Лекция История развития растительного мира Земли
Велика роль растений в жизни человека. Они удовлетворяют главные потребности человека в пище, одежде и жилище. Особенно важную роль в питании занимают хлебные злаки (пшеница, рожь, кукуруза, рис), которые издавна культивируются человеком. Значительное место в питании занимают также овощные культуры (картофель, капуста, свекла, морковь и т.д.). Человек создал и выращивает много сортов плодовых и ягодных культур (яблоня, груша, виноград, слива, малина и др.). Для изготовления одежды и других целей люди используют различные технические культуры (хлопчатник, конопля, лен). Древесина растений широко используется как строительный материал, для изготовления бумаги и мебели. Многие растения еще в глубокой древности использовались человеком для лечения болезней. До наших дней дошло ботаническое сочинение основоположника научной медицины врача древней Греции Гиппократа (460—377 гг. до н. э.), который описал 236 лекарственных растений. Древнегреческий философ, естествоиспытатель и ботаник Теофраст (372—287 гг. до н. э.) создал большой труд «Исследования растений», в котором описал около 500 видов растений Греции.
В настоящее время растения широко используются в медицине. Одни лекарственные растения применяются без какой-либо обработки (черника, лук, аптечная ромашка, малина, липа и др.). Другие растения подвергаются обработке на фармацевтических заводах. Из них получают специальные препараты, которые имеют различные лечебные свойства и используются как сердечно-сосудистые, спазмолитические, отхаркивающие, вяжущие, слабительные, желчегонные средства и т. д.
Огромная роль принадлежит растениям и в поддержании оптимального углекислотно-кислородного баланса в атмосфере, также необходимого для нормальной жизнедеятельности большинства живущих на Земле организмов. Растительный покров в процессе фотосинтеза активно поглощает из воздуха углекислый газ и таким образом является одним из стабилизаторов его содержания в атмосфере.
Глава 1. Геохронологическая история Земли
Биологическая эволюция продолжается на Земле более 3 млрд лет. С момента возникновения первых примитивных клеточных организмов, благодаря естественному отбору, появилось бесчисленное множество форм живых организмов.
Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия и опускания суши, изменения сочетания материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу громадного количества газа и пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной радиации, падавшее на Землю, и было одной из причины оледенения. Не случайно оледенения сопровождали горообразовательные процессы. Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно изменяли климатические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на растительный и животный мир. Одни группы организмов вымирали, другие сохранялись и в межледниковые эпохи достигались рассвета.
Ниже приведена геохронологическая шкала с указанием групп растений, существовавших в разные геологические эпохи.
Эра (продолжительность лет)
Климат и среда (Глобальные исторические изменения)
Источник
Биология
По ископаемым остаткам растений ученые установили, что чем древнее организмы, тем они проще устроены. Чем ближе к нашему времени, тем организмы становятся сложнее и всё более похожими на современные.
В результате развития органического мира появились высшие растения и высокоорганизованные животные, а так же человек мыслящий, который старается получить ответ на вопрос: “Когда и как возникла жизнь на Земле?”
“Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разные факты, им наблюдаемые”
Одни из первых существ на Земле не могли усваивать энергию света, были не способны к фотосинтезу. Фотосинтез – процесс получения энергии и образования органических веществ с помощью солнечного света. По мнению ученых, эти живые существа питались веществами древнего океана, которые были до их появления. Вещества заканчивались из-за их поедания, что привело к появлению существ, которые могли использовать энергию солнечного света для питания. Этими существами были цианобактерии, они относятся к царству бактерий, от них 2,5 млрд лет назад возникли первые растения.
Эти бактерии начали выделять кислород в атмосферу, так же как и растения впоследствии. Цианобактерии и растения стали пищей для организмов в биосфере, началом цепочек питания.
2,5 млрд лет назад в морях не было рыб, медуз и других привычных нам морских обитателей, задолго до появления динозавров атмосфера стала наполняться кислородом, практически весь кислород, которым сейчас дышат, образован фотосинтезом растений.
Растения стали развиваться, эволюционировать, начали появляться многоклеточные растения это были еще водоросли (смотри урок «Водоросли» ). Начали появляться крупные водоросли, которые прикреплялись к морскому грунту (рис. 2), и в определенный момент они начали осваивать сушу – вышли на нее.
При выходе водоросли начали развиваться в нескольких направлениях. В одном направлении образовался отдел мохообразных.
Мхи похожи на водоросли, у них нет корней, к грунту прикрепляются ризоидами, нет возможности экономить питательные вещества, воду, из-за этого они легко высыхают.
Во втором направлении, после выхода на сушу растений, образовался отдел риниофиты. Риниофиты вымерли, о них только можно судить по ископаемым останкам (рис. 5), но дали продолжение живущим на данный момент растениям – отделу папоротникообразных. К ним относят папоротники, хвощи, плауны
Папоротникообразные размножаются спорами , хорошо приспосабливаются к окружающей среде, разнообразны, зависят от воды при размножении.
Гаметофит споровых растений образует не спермий, а сперматозоид (половая клетка со жгутиком), жгутик, которого может работать только в водной среде, необходима капля воды, чтобы он достиг яйцеклетки.
Семенные растения преодолели зависимость от воды при размножении. У семенных растений – спермий, клетки без жгутиков в отличие от папоротникообразных. Семенные растения – одни из наиболее совершенных представителей царства растений из-за своего разнообразия и сложного устройства. Покрытосеменные растения (цветковые) – венец эволюции царства растений.
Первые одноклеточные растительные организмы появились на планете около 3,5 млрд лет назад. Жизнь зародилась в океане. Первые организмы были примитивными одноклеточными, не имеющими сформировавщегося ядра. Питались органическими веществами растворившимися в воде, поглощая их всей поверхностью своего тела.
Около 3 млрд лет у некоторых организмов сформировались пигменты и они стали способны к фотосинтезу — созданию органических веществ из неорганических с использованием солнечных лучей. Около 1,5 млрд лет назад появились более развитые одноклеточные организмы. У некоторых появилось ядро, у других — ядро и хлоропласты. Органический мир поделился на одноклеточных животных и одноклеточные растения.
Около 1 млрд лет назад в морях от древних одноклеточных водорослей произошли первые многоклеточные водоросли.
Благодаря фотосинтезу на Земле появился кислород, и у организмов появилась возможность дышать. Из кислорода — озон, который стал защищать Землю от радиации. Благодоря этому растения стали развиваться на суше. Примерно 450-400 млн лет назад на суше появились первые многоклеточные наземные растения — это мхи и псилофиты. Они произошли от разных групп водорослей. Псилофиты не имели корней, стеблей и листьев. Их тело состояло из тонких ветвящихся цилиндрических образований. Псилофиты имели примитивную покровную и проводящую ткани (древесину, луб), размножались спорами.
Около 400 млн лет назад было время господства разнообразных папоротникообразных, которые произошли от псилофитов. Тогда благоприятный климат для размножения древних папоротникообразных: развитие заростков и оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами.
Голосеменные растения появились более 300 млн лет назад, еще до того как папоротникообразные достигли своего господства. Возможно произошли от примитивных папоротникообразных. Около 250 млн лет назад климат стал холодным и засушливым. Папоротникообразные не смогли выжить и наступило время голосеменных растений. Покрытосеменные растения появились около 150 млн лет назад, их господство на данный момент связано с резким изменением климата и появлением более эффективного способа опыления с помощью насекомых
Источник