Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира. Происхождение растения

Урок 58. Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира на Земле

Методическое пособие разработки уроков биологии 6класс

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.

Цель:

- осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Воспитательные: 

Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ­ходимости ответственного, бережного отношения к окру­жающей среде.

Формирование понимания ценности здорового и без­опасного образа жизни

УУД

Личностные:

воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;

Формирование ответственного отношения к учению;

3) Формирование целостного мировоззрения, соответ­ствующего современному уровню развития науки и обще­ственной практики.

Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.

Планируемые результаты

Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные:.

Умение самостоятельно планировать пути достиже­ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби­рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

Формирование навыка смыслового чтения.

Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Цели: обобщить знания о многообразии растений, их происхо­ждении, особенностях строения и процессов жизнедеятельности основных отделов; познакомить с основными эволюционными этапами развития растительного мира на Земле и их значением для дальнейшего развития органического мира; дать представле­ние о методах изучения вымерших растений.

Оборудование и материалы: список относящихся к различным классам покрытосеменных растений, таблицы: «Развитие расти­тельного мира», «Фотосинтез», гербарии мхов, плаунов, хвощей, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений, коллекция «Ископаемые остатки живых организмов», кусочки каменного угля с отпечатками древних растений, окаменевшие остатки древних растений, геохронологическая шкала, пейзажи каменноугольного и других периодов (можно использовать ри­сунки учащихся).

Ключевые слова и понятия: автотрофы, гетеротрофы, эука­риоты, или ядерные, прокариоты, или доядерные; органические соединения, энергия солнца, ароморфоз, конкуренция; сине-зе­леные водоросли, цианобактерии; половой способ размножения, конкуренция; озоновый экран, риниофиты, псилофиты; папорот­ники, хвощи и плауны, мхи, голосеменные, покрытосеменные растения; экологическая ниша, палеонтология, палеоботаника, радиоуглеродный метод, эволюция.

Ход урока

Актуализация знаний

Игра «Летопись природы»

Учитель заранее готовит список растений, относящихся к раз­личным классам покрытосеменных растений. Представителей обоих классов должно быть равное количество. Растений в списке нужно столько, сколько учеников в классе, или в два раза больше. Желательно размножить список, чтобы он был на каждом столе. Растения в списке лучше разместить в алфавитном порядке, так их будет легче найти.

Учащиеся делятся на две команды, каждая из которых полу­чает задание называть растения, относящиеся к классу однодоль­ные или к классу двудольные. Это можно разыграть с помощью карточек или же каким-либо другим способом.

Начинает игру участник, сидящий в первом ряду на первой парте. Он должен выбрать растение из списка, относящееся к тому классу, который должна называть его команда. Остальные уча­щиеся вычеркивают это растение из своих списков. Далее игрок другой команды называет растение, относящееся к другому клас­су, и т. д. Все ученики по порядку называют растения, относящие­ся к тому классу, который достался их команде.

Если же ученик не может ответить, дает неправильный ответ или называет растение, которое уже было названо прежде, коман­да пропускает ход.

Выигрывает команда, первой перечислившая все растения своего класса.

Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

На Земле существует большое количество разнообразных ра­стений. Такое многообразие порой удивляет и заставляет думать: «Неужели эти такие разные по своему внешнему виду, строению и местам обитания организмы можно объединить вместе, в одно царство, царство растений?»

Подумайте, где на нашей планете можно встретить расте­ния. (Повсюду: на суше и в воде, высоко в горах и на равнинах, в тропиках и на поверхности антарктических льдов.)

По каким признакам растения могут отличаться друг от дру­га? (Растения могут отличаться по размерам, по количеству

клеток, из которых состоит организм, способу питания, спо­собу размножения, по внешнему виду и внутреннему строению и т. д.)

Но всегда ли растительный мир нашей планеты был таким, каким мы видим его теперь? (Растительный мир Земли посто­янно изменяется. Образуются новые виды растений, какие-то виды исчезают с лица Земли — не всегда по вине человека.)

Но откуда же взялись на Земле первые растения? (Свой даль­нейший рассказ учитель сопровождает демонстрацией различных таблиц, а также показывает соответствующие эпохи в геохроно­логической таблице.)

Ученым удалось установить, что планета Земля возникла около млрд лет назад. Первые живые организмы на ней появились около 3 млрд лет назад и представляли собой сложные органиче­ские соединения. Постепенно, на протяжении многих миллионов лет, эти соединения усложнялись и совершенствовались, пока наконец не появилась такие, которые, без сомнения, можно было назвать живыми.

Около 2 млрд лет назад на планете господствовали одноклеточ­ные, разнообразные как по строению, так и по способу питания. Питались они преимущественно растворенными в водах первично­го океана органическими и минеральными веществами. Постепен­но пищи становилось меньше, и между ними началась конкуренция. В этих условиях некоторые организмы приспособились использо­вать энергию солнца для получения питательных веществ.

Как называется подобный процесс? (Этот процесс называ­ется фотосинтезом.)

Способность превращать неорганические вещества в орга­нические под действием солнечного света появилась благодаря образовавшимся пигментам. Таким образом, появились две груп­пы живых организмов. Одни из них питались готовыми органи­ческими веществами, другие имели пигменты и были способны к фотосинтезу.

Как вы думаете, от какой группы древних организмов про­изошли современные растения? (Ответы учащихся.)

Появление фотосинтеза — крупнейший скачок в развитии органического мира на Земле, давший возможность развиваться организмам в новом, не освоенном до сих пор направлении. Та­кой скачок в развитии, при котором появляются принципиально новые свойства и признаки, называется ароморфозом.

Первые одноклеточные организмы не имели ядра.

Вспомните, как называют живые организмы, не имеющие ядра. (Доядерные, или прокариоты.)

Ядерные организмы появились значительно позже — около

млрд лет назад. Организмы, способные самостоятельно син­тезировать органические вещества из неорганических, называют автотрофами (от греч. «аутус» — сам, «трофе» — питание). Первые автотрофы были способны не только использовать энергию солн­ца для получения органических питательных веществ, но и погло­щать готовые органические вещества.

С появлением цианобактерий, более эффективно освоивших процесс фотосинтеза, в окружающую среду стало выделяться большее количество кислорода.

Вспомните, кто такие цианобактерии. (Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, — древнейшая группа доядерных жи­вых организмов.)

Цианобактерии существуют и в наше время.

Как вы думаете, к какому царству органического мира от­носятся эти организмы? (Они относятся к надцарству про­кариот, или доядерных.)

Но жизнь не стояла на месте. Она продолжала развиваться и совершенствоваться. Около 1,3 млрд лет назад появились более сложные организмы — зеленые и золотистые водоросли, в клетках которых было обособленное ядро, и впервые появился половой способ размножения. В это же время возникают и многоклеточные организмы.

Вспомните, как называются организмы, в клетках которых есть ядро. (Эукариоты, или ядерные.)

Но все это время жизнь развивалась исключительно в воде. Первые наземные растения появились всего лишь около 400 млн лет назад. Выход растений на сушу смог состояться благодаря появлению озонового слоя в атмосфере, который защищал их от губительного солнечного излучения. Озоновый экран возник благодаря процессу фотосинтеза, в результате которого выде­лялся кислород.

Первыми наземными растениями считаются риниофиты. Эта группа растений полностью вымерла и не представлена среди ныне живущих. Они обитали отчасти в воде, на влажных берегах пресных водоемов. Уровень воды в прибрежной зоне постоян­но изменялся, и они оказывались либо частично или полностью скрыты водой, либо на суше.

Как вы думаете, от каких организмов произошли риниофи­ты? (Учащиеся высказывают свои предположения.)

Ученые считают, что они произошли от прикрепленных ко дну водоема зеленых водорослей. У этих организмов пока что не было настоящих стеблей и листьев, тем не менее у них начинает обосабливаться корневая система. Практически одновременно с риниофитами появляются и псилофиты. Первыми сухопутными растениями были, например, риния и куксония.

Как вы считаете, почему именно корневая система начинает обосабливаться первой? (Основная часть растения оказыва­ется на суше и не может поглощать питательные вещества.)

У риниофитов начала развиваться покровная ткань, защи­щавшая организм от пересыхания, а также механическая, спо­собствующая поддержанию тела растения в менее плотной среде. Размножались они спорами. Риниофиты дали начало нескольким ветвям растений, таким, как плауны, хвощи и папоротники, а воз­можно, также и мхи.

Какая из перечисленных групп является самой древней? (Наиболее древними считаются плауны.)

Постепенно климат на Земле изменялся. Риниофиты вымер­ли, не выдержав конкуренции с более приспособленными к но­вым условиям организмами.

Вспомните, к какой группе растений относятся папорот­ники, хвощи, плауны и мхи. (Они относятся к высшим спо­ровым растениям.)

В чем состоит принципиальное отличие высших растений от низших? (У высших растений имеются четко обособленные органы, выполняющие определенные функции, а также их тело дифференцировано на ткани.)

Папоротники, хвощи и плауны — типичные споровые растения.

Вспомните, на какой период пришелся их расцвет. (На ка­менноугольный период — около 300млн лет назад.)

Какой климат был в то время на Земле? (В то время на пла­нете господствовал теплый и влажный климат, что способ­ствовало росту, размножению и развитию этих растений.)

Представьте, как мог выглядеть пейзаж того времени. (Примерный ответ. Древние папоротники, хвощи и плау­ны вырастали до огромных размеров, представляя собой настоящие деревья. Повсеместно росли гигантские чешу- едревы, каламиты и лепидодендроны, достигавшие 30—40 м в высоту.)

Однако полного выхода живых организмов на сушу еще не произошло.

Почему растения были зависимы от воды?(Им была необхо­дима водная среда для осуществления полового размножения.)

Но климат планеты продолжал меняться. Около 240—250 млн лет назад на Земле стало холоднее и засушливее. Древовидные папо­ротники, хвощи и плауны стали постепенно вымирать. Их место заняли пока еще примитивные голосеменные растения.

От каких растений произошли древние голосеменные? (Скорее всего, они произошли от древних голосеменных папо­ротниковидных растений.)

Сохранились ли на Земле семенные папоротники? (Нет, они вымерли.)

Семена у первых семенных папоротников развивались прямо на листьях. Появление шишек — это полностью «изобретение» го­лосеменных растений. Климат продолжал меняться. Вслед за ним преображалась и растительность. Постепенно древние голосемен­ные вымирали, уступая место вполне современным растениям, таким, как сосна, ель, пихта.

Вспомните, какие признаки современных голосеменных растений свидетельствуют об условиях, в которых они об­разовались. (Листья у большинства голосеменных растений видоизменены в хвоинки — это приспособление для уменьшения испарения.)

В чем выражается большая приспособленность к жизни на суше семенных растений по сравнению со споровыми? (У семенных растений, в отличие от споровых, оплодотворе­ние не зависит от наличия воды.)

Как период расцвета голосеменных растений связан с кли­матическими особенностями Земли в тот период времени? (Примерный ответ. Климат стал более сухим, соответственно, споровые растения не могли составлять конкуренцию семен­ным и стали постепенно вымирать. Голосеменные растения были более приспособлены к засушливым условиям, и они заняли освободившуюся экологическую нишу.)

Около 130—140 млн лет назад (меловой период) на Земле по­явились первые покрытосеменные растения, которые оказались более приспособленными для жизни в условиях суши. Образова­ние особых специализированных вегетативных органов (цветок, плод), а также наличие запаса питательных веществ в семени обес­печили им преимущество перед голосеменными и остальными группами растений.

В чем состоит принципиальное отличие покрытосеменных растений от голосеменных? (Семена покрытосеменных расте­ний развиваются внутри плода и защищены околоплодником.)

Покрытосеменные растения как самые конкурентоспособные быстро расселились по всей Земле и заняли самые разнообраз­ные места обитания. Покрытосеменные растения господствуют на планете уже более 60 млн лет.

Но как ученым стало известно, что происходило на Земле мил­лионы и даже миллиарды лет назад? Узнать о том, что происходи­ло на нашей планете в доисторические времена, помогает наука палеонтология (от греч. «палейос» — древний, «онтос» — сущее и «логос» — учение). Палеонтология — наука об историческом раз­витии живой природы в течение всего геологического прошлого Земли, о древних, ископаемых, животных и растениях.

Одна из ветвей палеонтологии — палеоботаника — изучает ис­копаемые остатки древних вымерших растений.

Но как можно изучать растения, вымершие миллионы лет на­зад? Всякая история основывается на документах, сохранившихся от прошлого. В распоряжении ботаников оказываются окамене­лости и отпечатки органов и тканей растений, сохранившиеся в осадочных пластах земной коры. Процесс образования осадоч­ного слоя идет постоянно и в наши дни. На дне любых водоемов: морских заливов, озер, прудов и т. д., — происходит постоянное отложение осадков, образующих донный ил (донные отложения). Падающие на дно листья, плоды и другие части растений покры­ваются сверху слоем ила, осевшим позже. Постепенно они пропи­тываются кремнеземом, минерализуются или сгнивают, оставив рельефный отпечаток. Со временем слои таких осадочных пород прессуются и отвердевают.

Разбивая породу, часто можно обнаружить заключенные в ней отпечатки листьев или других органов растений, окаменевшие ча­сти растений, стволы деревьев, пыльцу, а также кости и отпечатки раковин и скелетов животных. По тому, в каком слое пород были обнаружены ископаемые остатки, можно установить их пример­ный возраст. Часто возраст пластов определяют по количеству продуктов распада радиоактивных элементов (так называемый радиоуглеродный метод).

Доказано, что на протяжении миллионов лет видовой состав растений Земли неоднократно менялся. Одни виды вымирали, на смену им приходили другие, более приспособление к опре­деленным условиям. Процесс развития, который лежит в основе возникновения всех существующих форм живых существ от про­стых до современных и обусловливает их дальнейшее совершен­ствование, называется эволюцией.

Закрепление знаний и умений

Составьте схему происхождения различных групп расте­ний. Укажите на ней группы растений, примерный период их возникновения, расцвета и гибели (в миллионах лет). За основу можно взять геохронологическую шкалу.

(На выполнение задания отводится около 7—10 мин, после чего учитель проверяет тетради у желающих, выбирает лучшую схему, при необходимости редактирует ее. Затем автор схемы ри­сует ее на доске. Класс проверяет и сравнивает.)

Подведение итогов урока

Домашнее задание

Прочитать параграф, знать основные термины, ответить устно на вопросы в конце параграфа. (Учебник И.Н. Пономаревой § 46, 47; учебник В.В. Пасечника § 58.)

Творческие задания.

Написать научный рассказ, в котором была бы изложена ваша точка зрения на возникновение жизни на Земле.

Сделать отпечатки листьев на гипсе. Для этого сухой гипс развести водой до густоты сметаны и вылить его в неглубокую по­суду (лучше непищевую), смазанную любым жиром, чтобы можно было вынуть готовые формы. Приготовить листья различных ра­стений (лучше всего брать листья с наиболее рельефными жилка­ми). Взять один листок, положить его на гипс и сильно прижать, чтобы не было пузырьков воздуха. Оставить на некоторое время. После застывания гипса лист нужно снять, вынуть отпечаток из формы. Следует помнить, что гипс застывает быстро, и если вы что-либо испачкали в растворе, лучше его смыть до затвердевания.

Задания для учеников, интересующихся биологией.

Выяснить, кто такой русский ученый А.И. Опарин, в чем его заслуга перед наукой. Что такое коацерватные капли? Можно ли считать их живыми организмами?

Узнать, на какие ветви разделяется наука палеонтология. Что изучает каждая из отраслей?

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

Происхождение растений. Урок биологии.

эволюция растений

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

Ресурсы:

И.Н. Пономарёва, О.А. Корнило­ва, В.С. Кучменко Биология : 6 класс : учебник для учащихся общеобразо­вательных учреждений

Серебрякова Т.И., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы

Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»

В.В. Пасечника. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы

Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс

Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к

учебник «Биология», 6-й класс

Биоуроки http://biouroki.ru/material/lab/2.html

Сайт YouTube: https://www.youtube.com /

Хостинг презентаций

- http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

Мир современных растений многообразен. Но в прошлом растительный мир был совсем иным. Картину исторического развития жизни от ее начала до наших дней нам помогает проследить палеонтология ― наука о вымерших организмах, о смене их во времени и в пространстве.

Одно из подразделений палеонтологии ― палеоботаника, которая 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 (например, в болото, под пласт обвалившейся породы), что без доступа кислорода они не перегнивали, а пропитывались минеральными веществами. Так происходило их 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.

Используя специальные методы, можно определить возраст ископаемых растений и их видовой состав.

Много миллионов лет назад жизни на Земле не было. Затем появились первые примитивные организмы, которые постепенно менялись, преобразовывались, уступая место новым, более сложным.

В более поздних отложениях находят остатки примитивных организмов. Чем моложе слой отложений, тем чаще встречаются более сложные организмы, которые приобретают всё большее сходство с современными.

В процессе длительного развития многие растения на Земле вымерли. Поэтому полностью восстановить историю развития растительного мира очень трудно. Но учёными уже доказано, что все современные виды растений произошли от более древних форм.

Изучение древнейших слоев земной коры позволило 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.

От древних простейших одноклеточных организмов, способных к фотосинтезу, произошли одноклеточные водоросли. Одноклеточные водоросли — это родоначальники царства растений.

Наряду с плавающими формами среди водорослей появились и прикреплённые ко дну.

Из одноклеточных форм появлялись многоклеточные, части тела которых выполняли 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.

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.

Одними из первых наземных растений были росшие по берегам водоёмов риниофиты, например риния. Они существовали 400 млн лет назад, а потом вымерли.

Строение риниофитов ещё напоминало строение многоклеточных водорослей. У них 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.

От риниофитоподобных растений произошли древние плауны, хвощи, папоротники и, по-видимому, мхи.

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.

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. Им на смену приходили более совершенные растения — сосна, ель, пихта.

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 них 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 они господствуют на Земле.

Приспособившись к различным условиям существования, покрытосеменные создали разнообразный растительный покров Земли из деревьев, кустарников и трав.

videouroki.net

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

•         Представлена примитивными морскими водорослями.

•         Существовали различные виды водорослей. В позднем ордовике появились первые настоящие наземные растения.

•         Растения заселяли берега водоемов. Преобладание примитивных псилофидных растений.

•         Растения сумели отодвинуться от кромки воды и вскоре обширные районы суши поросли густыми первобытными лесами.

•         Возросло число разнообразных сосудистых растений.

•         Появились споровые ликофиты (плауны) и хвощи, некоторые из них развились в настоящие  деревья высотой 38м.

•         Дельты рек и берега обширных болот поросли густыми лесами из гигантских плаунов, хвощей, древовидных папоротников и семенных растений высотой до 45 м.

•         Неразложившиеся останки этой растительности со временем превратились в каменный уголь.

•         На южных массивах суши распространились леса крупных семенных папоротников-глоссоптерисов.

•         Появились первые хвойные, быстро заселившие внутриматериковые области и высокогорья.

•         Среди наземных растений преобладали членистостебельные папоротники, голосеменные.

flora57.blogspot.com

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

"Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс". В.В. Пасечник

Вопрос 1. На основании каких данных можно утверждать, что растительный мир развивался и усложнялся постепенно?Утверждать, что растительный мир развивался и усложнялся постепенно, можно на основании данных палеонтологии — науки о вымерших организмах, о смене их во времени и пространстве. Ископаемые остатки (окаменелости, отпечатки) растений свидетельствуют о том, что в далекие времена растительный мир нашей планеты был совсем иным, чем сейчас. Доказано, что на протяжении веков менялись климатические условия на планете, растения были вынуждены приспосабливаться к ним. В результате видовой состав растительных сообществ менялся. Одни виды растений вымирали, другие приходили им на смену.В архейской эре появились первые живые организмы. Они были гетеротрофами, использовавшими в качестве пищи органические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были синезеленые водоросли — цианеи. Цианеи и появившиеся затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород. В протерозойской эре в морях уже обитало много различных водорослей, в том числе прикрепленные ко дну формы. В начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но в ордовике — силуре появляются первыые наземные растения — псилофиты. Дальнейшая эволюция растений на суше была направлена на дифференцировку тела на вегетативные органы и ткани, совершенствование- сосудистой системы (обеспечивающей быстрое поднятие воды на большую высоту). Уже в засушливом девоне широко распространяются хвощи, плауны, папоротникообразные. В каменноугольном периоде (карбоне), характеризующемся влажным и теплым климатом на протяжении всего года. Появляются голосеменные растения, произошедшие от семенных папоротников. Переход к семенному размножению дал много преимуществ: зародыш в семенах защищен от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пи¬щей, имеет диплоидное число хромосом. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена имеют приспособления для распространения животными. Появляются цветковые растения, которые завоевали всю сушу, благодаря тому, что при оплодотворении уже полностью могли обходиться без воды (двойное оплодотворение, развитие плода, опыление с помощью животных и человека). Эти и другие преимущества способствовали широкому распространению семенных растений. Крупные споровые растения вымирают в пермском периоде в связи с иссушением климата. В начале кайнозойской эры теплолюбивая растительность отступает на юг или вымирает, появляется холодоустойчивая травяная и кустарниковая растительность, на больших территориях леса сменяются степью, полупустыней и пустыней. Формируются современные растительные сообщества.

Вопрос 2. Где появились первые живые организмы?Первые живые организмы появились в первичном океане.

Вопрос 3. Какое значение имело появление фотосинтеза?Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были сине-зеленые водоросли — цианеи. Цианеи и появившиеся затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород. Состав воздуха начал постепенно приближаться к современному, включающему в основном азот, кислород и небольшое количество углекислого газа. Это способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни. Кроме этого, фотосинтез стал новым источником органического вещества, необходимого для жизнедеятельности всех живых организмов.

Вопрос 4. Под влиянием каких условий древние растения перешли от водного образа жизни к наземному?Переход растений к наземному образу жизни был связан с существованием периодически заливавшихся и освобождавшихся от воды участков суши. Осушение этих участков происходило постепенно, и у некоторых водорослей стали появляться приспособления к обитанию вне воды.

Вопрос 5. Какие древние растения дали начало папоротникообразным, какие — голосеменным растениям?От риниофитоподобных растений произошли древние плауны, хвощи и папоротники. Предками голосеменных растений были древовидные, лиановидные и травянистые семенные папоротники.

Вопрос 6. В чем преимущество семенных растений перед споровыми?Растения, размножающиеся семенами, лучше приспособлены к жизни на суше, чем растения, размножающиеся спорами. Оплодотворение у семенных растений не зависит от наличия воды во внешней среде. Семена (многоклеточные образования) имеют много больший запас питательных веществ, чем споры (они одноклеточные). Зародыш: будущего растения, находящийся внутри семени, лучше защищен от неблагоприятных условий.

Вопрос 7. Сравните голосеменные и покрытосеменные растения. Какие особенности строения обеспечили преимущество покрытосеменным растениям?Покрытосеменные оказались наиболее приспособленными к жизни на суше растениями. Покрытосеменные имеют сильно развитую проводящую систему, цветок привлекает насекомых-опылителей, что обеспечивает надежность перекрестного опыления, зародыш снабжается запасами пищи (благодаря двойному оплодотворению развивается триплоидный эндосперм) и защищен оболочками и т. д.

buzani.ru

Происхождение растений - ПРОИСХОЖДЕНИЕ РАСТЕНИЙ - Каталог статей

Такие вопросы, как: откуда произошел мир, откуда взялась Земля, как появились на ней животные и растения и как произошел человек, мучают любознательные молодые умы и требуют возможно исчерпывающего ответа. Отсюда и потребность в популярной литературе по естествознанию.

На один из таких вопросов и должна ответить наша книжка о происхождении растений.

В ней мало нового. Факты, на которых построено ее изложение, заимствованы из появившихся уже в печати специальных трудов наших и иностранных ученых. Среди них особенно много сделано М. Д. Залесским, посвятившим себя изучению растительных остатков, погребенных в пластах палеозоя, и А. Н. Криштофовичем, отдавшим все свое внимание изучению растений третичного времени. За рубежом те же темы разрабатывали Готан, Потонье, Сапорта, Геер, Скотт, Пиа и другие ученые в Европе; Джеффрей, Берри, Вальтон и другие ученые в Америке. Благодаря их трудам, (в связи с все улучшающейся техникой просветления и микроскопирования растительных остатков в каменных углях и осадочных горных породах, мы иногда знаем об ископаемых растениях такие подробности их строения, которые еще плохо известны для ныне живущих.

Однако для выяснения вопроса о происхождении чего бы то ни было одних фактов недостаточно. Нужна еще теория, объединяющая их в стройное целое. Необходимо философское мышление.

Естественники долгое время были перед дилеммой выбора между двумя основными философскими направлениями — идеалистическим, или спиритуалистическим, и механистическим. Первое признавало основой мира духовное начало и. было в то же время дуалистическим, т. е. признавало противоположение материи и духа. Второе было монистическим, т. е. признавало основой мира только материю, а все психические явления считало лишь одним из свойств последней. Условно можно сказать, что спиритуалистические учения соответствуют мировоззрению феодальных классов, а механистические — мировоззрению буржуазных, по крайней мере, в период борьбы последних с феодализмом. Пролетариат, выходя на арену мировой истории, должен был выявить свое собственное мировоззрение. что и случилось, когда К. Маркс и Ф. Энгельс критически переработали все философское наследство прошлых эпох и ближайшим образом немецкую классическую философию и создали диалектический материализм. Этим они ниспровергли всяческую метафизику. В. И. Ленин добил последнюю своими философскими работами и поставил науку вообще и естествознание в частности на твердое реалистическое основание.

Каким же образом диалектический материализм освещает вопрос о происхождении жизни на Земле?

Прежде всего, следуя ему, мы исключаем все необоснованные гипотезы о происхождении на Земле жизни. Жизнь не извечна, не занесена на Землю с других планет, а тем более из других звездных миров. Жизнь не сотворена, не создана творцом. Жизнь появилась на Земле в результате тех физико-химических превращений вещества, которые имели место в начале протерозойского периода, одновременно с развитием первичной земной коры и первичного океана.

Жизнь в своем начале — результат комплексирования, усложнения химии углерода, в позднейшем результат развития химии протеиновых соединений, бесконечное усложнение тех реакций, в которые вступают так называемые органогены: углерод, кислород, водород и азот как между собой, так и с металло-органическими соединениями.

Далее идет вопрос о том, как усложнялась жизнь раз появившись на Земле. Согласно положениям диалектического материализма, мы не допускаем никакого предвечного закона развития, никакого ортогенеза, никакого автономизма. Развитие жизни совершалось параллельно с усложнением других явлений, происходивших на поверхности Земли. Жизнь не мыслится сама по себе, но только в окружении внешней среды. Изменения в составе и плотности атмосферы, явления выветривания горных пород, изменения в очертании и распределении материков, трансгрессии морей, перемены климата, образование почвенного покрова, наконец, взаимодействие самих живых существ, — таковы причины, влияющие на изменение и осложнение форм и строений, на так называемую эволюцию органических форм.

А над всем этим — периодические и непериодические изменения в состоянии Солнца, в солнечной радиации, главном источнике энергии явлений, происходящих на поверхности земного шара.

Таким образом, в нашем изложении история растительных организмов тесно переплетается с изменениями внешней по отношению к ним среды.

Наконец, творцы исторического материализма указали нам на необходимость держать курс научных исследований возможно ближе к потребностям человечества, к нуждам развивающегося социалистического строительства, к обеспечению благосостояния трудовых масс.

Поэтому и в нашем изложении, посвященном восстановлению далекого прошлого растительного мира, в изложении, по самому существу своему проникнутом тем историзмом, который в свое время так радовал Маркса и Энгельса в сочинениях Лайеля, Ч. Дарвина и других, порой даже мало известных естествоиспытателей, мы посвящаем заключительные страницы культурным растениям, их прошлому и будущему.

Для нас поля золотой пшеницы, белые пятна раскрывающихся коробочек хлопка, гнущиеся под тяжестью плодов фруктовые деревья, синеющие миллионами цветов льняные посевы так же закономерны и так же историчны, как и ископаемые леса Аризоны или картины нетронутой сибирской тайги. На фактах современности учимся мы читать летопись минувшего, а из познания хода исторических процессов, на основании наших знаний о минувшем, пытаемся наметить нормальные пути к построению будущего.

И все время мы остаемся в своей сфере, в сфере основных проявлений растительного организма, его зависимости от окружающей его среды и его воздействия на внешний по отношению к нему мир.

Диалектический материализм дает нам надежную путеводную нить. Под его критическим оном расплываются неосновательные, подчас вредные, гипотезы, внушенные их творцам или пережитками прежних идеологий, или реакционными веяниями окружающей авторов социальной среды.

Никаких фантазий, никакой метафизики; точно установленные наукой факты и обобщения, освещенные теорией диалектического материализма, — таков наш путь. Значение нашего «Происхождения растений» — не изложение новых фактов, а такое их сопоставление, которое дает стройную картину изменений вещества и формы, приведших в конечном итоге к появлению ржи. пшеницы и других культурных растений, обеспечивающих благосостояние человечества.

xn----btbgtbailwebq2b.xn--p1ai

происхождение цветковых растений

Представляют ли цветковые растения одну большую естественную группу, происходящую от одного общего корня, или они состоят из нескольких или даже многих независимых линий развития, имеющих происхождение от разных предков? Исключительно большое разнообразие внешней формы и внутреннего строения цветковых растений (сравнить только ряску с дубом!) иногда дает повод к предположению о независимом происхождении разных групп цветковых от разных голосеменных предков, а иногда даже от разных отделов высших растений. Однако эта идея так называемого полифилетического происхождения цветковых растений противоречит современным данным об их строении, развитии и систематике. Общность происхождения всех известных нам цветковых растений убедительно доказывается прежде всего множеством общих внешнеморфологических, анатомических и эмбриологических, признаков между представителями самых различных семейств и порядков, в том числе и таких признаков, которые не связаны между собой в онтогенезе и в процессе эволюции. Общность происхождения доказывается, в частности, общностью для цветковых растений тройного слияния с образованием характерного только для них триплоидного эндосперма. За естественность отдела цветковых растений, за его происхождение от общего предка говорят также данные современной систематики. Даже самые своеобразные и в систематическом отношении кажущиеся совершенно обособленными цветковые растения, как знаменитая австралийская казуарина и внешне похожий скорее на гриб паразитный род баланофора, связаны с теми или иными группами через промежуточные звенья. Все те группы, которые кажутся стоящими совершенно изолированно и внушают мысль, особенно людям, недостаточно знакомым с миром цветковых растений в целом, о независимом, полифилетическом происхождении, при ближайшем исследовании и более широком сравнении с другими группами рано или поздно находят себе естественное место в системе отдела цветковых. Поэтому среди систематиков, занимающихся разработкой системы всего отдела цветковых растений, в настоящее время уже нет сторонников их полифилетического происхождения. Интересно, что точка зрения систематиков подтверждается новейшими данными молекулярной биологии, в частности изучением последовательности аминокислот в дыхательном ферменте цитохроме С.

Таким образом, по мнению современных систематиков, цветковые растения произошли от одного общего корня, или, как иногда говорят, имеют монофилетическое происхождение. «Но кто же были в таком случае предки цветковых растений?» — спросит нас читатель. К сожалению, на этот вопрос пока еще нет вполне удовлетворительного ответа. При этом нам гораздо легче сказать, от каких групп растений цветковые заведомо не могли произойти, чем от какой они могли возникнуть.

Как мы уже знаем, в растительном мире цветковые занимают приблизительно такое же место, какое занимают млекопитающие в мире животных. Обе группы занимают самое высокое положение на эволюционной лестнице. Но среди ныне живущих млекопитающих сохранились такие, по выражению Ч. Дарвина, «живые ископаемые», как обитающие в Австралии, на Тасмании и Новой Гвинее утконос и ехидна — яйцекладущие животные, относящиеся к древнейшей группе однопроходных, или клоачных, млекопитающих. В строении скелета, кровеносной системы, органов зрения и обоняния этих архаичных животных имеется ряд черт, сближающих их с рептилиями. Известный американский палеонтолог Дж. Дж. Симпсон (1967) считает, что утконос и ехидна являются млекопитающими «скорее по определению, чем по происхождению». По его мнению, они, возможно, представляют собой сильно видоизмененных терапсидных рептилий. Цветковые растеиия оказались более изолированными в систематическом отношении, чем млекопитающие. Среди них нет ни одного рода, о котором можно было бы сказать, что он занимает промежуточное положение между цветковыми и какими-нибудь другими отделами высших растений.

По совокупности признаков и в первую очередь по наличию семени цветковые относительно наиболее близки к голосеменным, с которыми читатель уже достаточно хорошо знаком по предыдущему тому «Жизни растений». Но, к сожалению, ни одно из ныне живущих голосеменных растений не обнаруживает сколько-нибудь близкого родства с цветковыми и тем более не может рассматриваться в качестве их возможного предка. Среди вымерших голосеменных относительно наиболее сходны с цветковыми беннеттитовые — единственная известная науке группа голосеменных, у большинства представителей которой стробилы были обоеполые. Поэтому в прошлом беннеттитовые неоднократно выдвигались в качестве возможных предков цветковых растений. Однако теперь уже совершенно ясно, что, несмотря на поверхностное сходство между обоеполым стробилом беннеттитовых и цветком магнолии и родственных ей растений, имеются глубокие различия, свидетельствующие о том, что эволюция цветка и стробила беннеттитовых с самого начала шла в разных направлениях. У всех остальных голосеменных, у которых мега- и микроспорофиллы собраны в стробилы, эти последние однополые.

Но не могли ли цветковые растения произойти от наиболее примитивных голосеменных — семенных папоротников, у которых, как известно, стробилов еще небыло? В настоящее время ряд ботаников, занимающихся вопросом о происхождении цветковых растений, приходят к выводу, что неизвестные пока еще нам непосредственные предки цветковых растений были, вероятно, тесно связаны с семенными папоротниками и, возможно, представляли собой одну из ветвей этой примитивной группы. Одним из веских доводов в пользу вероятности происхождения цветковых растений от семенных папоротников является так называемый внешний интегумент семязачатков. Как читатель знает уже об этом из раздела о строении семязачатка, по мнению ряда ботаников, внешний интегумент произошел скорее всего из так называемой кунулы:, которая была характерна для некоторых более подвинутых групп семенных папоротников, таких, как медуллозовые, користоспермовые и кейтониевые.

Таким образом, вопрос о предках цветковых растений все еще не вышел за рамки более или менее правдоподобных гипотез. Осадочные горные породы упорно хранят молчание, и пока нет намеков на возможность скорого разрешения этой проблемы. Более того, если даже в один прекрасный день будут фактически найдены ископаемые остатки предков цветковых растений, есть очень большая опасность, что мы далеко не сразу сможем установить их родственную связь с цветковыми. Очень важно, чтобы были открыты не только остатки вегетативных частей и не только пыльцевые зерна или изолированные от растения семена или даже плоды, но и цветок со всеми его основными органами. Но в геологических отложениях остатки цветков встречаются значительно реже, чем другие более стойкие к разрушению части растеиия. Тем не менее такие находки иногда делаются, и не исключено, что когда-нибудь будет найдено некое архаическое цветкоподобное образование, которое ботаники сочтут возможным истолковать как архетип цветка.

Каков геологический возраст цветковых растений? В научной литературе время от времени появлялись сенсационные сообщения об открытии домеловых (юрских и даже более древних) цветковых растений. Однако ни одно из этих сообщений не подтвердилось. Самые древние из вполне достоверных остатков цветковых растений датируются нижнемеловой эпохой. Они известны из отложений, возраст которых оценивается около 120 млн. лет (барремский век). Как показали современные исследования, раннемеловые цветковые растения были не столь разнообразны, как казалось раньше. Выяснилось, в частности, что пыльцевые зерна у самых ранних цветковых растений были однобороздные, т. е. примитивного типа, а листья были представлены ограниченным числом типов и обычно характеризовались общей неупорядоченностью всей системы жилкования (неодинаковые размеры и форма участков между вторичными жилками, неупорядоченное ветвление и слабая дифференциация третичных жилок и жилок высших порядков). Тем самым отпадает необходимость в предположении, неоднократно высказывавшемся ранее многими авторами, что цветковые растеиия произошли до мелового периода, по мнению некоторых, даже в триасе или пермо-карбоне. Так как по современной геохронологии меловой период начинался 135 млн. лет назад, то даже при допущении, что предыстория цветковых продолжалась не менее 10 млн. лет, нет никакой необходимости относить их происхождение к домеловому периоду. Поэтому ряд современных авторов (Д. Акселрод, И. Хыоз, Дж. Дойл и Л. Хикки и др.) отвергают возможность домелового происхождения цветковых растений. К сожалению, нет достаточных данных о плодах и семенах раннемеловых цветковых, но, даже если подтвердится, что они относятся к специализированным семействам, времени для дифференциации цветковых растений от начала мелового периода до барремского века было вполне достаточно.

В раннем мелу цветковые растения играли лишь ничтожную роль в растительном покрове Земли и встречались довольно редко. Однако к концу альба, т. е. в середине мелового периода (приблизительно 100 млн. лет назад), происходит одно из наиболее глубоких и резких изменений растительного мира суши и цветковые растения за сравнительно короткий промежуток геологического времени, исчисляемого несколькими миллионами лет, широко распространяются по всему земному шару и быстро достигают Арктики и Антарктики. Одним из основных условий их быстрого распространения была, вероятно, их высокая эволюционная пластичность, что выражается в необычайном разнообразии многочисленных приспособлений к самым различным экологическим условиям. Все другие представители нижнемеловой флоры отличались, по-видимому, значительно меньшей приспособляемостью к быстро изменяющимся экологическим условиям. Чрезвычайно большое значение для быстрой эволюции, и широкого массового расселения цветковых растений имели насекомые как опылители и птицы как агенты распространения семян, а затем и плодов, В результате быстрой адаптивной радиации цветковые растения оказались способными к образованию большого разнообразия сообществ, входящих в состав самых различных экосистем. В отличие от голосеменных, среди которых неизвестны настоящие травянистые формы, у цветковых, притом в самых различных линиях эволюции, возникло очень большое разнообразие трав, в том числе много эпифитных форм. Цветковые оказались единственной группой растений, способной к образованию сложных многоярусных сообществ, состоящих главных образом, а иногда почти исключительно, из самих цветковых. Возникновение таких сложных многоярусных сообществ не могло не способствовать как более интенсивному и полному использованию среды, так и более успешному завоеванию новых территорий и колонизации новых местообитаний.

Но где, в какой области земного шара находится прародина цветковых растений? Еще Ч. Дарвин в письме к известному швейцарскому палеонтологу О. Хееру (1875) высказал предположение, что цветковые растения «должны были широко развиваться в какой-то изолированной области, откуда им благодаря географическим переменам удалось, наконец, вырваться и быстро распространиться по свету». На основании анализа географического распространения и филогенетических отношений наиболее примитивных групп ныне живущих цветковых растений еще в 1957 г. А. Тахтаджян высказал предположение, что эта изолированная область находилась где-то в Юго-Восточной Азии, и это было принято также известными американскими ботаниками Р. Торном (1963, 1976) и А. Смитом (1970, 1973). Наиболее вероятной областью формирования и первичным центром расселения цветковых является территория юго-восточной части материка Лавразия, которая соответствовала юго-восточной части Китая, полуострову Индокитай, полуострову Малакка, Филиппинским островам (или только их южной части) и части Больших Зондских островов (часть Суматры, Калимантан, Сулавеси). В поздней юре и в раннем мелу это был полуостров или, может быть, архипелаг (иногда называемый Землей Сунда), который, посредством цепи островов, возможно, был более или менее связан с Гондваной через Новую Гвинею. Из этой полуизолированной территории цветковые растения распространялись как в Гондвану (сначала в ту часть Гондваны, которая соответствует Новой Гвинее, Австралии и Новой Каледонии), так и в Катазию и далее в другие области Лавразии. Миграция ранних цветковых в Северо-Восточную Гондвану, вероятно, произошла очень рано и там до сих пор сохранились некоторые чрезвычайно архаические формы (особенно в Новой Гвинее, Восточной Австралии, Новой Каледонии и на островах Фиджи). Не исключена даже возможность, что родина цветковых растений находилась скорее в Северо-Восточной Гондване (Меланезии и Австралазии), чем на Земле Сунда. Гораздо менее вероятно предположение о Западной Гондване (Южной Америке вместе с Африкой) как о родине цветковых растений, выдвинутое П. Рейвеном и Д. Акселродом в 1974 г. Против гипотезы происхождения цветковых растений в Юго-Восточной Азии или в Меланезии и Австралазии обычно делаются возражения (например, Дж. Л. Стеббинсом, 1974), что это скорее центр сохранения (музей «живых ископаемых») примитивных цветковых, чем первичный центр их расселения. Но вероятность того, что это первичный центр формирования и расселения цветковых растений, подтверждается следующим:

1. Несмотря на то что в обширных областях Западной Гондваны (в Африке и особенно в Южной Америке) мезофитная тропическая лесная флора сохранилась достаточно хорошо и в очень большом разнообразии форм, в Юго-Восточной Азии и соседних областях сохранилось наибольшее число примитивных форм, гораздо больше, чем в Америке и особенно в Африке.

2. В тех случаях, когда примитивные группы сохранились как в Юго-Восточной Азии и соседних областях, так и на территории, соответствующей Западной Гондване, в Западной Гондване они представлены в меньшем разнообразии и более подвинутыми представителями. Так, примитивные семейства магнолиевых и винтеровых отсутствуют в Африке (и только очень специализированный монотипный род Takhtajania из винтеровых встречается на Мадагаскаре), а в Америке представлены меньшим числом родов (3 рода из 12 родов магнолиевых и 1 род винтеровых) и видов и менее примитивными таксонами, чем в Юго-Восточной Азии и соседних областях.

3. В Юго-Восточной Азии и соседних областях произрастает не только много примитивных семейств, но и наиболее примитивные представители многих более подвинутых семейств и родов, как двудольных, так и однодольных.

Сравнительное изучение примитивных ныне живущих цветковых растений позволяет также делать некоторые выводы об облике и некоторых морфологических особенностях ранних цветковых растений. Ни одно из ныне живущих цветковых не обладает всеми примитивными признаками, так как все, даже относительно самые примитивные таксоны, специализировались в том или ином направлении. Однако, суммируя все наиболее архаические признаки, рассеянные среди магнолиевых, винтеровых, дегенериевых и других примитивных семейств, можно с определенной степенью вероятности воссоздать некоторые черты ранних цветковых растений. Можно с достаточной уверенностью утверждать, что это были древесные растения (Ч. Джеффри, 1899, 1917), скорее всего небольшие деревья (X. Халлир, 1901, 1912) или, быть может, даже кустарники. Этот вопрос трудно решить сколько-нибудь уверенно, так как среди современных примитивных покрытосеменных встречаются как относительно высокие деревья, так и кустарники (виды тасманнии и эвпоматии). Но если правильна гипотеза, что цветковые произошли в условиях экологического стресса, то это скорее всего должны были быть небольшие кустарники, но не полукустарники, как думает Стеббинс (1974), так как полукустарники — это, несомненно, вторичная жизненная форма. Ксилема была лишена сосудов. Листья были вечнозеленые (как почти у всех голосеменных), очередные, вероятно, более или менее ксероморфные, с перистым жилкованием и парацитными устьицами (с побочными клетками, расположенными по обе стороны от замыкающих клеток, параллельно их длинной оси). Цветки ранних цветковых были, вероятно, в примитивных верхоцветных соцветиях. Они были обоеполые, с умеренно удлиненным цветоложем, на котором в спиральном порядке располагались чашелистики, тычинки и плодолистики. Первоначально цветки были, вероятно, лишены лепестков, которые возникли позднее, главным образом из тычинок. Цветки опылялись насекомыми, скорее всего жуками. Пыльцевые зерна были одиобороздные, с гладкой экзиной и еще без характерного для цветковых, растений столбикового слоя в эктэкзине. Семена были, вероятно, с сильно развитым слоем из живых паренхимных клеток и. распространялись птицами. Плоды представляли собой многолистовку. Если бы этот гипотетический первичный тип цветкового растения сохранился (или был бы найден в ископаемом состоянии), то систематики отнесли бы его скорее всего к порядку магнолиевых.

По всем данным, эволюция цветковых с самого начала происходила путем широкой адаптивной радиации и шла очень быстрыми темпами, что объясняется как экологическими, так и генетическими и цитогенетическими факторами (в частности, большой ролью хромосомных перестроек и полиплоидизации). В результате уже к середине мелового периода цветковые достигли очень большого разнообразия форм и оказались приспособленными к самым различным экологическим условиям, к возрастающему разнообразию экологических ниш. К этому времени уже возникли все основные систематические группы цветковых растений вплоть до многих родов. Начиная с середины мелового периода цветковые занимают доминирующее положенно.

gufo.me

Происхождение цветковых растений

Из попыток понять происхождение наиболее типичного для покрытосеменных обоеполого цветка с так или иначе устроенным околоцветником родились основные гипотезы происхождения покрытосеменных растений как таксона.

Псевдантовая теория:

Время: начало XX века. Основатели: А. Энглер, Р. Веттштейн.

Теория основана на представлении о происхождении цветковых от эфедроподобных и гнетоподобных голосеменных предков. Была разработана оригинальная концепция происхождения цветка - идея о независимом возникновении частей цветка как органов «sui generis». Предполагалось, что первичными у покрытосеменных были раздельнополые опыляемые ветром цветки с небольшим и строго фиксированным числом частей, а дальнейшая их эволюция шла по линии от простого к сложному.

Стробилярная, или эвантовая теория:

Время: конец XVIII века - начало XX века. Основатели: И.В. Гете, О.П. Декандоль, Н. Арбер и Дж. Паркин.

Согласно этой теории, наиболее близки к искомым предкам покрытосеменных мезозойские беннеттиты, а исходный тип цветка представляется сходным с тем, что наблюдается у многих современных многоплодниковых: обоеполый энтомофильный цветок с удлиненной осью, большим и неопределенным числом свободных частей. Дальнейшая эволюция цветка в пределах покрытосеменных имела редукционный характер.

Теломная теория:

Время: с 30-х годов XX столетия. Основатель: В. Циммерман.

Согласно этой теории, все органы высших растений происходят и независимо развиваются из теломов; высшие растения с настоящими корнями и побегами происходят от риниофитов, тело которых было представлено системой дихотомически ветвящихся простых цилиндрических осевых органов - теломов и мезомов. В ходе эволюции в результате перевершинивания, уплощения, срастания и редукции теломов возникли все органы покрытосеменных растений. Листья семенных растений возникли из уплощённых и сросшихся между собой систем теломов; стебли - благодаря боковому срастанию теломов; корни - из систем подземных теломов. Основные части цветка - тычинки и пестики - возникли из спороносных теломов и эволюционировали независимо от вегетативных листьев.

Микроспорогенез (образование микроспор в гнездах пыльника). Строение мужского гаметофита (пыльцевого зерна).

Микрогаметогенез - процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждое пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.

Тычинка образуется из бугорка конуса нарастания цветоносного побега. Меристематический тычиночный бугорок вначале вполне однороден, но в дальнейшем его рост сопровождается дифференцированием.

Дифференцируются и микроспорангии, входящие в состав тычинки.

Периферические клетки микроспорангиев остаются стерильными, в то время как внутренние клетки дают начало первичным спермагенным клеткам.

Из периферических стерильных клеток образуется стенка микроспорангия. Эта первоначально однородная стенка со временем разделяется на три слоя:

 ► внешний слой эндотеций,

 ► средний слой,

 ► самый внутренний выстилающий слой – тапетум.

Клетки эндотеция несут на своей внутренней стороне специальные подковообразные утолщения, способствующие вскрыванию зрелого пыльника.

Назначение среднего слоя не совсем понятно.

А вот внутренний слой тапетум (от лат. tapetum – покрывало) имеет большое значение. Он состоит из таблитчатых тонкостенных клеток с густой цитоплазмой. Обычно тапетум одноряден. В клетках тапетума происходит деление путем митоза, вследствие чего они становятся многоядерными. В дальнейшем ядра могут сливаться и образуются плотные полиплоидные ядра. Возникает полиплоидная выстилающая ткань.

Тапетум физиологически чрезвычайно активная ткань: его клетки содержат ферменты, гормоны и питательный материал, используемый в процессах микроспорогенеза. Т.е. главная функция тапетума – обеспечение спорогенной ткани питательными веществами. Параллельно с дифференциацией клеток стенки микроспорангия происходят события, ведущие к формированию микроспор.

Внутренность каждого пыльника занята первичной спорогенной тканью. Первичные спорогенные клетки делятся несколько раз обычным митотическим путем. В результате этих делений образуются материнские клетки микроспор (или микроспороцисты).

Затем происходит редукционное деление (мейоз), при этом из каждой материнской клетки образуется тетрада микроспор. У многих растений при образовании микроспор клетки тапетума расслизняются, образуют амебоидную ткань и распределяются между клетками тетрад, способствуя их питанию. В большинстве случаев в дальнейшем тетрады распадаются и в гнезде находится беспорядочная масса пыльцы, состоящая из одиночных, самостоятельных клеток – микроспор.

Правда, иногда тетрады не распадаются, а остаются соединенными между собой и слипаются вместе в общий пыльцевой ком, называемый поллиний. Также пыльцевые комки – поллинии характерны для орхидных.

Итак, процесс микроспорогенеза заканчивается образованием микроспор. Зрелая пыльцевая клетка (микроспора) одноядерна и имеет сложную оболочку, которая называется спородермой. Она состоит из двух главных слоев – интины и экзины.

Внутренний слой – экзина представляют собой утолщенную слоистую оболочку с различными скульптурными выростами в виде шипиков, бугорков и ямок.

Основным веществом этой оболочки является углевод – спорополленин. Благодаря споролленину экзина характеризуется необычайной стойкостью: она не растворяется в кислотах, щелочах, выдерживает температуру от 0 до 3000С и сохраняется миллионы лет в геологических отложениях.

Характер скульптурированности поверхности экзины является важным диагностическим признаком, позволяющим идентифицировать пыльцу разных видов. Размеры, форма и поверхность пыльцевых зерен настолько характерны, что по пыльце можно определять виды растений (споровопыльцевой анализ) палинология. В биологическом плане, эти неровности помогают пыльце удерживаться на рыльцах плодолистиков.

Как правило, в экзине пыльцевого зерна имеются тонкие или даже перфорированные места. Эти места называются апертурами и имеют очень важное значение – они служат для выхода пыльцевой трубки.

Интина представляет собой внутренний слой оболочки пыльцевого зерна. Она облегает его содержимое и служит материалом, образующим пыльцевую трубку. В ее составе преобладают пектиновые вещества. Понятно, что эта оболочка весьма нестойкая и легко разрушается. Вслед за микроспорогенезом здесь же в пыльцевых зернах протекает микрогаметогенез.

biofile.ru

Смотрите также

• 
  Растения папоротник
• 
  Клумба растения
• 
  Сельскохозяйственное растение
• 
  Растения отдела
• 
  Растения длинные
• 
  Растения клумба
• 
  Растение болотная
• 
  Отдел растения
• 
  Дыхания растения
• 
  Происхождение растения
• 
  Род растение