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
Происхождение высших растений
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. Они 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 основных 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, необходимой 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, наоборот, 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. Они дали начало ряду самостоятельных групп (отделов) растений, приспособленных к разнообразным условиям жизни на суше.
В настоящее время высшие растения насчитывают свыше 300 000 видов. Они господствуют на Земле, населяют ее от арктических территорий до экватора, от влажных тропиков до сухих пустынь. Они 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. Однако они сравнительно легко увязываются между собой, что свидетельствует о единстве происхождения высших растений.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник