметангии
Спорофиты
Разнообразие
Сфагнум
«Андреаиды»
Политриховые
Бриопсида
Эволюция

Статус

Риниофиты представляют собой парафилетический таксон, включающий первые сосудистые наземные растения (Rhyniopsida) и их морфологически сходных, но бессосудистых родственников. Таким образом, они занимают ключевое место в истории жизни. Освещение включает краткое обсуждение их структуры и важности на этой странице. Отдельные страницы включены в две очень ранние формы, Horneophyton и Aglaophyton , а также на двух хорошо известных производных представителях монофилетических Rhyniopsida, Cooksonia и Rhynia .

Index

Rhyniophyta : эта обзорная страница.

Horneophyton : очень простая, дихотомически ветвящаяся форма с конечными спорангиями – могут быть или не быть сосудистыми.

Aglaophyton : более крупная (до 60 см) и, по-видимому, более наземная версия Horneophyton — вероятно, не сосудистый.

Cooksonia : силурийское сосудистое растение.

Rhynia : очень известное растение из Rhynie Chert.

Флора, существовавшая в период от верхнего силура до нижнего девона, вероятно, представляла собой совокупность обитателей болот со структурными особенностями, переходными между водными несосудистыми и наземными сосудистыми растениями. Из них Rhyniophyta представляют собой небольшую, но заметную группу, в которую входят некоторые из самых ранних и примитивных наземных растений.

Ранние риниофиты

У этих очень примитивных наземных растений, у которых было мало различий между различными частями. У них от стелющейся оси отходят простые побеги, которые по строению почти не отличаются от самих прямостоячих побегов. Эти побеги или стебли часто разветвляются простым образом, разветвляясь на два, а затем снова на два, а иногда побеги заканчиваются споровыми капсулами, называемыми спорангиями. У этих древних растений не было листьев, семян и цветов. Вместо корней у них были горизонтальные стебли, связанные с почвой корневыми волосками. Высота всего растения не превышала 50 см. Считается, что по крайней мере одна форма Taeniocrada была водной, хотя не ясно, были ли это переходные формы от пресноводных к наземным или вторично водным.0004

К риниофитам относятся предковые формы предкового рода Cooksonia , от позднего силура до раннего девона (от венлока до франца). К раннему девону развились более продвинутые типы, такие как Rhynia . Окаменелости Rhynia из девонских кремней Райни в Абердиншире, Шотландия, настолько прекрасно сохранились, что можно распознать отдельные клетки в растительной ткани.

Существует также ряд родственных форм, таких как Aglaophyton , по-видимому, даже не настоящие трахеофиты,

Систематика

Ниже представлена предлагаемая линнеевская классификация и временная шкала для риниофитов и родственных форм. Не то чтобы самые примитивные формы не обязательно были самыми древними, что указывает либо на то, что представленная здесь эволюционная последовательность неверна, либо на то, что большая часть ранней эволюции растений происходила в регионах, далеких от условий, допускающих окаменение

Subphylum Rhyniophytina
Класс не указан
Заказ не указан
Аглаофитон — Пражский
Класс Horneophytopsida
Заказать Horneophytales
Семейство Horneophytaceae — пражские
Класс Риниопсида
Заказ не указан
Cooksonia — Wenlock to Fransnian
другие окаменелости риниофитов
Заказать
Семейство Rhyniaceae — от лохковского до эмского яруса

Встречаемость

Период	силур			Девон
Эпоха/Эпоха	Вен.	Луд.	Прид.	Лох.	Праг.	пост Праг.
Аглаофитон					*******

Horneophytaceae					*******

Куксония	*******	*******	*******	*******	*******	*******

Райниевые				*******	*******	*******

Первыми наземными растениями были риниофиты: Палеозойская эра — урок. Биология, 11 класс.