Филогенетические связи основных групп высших растений

32. Биогенетический закон, учение о филэмбриогенезах. Пути эволюции онтогенезов. Анамнии и амниоты. Особенности эмбрионального развития.

Биогенетический закон — закон о соотношении индивидуального и исторического раз-вития. Биологическое значение биогенетического закона. Рекапитуляция. Закан зародыше-вого сходства К.Бэра Учение о филэмбриогенезах. Виды эмбриогенезов (архаллакс, девиа-ция, анаболия). Филэмбриогенезы как пути эволюции онтогенеза.

Основные направления эволюции онтогенеза: эмбриональная адаптация (ценогенез), неотения, фетилизация, эмбрионизация онтогенеза. Автономизация онтогенеза как основная тенденция эволюции онтогенеза. Понятие об анамниях и амниотах. Особенности их он-тогенеза. Причины различий онтогенеза анамний и амниот.

33 Прогресс и регресс в эволюции. Критерии биологического прогресса, смена фаз в эволюции отдельных групп. Необратимость эволюционного процесса.

Биологический прогресс. Критерии биологического прогресса. Пути достижения био-логического прогресса (ароморфоз, идеоадаптация, дегенерация, теломорфоз, гиперморфоз, гипоморфоз). Биологический регресс. Критерии биологического регресса. Причины био-логического регресса. Вымирание и тупики в эволюции.

Общие закономерности макроэволюции: прогрессивная направленность историчес-кого развития жизни, необратимость эволюции, прогрессивная специализация, происхожде-ние от неспециализированных предков, смена эволюционных.

34. Уровни организации в эволюции растений. Филогенетические связи основных групп высших растений (гаметофитная и спорофитная линии, макро- и микрофильная линии, разноспоровость как этап эволюции наземных растений).

Происхождение растений. Гипотезы происхождения растений: аутогенная гипотеза, гипотеза симбиогенеза. Уровни организации основных таксонов растений. Эволюция водо-рослей, появление высших растений, выход растений на сушу, эволюция высших наземных растений. Филогенетические связи основных групп высших растений. Гаметофитная линия как эволюционный тупик (причины), спорофитная линия эволюции растений. Основные ароморфозы в эволюции высших растений (дифференциация тела, появление разн-оспоровости, макрофиллия, появление семени и т.д.

35. Основные этапы филогенетического развития животного мира. Возникновение зародышевых листков, полостей тела, основных систем органов. Эволюционные связи различных типов беспозвоночных. Филогенетическое древо беспозвоночных. Филоге-нетическое древо хордовых.

Происхождение гетеротрофных организмов (теории происхождения жизни). Проис-хождение аэробности, происхождение эукариот. Происхождение многоклеточности. Два основных эволюционных ствола многоклеточных: губки и кишечнополостные. Губки как эволюционный тупик. Основные черты организации кишечнополостных как этапа прогрес-сивной эволюции (полость, нервная система, зародышевые листки). Появление плоских червей. Два эволюционных ствола эволюции плоских червей: 1) протоалеллиды, круглые черви, моллюски, членистоногие; 2) иглокожие, оболочники, хордовые, позвоночные. Ос-новные ароморфозы: (симметрия, органы, системы органов, зародышевые листки и т.д.). Эволюция хордовых (появление новых классов, их основные ароморфозы). Филогене-тические связи основных типов беспозвоночных, филогенетические связи классов позво-ночных.

Источник

24. Основные этапы филогенеза растений.

Филогенез (от греч. phyle — род, племя, вид и genos — происхождение) — историческое формирование группы организмов. В психологии филогенез понимается как процесс возникновения и исторического развития (эволюции) психики и поведения животных; возникновения и эволюции форм сознания в ходе истории человечества. Филогенез изучают зоопсихология, этнопсихология, историческая психология (см. Социогенез), а также антропология, этнография, история, другие социальные дисциплины.

Основными проблемами при изучении филогенеза считаются:

выделение главных этапов эволюции психики животных (в связи с особенностями среды обитания, строения нервной системы и т. д.;

одной из наиболее известных остается схема К. Бюлера: инстинкт — навык — интеллект);

выявление условий перехода от этапа к этапу, общих факторов эволюции;

выделение главных этапов эволюции форм сознания (в связи с особенностями производственной деятельности, социальных отношений, культуры, языка и т. д.);

установление соотношения основных этапов филогенеза (в частности, человеческой психики) и онтогенеза

Большинство исследователей считает, что высшие растения произошли от зеленых водорослей. По многим ультраструктурным и биохимическим признакам высшие растения очень близки именно к зеленым водорослям. Запасное вещество в обеих группах — крахмал, хлорофилл а и Ь — есть и у зеленых водорослей, и у высших растений. Клеточная стенка у обеих групп из пектина и целлюлозы. Последовательность форм при возникновении высших растений могла быть такой: хламидомонадовые > хлорококковые > ульотрикс —> хетоновые > риниофиты.

В начале кембрия (около 600 млн. лет назад) от каких-то предковых зеленых водорослей дивергировали предковые сосудистые и мхи. Мохообразные — слепая ветвь высших растений. От них никто не произошел. Мхи произошли от водорослей, у которых гаметофит преобладает над спорофитом. В жизненном цикле мхов есть стадия зеленой нити — протонема. Это рекапитуляция предковой стадии -стадии нитчатой зеленой водоросли.

Риниофиты — древнейшие наземные растения. Они появились в ордовике. В силуре произошла адаптивная радиация: от риниофит дивергировали тримерофиты и зостерофиты. В девоне зостерофиты дали начало плаунам, а тримерофиты — споровым папоротникам (прогимноспермам — предголосеменным) и хвощам. В девоне же от предголосеменных ответвились первичные голосеменные — птеридоспермы (семенные папоротники). В конце девона прогимноспер-мы дали начало кордаитам, от которых в конце карбона произошли хвойные.

В верхнем карбоне семенные папоротники (птеридоспермы) дали саговниковых. В нижней перми птеридоспермы дали беннеттитовых, а в верхней перми — гинк-говых. Птеридоспермовые, саговниковые, беннеттитовые, гинкговые, а также гнетовые, и кейтониевые, и хвойные включают в отдел голосеменных в качестве классов.

В пермский период от семенных папоротников или в триасе от беннеттитовых дивергировали цветковые, или покрытосеменные. В меловой период произошла дивергенция цветковых на однодольные и двудольные.

Основные черты эволюции растений

1. Переход от гаплоидности к диплоидности, от доминирования гаметофита к доминированию спорофита.

2. Освобождение полового размножения от воды. Это открыло путь на сушу.

3. Дифференциация тела на корень, стебель, лист при переходе к наземному существованию.

4. Развитие проводящей системы (ксилемы и флоэмы).

5. Совершенствование механической системы.

6. Совершенствование покровной системы, появление эпидермы, перидермы, кутикулы, корки.

8. Специализация распространения семян и плодов.

9. Усиление защиты зародыша от неблагоприятных условий.

10. Появление разноспоровости.

Отличия растительной клетки от клетки животных

1. Растительная клетка имеет в клеточной оболочке клеточную стенку, а животная клетка ее не имеет.

2. Животные клетки имеют гликокаликс.

3. Животные клетки имеют центриоли. Среди растений центриоли имеются только у водорослей.

4. Дочерние клетки после деления ядра отделяются у животных перетяжкой, у растений — перегородкой.

5. Запасной углевод у растений — крахмал, а у животных — гликоген.

6. Растительные клетки способны к фотосинтезу, животные — гетеротрофы.

7. Растительные клетки имеют пластиды.

8. Растительные клетки имеют в клеточной оболочке целлюлозу.

9. Растительные клетки имеют центральную вакуоль.

10. Животные клетки могут иметь органеллы (реснички и жгутики).

Источник

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.

Источник