Происхождения различных групп растений

Краткая эволюция растений: суть и основные этапы

Для начала разберемся, что имеют в виду под эволюцией растений.

Эволюция растений представляет собой процесс исторического развития представителей царства Растения.

Флора сегодня — это свыше 400 тысяч различных видов. Все они являются потомками нескольких групп древних морских растений. Что интересно, указанная цифра не включает исчезнувшие виды, поскольку они не смогли приспособиться к непростым изменениям окружающей среды.

Благодаря стараниям ученых-палеоботаников известен характер распределения растительного покрова по нашей планете, включая основные тенденции его изменения. Хотя сведений удалось получить много, этот процесс был непростым. Все потому, что растения не обладают твердым скелетом, а найти их останки в глубинных слоях почвы практически невозможно.

Тем не менее ученым кое-что удалось. В частности, они смогли найти ранние формы флоры в иловых отложениях, а также отложениях разнообразных горных пород. Приблизительный возраст этих находок — 3 млрд. лет. Растения — важнейшее звено в животной цепи питания.

Можно смело утверждать, что благодаря растениям окружающий мир и атмосфера на планете претерпели изменения, в результате чего Земля стала пригодной для существования животных.

Преобразование углекислого газа осуществляется растениями при помощи фотосинтеза. Кроме того, в процессе фотосинтеза получаются органические вещества.

Растения стали основой пищевой цепи — во многом за счет способности использовать солнечный свет чтобы производить основные классы органических веществ. Поэтому логично, что эволюция растений определила эволюцию животного мира.

Основные этапы эволюции флоры

Процесс эволюции растений принято считать медленным. В ходе него естественный отбор способствует приспособлению к изменяющейся среде, а не просто изменениям в чистом виде. Наиболее древние представители класса Растения не могли существовать без воды, также они не имели специальных приспособлений, чтобы существовать на суше.

Низшие водоросли — наиболее древние растения, о которых сегодня известном ученым. Они представляли собой одноклеточный организм: это значит, что всех их функции выполняла только одна клетка (она представляла собой целостную систему).

Сине-зеленые водоросли или цианобактерии были крайне примитивной группой живых организмов — в их клетке не было ядра.

Многоклеточные организмы возникли позже. В отличие от предыдущих организмов, развивались они не так стремительно. Принято считать, что они были похожи на морские водоросли.

Все, о чем упоминается выше, происходило примерно 590 млн. лет назад — вероятно, в кембрийский период. Этот период известен тем, что на него приходится образование свыше 900 видов живых организмов.

Выход растений на сушу и постепенное ее заселение произошел в силурийский период. В то время средой обитания всего живого мира был океан. Только немногочисленная группа водорослей смогла приспособиться к жизни в пресной воде. Когда сформировалась полноценная проводящая ткань, это стало возможным.

После этого из воды вышли первые растения. Однако нижняя их часть постоянно находилась в заболоченном грунте.

Во влажной среде обитания нуждались такие растения как печеночники и мхи.

Голосеменные растения были прародителями цветковых растений. Большинством среди них были хвойные деревья, которым для опыления и рассеивания собственных семян нужен был ветер. Опыление с помощью ветра было практически единственным способом, так как насекомых в то время еще не было.

Развитие цветковых растений происходило одновременно с развитием насекомых.

Наиболее распространены среди существующих в данный момент растительных организмов — покрытосеменные. У этих растений наблюдается цветок и плод, они образуют эндосперм в результате двойного оплодотворения.

Покрытосеменные являются цветковыми растениями.

Семена покрытосеменных находятся в плодолистиках. Эволюция этих растений протекала разными путями. В опылении этих растений участвуют насекомые и ветер. Некоторые покрытосеменные опыляются при помощи отдельных насекомых или птиц. Семена разбрасываются по-разному.

Перед перемещением в более засушливые районы наземным растениям было необходимо сформировать способную нормально функционировать в воздушной среде репродуктивную систему.

Образованные чуть позже такие растения имели тело, состоящее из:

Корни возникли у наземных растений: они научились накапливать вещества и брать воду вместе с минеральными веществами.

Эволюция растений характеризовалась стабильным и неменяющимся темпом. Это касалось и эволюции вегетативных органов.

Также можно утверждать, что бактерии, отличающиеся способностью быстро размножаться, были первыми предшественниками растений. Потом возникли сине-зеленые водоросли — они были найдены в отдельных горных породах. Это говорит о том, что они были способны к фотосинтезу и являлись древнейшим видом. Большинство сине-зеленых водорослей — микроскопические одноклеточные безъядерные организмы.

Первые растения в основном населяли океаны и вели колониальный способ жизни. Также они могли образовывать многоклеточные формы.

Лишайники — весьма интересное ответвление эволюции растений. С точки зрения эволюционного прогресса, они заняли свободную нишу.

Представим процесс эволюции растений последовательно, в порядке их появления:

1. Бактерии.
2. Сине-зеленые водоросли.
3. Мхи.
4. Плауны.
5. Хвощи.
6. Папоротникообразные.
7. Голосеменные.
8. Покрытосеменные.

Все это — основные типы эволюционных групп растительных организмов. В эту систему можно добавить и промежуточные группы вроде риниофитов, псилофитов и др.

Источник

Доказательства развития растительного мира: этапы, прокариоты и эукариоты, папоротники

Под историческим развитием растительного мира понимают процесс эволюционного формирования современной флоры биосферы.

Классификация растительного мира дает представление о том, как формировались те или иные систематические группы. Растения по строению вегетативного тела можно поделить на:

• низшие водоросли, у которых ткани и органы не дифференцированы;
• высшие растения, для которых характерно наличие органов и тканей.

Многочисленные палеонтологические находки свидетельствуют о родстве между существующими систематическими группами живых организмов. Часто среди них упоминают строматолиты.

Строматолиты представляют собой многослойные образования из остатков древних примитивных водорослей, ранее обитавших в морях и океанах.

Среди палеонтологических доказательств выделяют также отпечатки древних хвощей и гигантских плаунов внутри залежей каменного угля и торфяников.

Этапы эволюционного развития растительного мира

Прокариоты и эукариоты

Примерно 3,5 млн. лет назад начался первый эволюционный этап развития растительных организмов. В этом период возникли первые одноклеточные прокариоты: у них была способность к автотрофному питанию или хемосинтезу. Деятельность этих организмов привела к появлению первичной кислородной атмосферы.

Около 1,5 млн. лет назад начался второй эволюционный этап развития растительного мира. Он был связан с появлением эукариотических предков современных водорослей, от которых потом взяли начало многоклеточные водоросли.

В архейскую эру появился фотосинтез, что стало отправной точкой в делении живых существ на растения и животные. Как только появились первые зеленые растения — водоросли, началось накапливание органического вещества планеты.

Дальнейшее развитие растительного мира было связано с усложнением вегетативного тела водорослей. В протерозойской эре произошло резкое увеличение продуктивности фотосинтеза.

Выход растений на сушу

Следующий этап основывается на выходе растений на сушу: это случилось в палеозое. Псилофиты считаются первыми настоящими наземными растениями.

Псилофиты — древние наземные растительные организмы, обладающие определенными отличительными чертами.

К отличительным чертам псилофитом относятся:

• механические ткани;
• развитие устьиц в покровной ткани;
• образование примитивной проводящей ткани.

Псилофиты дали начало мохообразным и папоротникообразным — у них уже появляются стебли, листья и корни. Несмотря на преобладание влажного климата, наблюдаются изменения в сторону сухого воздуха и низких температур.

Есть предположения, что риниофиты были первыми наземными растениями. За ними скрываются обитатели влажных и болотистых мест. По мнению ученых, происхождение риниофитов связано с древними водорослями, которые прикреплялись ко дну водоема. Отдельные группы растений были водными, а другие — целиком сухопутными.

Для риниофитов не было свойственно наличие настоящих стеблей и листьев. Зато у них были корневищеподобные образования, которые покрывали ризоиды.

Покровная ткань риниофитов выполняла защитную функцию: так они не пересыхали. Риниофиты считаются родоначальники плаунов, хвощей, папоротников и, может быть, мхов.

Распространение папоротников

В каменноугольный период главными растениями стали папоротники. Им были свойственны хорошо развитые корневая и проводящая системы. Лист папоротников был достаточно хорошо сформирован и выполнял функцию фотосинтеза, что давало существенные преимущества для жизни на суше.

Размножение таких растений все еще было связано с водной средой, присутствовала жгутиковая стадия. Благодаря таким растениям на планете образовался плодородный почвенный покров, а атмосфера еще больше обогатилась кислородом.

Примитивные голосеменные растения или потомки отдельных папоротникообразных появились в тот момент, когда хвощи, плауны и древовидные папоротники стали вымирать.

Немного позже возникли семенные папоротники — сегодня эта группа растений считается вымершей. Именно семенные папоротники считаются предшественниками современных голосеменных растений. С появлением семени растения сделали половой процесс независимым от водной среды. Семя было более защищено от негативных факторов окружающей среды, чем спора.

Развитие семян происходило на листьях, так как шишек у этих растений еще не было. Семенные папоротники представляли собой древовидные, лиановидные и травянистые растения, которые дали начало голосемянным.

В пермском периоде, когда на место влажного климата пришел сухой, и многие плауны, хвощи и гигантские папоротники вымерли, как раз и отмечается появление голосеменных растений.

У этих растений появилась возможность для реализации другого типа оплодотворения или развития гамет во внутренних тканях растения.

В результате мужские половые клетки никак не взаимодействовали с окружающей средой и доходили до яйцеклетки по пыльцевой трубке. Это позволило довольно быстро захватить сушу, поскольку растения получили возможность распространения при помощи воды и ветра.

Цветковые растения

Возникновение цветковых растений — последний этап растительной эволюции. Они появились как результат усложнения органов генерации и репродукции, а также в результате появления цветка.

Защитой для семяпочек стала завязь покрытосеменных растений. Благодаря ей же семя получило возможность развиваться внутри плода, служившим источником питания и защиты. Все это дало возможность цветковым распространиться не только по всей суше, но и в воде. У покрытосеменных появилось приспособление для более эффективного оплодотворения, привлечения насекомых-опылителей.

Сейчас покрытосеменные — самые распространенные растения и самая многочисленная группа живых организмов. Уже более 60 млн. лет они преобладают на нашей планете.

Как следует из написанного выше, эволюция растительного мира продолжалась довольно долго. Как итог — можно говорить о биоразнообразии флоры. На каждом этапе появлялась определенная группа растений, что во многом определялось глобальными климатическими изменениями.

Историческое развитие растительного мира изучают в 6 классе школьной программы.

Источник