Происхождение высших растений. Высших растений происхождение
Происхождение высших растений.
Количество просмотров публикации Происхождение высших растений. - 1373
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. Οʜᴎ 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 базовых 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, крайне важно й 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, напротив - 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. Οʜᴎ дали начало ряду самостоятельных групп (отделов) растений, приспособленных к разнообразным условиям жизни на суше.
При всем огромном разнообразии внешнего вида и внутреннего строения все высшие растения сохраняют определенное единство в строении. Высшие растения подразделяют на 9 отделов. При этом они сравнительно легко увязываются между собой, что свидетельствует о единстве происхождения высших растений.
referatwork.ru
5. Высшие растения и гипотезы их происхождения.
Известны две группы гипотез, рассматривающих предковые корни высших растений: альгологическая и симбиогенетическая. По «водорослевым» гипотезам становление высших растений ведется от какой-то группы водорослей. На роль предков предлагались бурые, красные и зеленые водоросли. У представителей первых двух отделов развиты половые органы, более всего напоминающие таковые у высших растений. Однако, как было доказано эмбриологами, это сходство внешнее, не имеющее важного значения
для понимания природы архегония и антеридия. Особенно бросаются в глаза их различия в физиологии, биохимии и цитологии.
В то же время зеленые водоросли весьма похожи на высшие растения составом пигментов, особенностями деления клетки, но отличаются весьма примитивными гаметангиями. Так, только у зеленых водорослей и высших растений присутствует «стандартный» набор пигментов: хлорофиллы а и b, астаксантин, лютеин, виолаксантин, неоксантин, зеаксантин. Другие признаки – наличие крахмала в качестве основного продукта ассимиляции и целлюлозы в клеточных стенках; осуществление синтеза лизина через диаминопимелиновую кислоту; двухмембранные пластиды; центрифугальный цитокинез; расположение тилакоидов в хлоропластах; уплощенные или пластинчатые кристы митохондрий; отсутствие фаготрофии. А это довольно значимые черты сходства. В эволюционном отношении состав пигментов, цитокинез, биохимия значительно более консервативны, нежели наличие – отсутствие
сложно устроенных половых органов. По некоторым современным филогенетическим теориям красные и бурые водоросли относятся к особым, отдельным, царствам.
Другая группа гипотез представлена симбиогенетическими направлениями. Эти гипотезы не столько «противостоят» альгологическим, сколько их дополняют. Симбиоз водорослей с грибами увеличивает адаптационный потенциал организма. В отличие от похожего симбионта – лишайника, где доминирует гриб, у предков высших в симбиозе доминировала зеленая водоросль. Факт симбиоза известен почти у 80 % современных высших растений, зафиксирован у древнейших наземных растений.
6. Отдел Rhyniophyta. Роль в построении филогенетических систем.
Первые наземные растения относятся к отделу Rhyniophyta. Это один из самых примитивных и самый древний отдел из известных науке высших растений. Уровень соматической организации – телом. Спорофит очень примитивный, не разделен на органы. Для обозначения осевых частей растения можно использовать термин «телом»: ортотропный (вертикальный), называемый также каулоидом; плагиотропный (горизонтальный) – ризомоид. Имеются ризоиды. Вегетативные и генеративные теломы внешне сходны и представлены зелеными осями, различным образом разветвленными. Спорангии терминальные, одиночные.
Представлены несколькими классами. У Rhyniopsida спорангии верхушечные шаровидные или яйцевидные; протоксилема центрархная. В порядке Rhyniales ветвление дихотомическое или трихотомическое; теломы (оси) гладкие; споры округлые с отчетливой трехлучевой щелью. Основные представители следующие.
Cooksonia caledonica (Куксония каледонская). Самое древнее из известных высших растений. Теломы только ортотропные: дихотомирующие каулоиды. Спорангии шаровидные или почковидные.
Rhynia major (Риния большая). Характеризуется плагиотропными (ризомоид) и дихотомирующими ортотропными (каулоид) теломами. Спорангии яйцевидной формы.Ризомоидыимеют ризоиды, играют важную роль в"захвате"новых территорий, вегетативном размножении и расселении ринии. Каулоиды необходимы для осуществления фотосинтеза и бесполого размножения.
Другой порядок этого класса – Psilophytales (Trimerophytales), или псилофиты. У них, в отличие от риниевых, можно наблюдать оси разных порядков, различным образом утолщенные; боковые ответвления упорядоченно расположенные; налицо группирование спорангиев на особых ответвлениях, т. е. сделан первый шаг в направлении синтелома; генеративные теломы анатомически отличаются от вегетативных; есть тенденция к уплощению осей; появляются листовидные органы энационной природы. Основные представители следующие.
Psilophyton princeps (Псилофит первичный). Имеет неравномерно ветвящиеся оси, от которых отходят разветвленные оси более высокого порядка. Спороносные ветви вильчато делятся до семи раз и заканчиваются парами веретеновидных спорангиев. Толстые оси покрыты редкими эмергенцами, увеличивающими площадь фотосинтезирующей поверхности. Проводящая система протостелическая; протоксилема центральная, окружена массивной метаксилемой.
Trimerophyton robustus (Тримерофит мощный). Характеризуется особым типом ветвления: в каждом случае вбок отходят сразу три равнозначные ветви от более толстой главной оси. В дальнейшем каждая из ветвей повторно трижды разветвляется.
В отделе Риниевых есть и еще один, весьма своеобразный класс. Это Horneophytopsida, он известен только по одному роду. Плагиотропные теломы отсутствуют. Ортотропные внизу заканчиваются клубневидными органами, покрытыми тонкими ризоидами, без проводящих тканей. Представитель – Horneophyton lignieri. Ортотропные части дихотомически ветвистые, заканчивающиеся удлиненноэллиптическими спорангиями. В спорангиях развита колонка – участок стерильной ткани в центре.
studfiles.net
Происхождение высших растений.
Количество просмотров публикации Происхождение высших растений. - 95
Общая характеристика высших растений и их отличие от водорослей.
Место высших растений в органическом мире.
Современная наука об органическом мире делит живые организмы на два н а д ц а р с т в а: доядерные организмы (Procariota) и ядерные организмы (Eucariota). Надцарство доядерных организмов представлено одним ц а р с т в о м – дробянки (Mychota) с двумя п о д ц а р с т в а м и: бактерии (Bacteriobionta) и цианотеи, или сине-зеленые водоросли (Cyanobionta).
Надцарство ядерных организмов включает три ц а р с т в а: животные (Animalia), грибы (Mycetalia, Fungi, или Mycota) и растения (Vegetabilia, или Plantae).
Царство животных делится на два п о д ц а р с т в а: простейшие животные (Protozoa) и многоклеточные животные (Metazoa).
Царство грибов подразделяется на два п о д ц а р с т в а: низшие грибы (Myxobionta) и высшие грибы (Mycobionta).
Царство растений включает три п о д ц а р с т в а: багрянки (Rhodobionta), настоящие водоросли (Phycobionta) и высшие растения (Embryobionta).
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, предметом систематики высших растений являются высшие растения, которые входят в состав подцарства высших растений, царства растений, надцарства ядерных организмов.
Высшие растения - ϶ᴛᴏ жители наземно-воздушной среды, которая коренным образом отличается от водной среды.
Высшие растения являются листостебельными растениями, многие имеют корни. По этим признакам на латинском языке их называют Cormophyta (от греч. kormos –ствол, стебель, phyton – растение) в отличие от водорослей – Thallophyta (от греч. thallos – слоевище, таллом, phyton – растение).
Органы высших растений имеют сложное строение. Проводящая система у них представлена специальными клетками – т р а х е и д а м и, а также сосудами, ситовидными трубками. Проводящие элементы группируются в закономерные сочетания – сосудисто-волокнистые пучки. У высших растений появляется центральный цилиндр – с т е л а. Сначала центральный цилиндр простой - п р о т о с т е л а (от греч. protos – простой, stela – колонка, столб). Далее появляются более сложные стелы: а к т и н о с т е л а (от греч. actis – луч), п л е к т о с т е л а (от греч. plectos – скручивать, вить), с и ф о н о- с т е л а (от греч. siphon – трубка), а р т р о с т е л а (от греч. arthrus - членистый), д и к т и о с т е л а (от греч. diktyon – сеть), э в с т е л а (от греч. eu – настоящий), а т а к т о с т е л а (от греч. ataktos – беспорядочный).
У высших растений имеется сложная система покровных тканей ( э п и- д е р м а, п е р и д е р м а, корка), появляется сложный устьичный аппарат. В условиях наземно-воздушной жизни у высших растений появляются мощно развитые механические ткани.
Половые органы высших растений – многоклеточные а н т е р и д и и (мужские) и а р х е г о н и и (женские) – взяли начало, вероятно, от многоклеточных г а м е т а н г и е в водорослей типа диктиоты и эктокорпуса (из бурых водорослей).
Характерной чертой высших растений является чередование поколений в цикле развития – г а м е т о ф и т а (полового) и с п о р о ф и т а (бесполого) и соответствующая смена я д е р н ы х ф а з (г а п л о и д н о й и д и п л о и д н о й). Переход от гаплоидной ядерной фазы к диплоидной происходит при оплодотворении я й ц е к л е т к и с п е р м а т о з о и д о м или с п е р м и е м. И наоборот, переход от диплоидной ядерной фазы к гаплоидной происходит при образовании спор из спорогенной ткани - а р х е -с п о р и я путем м е й о з а с редукцией числа хромосом.
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. Οʜᴎ 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 базовых 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, крайне важно й 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, напротив - 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. Οʜᴎ дали начало ряду самостоятельных групп (отделов) растений, приспособленных к разнообразным условиям жизни на суше.
Сегодня высшие растения насчитывают свыше 300 000 видов. Οʜᴎ господствуют на Земле, населяют ее от арктических территорий до экватора, от влажных тропиков до сухих пустынь. Οʜᴎ 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. При этом они сравнительно легко увязываются между собой, что свидетельствует о единстве происхождения высших растений.
referatwork.ru
Происхождение высших растений. Растения. Параллельный мир
Происхождение высших растений
Читаю одну из многочисленных ныне Энциклопедий — «Происхождение жизни на Земле». Цитирую:
«Как вышли на сушу первые организмы? Можно предположить, что атмосферные катаклизмы, сильные приливы и отливы, землетрясения выбрасывали из воды водоросли и другие морские растения. Они „поняли“, что на суше больше света для фотосинтеза и постепенно приспособились к новой среде обитания».
Сильно! По мысли автора этого умозаключения, если организм «выбросить» куда-нибудь, то он там посмотрит по сторонам, «поймёт», как хорошо на новом месте, и тут же там освоится. Так и подмывает посоветовать автору надеть плавки и пожить пару недель подо льдом в каком-нибудь озерце. А потом взглянуть, как он там «постепенно приспособился». Можно и продолжить логический ряд. Например, так: те крокодилы, которые жили в ветреных местностях, часто ураганами поднимались в воздух. Там они, поняв, что сверху всё гораздо лучше видно, тут же отрастили крылья и начали парить над родным болотом. Так и появились на белом свете крылатые рептилии.
Но если серьёзно, то я привёл эту цитату не для того, чтобы поиздеваться над незадачливым автором «Происхождения жизни на Земле», а для того, чтобы начать разговор о проблеме выхода растений на сушу. Дело в том, что первые известные нам наземные растения отличались от своих вероятных предков, водорослей, гораздо больше, чем наш воображаемый летающий крокодил от реального.
И так просто «выйти из воды» они не могли. Должны были пройти миллионы или даже десятки миллионов лет для образования тех приспособлений, которые позволили растениям освоить совершенно чуждую им среду — сушу. Формирование новых сложных органов и тканей не могло произойти «вдруг». Но тогда мы должны были бы знать какие-то переходные формы, какие-то виды, обладающие хотя бы частью тех свойств, которые свойственны высшим растениям. Проблема в том, что таких видов мы не знаем. Более того, если высшие растения вышли из воды, то все переходные формы должны были бы жить как раз на мелководье и, следовательно, благополучно попасть в захоронения и сохраниться в ископаемом виде. Но, несмотря на то, что мелководные морские отложения силура и девона изучены относительно неплохо, там мы находим лишь водоросли и псилофиты. Ничего «среднего»!
Надо отметить, что я совсем не хочу присоединиться к отряду тех людей, что хором твердят об отсутствии «переходных форм» по любому поводу. Нет, переходных форм найдено уже очень много. Есть многочисленные «мостики» между рыбами и амфибиями, пресмыкающимися и млекопитающими, между обезьяной и человеком. Даже между голо- и покрытосеменными, если и не сам мост, то, по крайней мере, следы от старых свай различить можно. Но вот между водорослями и высшими растениями ничего подобного нет. Как так могло произойти?
Очень интересную гипотезу выдвинул в своё время С. В. Мейен. Он предположил, что те растения, которых мы принимаем за первых обитателей суши, вовсе таковыми не являются. Что псилофиты (проптеридофиты по Мейену) — это растения, которые вернулись в воду с суши, подобно тому, как вернулись в неё китообразные. Если так, то это значит, что остатки действительно первых наземных растений должны находиться в более древних отложениях. Например, ордовика или даже кембрия.
Рис. 16. Отпечатки проблематичных организмов, напоминающие остатки высших растений: а — Boiophyton (бойофитон) и б — Aldonophyton (алданофитон). По Мейену.
Такие находки действительно есть, и они очень напоминают отпечатки обрывков небольших, толщиной несколько миллиметров, стеблей плауновидных. Наиболее известные из них — это Bojophyton pragense из морских отложений ордовика Чехии (рис. 16, а) и раннекембрийский Aldanophyton, найденный на северо-востоке нашей страны (рис. 16, б). Бойофитон пражский был описан чешским учёным И. Обргелом, а алданофитон — советским палеоботаником А. Н. Криштофовичем. К сожалению, даже после тщательных исследований, учёные не признали эти ископаемые достоверными остатками высших растений. Для прояснения вопроса с алданофитоном даже была организована конференция в Новосибирске. Очень авторитетные палеоботаники изучали образцы всеми доступными тогда методами. Какой же был сделан вывод? По меткому определению Мейена «заключение было единодушным: алданофит — это неизвестно что». Но есть и другие находки. В породах ордовикского возраста в 60-х годах прошлого века чешскими и польскими палеонтологами были найдены остатки растений, также напоминающие своим обликом плауновидные. Это роды Krejciella, Musciphyton и Hepaticaephyton. Совсем недавно, на берегу реки Волхов, в ордовикских известняках, российским палеоботаником С. В. Наугольных были найдены образцы, очень похожие на остатки высшего растения. Они представляют собой отпечатки небольших неветвящихся побегов с одиночными округлыми спорангиями на концах. Это растение получило название Volkhoviella primitivo.
Вот как описывает сам первооткрыватель волховиеллы свою находку: «В один из дней, отбирая образцы для последующего изучения, я вдруг заметил на поверхности небольшого куска известняка, расколовшегося под ударом молотка, странные образования. Сам известняк содержал фрагменты панцирей крупных трилобитов вида Xenasaphus devexus Eichwald, образовывавших моновидовые скопления в пограничных отложениях валимской и вельской свит. Однако на головном панцире ксеназафуса, находившегося в моих руках, располагалось нечто совершенно удивительное.
К нему прикреплялись два небольших тёмно-коричневых побега длиной около 5 мм и шириной до 0,5 мм, с эллиптическими вздутиями на верхушке. При внимательном исследовании находки оказалось, что ткани, их слагающие, неоднородны. У побегов были плотные наружные покровы, а сами побеги и верхушечные образования имели неясные спирально расположенные бороздки и утолщения.
Внешне, как по общему облику, так и по размерам, загадочные остатки очень напоминали побеги тортиликаулиса (Tortilicaulis offaenus Edwards et al.) — примитивного спорового растения из группы риниофитов, описанного в 1994 г. группой английских палеоботаников, возглавляемой Дайаной Эдвардс и Джоном Ричардсоном, известными специалистами по первым наземным растениям. Однако остатки тортиликаулиса они обнаружили в нижнедевонских отложениях, а моё загадочное растение было найдено в среднеордовикских. Значит, их разделяло не менее чем 60 млн. лет…».
Да, действительно, количество находок остатков ордовикских наземных (или почти наземных) растений увеличивается, но пока, к сожалению, плохая сохранность всех этих остатков не позволяет с уверенностью говорить о появлении высших растений в ордовике и, тем более, в кембрии. Поэтому факт остаётся фактом — пока самые древние несомненные остатки высших растений датируются второй половиной силурийского периода.
Но, может быть, просто стоит очень тщательно поискать в более древних отложениях, которые формировались на материках? Да, считается, что они «мёртвые», то есть, что в них нет остатков организмов. Но ведь ещё совсем недавно считалось, что и докембрийские отложения не содержат остатков жизни. «Кембрийский взрыв», «великая скелетная революция» — вот как называли (и называют сейчас) события, происходившие в истории развития морских животных в начале кембрийского периода. Сколько учёных ломали голову над тем, почему же так внезапно в осадочных породах появляются разнообразные организмы с твёрдыми покровами тела. Все были настолько уверены, что в более древних породах таких животных нет, что… их там и не искали. Лишь в конце XX века выяснили, что и докембрийские морские известняки местами буквально «нафаршированы» остатками раковин и других скелетных элементов древних животных. Правда, они значительно мельче кембрийских, но всё равно ясно, что ни о какой «революции» речи быть не может.
Или вот ещё довольно интересная загадка. На фото 38 изображён кусок кварцита, возраст которого превышает миллиард лет. Обломки этой породы довольно часто встречаются в Подмосковье, куда они были «доставлены» ледником с Балтийского щита. Считается, что в те времена на Земле не существовало ещё многоклеточных организмов. Тогда чей же это отпечаток?
Может быть, и с остатками первых растений суши положение обстоит подобным образом? И высшие растения живут на Земле гораздо дольше, чем мы предполагаем сейчас?
Вспомните упоминавшийся уже раньше нематофитон. Этот организм уже научился защищать себя от высыхания прочной непроницаемой кожицей. И весьма вероятно, что столь гигантская форма наземной водоросли (конечно, в том случае, если это водоросль) не появилась на свет сразу в своём фантастически неправдоподобном виде, а имела гораздо более скромных по размеру, но тоже сухопутных, предков. Правда, если судить по самым последним исследованиям, нематофитон — это лишайник. Гигантский лишайник с вертикально стоящими выростами — подециями. Трудно представить себе эдакую восьмиметровую кладонию с метровой толщины «ножкой» среди низкорослых псилофитов. Но если это не так, и нематофитон — всё же гриб, а грибы питаются, как известно, мёртвой органикой, то мы должны признать, что слой отмершей растительности на суше уже был вполне достаточен для питания такого колосса. А значит, уже существовала плодородная почва с большим количеством, как говорят садоводы, перегноя. А останками каких существ она была сформирована?
Фото 38. Отпечаток неопределённого организма на шокшинском кварците, превратившемся в камень песке древнего (миллиард лет!) пляжа.
Как представляется автору, в пользу того, что остатки первых высших растений должны находиться не в морских, а в континентальных (то есть пресноводных) отложениях, говорит ещё и то, что современные высшие растения практически не живут в морской воде. Мхи сегодня не селятся даже на прибрежных, солёных от брызг морского прибоя, скалах. Плауновидные, хвощи и папоротники не переносят морской воды. То же самое можно сказать и о голосеменных растениях. Лишь три рода покрытосеменных (некоторые ботаники насчитывают только два рода с 13-ю видами) живут в море. Всего три рода по сравнению со всем остальным многообразием высших растений! Конечно, можно возразить, что существуют мангровые леса с деревьями, корни которых постоянно погружены в морскую воду. Есть и галофиты — растения солончаков. Но эти существа выработали в процессе эволюции приспособления, избавляющие их организмы от излишней соли. Соль для них — не благо, а враг, с которым они научились бороться. Это растения, вытесненные конкурентами в неблагоприятные условия в процессе борьбы за существование.
Здесь уместно провести параллель с миром животных и вспомнить ещё один необъяснённый до сих пор феномен. Насекомые, самый многочисленный класс живых существ на Земле, которые, казалось бы, прочно освоили и заселили все уголки планеты, в том числе и пресноводные водоёмы, совершенно не встречаются в морях и океанах. А ведь насекомые и высшие растения с момента их возникновения и до сих пор живут и развиваются на Земле в очень тесном взаимодействии друг с другом. Это взаимодействие, пожалуй, можно даже назвать симбиозом. Случайно ли такое совпадение их «точек зрения» на жизнь в морской среде? Как утверждает известная поговорка: «случайностей не бывает, бывают непознанные закономерности».
Несомненно, что в тесной связи с решением вопроса о возникновении высших растений находится вопрос о появлении у первых растений суши устьиц. Наличие устьиц, как мы уже говорили, является одной из отличительных черт высших растений. И, возможно, поняв, как и из чего возникли эти сложнейшие специализированные органы, мы поймём, от какого предка и как образовались и сами высшие растения. К сожалению, пока наука не нашла решения этой проблемы. Гипотез, объясняющих происхождение устьиц, было предложено немало. Так, например, индийский палеоботаник Д. Д. Пант считал, что устьица — это видоизменённые побеги. На сегодняшний день наиболее правдоподобной автору представляется версия, выводящая эти органы газообмена из половых органов некоторых водорослей — гаметангиев, в которых содержатся женские и мужские половые клетки. Действительно, строение гаметангия напоминает строение устьица. Если же гаметангий по каким-либо причинам стерилизуется, то есть лишается половых клеток, то сходство становится ещё разительнее. Но есть в этой гипотезе одна трудность. Половые органы, как мы с вами уже знаем, — отличительная черта гаметофитов высших растений. То есть, если мы видим, что растительный организм несёт на себе половые органы, то мы делаем однозначный вывод — это гаметофит (фото 39). А устьица — характерная черта спорофита. Правда, они были обнаружены и на гаметофитах некоторых высших растений, например, у Psilotum nudum (псилота голого). Но всё же, устьица на гаметофите — это, скорее, исключение из правил. Итак, предположим, что устьица есть видоизменённые гаметангии. Тогда почему же их нет у гаметофитов, и почему они есть у спорофитов?
Для того чтобы объяснить это явное несоответствие, можно предложить следующую гипотезу. Возможно, что первые высшие растения ещё не были разделены на гаметофит и спорофит. Это разделение могло произойти позже, уже после выхода растений на сушу. Другими словами, может статься, что первые наземные растения несли как половые органы, так и спорангии на одной особи. Являлись гаметофитом и спорофитом «в одном лице». Такие организмы — не фантастика, они известны у многих водорослей и носят название гаметоспорофитов. Подтверждением этой гипотезы могло бы стать древнее высшее растение, на котором бы были обнаружены и органы полового, и органы бесполого размножения. В этой связи вспоминается давний спор палеоботаников об одном из видов девонского рода Rhynia. Некоторые, очень авторитетные учёные, с уверенностью заявляют, что Rhynia gwynnevaughanii — гаметофит, так как на ней обнаружены образования, крайне похожие на половые органы. Другие, не менее заслуженные, доказывают со всей очевидностью, что это растение — спорофит, и что оно несло на концах своих побегов спорангии со спорами.
Фото 39. Печёночный мох Morshantio geteromorpho (Маршанция многообразная). Хорошо видны высокие женские подставки — выросты слоевища, на которых находятся женские половые органы. Подмосковье.
Ещё один непонятный факт, касающийся проблемы происхождения высших растений, подбросил молекулярно-генетический анализ. Если верить результатам, полученным этим методом при сравнении цепочек ДНК некоторых растений, то надо признать, что высшие растения — потомки мхов… Правда, надо заметить, что молекулярно-генетический анализ — метод очень трудоёмкий и требующий затрат большого количества времени и сил. Поэтому, как правило, он проводится не полностью, а «по сокращённой программе». А в таких случаях крайне велика вероятность ошибок, а то и просто подтасовок.
Что ж, к сожалению, пока всё то, что мы можем рассказать о появлении высших растений — лишь гипотезы. Нужны факты, новые материалы, новые находки. Только с их помощью можно ответить на вопросы о том, как и когда первые растения вышли на сушу, какими они были. И ответы на эти вопросы обязательно будут.
librolife.ru
Происхождение высших растений
Чем ниже уровень эволюциоппого развития высших растений, тем в большей степени их половой процесс зависит от наличия воды. У более примитивных растений (например, плаунов, хвощей, папоротников и особенно мхов) некоторые фазы развития организма происходят только в воде. Она необходима для активного передвижения мужских половых клеток при оплодотворении, а само половое «поколение» (гаметофит) тоже нуждается для своего существования иногда в очень значительной влажности. Вероятно, предки высших растений жили в водной среде, где проходили и все стадии их развития.[ ...]
Высшие растения, вероятпо, произошли от каких-то водорослей. Об этом говорит прежде всего то, что в геологической истории растительного мира эре высших растений предшествовала эра водорослей. В пользу этого предположения также свидетельствуют, например, следующие факты: 1) сходство наиболее древней и уже давно вымершей группы высших растений — риниофитов — с водорослями и, в частности, очень сходный характер их ветвления; 2) сходство в чередовании «поколений» высших растений и многих водорослей; 3) наличие жгутиков и способность к самостоятельному плаванию у мужских половых клеток многих высших растений; 4) сходство в строении и функциях хлоропластов.[ ...]
Предполагают, что высшие растения произошли скорее всего от зеленых водорослей, пресноводных или солоноватоводных.[ ...]
Недавно было высказано предположепие, что переходу водорослевого предка высших растений в условия наземного существования значительно способствовал симбиоз с грибами. Как известно, симбиоз с грибами характерен для большинства высших растений, причем наиболее обычной его формой является симбиоз грибов с подземными органами (так называемая микориза).[ ...]
Грибы, относимые к вымершему роду па-леомицес (РаЫеотусеэ), найдены в подземных частях ряда древнейших высших растений, в частности в подземных органах вымершего рода хорнеофит, (НогпеорЬу п). Наличие гриба в тканях подземного органа, вероятно, способствовало более интенсивному использованию минеральных веществ, особенно фосфатов, заключенных в бедных питательными веществами субстратах силурийского и девонского периодов. Кроме того, предполагают, что наличие гриба в тканях подземных органов могло также способствовать повышению устойчивости высшего растения к засыханию.[ ...]
Эволюция жизненного цикла высших растений шла в двух противоположных направлениях. У моховидных она была направлена в сторону возрастания самостоятельности гаметофита и его постепенного морфологического расчленения, потери самостоятельности спорофита и его морфологического упрощения. Самостоятельной, вполне автотрофной фазой жизненного цикла моховидных стал гаметофит, а спорофит низведен до степени органа гаметофита. У всех остальных высших растений самостоятельной фазой жизненного цикла стал спорофит, а гаметофит у них в течение эволюции постепенно уменьшался и упрощался. Максимальная редукция гаметофита связана с разделением полов. Миниатюризация и упрощение однополых гаметофитов происходили весьма ускоренными темпами. Гаметофиты очень быстро теряли хлорофилл, и развитие все чаще осуществлялось за счет питательных веществ, накопленных спорофитом.[ ...]
Наибольшая редукция гаметофита наблюдается у семенных растений. Бросается в глаза, что как среди низших, так и среди высших растений все крупные и сложно устроенные организмы представляют собой спорофиты (ламинарии, фукусы, лепидодендроны, сигиллярии, каламиты, древовидные папоротники, голосеменные и древесные покрытосеменные).[ ...]
Таким образом, всюду вокруг нас, будь то на поле или в саду, в лесу, в степи или на лугу, мы видим исключительно или почти исключительно одни только спорофиты. И лишь с трудом и обычно после долгих поисков мы найдем на влажной почве крошечные гаметофиты папоротников, плаунов и хвощей. Более того, гаметофиты многих плаунов подземные, и поэтому их чрезвычайно трудно обнаружить. И только печеночники и мхи заметны своими гаметофитами, на которых развиваются гораздо более слабые, упрощенные спорофиты, заканчивающиеся обычно одним верхушечным спорангием. А рассмотреть гаметофит любого из многочисленных цветковых растений, как и гаметофиты хвойных или других голосеменных, можно только под микроскопом.[ ...]
Характерная черта теломов — локализованный верхушечный рост. В своем первоначальном виде теломы и мезомы были выражены у риниофитов.[ ...]
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
