Первым наземным растениям были хвощи

Развитие растительного мира. Эволюция наземных растений

Первые растения на Земле зародились в воде. Со временем они «вышли на сушу» и появились первые наземные растения. Давайте продолжим знакомиться с тем, как продвигалась эволюция растительного мира. В данном уроке мы проследим этапы развития наземного растительного мира, поговорим о появлении на суше споровых растений, а затем и семенных растений.

Первые наземные растения

Под влиянием каких условий древние растения перешли от водного образа жизни к наземному?

Поверхность Земли менялась. Прежние материки уходили под воду, взамен них поднимались новые. Некоторые местности затапливались периодически, а затем вода снова постепенно отступала. При этом часть водорослей оказывалась на суше. Некоторые, конечно, погибли, но другие приспособились к жизни вне водной среды.

Водоросли дали начало мохообразным. Мхи сохранили многие черты водорослей, например, ризоиды; они также очень зависимы от воды.

Кроме того, от водорослей произошли растения, которые, развиваясь, дали начало другим важным группам растений. Эти примитивные наземные растения называют «риниофиты» или «псилофиты».

Риниофиты существовали 420—400 миллионов лет назад. По строению они напоминали многоклеточные водоросли: у них также не было стеблей, листьев, корней, а к земле они крепились при помощи ризоидов. Однако у них были хорошо развиты покровные и проводящие ткани. Риниофиты достигали высоты 25 см, а размножались спорами.

Таким образом, они были одними из первых представителей споровых растений.

Существуют хорошо сохранившиеся ископаемые остатки этих растений. Это самые ранние известные сосудистые растения в истории Земли.

Риниофиты вымерли относительно быстро. Они стали ступенькой для развития более совершенных групп растений.

Происхождение высших споровых растений

От риниофитов произошли папоротники, хвощи и плауны. Папоротникообразные покрывали большие площади на суше, однако по-прежнему зависели от воды, так как только в воде мог осуществляться процесс оплодотворения.

Особенно много их было в каменноугольном периоде (как раз останки папоротникообразных и образовали впоследствии залежи каменного угля).

Когда климат изменился и стал более сухим и прохладным, началось массовое вымирание папоротникообразных. Какие-то виды папоротников сохранились до наших дней. Очень важным звеном в дальнейшем совершенствовании растений стали семенные папоротники.

Появление семенных растений

Травянистые семенные папоротники — предки голосеменных растений. У этих папоротников процесс опыления уже осуществлялся ветром, без необходимости водной среды. Зародыш в семени был лучше защищен и имел запас питательных веществ.

Семенные растения оказались более приспособлены к выживанию.

В чем же преимущество семенных растений перед споровыми?

Возможность оплодотворения споровых растений зависит от наличия воды во внешней среде. Споровые растения оказались уязвимыми к изменению климата на более сухой.

Развитие растительного мира продолжалось. Семенные папоротники вымирали, на смену им приходили голосеменные растения, появились и первые хвойные. За счет видоизменённых листьев они были лучше приспособлены к холодному климату.

Около 130 миллионов лет назад на планете появились покрытосеменные растения. Они быстро заняли господствующее положение среди наземных растений. Основное отличие покрытосеменных — наличие цветков. Цветы покрытосеменных очень разнообразны по виду и размерам.

Цветковые растения также разнообразны. Среди них есть и травянистые растения, и кустарники, и деревья. Вот уже 60 миллионов лет они являются доминирующей формой растительной жизни.

На рисунке 2 показано, как шло развитие растительного мира. Зелеными стрелочками показана та ветвь эволюции, которая продолжалась. Если рассмотреть эту ветвь отдельно, получится такая схема того, как проходила эволюция растительного мира (рисунок 3):

Летом исследуйте крутые берега рек, склоны глубоких оврагов, карьеров, куски каменного угля, известняка. Найдите окаменевшие древние организмы или их отпечатки. Зарисуйте их. Постарайтесь определить, к каким древним организмам они принадлежат.

Наиболее частые и вероятные палеонтологические находки – остатки или отпечатки раковин. Очень интересно осознавать, что там, где сейчас суша, когда-то были моря, в которых жили древние членистоногие.

Окаменевшие отпечатки раковин

Отпечатки растений попадаются реже.

Источник

Биология 6 класс

Рассмотрите рисунок «Основные этапы развития растительного мира». Укажите, растения каких отделов доминировали на каждом из основных этапов эволюции растительного мира.

1,5 млрд. лет назад возникли первые ядерные одноклеточные организмы.

1 млрд. лет назад, наряду с плавающими в толще воды водорослями, появляются прикреплённые нитчатые и даже многоклеточные водоросли.

Наиболее древней группой водорослей предположительно были бурые. Около 1350 млн. лет назад появились и первые низшие грибы.

Первые растения, водоросли, а также фотосинтезирующие бактерии продолжают насыщать атмосферу кислородом.

Предполагают, что доядерные организмы (бактерии и цианобактерии) жили не только в море, но осваивали сушу. Возможно, в этом процессе участвовали и лишайники. Органические вещества отмирающих организмов потреблялись и перерабатывались другими организмами в минеральные. Так образовалась почва.

Важно, что фотосинтезирующие организмы, образующие органическое вещество служили пищей другим организмам – гетеротрофам. Сначала бактерии, а потом, в основном, растения стали первым звеном пищевых цепей.

Первые сухопутные растения. Первые наземные растения появились около 450-420 млн. лет назад. Это были мхи и риниофиты (риния, куксония, псилофитон, астероксилон) . Произошли они от многоклеточных зелёных водорослей. Риниофиты были небольшими зелёными травянистыми растениями, которые не имели ни корней, ни побегов. Их клетки уже начали объединяться в ткани.

Эти растения были похожи на тонкие ветвящиеся цилиндры. В почве они укреплялись с помощью ризоидов. Предполагают, что росли риниофиты по берегам водоёмов и на мелководье.

Риниофиты – предки первых папоротникообразных, от которых произошли современные плауны, хвощи и папоротники.

Расцвет папоротникообразных. Настоящими наземными растениями стали древние плауны, хвощи, папоротники и голосеменные растения, произошедшие от примитивных папоротникообразных. Выход на сушу им обеспечило новообразование, которого не было у водорослей – сосуды древесины, пусть ещё слабо развитые, но способные переносить воду на большую высоту.

360 млн. лет назад наступил каменноугольный период – расцвет папоротникообразных.

Названия периодов часто происходят от того географического района, где впервые были изучены отложения данного времени: девон – от графства Девон в Англии. Пермь – от города Пермь в России. Юра – от гор Юра во Франции. В названиях могут быть отражены и преобладающие в ту эпоху отложения: в карбон (каменноугольный период) образовался каменный уголь, а в мел образовались слои мела, которым мы теперь пишем на доске.

Климат на Земле в каменноугольном периоде был тёплым и очень влажным. Солнечные лучи с трудом пробивались сквозь туманы и низкие облака. Суша была покрыта небольшими водоёмами и болотами. Условия были идеальными для развития споровых растений, для оплодотворения яйцеклеток которых необходима вода.

Несмотря на то, что уже существовали голосеменные растения, расцвета достигли папоротникообразные. Они образовывали леса с гигантскими деревьями, лианами, пышными низкорослыми растениями. Древние папоротники внешне напоминали современные пальмы. Но, как и полагается папоротникам, их листья росли верхушкой, а молодые отрастающие листья закручивались наподобие улитки.

Гигантские плауны – лепидодендроны – были громадными деревьями до 40 м высотой.

Если у лепидодендронов ствол венчался развесистой кроной, то их ближайшие родственники – сигиллярии – наверху почти не ветвились. Стволы всех древних плаунов были покрыты правильно расположенными рубцами от листьев. У этих растений была мощная кора и слабо развитая древесина.

Древние хвощи – каламиты – имели членистые древовидные стволы высотой до 20 м. Древесина каламитов была развита несколько лучше.

В каменноугольных лесах, вместе с папоротниками, хвощами и плаунами росли и голосеменные растения. Среди них – кордаиты. Это были деревья, а возможно и кустарники. Найдены остатки их ланцетных или линейных листьев. Считается, что кордаиты были предками современных хвойных растений.

Источник

Папоротники, хвощи и плауны как одни из первых наземных растений #10

П Папоротники, хвощи и плауны — это первые наземные сосудистые растения, высшие споровые, возраст которых около 400 млн лет. Расцвет их относится к девонскому и каменноугольному периодам. Для них характерно чередование бесполого (спорофита) и полового (гаметофита) поколений с преобладанием спорофита.

Папоротники, их строение и среда обитания

Количество видов папоротников около 10-15 тыс. Среда обитания: сырые и влажные места, темные леса, болота, овраги, солоноватые озера; встречаются в горных лесах. Различны их жизненные формы: травянистые, древовидные (высотой до 20 м), лианоподобные, плавающие. Представители: орляк, щитовник, страусник, адиантум, сальвиния и др. Тело папоротника представлено корнем, укороченным стеблем и крупными (до 1 м высотой), рассеченными листьями, которые называются вайп (рис. 13).

Они выпшшяют функции фотосинтеза и спороношения. Папоротник имеет хорошо развитое корневище с придаточными корнями. Корневище покрыто эпидермисом, имеет механическую ткань и сосудистые пучки. Из точки роста на верхней части корневища весной выходят молодые листья. Листья покрыты эпидермисом, имеют устьица, пронизаны жилками и содержат хлоропласты.

Хвощи, их строение и среда обитания

Хвощи — многолетние травянистые растения. Описано около 50 видов хвощей. Среда обитания: широколиственные леса, влажные луга, болота преимущественно Северного полушария. Представители : хвощ полевой, хвощ лесной, хвощ зимующий, хвощ болотный и др. Высота растений: от 0,5-1 м у хвоща полевого до 12 м у южно-американского. Стебель у хвоща неветвящийся, членистый, состоит из узлов и междоузлий. В узлах располагаются мутовки чешуевидных листьев и тонких членистых ветвей. Кора стебля имеет ассимиляционную паренхиму. Проводящая система трахеиды и ситовидные элементы. Нижняя часть растения — корневище и тонкие придаточные корни. Стенки клеток всего растения пропитаны кремнеземом, который выполняет механическую и защитную функции.

Хвощ имеет две разновидности побегов. Весенние побеги неветвящиеся, не содержащие в клетках хлорофилла, являются спороносными в их спорангиях созревают споры. После отмирания весенних побегов летом от корневища отрастают ветвящиеся зеленые побеги (рис. 13). Они являются фотосинтезирующими. Органические вещества накапливаются в корневище хвоща.

Плауны, их строение и среда обитания

Плауны — многолетние, травянистые, вечнозеленые растения. Описано около 1000 видов плаунов. Среда обитания: хвойные и смешанные леса (почва, стволы и ветви деревьев). Представители: плаун булавовидный, плаун баранец, плаун сплюснутый и др. Стебли у плаунов прямостоячие (до 1,5 м), свисающие или стелющиеся (10 м длиной). Корни боковые и придаточные. И стебли, и корни ветвятся. Высота побегов 20-30 см. Стебель и боковые ветви покрыты мелкими зелеными чешуйками листьями (рис. 13). Снаружи стебель покрыт эпидермисом.

Папоротники, хвощи, плауны и их размножение

Значение в жизни

Папоротники	Компоненты растительных сообществ. Использование в качестве декоративных растений. Молодые побеги некоторых видов человек использует в пищу. Отвары корневищ и настойки некоторых видов — глистоногие, болеутоляющие, противовоспалительные, средства для лечения легочных заболеваний и желудочных расстройств. В каменноугольный период — образование каменного угля.
Хвощи	Благодаря содержанию кремнезема используются в качестве наждачной бумаги, для чистки металлической посуды. Побеги некоторых видов оказывают мочегонное и вяжущее действие.
Плауны	Споры плаунов (ликоподий) используются в качестве детской присыпки, в металлургической промышленности — для обсыпания форм при выплавлении чугуна.

Современные хвощи и плауны не имеют существенного значения для формирования растительных сообществ. Все их виды подлежат охране.

1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Источник