89. Происхождение и направление эволюции высших растений.
Отдел Цветковые, или Покрытосеменные. Группа высших растений произошла от низших, а именно — от водорослей. В пользу этого говорят следующие факты: 1) геологическая последовательность – эре высших растений предшествовала эра водорослей; 2) ранние стадии индивидуального развития: а) все высшие растения начинают свой онтогенез с одноклеточного зачатка – зиготы, которая до развития тканей образует нить или пластинку из однородных клеток, напоминающую слоевище; б) у многих высших растений, в частности, у всех более древних и первобытных из них (мохобразные, папоротникообразные) и даже у некоторых более высокоорганизованных (многие голосеменные, особенно вымершие), мужские гаметы имеют жгутики и обладают способностью к свободному движению – плаванию; такие гаметы воспроизводят организацию и повадки некоторых одноклеточных водорослей; 3) наиболее древние, первобытные и давно вымершие высшие растения (псилофиты) еще не имели расчленения на основные органы, а их тело морфологически представляло собой слоевище, хотя в анатомическом отношении оно характеризовалось уже наличием устьиц и проводящих столбов. Наиболее вероятно, что предковой группой являются зеленые водоросли (Chlorophyta), остатки которых находят в породах архейской эры.
В конце силура большая часть суши освободилась из-под воды. Выход растений на сушу. У них произошел ароморфоз, возникли ткани: покровная с устьицами, механическая и проводящая. Это псилофиты. Прикреплялись они ризоидами к поверхности. Псилофиты были переходными формами от низших, бессосудистых споровых к высшим, сосудистым (плауновым, хвощовым, папоротниковым).
В девоне происходило распространение на суше высших споровых.
Плауновидные представляют собой эволюционную линию, известную еще с девонского периода. Предками плауновидных почти с полной уверенностью можно считать вымерший отдел Zosterophyllophyta. Представляют собой микрофильную линию эволюции.
Хвощевидные известны с девонского периода. Происхождение их неясно.
Папоротникообразные имеют хорошо развитую корневую и проводящую системы, а также листья. Предками были растения вымершего отдела Trimerophyta.
Семенные папоротники – древнейшие голосеменные. У семенных растений оплодотворение происходит без участия воды. Зародыш находится в семени и защищен от неблагоприятных влияний; семя содержит запас питательных веществ.
Голосеменные также выводятся из одного корня с папоротниками.
В меловом периоде мезозойской эры происходит появление и распространение покрытосеменных (развитие цветка). Покрытосеменные предположительно возникли из некоторых примитивных, скорее всего кустарниковых голосеменных. Семяпочки покрытосеменных скрыты в завязи, семена развиваются внутри плода. У них произошло образование огромного количества приспособлений для опыления и распространения семян. Благодаря многообразию форм покрытосеменные получили наибольшее распространение.
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
Основные этапы эволюции растений
Водоросли – многочисленная неоднородная группа первичноводных фотоавтотрофных организмов. В ископаемом состоянии водоросли известны еще из докембрия (свыше 570 млн. лет назад), а в протерозое и начале мезозоя уже существовали все ныне известные отделы. Ни один из современных отделов водорослей не может считаться предком другого отдела, что указывает на сетчатый характер эволюции водорослей.
У водорослей существует множество типов морфологической организации тела (таллома). У ряда водорослей (например, у бурых) имеется сложно устроенный пластинчатый таллом, и наблюдается некоторая дифференцировка клеток. У многоклеточных водорослей часто имеются ризоиды – выросты таллома, служащие для прикрепления к субстрату. Однако у водорослей отсутствуют настоящие ткани, поэтому их относят к низшим эукариотам. Таким образом, водоросли достигли биологического прогресса без ароморфозов: путем аллогенеза и частичного катагенеза (утрата полового процесса у некоторых видов, утрата способности к фотосинтезу у паразитов).
В силуре происходило обмеление океана и опреснение воды. Это создало предпосылки для заселения литорали и супралиторали (литораль – часть берега, заливаемая во время приливов; литораль занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средой обитания; супралитораль – часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами; в сущности, супралитораль является частью наземно-воздушной среды обитания).
Содержание кислорода в атмосфере до появления наземных растений было значительно ниже современного: протерозой – 0,001 от современного уровня, кембрий – 0,01, силур – 0,1. При дефиците кислорода лимитирующим фактором в атмосфере является ультрафиолет. Выход растений на сушу сопровождался развитием метаболизма фенольных соединений (дубильных веществ, флавоноидов, антоцианов), которые участвуют в осуществлении защитных реакций, в том числе от мутагенных факторов (ультрафиолет, ионизирующие излучения, некоторые химические вещества).
В конце силура (≈ 400 млн. лет назад) возникают Высшие (наземные) растения.
Выход растений на сушу связан с появлением ряда ароморфозов:
– Появление дифференцированных тканей: покровных, проводящих, механических, фотосинтезирующих. Появление дифференцированных тканей неразрывно связано с появлением меристем и основной паренхимы.
– Появление дифференцированных органов: побега (органа углеродного питания) и корня (органа минерального питания).
– Появляются многоклеточные гаметангии: антеридии и архегонии.
– Происходят существенные изменения в обмене веществ.
Предками Высших растений считаются организмы, сходные с современными Харовыми водорослями. Древнейшее известное наземное растений – куксония. Куксония обнаружена в 1937 г. (У. Ланг) в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн. лет). Это растение представляло собой похожий на водоросль кустик веточек, несущих спорангии. Прикреплялось к субстрату с помощью ризоидов.
Дальнейшая эволюция Высших растений разделилась на две линии: гаметофитную и спорофитную
Представители гаметофитной линии – современные Моховидные. Это бессосудистые растения, у которых отсутствуют специализированные проводящие и механические ткани.
Другая линия эволюции привела к появлению растений, у которых в жизненном цикле доминирует спорофит, и имеются все ткани высших растений (образовательные, покровные, проводящие, основная паренхима и ее производные). Благодаря появлению всех типов тканей происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. Предками этих растений являются ныне вымершие Риниевые (псилофиты). В течение девона формируются современные группы споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из недифференцированного зародыша.
В начале мезозоя (≈ 220 млн. лет назад) появляются первые Голосеменные растения, которые господствовали в мезозойской эре.
Крупнейшие ароморфозы Голосеменных:
– Появление семязачатков, в которых развивается женский гаметофит (эндосперм).
– Появление пыльцевых зерен; у большинства видов пыльцевое зерно при прорастании образует пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит.
– Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш.
Однако у Голосеменных растений сохраняется ряд примитивных признаков: семяпочки расположены на семенных чешуях (мегаспорангиофорах) открыто, опыление происходит только с помощью ветра (анемофилия), эндосперм гаплоидный (женский гаметофит), проводящие ткани примитивные (в состав ксилемы входят только трахеиды).
В кайнозое Голосеменные уступают господство Покрытосеменным.
Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появились, вероятно, еще в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса, которому способствует ряд ароморфозов:
– Появление пестика – замкнутого плодолистика с семязачатками.
– Появление околоцветника, что сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).
– Появление зародышевого мешка и двойного оплодотворения.
_ Появление в составе ксилемы настоящих сосудов
В настоящее время Покрытосеменные представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник