Особенности эволюции семенных растений и их характеристика
Сегодня на нашей планете насчитывается свыше 300 тысяч видов растений. Есть довольно условное деление растительного мира на 2 группы:
Это разделение было предложено английским ботаником Р. Броуном в 1827 году. До середины 20 века к числу низших растений причисляли бактерии, водоросли, грибы, лишайники и слизневики. В современной систематике грибы и грибоподобные организмы, а также бактерии являются отдельными царствами. К низшим растениям относят водоросли, вегетативное тело которых (слоевище или таллом) не имеет дифференцировки на органы и сложного строения тканей. Примитивные формы отличаются телом, состоящим из одной клетки.
Высшие растения — это растения, которые имеют дифференцированное тело.
Признаками высших растений являются наличие вегетативных и генеративных органов, тканевого строения. К высшим растениям относятся мохообразные, хвощеобразные, плаунообразные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
К семенным растениям относят:
- голосеменные. Для них характерно размножения семенами, но без образования плодов;
- покрытосеменные или цветковые, у которых есть цветок и семена. Семена закрывает околоплодник (плод).
В процессе эволюции семенные растения обзавелись некоторыми адаптационными особенностями развития, благодаря которым они смогли занять господствующее положение в царстве растений.
Среди таких особенностей выделяют:
- внутреннее оплодотворение;
- зародыш развивается внутри семенного зачатка;
- имеется семя.
Любые примеры высших семенных растений и их появление представляют собой новый этап эволюционного развития растительного мира. У растений появилось множество свойств и приспособлений к различным условиям суши. В этом смысле покрытосеменные достигли наибольшего развития и лучше других приспособились к наземному образу жизни.
Длительный процесс эволюции позволил сформироваться специальным вегетативным органам растений: корням, измененные и приспособленные к наземной среде органы размножения. За счет большего ветвления надземных и подземных органов увеличилась поверхность соприкосновения с внешней средой. Анатомическое строение стало сложнее, были сформированы ткани. Получила развитие покровная ткань, которая стала защищать растения от излишнего испарения.
Формирование проводящей ткани связано с тем, что возникла необходимость доставки воды и минеральных солей к надземным органам и обратного оттока органических веществ от листьев в остальные органы растения. Увеличился объем ассимиляционной ткани, что было обусловлено увеличением фотосинтезирующих органов (листьев). Происходит формирование запасающей, механической и других тканей.
Эволюция поспособствовала усложнению полового процесса. Произошло образование многоклеточных половых органов, которые защищают яйцеклетку от высыхания.
В эволюции растений семя стало наиболее важным приобретением.
Развитие семенных растений в ходе эволюции сопровождалось все большей редукцией гаметофита.
Характеристика семенных растений
В отличие от споровых растений, семенные являются более высоко организованными. Главный элемент распространения определенного вида — семя, являющееся качественно новым образованием.
Основное преимущество семенных растений, возникшее в ходе эволюции — независимость оплодотворения от наличия влаги. За счет этого семенные растения смогли беспрепятственно распространяться по поверхности планеты и стать господствующей прогрессивной группой растений.
Прогрессивным элементом является то, что, в отличие от одноклеточных спор, семена являются многоклеточными: в них находится сформированный зародыш, а также запас питательных веществ для его развития.
Семенные растения отличаются тем, что у них в цикле развития все больше начинает доминировать спорофит, а гаметофит все больше редуцируется и становится полностью зависимым от спорофита.
Семенные растения отличаются многообразием строения, внешнего вида и биологических особенностей.
Высшие семенные растения характеризуются четким чередованием двух поколений в жизненном цикле: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Со временем спорофит у высших растений стал доминирующим.
У более совершенных семенных растений спертматозооны (подвижные и со жгутиками) превратились в спермии (без жгутиков и без самостоятельного движения). У более древних наземных споровых растений была прямая зависимость процесса оплодотворения от наличия воды. У более высокоорганизованных голо- и покрытосеменных половое размножение полностью не зависит от ее наличия.
Семенные — это разноспоровые растения. Их редуцированный гаметофит располагается внутри мегаспоры.
Источник
Жизнь в палеозойскую эру
В начале палеозойской эры (эры древней жизни) растения населяют в основном моря, но спустя 150–170 млн. лет появляются первые наземные растения – псилофиты, занимающие промежуточное положение между водорослями и наземными сосудистыми растениями. Псилофиты уже имели слабо дифференцированные ткани, способные к проведению воды и органических веществ, и могли укрепляться в почве, хотя настоящие корни (как и настоящие побеги) у них ещё отсутствовали. Такие растения могли существовать только во влажном климате, при установлении засушливых условий псилофиты исчезли. Однако они дали начало более приспособленным наземным растениям.
Вопрос 2. В каком направлении шла эволюция растений на суше?
Дальнейшая эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствования сосудистой системы (обеспечивающей быстрое передвижение воды на большую высоту). Широко распространяются споровые растения (хвощи, плауны, папоротниковидные).
Вопрос 3. Какие эволюционные преимущества даёт переход растений к семенному размножению?
Переход к семенному размножению дал растениям много преимуществ: зародыш в семени теперь защищён от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пищей. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена снабжены приспособлениями для распространения животными. Всё это способствовало расселению семенных растений.
Вопрос 4. Охарактеризуйте животный мир палеозоя.
Животный мир в палеозойскую эру развивался чрезвычайно бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. В самом начале этой эры (570 млн. лет назад) уже существовали все основные типы животных, кроме хордовых. Губки, кораллы, иглокожие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы – вот неполный перечень обитателей морей того времени.
Вопрос 5. Назовите основные ароморфозы в эволюции позвоночных в палеозое.
У позвоночных животных палеозойской эры можно проследить ряд ароморфозов . Из них отмечается возникновение челюстей у панцирных рыб, легочного способа дыхания и строение плавников у кистеперых рыб. Позднее крупными ароморфозами в развитии позвоночных было появление внутреннего оплодотворения и формирование ряда оболочек яйца, защищающих зародыш от высыхания, усложнение в строении сердца и легких, ороговение кожных покровов. Эти глубокие изменения привели к возникновению класса пресмыкающихся.
Вопрос 6. Какие условия внешней среды и особенности строения позвоночных животных послужили предпосылками их выхода на сушу?
Большая часть суши была безжизненной пустыней. По берегам пресноводных водоёмов в густых зарослях растений обитали кольчатые черви, членистоногие. Климат сухой, с резкими колебаниями температуры в течение суток и по сезонам. Уровень воды в реках и водоёмах часто менялся. Многие водоёмы полностью высыхали, зимой промерзали. Водная растительность при пересыхании водоёмов гибла, накапливались растительные остатки. На их разложение расходовался кислород, растворённый в воде. Всё это создавало очень неблагоприятную среду для рыб. В этих условиях их могло спасти только дыхание атмосферным воздухом.
Вопрос 7. Почему земноводные каменноугольного периода достигли биологического процветания?
Рептилии (пресмыкающиеся) приобрели некоторые свойства, позволившие им окончательно порвать связь с водной средой обитания. Внутреннее оплодотворение и накопление желтка в яйцеклетке сделали возможным размножение и развитие зародыша на суше. Ороговение кожи и более сложное строение почки способствовали резкому уменьшению потерь воды организмом и, как следствие, широкому расселению. Возникновение грудной клетки обеспечило более эффективный, чем у амфибий, тип дыхания – всасывающий. Отсутствие конкуренции вызвало широкое распространение рептилий на суше и возвращение некоторых из них – ихтиозавров – в водную среду.
Вопрос 8. Сведите информацию, полученную из данного параграфа, в единую таблицу «Эволюция растительного и животного мира в палеозойскую эру».
Вопрос 9. Приведите примеры взаимосвязи эволюционных преобразований растений и животных в палеозое.
В палеозое шло совершенствование органов размножения и перекрестного оплодотворения у покрытосеменных параллельно с эволюцией насекомых;
Вопрос 10. Можно ли утверждать, что в основе ароморфозов лежат идиоадаптации — частные приспособления к конкретным условиям внешней среды? Приведите примеры.
В основе ароморфозов действительно лежат частные приспособления к конкретным условиям внешней среды. примером этого служат появление голосеменных растений из-за изменения климата – он стал более теплым и влажным. У животных таким примером может служить появление парных конечностей как следствие ухудшение условий среды обитания и последующим выходом на сушу.
Источник