Краткая эволюция растений: суть и основные этапы
Для начала разберемся, что имеют в виду под эволюцией растений.
Эволюция растений представляет собой процесс исторического развития представителей царства Растения.
Флора сегодня — это свыше 400 тысяч различных видов. Все они являются потомками нескольких групп древних морских растений. Что интересно, указанная цифра не включает исчезнувшие виды, поскольку они не смогли приспособиться к непростым изменениям окружающей среды.
Благодаря стараниям ученых-палеоботаников известен характер распределения растительного покрова по нашей планете, включая основные тенденции его изменения. Хотя сведений удалось получить много, этот процесс был непростым. Все потому, что растения не обладают твердым скелетом, а найти их останки в глубинных слоях почвы практически невозможно.
Тем не менее ученым кое-что удалось. В частности, они смогли найти ранние формы флоры в иловых отложениях, а также отложениях разнообразных горных пород. Приблизительный возраст этих находок — 3 млрд. лет. Растения — важнейшее звено в животной цепи питания.
Можно смело утверждать, что благодаря растениям окружающий мир и атмосфера на планете претерпели изменения, в результате чего Земля стала пригодной для существования животных.
Преобразование углекислого газа осуществляется растениями при помощи фотосинтеза. Кроме того, в процессе фотосинтеза получаются органические вещества.
Растения стали основой пищевой цепи — во многом за счет способности использовать солнечный свет чтобы производить основные классы органических веществ. Поэтому логично, что эволюция растений определила эволюцию животного мира.
Основные этапы эволюции флоры
Процесс эволюции растений принято считать медленным. В ходе него естественный отбор способствует приспособлению к изменяющейся среде, а не просто изменениям в чистом виде. Наиболее древние представители класса Растения не могли существовать без воды, также они не имели специальных приспособлений, чтобы существовать на суше.
Низшие водоросли — наиболее древние растения, о которых сегодня известном ученым. Они представляли собой одноклеточный организм: это значит, что всех их функции выполняла только одна клетка (она представляла собой целостную систему).
Сине-зеленые водоросли или цианобактерии были крайне примитивной группой живых организмов — в их клетке не было ядра.
Многоклеточные организмы возникли позже. В отличие от предыдущих организмов, развивались они не так стремительно. Принято считать, что они были похожи на морские водоросли.
Все, о чем упоминается выше, происходило примерно 590 млн. лет назад — вероятно, в кембрийский период. Этот период известен тем, что на него приходится образование свыше 900 видов живых организмов.
Выход растений на сушу и постепенное ее заселение произошел в силурийский период. В то время средой обитания всего живого мира был океан. Только немногочисленная группа водорослей смогла приспособиться к жизни в пресной воде. Когда сформировалась полноценная проводящая ткань, это стало возможным.
После этого из воды вышли первые растения. Однако нижняя их часть постоянно находилась в заболоченном грунте.
Во влажной среде обитания нуждались такие растения как печеночники и мхи.
Голосеменные растения были прародителями цветковых растений. Большинством среди них были хвойные деревья, которым для опыления и рассеивания собственных семян нужен был ветер. Опыление с помощью ветра было практически единственным способом, так как насекомых в то время еще не было.
Развитие цветковых растений происходило одновременно с развитием насекомых.
Наиболее распространены среди существующих в данный момент растительных организмов — покрытосеменные. У этих растений наблюдается цветок и плод, они образуют эндосперм в результате двойного оплодотворения.
Покрытосеменные являются цветковыми растениями.
Семена покрытосеменных находятся в плодолистиках. Эволюция этих растений протекала разными путями. В опылении этих растений участвуют насекомые и ветер. Некоторые покрытосеменные опыляются при помощи отдельных насекомых или птиц. Семена разбрасываются по-разному.
Перед перемещением в более засушливые районы наземным растениям было необходимо сформировать способную нормально функционировать в воздушной среде репродуктивную систему.
Образованные чуть позже такие растения имели тело, состоящее из:
Корни возникли у наземных растений: они научились накапливать вещества и брать воду вместе с минеральными веществами.
Эволюция растений характеризовалась стабильным и неменяющимся темпом. Это касалось и эволюции вегетативных органов.
Также можно утверждать, что бактерии, отличающиеся способностью быстро размножаться, были первыми предшественниками растений. Потом возникли сине-зеленые водоросли — они были найдены в отдельных горных породах. Это говорит о том, что они были способны к фотосинтезу и являлись древнейшим видом. Большинство сине-зеленых водорослей — микроскопические одноклеточные безъядерные организмы.
Первые растения в основном населяли океаны и вели колониальный способ жизни. Также они могли образовывать многоклеточные формы.
Лишайники — весьма интересное ответвление эволюции растений. С точки зрения эволюционного прогресса, они заняли свободную нишу.
Представим процесс эволюции растений последовательно, в порядке их появления:
- Бактерии.
- Сине-зеленые водоросли.
- Мхи.
- Плауны.
- Хвощи.
- Папоротникообразные.
- Голосеменные.
- Покрытосеменные.
Все это — основные типы эволюционных групп растительных организмов. В эту систему можно добавить и промежуточные группы вроде риниофитов, псилофитов и др.
Источник
Эволюция растительного мира
Растительный мир чрезвычайно разнообразен. Для того чтобы разобраться во всём разнообразии растений, необходимо произвести их описание и инвентаризацию, т. е. составить опись. Это позволит классифицировать растения, т. е. объединить их в определённые систематические группы на основании сходства признаков и однородности происхождения. Этим и занимается систематика растений.
Основными задачами систематики растений являются: 1) изучение и описание всего разнообразия существующих и вымерших растений; 2) установление родственных (филогенетических) отношений и связей между отдельными группами растений. В задачу систематики входит также выяснение эволюции (исторического развития) растительного мира и процессов видообразования.
На основе всестороннего сравнительного изучения растений и их родственных отношений систематика распределяет растения по группам и располагает их в соподчиненные систематические единицы: отделы, классы, порядки, семейства и т. д.
Возникновение й эволюция растительного мира неразрывно связаны с историей развития Земли. История Земли очень длительная, возраст Земли исчисляется в 4. 6 млрд. лет. За этот очень длительный отрезок времени Земля претерпела огромные изменения, с которыми связано появление жизни на ней.
На вопрос, какие организмы были первенцами на Земле, ответить до сих пор невозможно. Первые организмы на Земле должны были обладать способностью жить без света, кислорода и органических веществ, которых не было ещё на Земле. По-видимому, такими древнейшими организмами были железобактерии, которые для своего существования не нуждались ни в кислороде воздуха, ни в органических веществах. Их жизнь осуществлялась в результате чисто химических процессов. Это были гетеротрофные организмы, способные синтезировать органические вещества для своего развития путем хемосинтеза.
Некоторые учёные в настоящее время высказывают предположение, что первичными организмами Земли были растения, объединяемые в группу дробянок. Эта группа растений включает такие микроорганизмы, у которых отсутствует сформировавшееся ядро, т. е. безъядерные микроорганизмы. К дробянкам относятся бактерии и сине-зелёные водоросли.
Возникновение зелёных представителей растительного мира связано с появлением хлорофилла, что привело к образованию простейших автотрофных растений. Предполагается, что это были одноклеточные, микроскопические сине-зелёные водоросли, которые могли уже осуществлять процесс фотосинтеза. На Земле появился кислород. Процесс формирования новых форм растений значительно ускорился.
На Земле все время менялись климат, поверхность, что влекло за собой изменение среды, под влиянием которой у растений вырабатывались новые формы, а естественный отбор уничтожал все несовершенное и сохранял наиболее жизнеспособное. Так создавались различные формы растений.
В истории развития растительного мира можно выделить 6 основных эпох, в каждой из которых наблюдалось доминирование отдельных групп растений: 1) эпоха бактерий и близких к ним организмов; 2) эпоха водорослей; 3) эпоха псилофитов, первых сухопутных растений; 4) эпоха гигантских теломофитов (плауны, хвощи, папоротники); 5) эпоха голосеменных; 6) эпоха покрытосеменных, или цветковых, растений.
Отдельные эпохи растительного мира получили свое название по названию доминирующих растений.
Наиболее древними растениями были простейшие — бактерии и водоросли. В процессе исторического развития растительные организмы все время усложнялись, одновременно происходило вымирание больших групп растений, которые оказывались не приспособленными к изменяющимся условиям Земли. На смену вымирающим группам растений приходили новые, более приспособленные к окружающим условиям. В конечном итоге в кайнозойскую эпоху доминирующее положение на Земле заняла более совершенная группа растений — покрытосеменные, или цветковые. Эволюция отдельных групп растений в разные геологические эры проходила с неодинаковой скоростью. Эволюция растений необратима, т. е. вымершие группы растений вновь уже не появлялись. Таким образом, в процессе исторического развития сформировался тот огромный мир растений, который окружает нас.
Источник
2.3 Эволюция растительного мира.
Разнообразие всех ранее и ныне живущих растений на нашей планете является результатом эволюционных процессов. Классификация всех существующих видов дает практически полное представление о том, как происходила эволюция растительного мира в различных систематических группах.
Весь растительный мир можно разделить на две основные группы – слоевищные или низшие и высшие растения. Низшие растения – это лишайники, водоросли, цианобактерии, актиномицеты и псилофиты.
К высшим видам можно отнести: различные мхи, разнообразные папоротники, хвощи и плауны, покрытосемменые растения. К этой же группе относятся вымершие и уже не существующие псилофиты.
Доказательство того, что происходила эволюция растительного мира – это многочисленные находки палеонтологов. Ископаемые останки древних растений находят повсеместно, среди них можно выделить строматолиты – это образование из остатков примитивных водорослей., которые обитали в океанах и морях. Отпечатки огромных папоротников, плаунов и хвощей до сих пор обнаруживают в залежах торфяников и угля.
Эволюция растительного мира происходила в несколько этапов. Первым этапом можно назвать появление самых первых микроорганизмов – одноклеточных водорослей цианобактерий, это произошло еще в архейскую эру.
Следующий этап – это появление эукариотов.
С появлением фотосинтеза эволюция растительного мира вступила в новый этап. Все живые организмы разделились на животный и растительный мир. Как только на планете появились первые зеленые растения, началось накопление органических веществ.
В протерозойскую эру вегетативный тип водорослей усложнился, площадь их поверхностей увеличилась. Это привело к увеличению фотосинтеза.
Следующий важный этап – это появление некоторых растений на суше. Считается, что самыми первыми были псилофиты. Сейчас они относятся к вымершей группе, но именно они представляли из себя переходную форму от низших форм к высшим.
Псилофиты имели покровную ткань с устьицами, которые защищали растение от воздействий внешней среды, и механическую ткань, которая выполняла опорные функции.
Эволюция растительного мира продолжалась, и следующим этапом можно охарактеризовать полное господство папоротников. Этот этап приходится на каменноугольный период. Папоротники имели хорошо развитую проводящую и корневую системы и листья, как необходимый орган для фотосинтеза.
Тем самым папоротники были полностью приспособлены для жизни на суше. Размножение этих растений было тесно связано с наличием воды, их появление значительно обогатило атмосферу кислородом.
Уже позднее появились семенные папоротники, которых сейчас уже нет в природе. Именно они и были предками сегодняшних голосемянных растений. Наличие семени сделало размножение папоротников независимым от наличия воды.
В пермский период влажный климат сменился сухим, именно в это время и появились голосеменные растения. Эти растения размножались отлично от папоротников, оплодотворение у них происходило непосредственно во внутренней ткани.
Заключительным этапом эволюции стало появление цветковых растений, они очень быстро заполнили всю сушу и освоили для своего обитания водную среду.
Источник