تطور رسالة عالم النبات. طرق وأنماط تطور النبات

أولاً الكائنات الحية النباتيةنشأت في الإرادة في أوقات بعيدة جدا. كانت الكائنات الحية الأولى عبارة عن كتل صغيرة مجهرية من المخاط. بعد ذلك بوقت طويل ، كان لبعضهم لون أخضر ، وأصبحت هذه الكائنات الحية تشبه الطحالب وحيدة الخلية. أدت المخلوقات وحيدة الخلية إلى الظهور الكائنات متعددة الخلايا، والتي ، مثل الكائنات أحادية الخلية ، نشأت في الماء. مجموعة متنوعة من الطحالب متعددة الخلايا تم تطويرها من الطحالب وحيدة الخلية.

تغير سطح القارات وقاع المحيط بمرور الوقت. ارتفعت قارات جديدة ، وغرقت القارات القديمة. بسبب تقلبات قشرة الأرض ، ظهرت اليابسة بدلاً من البحار. تظهر دراسة البقايا الأحفورية أن فلورا الأرض تغيرت تدريجيًا أيضًا.

انتقال النباتات إلى صورة الأرضكانت الحياة ، وفقًا للعلماء ، مرتبطة بوجود مياه غمرتها المياه بشكل دوري وتحررت من مناطق المياه على الأرض. بقي الماء المتراجع في المنخفضات. ثم جفوا ، ثم امتلأوا بالماء مرة أخرى. تجفيف هذه المناطق حدث تدريجيًا. طورت بعض الطحالب تكيفات للعيش خارج الماء.

كان المناخ في ذلك الوقت على الكرة الأرضية رطبًا ودافئًا. بدأ انتقال بعض النباتات من الحياة المائية إلى الحياة الأرضية. أصبحت بنية هذه النباتات تدريجياً أكثر تعقيدًا. لقد أدت إلى ظهور النباتات البرية الأولى. أقدم مجموعة من النباتات البرية المعروفة هي نباتات psilophytes.

تطوير النباتيةعلى الأرض - عملية طويلة الأمد ، تقوم على انتقال النباتات من طريقة الحياة المائية إلى طريقة الحياة الأرضية.

كانت نباتات Psilophytes موجودة بالفعل منذ 420-400 مليون سنة ، وتلاشت لاحقًا. نمت نباتات Psilophytes على طول ضفاف المسطحات المائية وكانت نباتات صغيرة خضراء متعددة الخلايا. لم يكن لديهم جذور ولا سيقان وأوراق. تم تنفيذ دور جذورهم بواسطة جذور نباتية. في psilophytes ، على عكس الطحالب ، أكثر تعقيدًا الهيكل الداخلي- وجود أنسجة غلافية وموصلة. تتكاثر عن طريق الجراثيم.

تطورت نباتات الطحالب والسراخس من نباتات psilophytes ، والتي كانت لها بالفعل سيقان وأوراق وجذور. كانت ذروة السراخس قبل حوالي 300 مليون سنة في العصر الكربوني. كان المناخ في ذلك الوقت دافئًا ورطبًا. في نهاية العصر الكربوني ، أصبح مناخ الأرض أكثر برودة وجفافًا بشكل ملحوظ. بدأت سرخس الأشجار وذيل الحصان وطحالب العصا في الانقراض ، ولكن بحلول هذا الوقت ظهرت عاريات البذور البدائية - أحفاد بعض السراخس القديمة. وفقًا للعلماء ، كانت أول عاريات البذور هي سرخس البذور ، والتي انقرضت بعد ذلك تمامًا. نمت بذورهم على الأوراق: لم يكن لهذه النباتات مخاريط. كانت سرخس البذور نباتات شبيهة بالأشجار وشبيهة بالليانا ونباتات عشبية. نشأت عاريات البذور منها.

استمرت الظروف المعيشية في التغير. عندما كان المناخ أكثر قسوة ، تلاشت عاريات البذور القديمة تدريجيًا واستبدلت بنباتات أكثر كمالًا - الصنوبريات القديمة ، ثم تم استبدالها بالصنوبريات الحديثة: الصنوبر ، التنوب ، الصنوبر ، إلخ.

يرتبط انتقال النباتات إلى الأرض ارتباطًا وثيقًا ليس فقط بظهور أعضاء مثل الساق والأوراق والجذر ، ولكن بشكل أساسي بظهور البذور ، وهي طريقة خاصة لتكاثر هذه النباتات. النباتات التي تكاثرها البذور تتكيف بشكل أفضل مع الحياة على الأرض من النباتات التي تنتشر عن طريق الأبواغ. أصبح هذا واضحًا بشكل خاص عندما أصبح المناخ أقل رطوبة.

على النمو الذي ينمو من الجراثيم (في الطحالب ، الطحالب ، السرخس) ، تتشكل الأمشاج الأنثوية والذكور (الخلايا الجنسية) - البيض والحيوانات المنوية. من أجل حدوث الإخصاب (بعد اندماج الأمشاج) ، يلزم وجود مياه جوفية أو جوية ، حيث تنتقل الحيوانات المنوية إلى البويضات.

لا تحتاج عاريات البذور إلى مياه مجانية للتخصيب ، لأن الإخصاب يحدث داخل البويضات. لديهم أمشاج ذكور (حيوانات منوية) تقترب من الأمشاج الأنثوية (البيض) على طول أنابيب حبوب اللقاح التي تنمو داخل البويضات. وبالتالي ، فإن الإخصاب في النباتات الحاملة للأبواغ يعتمد كليًا على توافر الماء ؛ في النباتات التي تتكاثر بالبذور ، لا يوجد هذا الاعتماد.

ظهرت كاسيات البذور - أحفاد عاريات البذور القديمة - على الأرض منذ أكثر من 130-120 مليون سنة. لقد تبين أنهم الأكثر تكيفًا مع الحياة على الأرض ، حيث أن لديهم أعضاء تناسلية خاصة فقط - الزهور ، وبذورهم تنمو داخل الفاكهة ويتم حمايتها جيدًا بواسطة القشرة.

بفضل هذا ، استقرت كاسيات البذور بسرعة في جميع أنحاء الأرض واحتلت مجموعة متنوعة من الموائل. لأكثر من 60 مليون سنة ، سيطرت كاسيات البذور على الأرض. على التين. 67 لا يوضح فقط تسلسل ظهور أقسام معينة من النباتات ، ولكن أيضًا التركيب الكمي، حيث كاسيات البذور لها مكانة مهمة.

يختلف الموطن الجوي الأرضي عن الموطن المائي. كثافة الماء أكبر من كثافة الهواء. لذلك ، فإن الماء ، كما كان ، يدعم الأجسام في سمكها. على الأرض ، لا يستطيع الهواء "الاحتفاظ" بالنباتات ، وستؤدي الجاذبية إلى سقوطها إذا لم يكن لدى النباتات الأرضية أنسجة ميكانيكية قوية. لا يوجد نقص في المياه في البيئة المائية ، يمكن للنبات أن يمتصها مع الجسم كله. يوجد القليل جدًا من الماء في الهواء ، وهو موجود على شكل بخار. لم يعد بإمكان النبات امتصاصه مع الجسم كله. لذلك ، كان من الضروري تطوير نظام الجذرالذي يمتص الماء من التربة. لتوصيل الماء إلى الأعضاء الأخرى ، كان مطلوبًا وجود نظام توصيل.

وهكذا ، أدى ظهور النباتات على الأرض تدريجياً إلى تكوين أنسجة وأعضاء مختلفة. كان هناك تخصص في أجزاء الجسم. تقوم جذور النبات بتغذية التربة ، وتمتص الماء المذاب فيها المعادن. تقوم الأوراق بتغذية الهواء ، وتوليف المواد العضوية في الضوء. يوفر الجذع حركة الماء والمواد.

لفترة طويلة ، كانت النباتات البرية فقط نباتات بوغ- الطحالب والسراخس وذيل الحصان والطحالب. إنهم بحاجة إلى الماء للتكاثر ، لذلك لا يمكنهم العيش على الأرض في كل مكان.

منذ حوالي 250 مليون سنة ، أصبح المناخ على الأرض أكثر برودة وجفافًا. هذا أدى إلى الظهور عارية نباتات البذورمن يستطيع تحمل مثل هذه الظروف. عاريات البذور طورت كلى محمية من ظروف مغايرةقشور الكلى. ظهر التكاثر بالبذور ، عندما لم تعد هناك حاجة للماء أثناء الإخصاب. يتم نقل الحيوانات المنوية إلى البويضة عن طريق أنبوب حبوب اللقاح. تحتوي البذور أيضًا على مصدر للمغذيات. كانت عاريات البذور قادرة على السيطرة على الموائل القاحلة والباردة ، وحيث تعيش نباتات الأبواغ ، فقد حلت محلها تدريجيًا.

ظهرت كاسيات البذور منذ حوالي 150 مليون سنة. بحلول هذا الوقت ، أصبح المناخ على الأرض أكثر جفافاً ودفئًا. تعتبر كاسيات البذور أكثر تكيفًا للعيش في ظروف معقدة ومتنوعة نظرًا لتركيبها الأكثر تعقيدًا. كان هناك تحسن في أنسجة النبات ، ظهر التساقط. أعطى تكوين الأزهار ، طرق التلقيح المختلفة ، الإخصاب المزدوج ، تكوين الثمار مزايا النباتات المزهرة. التوزيع بين النباتات المزهرة التكاثر الخضري، طرقها المختلفة سمحت لشغل الفضاء بسرعة.

ترتبط النباتات المزهرة وحيواناتها الملقحة (الحشرات في الغالب) ارتباطًا وثيقًا. ذهب تطورهم معًا ، مشروطًا بشكل متبادل. تكيفت النباتات والحشرات معها دورات الحياةبعضها البعض.

العديد من النباتات التي كانت موجودة في الأزمنة السابقة لم تنجو حتى يومنا هذا. مات معظمهم ، حيث تبين أنهم غير متكيفين مع ظروف الموائل المتغيرة أو تم استبدالهم بأنواع أكثر تكيفًا. تم تدمير بعض النباتات من قبل الإنسان. تتم دراسة النباتات المنقرضة بواسطة علم النبات القديم. من خلال دراسة الحفريات النباتية ، يمكن للعلماء تتبع مسارها التطوري بمرور الوقت.

يتعامل الكتاب مع المشكلة الفعلية لعلم الطبيعة الحديث - أصل الحياة. إنه مكتوب على أساس أحدث البيانات المتعلقة بالجيولوجيا وعلم الأحافير والكيمياء الجيولوجية والكيمياء الكونية ، والتي تدحض العديد من الأفكار التقليدية ، ولكنها عفا عليها الزمن ، حول أصل وتطور الحياة على كوكبنا. تتيح العصور القديمة العميقة للحياة والمحيط الحيوي ، بما يتناسب مع عمر الكوكب نفسه ، للمؤلف أن يستنتج أن أصل الأرض والحياة عملية واحدة مترابطة.

للقراء المهتمين بعلوم الأرض.

كتاب:

<<< Назад

إلى الأمام >>>

نشأت النباتات كممثلين نموذجيين للكائنات ذات التغذية الضوئية لكوكبنا في سياق تطور طويل ، نشأ من السكان البدائيين للمنطقة المضيئة من البحر - بدائيات النوى العوالق والقاعية. بمقارنة بيانات الحفريات مع البيانات المتعلقة بمورفولوجيا وعلم وظائف الأعضاء المقارن للنباتات الحية ، يمكن للمرء أن يفعل ذلك نظرة عامةحدد التسلسل الزمني التالي لمظهرها وتطورها:

1) البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (بدائيات النوى) ؛

2) الطحالب سماوي ، أخضر ، بني ، أحمر ، إلخ (حقيقيات النوى ، مثل جميع الكائنات الحية اللاحقة) ؛

3) الطحالب وحشيشة الكبد.

4) السرخس ، ذيل الحصان ، الطحالب ، سرخس البذور ؛

6) كاسيات البذور ، أو النباتات المزهرة.

تم العثور على البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة في أقدم الرواسب الباقية من عصر ما قبل الكمبري ، وتظهر الطحالب في وقت لاحق ، وفقط في دهر الحياة الفطرية نواجه التطور الخصب للنباتات العليا: طحالب النادي ، ذيل الحصان ، عاريات البذور ، كاسيات البذور.

خلال Cryptozoic بأكمله ، في الخزانات الأولية في منطقة euphotic للبحار القديمة ، تم تطوير كائنات وحيدة الخلية في الغالب - طحالب من أنواع مختلفة.

في الممثلين الرئيسيين عن بدائيات النوى الموجودة في عصر ما قبل الكمبري ، كانت التغذية ذاتية التغذية - بمساعدة التمثيل الضوئي. معظم الظروف المواتيةمن أجل التمثيل الضوئي ، تم إنشاؤه في الجزء المضيء من البحر على عمق يصل إلى 10 أمتار من السطح ، وهو ما يتوافق أيضًا مع ظروف قاع المياه الضحلة.

حتى الآن ، تقدمت دراسة الأحافير الدقيقة لما قبل الكمبري ، وبالتالي تراكمت كمية كبيرة من المواد الواقعية. بشكل عام ، التفسير مستحضرات مجهريةهي مشكلة صعبة لا يمكن حلها بشكل لا لبس فيه.

أفضل ما في الأمر هو اكتشاف بكتيريا trichome والتعرف عليها ، والتي تختلف بشكل حاد عن التكوينات المعدنية ذات الشكل المماثل. تسمح لنا المواد التجريبية التي تم الحصول عليها على الأحافير الدقيقة باستنتاج أنه يمكن مقارنتها بالبكتيريا الزرقاء الحية.

تشكلت الستروماتوليت ، باعتبارها هياكل حيوية المنشأ للماضي البعيد للكوكب ، أثناء تراكم رواسب رقيقة من كربونات الكالسيوم التي تم التقاطها بواسطة كائنات التمثيل الضوئي للجمعيات الميكروبيولوجية. تتكون الأحافير الدقيقة في ستراتوليت بشكل حصري تقريبًا من الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة ، والتي ترتبط أساسًا بالطحالب الخضراء المزرقة - السيانوفيت. عند دراسة بقايا الكائنات الحية الدقيقة القاعية التي تتكون منها الستراتوبيتات ، اتضح أنها واحدة ميزة مثيرة للاهتماموهو أمر ذو أهمية أساسية. تغير الأحافير الدقيقة من مختلف الأعمار شكلها قليلاً وتشهد بشكل عام على محافظة بدائيات النوى. ظلت الأحافير الدقيقة المتعلقة بدائيات النوى ثابتة عمليًا لفترة طويلة. على أي حال ، لدينا حقيقة ثابتة أمامنا - تطور بدائيات النوى كان أبطأ بكثير من تطور الكائنات الحية الأعلى.

لذلك ، خلال التاريخ الجيولوجيتظهر البكتيريا بدائية النواة أقصى قدر من الثبات. تشمل الأشكال الثابتة الكائنات الحية التي تم حفظها في عملية التطور في شكل غير متغير. كما يلاحظ G.A.Zavarzin ، نظرًا لأن المجتمعات الميكروبية القديمة تُظهر أوجه تشابه كبيرة مع المجتمعات الحديثة ، والتي تتطور في درجات الحرارة المائية وفي مناطق تكوين المتبخرات ، فإن هذا يسمح لنا بدراسة النشاط الجيوكيميائي لهذه المجتمعات بمزيد من التفصيل باستخدام النماذج الطبيعية والمخبرية الحديثة ، واستقراء لهم إلى زمن ما قبل الكمبري البعيد.

نشأت أولى حقيقيات النوى في روابط العوالق في المياه المفتوحة. تعود نهاية الهيمنة الحصرية على بدائيات النوى إلى ما يقرب من 1.4 مليار سنة ، على الرغم من ظهور أول حقيقيات النوى قبل ذلك بكثير. لذلك ، وفقًا لأحدث البيانات ، يشير ظهور البقايا العضوية الأحفورية من الصخر الزيتي الأسود والتكوينات الكربونية لمنطقة البحيرة العليا إلى ظهور الكائنات الحية الدقيقة حقيقية النواة منذ 1.9 مليار سنة.

منذ تاريخ 1.4 مليار سنة إلى عصرنا ، يتوسع سجل الحفريات لما قبل الكمبري بشكل كبير. ظهور أشكال كبيرة نسبيًا مرتبطة بحقيقيات النوى العوالق وتسمى "أكريتراتش" (مترجمة من اليونانية - "كائنات مجهولة المنشأ") موقوتة حتى هذا التاريخ. وتجدر الإشارة إلى أنه تم اقتراح مجموعة أكريتراتش (Acritarcha) كفئة منهجية غير محددة تشير إلى الأحافير الدقيقة من أصول مختلفة ، ولكنها متشابهة في المظهر. السمات المورفولوجية. تم وصف الأكريترات من عصر ما قبل الكمبري وحقبة الحياة القديمة السفلى في الأدبيات. ربما كانت معظم الأكريترات هي حقيقيات النوى أحادية الخلية ، وهي عبارة عن أصداف لبعض الطحالب القديمة. البعض منهم لا يزال لديه منظمة بدائية النواة. تتم الإشارة إلى الطابع العوالق للـ acritarchs من خلال توزيعها العالمي في الرواسب الرسوبية من نفس العمر. أقدم أكريترات من رواسب ريفية في وقت مبكر جبال الأورال الجنوبيةاكتشفه T.V Yankauskas.

في سياق الزمن الجيولوجي ، زاد حجم الأكريتارك. وفقًا للملاحظات ، اتضح أنه كلما كانت أحافير ما قبل الكمبري الأصغر سنًا ، كانت أكبر. من المفترض أن الزيادة الكبيرة في حجم الأكريترات ارتبطت بزيادة في حجم التنظيم حقيقيات النوى للخلايا. يمكن أن تظهر ككائنات مستقلة أو ، على الأرجح ، في تعايش مع الآخرين. يعتقد L. Margelis أن الخلايا حقيقية النواة تم تجميعها من خلايا بدائية النواة موجودة بالفعل. ومع ذلك ، من أجل بقاء حقيقيات النوى ، كان من الضروري أن يكون الموطن مشبعًا بالأكسجين ، ونتيجة لذلك ، نشأ التمثيل الغذائي الهوائي. في البداية ، تم إطلاق الأكسجين الحر أثناء عملية التمثيل الضوئي للنباتات الزرقاء بكميات محدودة في موائل المياه الضحلة. أدت الزيادة في محتواها في المحيط الحيوي إلى رد فعل من جانب الكائنات الحية: فقد بدأت في ملء الموائل الخالية من الأكسجين (على وجه الخصوص ، الأشكال اللاهوائية).

تشير بيانات علم الأحياء الدقيقة لما قبل الكمبري إلى أنه في منتصف ما قبل الكمبري ، حتى قبل ظهور حقيقيات النوى ، كانت الطحالب الزرقاء تشكل جزءًا صغيرًا نسبيًا من العوالق. تحتاج حقيقيات النوى إلى أكسجين حر وتتنافس بشكل متزايد مع بدائيات النوى في تلك المناطق من المحيط الحيوي حيث ظهر الأكسجين الحر. وفقًا للبيانات المتاحة لعلم الأحافير الدقيقة ، يمكن الحكم على أن الانتقال من النباتات بدائية النواة إلى النباتات حقيقية النواة في البحار القديمة حدث ببطء وتعايش مجموعتي الكائنات الحية معًا لفترة طويلة. ومع ذلك ، فإن هذا التعايش بنسب مختلفة يحدث في العصر الحديث. بحلول بداية أواخر العصر النضوي ، انتشرت بالفعل العديد من الأشكال ذاتية التغذية وغيرية التغذية من الكائنات الحية.

مع تطور الكائنات الحية ، فإنها تتحرك العناصر الغذائيةإلى أعمق وأبعد من مناطق جرف البحر. يُظهر سجل الحفريات زيادة حادة في تنوع الأشكال الكروية الكبيرة من أكريترات حقيقية النواة في أواخر زمن ريفا ، 900-700 مليون سنة. منذ حوالي 800 مليون سنة ، ظهر ممثلون عن فئة جديدة من الكائنات العوالق في المحيط العالمي - أجسام على شكل كوب ذات أصداف ضخمة أو أغطية خارجية ممعدنة بكربونات الكالسيوم أو السيليكا. في بداية العصر الكمبري ، حدثت تحولات كبيرة في تطور العوالق - نشأت العديد من الكائنات الحية الدقيقة ذات السطح النحتي المعقد والطفو المحسن. لقد أدى ذلك إلى ظهور أكريترات شوكية حقيقية.

خلق ظهور حقيقيات النوى شرطًا أساسيًا مهمًا لظهور النباتات والحيوانات متعددة الخلايا في أوائل ريفين (منذ حوالي 1.3 مليار سنة). بالنسبة لسلسلة Belta من عصر ما قبل الكمبري للولايات الغربية لأمريكا الشمالية ، تم وصفها بواسطة C. Walcott ، ولكن لا يزال من غير الواضح نوع الطحالب التي تنتمي إليها (البني ، الأخضر ، أو الأحمر). وهكذا ، تم استبدال الحقبة الطويلة للغاية من هيمنة البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة ذات الصلة بعصر من الطحالب ، والتي وصلت إلى مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأشكال والألوان في مياه المحيطات القديمة. خلال أواخر Riphean و Vendian ، أصبحت الطحالب متعددة الخلايا أكثر تنوعًا ، وتتم مقارنتها باللونين البني والأحمر.

وفقًا للأكاديمي بس سوكولوف ، ظهرت النباتات والحيوانات متعددة الخلايا في وقت واحد تقريبًا. تم العثور على ممثلين مختلفين للنباتات المائية في رواسب فينديان. احتلت الطحالب متعددة الخلايا المكان الأكثر بروزًا ، والتي غالبًا ما تطغى على طبقات رواسب Vendian: أحجار الطين والطين والحجر الرملي. غالبًا ما توجد طحالب كبيرة العوالق ، طحالب استعمارية ، طحالب خيطية حلزونية Volymella ، تشبه اللباد وأشكال أخرى. العوالق النباتية متنوعة للغاية.

في معظم تاريخ الأرض ، حدث تطور النبات في بيئة مائية. هنا نشأ الغطاء النباتي المائي ومرت بمراحل مختلفة من التطور. بشكل عام ، تعد الطحالب مجموعة واسعة من النباتات المائية المنخفضة التي تحتوي على الكلوروفيل وتنتج مواد عضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي. لم يتم بعد تمييز جسم الطحالب إلى جذور وأوراق وأجزاء مميزة أخرى. يتم تمثيلهم بأشكال أحادية الخلية ومتعددة الخلايا واستعمارية. التكاثر اللاجنسي ، الخضري والجنس. الطحالب هي جزء من العوالق والقيعان. حاليًا ، يتم تعيينهم في المملكة الفرعية للنباتات Thallophyta ، حيث يتكون الجسم من نسيج متجانس نسبيًا - الثاليوس ، أو الثالوس. يتكون الثور من العديد من الخلايا المتشابهة في المظهر والوظيفة. من الناحية التاريخية ، اجتازت الطحالب أطول مرحلة في تطور النباتات الخضراء ، وفي الدورة الجيوكيميائية العامة لمادة المحيط الحيوي ، لعبت دور المولد العملاق للأكسجين الحر. كان ظهور وتطور الطحالب متفاوتًا للغاية.

الطحالب الخضراء (الكلوروفيتا) هي مجموعة كبيرة وواسعة الانتشار من النباتات الخضراء في الغالب ، والتي تقع في خمس فئات. بواسطة مظهرهم مختلفون جدا عن بعضهم البعض. تنحدر الطحالب الخضراء من الكائنات الحية ذات الجلد الأخضر. يتضح هذا من خلال الأشكال الانتقالية - الهرميدوموناس والكلاميوموناس ، وهي كائنات أحادية الخلية متحركة تعيش في المياه. تتكاثر الطحالب الخضراء عن طريق الاتصال الجنسي. حققت بعض مجموعات الطحالب الخضراء تطوراً كبيراً خلال العصر الترياسي.

يتم دمج السوطيات (فلاجيلاتا) في مجموعة مجهرية الكائنات الحية وحيدة الخلية. ينسبها بعض الباحثين إلى المملكة النباتية ، والبعض الآخر - إلى مملكة الحيوان. تحتوي بعض الأسواط ، مثل النباتات ، على الكلوروفيل. ومع ذلك ، على عكس معظم النباتات ، ليس لديهم نظام خلوي منفصل ويمكنهم هضم الطعام بمساعدة الإنزيمات ، كما أنهم يعيشون في الظلام ، مثل الحيوانات. في جميع الاحتمالات ، كانت الجلطات موجودة في عصر ما قبل الكمبري ، ولكن تم العثور على ممثليهم غير القابل للجدل في رواسب العصر الجوراسي.

تتميز الطحالب البنية (Phaeophyta) بوجود صبغة بنية بكمية تخفي الكلوروفيل وتعطي النباتات اللون المناسب. الطحالب البنية هي القاع والعوالق. يصل طول أكبر الطحالب إلى 30 مترًا. تنمو جميعها تقريبًا في المياه المالحة ، ولهذا يطلق عليها عشب البحر. تشمل الطحالب البنية Sargassum algae - أشكال عوالق عائمة مع عدد كبير من الفقاعات. عُرفت الحفريات منذ العصر السيلوري.

الطحالب الحمراء(Rhodophyta) لها هذا اللون بسبب الصباغ الأحمر. هذه نباتات بحرية في الغالب ، متفرعة للغاية. بعضها له هيكل عظمي كلسي. غالبًا ما يشار إلى هذه المجموعة باسم Cullipores. هم موجودون في الوقت الحاضر ، وفي الحالة الأحفورية معروفة من العصر الطباشيري السفلي. ظهرت الجسيمات ذات الصلة الوثيقة ، ذات الخلايا الأكبر والأوسع ، في Ordovician.

شارا الطحالب(Charophyta) هي مجموعة غريبة جدًا ومنظمة للغاية من النباتات متعددة الخلايا التي تتكاثر جنسيًا. إنها مختلفة تمامًا عن الطحالب الأخرى لدرجة أن بعض علماء النبات يصنفونها على أنها جذع أوراق بسبب التمايز الناشئ للأنسجة. شارا الطحالب خضراء اللون وتعيش حاليا في المياه العذبة والمياه معتدلة الملوحة. إنهم يتجنبون مياه البحر ذات الملوحة العادية ، ولكن يمكن الافتراض أنهم كانوا يسكنون البحار في حقب الحياة القديمة. تتطور بعض أنواع الفحم النباتي إلى نباتات بوغية مشربة بكربونات الكالسيوم. تنتمي طحالب شارا إلى كائنات مهمة لتشكيل الصخور من الحجر الجيري في المياه العذبة.

الدياتومات(Diatomeae) - ممثلون نموذجيون للعوالق. لديهم شكل مستطيل ، مغطاة من الخارج بقذيفة تتكون من السيليكا. تم العثور على بقايا الدياتومات الأولى في الرواسب الديفونية ، لكنها قد تكون أقدم. بشكل عام ، الدياتومات هي مجموعة صغيرة نسبيًا. تمت دراسة تطورها بشكل أفضل من الطحالب الأخرى ، حيث يمكن الحفاظ على أصداف الصوان وصمامات الدياتومات في حالة أحفورية لفترة طويلة جدًا. في جميع الاحتمالات ، تنحدر الدياتومات من جلد أصفر اللون وقادرة على ترسيب كمية صغيرة من السيليكا في أصدافها. في العصر الحديث ، يتم توزيع الدياتومات على نطاق واسع في المياه العذبة والبحرية ، وتوجد أحيانًا في التربة الرطبة. تُعرف بقايا الدياتومات في العصر الجوراسي ، لكن من المحتمل أنها ظهرت قبل ذلك بكثير. وصلت الدياتومات الأحفورية من أوائل العصر الطباشيري إلى العصر الحديث دون انقطاع في الترسيب.

جداً حدث مهمالتي ساهمت في تسارع حاد في معدل تطور جميع السكان الأحياء لكوكبنا كان ظهور النباتات من البيئة البحرية إلى الأرض. يمكن اعتبار ظهور النباتات على سطح القارات ثورة حقيقية في تاريخ المحيط الحيوي. خلق تطور الغطاء النباتي الأرضي شرطًا مسبقًا للحيوانات للهبوط على الأرض. ومع ذلك ، فإن الانتقال الجماعي للنباتات إلى الأرض قد سبقته فترة تحضيرية طويلة. يمكن افتراض ذلك الحياة النباتيةظهرت على اليابسة منذ وقت طويل جدًا ، على الأقل محليًا - في مناخ رطب على سواحل الخلجان الضحلة والبحيرات الضحلة ، حيث ، مع التغيرات في مستوى المياه ، جاءت النباتات المائية بشكل دوري إلى اليابسة. كان عالم الطبيعة السوفيتي إل إس بيرج أول من اقترح أن سطح الأرض لم يكن صحراء هامدة سواء في العصر الكمبري أو في عصر ما قبل الكمبري. كما اعترف عالم الحفريات السوفيتي البارز L. Sh. Davitashvili أنه في قارات ما قبل الكمبري ، ربما كان هناك بالفعل نوع من السكان يتألف من نباتات منخفضة التنظيم ، وربما حتى حيوانات. ومع ذلك ، كان إجمالي الكتلة الحيوية الخاصة بهم لا يكاد يذكر.

للعيش على الأرض ، كان على النباتات ألا تفقد الماء. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في النباتات العليا - الطحالب والسراخس وعاريات البذور والنباتات المزهرة ، والتي تشكل حاليًا الكتلة الرئيسية للنباتات الأرضية ، تتلامس الجذور وشعر الجذور والجذور فقط مع الماء ، بينما تتلامس بقية أعضائها في الغلاف الجوي ويتبخر الماء ، السطح بأكمله.

ازدهرت الحياة النباتية على شواطئ البحيرات والمستنقعات. هنا ظهر نوع من النبات ، كان الجزء السفلي منه في الماء ، والجزء العلوي كان في الهواء ، تحت أشعة الشمس المباشرة. بعد ذلك بقليل ، مع تغلغل النباتات في الأراضي غير المغمورة ، طور ممثلوهم الأوائل نظامًا جذريًا وتمكنوا من استهلاك المياه الجوفية. هذا ساهم في بقائهم على قيد الحياة في فترات الجفاف. وهكذا أدت الظروف الجديدة إلى تفكك الخلايا النباتية إلى أنسجة وتطوير أجهزة وقائية لم تكن موجودة في الأسلاف الذين يعيشون في الماء.

الشكل 14. التطور والعلاقات الجينية لمجموعات مختلفة من نباتات الأرض

حدث الفتح الهائل للقارات من قبل النباتات في العصر السيلوري عصر حقب الحياة القديمة. بادئ ذي بدء ، كانت هذه نباتات psilophytes - نباتات بوغ غريبة تشبه طحالب النادي. غُطيت بعض السيقان المتعرجة لنباتات السيلوفيات بأوراق خشنة. كانت نباتات Psilophytes خالية من الجذور ، ومعظمها من الأوراق. كانت تتكون من سيقان خضراء متفرعة يصل ارتفاعها إلى 23 سم وجذمور يمتد أفقياً في التربة. خلقت نباتات Psilophytes ، كأول نباتات أرضية يمكن الاعتماد عليها ، سجادًا أخضرًا كاملاً على التربة الرطبة.

من المحتمل أن يكون إنتاج المواد العضوية في الغطاء الأرضي الأول ضئيلًا. نشأ الغطاء النباتي في العصر السيلوري بلا شك من طحالب البحر وأدى في حد ذاته إلى ظهور الغطاء النباتي في الفترة اللاحقة.

بعد الاستيلاء على الأرض ، أدى تطور الغطاء النباتي إلى تكوين أشكال عديدة ومتنوعة. بدأ الفصل المكثف للمجموعات النباتية في العصر الديفوني واستمر في العصر الجيولوجي اللاحق. النسب العامة لأهم مجموعات النباتات مذكورة في التين. 14.

نشأت الطحالب من. الطحالب. تشبه المرحلة المبكرة من تطورها إلى حد كبير بعض الطحالب الخضراء. ومع ذلك ، هناك افتراض بأن الطحالب نشأت من ممثلين أبسط للطحالب البنية ، تكيفت مع الحياة على الصخور الرطبة أو بشكل عام في التربة.

على سطح قارات الباليوزويك المبكرة ، تم استبدال عصر الطحالب بعمر نباتات السيلوفيت ، مما أدى إلى ظهور نباتات تشبه غابة حديثة من الطحالب الكبيرة في مظهرها وحجمها. تم استبدال هيمنة نباتات psilophytes في العصر الكربوني بهيمنة النباتات الشبيهة بالسرخس ، والتي شكلت غابات واسعة جدًا على تربة المستنقعات. ساهم تطوير هذه النباتات في حقيقة أن تكوين الهواء الجوي قد تغير. تمت إضافة كمية كبيرة من الأكسجين الحر وتراكمت الكتلة العناصر الغذائيةضروري لظهور وتطور الفقاريات الأرضية. في الوقت نفسه ، تراكمت كتل ضخمة الفحم الصلب. تميزت الفترة الكربونية بازدهار استثنائي للنباتات الأرضية. ظهرت نوادي تشبه الأشجار ، ووصل ارتفاعها إلى 30 مترًا ، وبدأت تظهر ذيل الحصان والسراخس والصنوبريات. في العصر البرمي ، استمر تطور الغطاء النباتي الأرضي ، مما أدى إلى توسيع موائلها بشكل كبير.

تم استبدال فترة هيمنة السرخس بفترة تحمل المخروط النباتات الصنوبرية. بدأ سطح القارات يكتسب مظهرًا حديثًا. في البدايه عصر الدهر الوسيطانتشرت الصنوبريات والسيكا على نطاق واسع ، وفي العصر الطباشيري ، نباتات مزدهرة. في بداية العصر الطباشيري المبكر ، كانت الأشكال الجوراسية للنباتات لا تزال موجودة ، ولكن بعد ذلك تغير تكوين الغطاء النباتي بشكل كبير. في نهاية العصر الطباشيري المبكر ، هناك الكثير كاسيات البذور. منذ بداية العصر الطباشيري المتأخر ، قاموا بدفع عاريات البذور إلى الوراء واحتلتهم هيمنةعلى الأرض. بشكل عام ، في النباتات الأرضية ، هناك تغيير تدريجي من نباتات الدهر الوسيط لعاريات البذور (الصنوبريات ، السيكاسيات ، الجنكة) إلى الغطاء النباتي من مظهر حقب الحياة الحديثة. يتميز الغطاء النباتي في أواخر العصر الطباشيري بوجود عدد كبير من النباتات المزهرة الحديثة مثل الزان والصفصاف والبتولا وشجرة الغار والماغنوليا. أعدت إعادة هيكلة الغطاء النباتي هذه قاعدة غذائية جيدة لتطوير الفقاريات الأرضية - الثدييات والطيور. ارتبط تطور النباتات المزهرة بازدهار العديد من الحشرات التي لعبت دور مهمفي التلقيح.

لم يؤد ظهور فترة جديدة في تطور النباتات إلى التدمير الكامل لأشكال النباتات القديمة. تم الحفاظ على جزء من الكائنات الحية في المحيط الحيوي. مع ظهور النباتات المزهرة ، لم تختف البكتيريا فحسب ، بل استمرت في الوجود ، ووجدت مصادر جديدة للتغذية في التربة وفي المواد العضويةالنباتات والحيوانات. تغيرت الطحالب من مجموعات مختلفة وتطورت جنبًا إلى جنب مع النباتات العليا.

لا تزال الغابات الصنوبرية التي ظهرت في الدهر الوسيط تنمو جنبًا إلى جنب مع الغابات المتساقطة. إنها توفر مأوى للنباتات الشبيهة بالسرخس ، حيث يخشى هؤلاء السكان القدامى في المناخ الضبابي والرطب للكربونيفروس من الأماكن المفتوحة التي تضيءها الشمس.

أخيرًا ، يجب ملاحظة وجود أشكال ثابتة في النباتات الحديثة. تبين أن مجموعات منفصلة من البكتيريا هي الأكثر ثباتًا ، حيث لم تتغير عمليًا منذ أوائل ما قبل الكمبري. ولكن حتى من الأشكال الأكثر تنظيماً للنباتات ، تشكلت الأجناس والأنواع أيضًا ، والتي لم تتغير كثيرًا حتى الآن.

وتجدر الإشارة إلى الوجود المؤكد لأجناس نباتية متعددة الخلايا شديدة التنظيم نسبيًا في النباتات الحديثة. من المؤكد أن الأشكال المتأخرة من حقب الحياة القديمة والحقبة الوسطى ، والتي عاشت دون تغييرات لعشرات ومئات الملايين من السنين ، هي بالتأكيد ثابتة. وهكذا ، في الوقت الحاضر ، بين عالم النبات ، تم الحفاظ على "الحفريات الحية" (الشكل 15) من مجموعات السراخس وعاريات البذور وطحالب النادي. استخدم مصطلح "الأحفورة الحية" لأول مرة من قبل C.Darwin ، مشيرًا كمثال إلى شجرة عاريات البذور في شرق آسيا الجنكة بيلوبا. من عالم النباتات الأرضية ، تشمل الحفريات الحية أشهر أشجار النخيل السرخس ، أو شجرة الجنكة ، أو الأراوكاريا ، أو شجرة الماموث ، أو السكويا.

كما لاحظ أ. ن. كرشبتوفوفيتش ، الخبير في النباتات الأحفورية ، أن العديد من أجناس النباتات ، أسياد الغابات القديمة ، كانت موجودة أيضًا لفترة طويلة للغاية ، لا سيما في حقب الحياة القديمة. على سبيل المثال ، Sigillaria و Lepidodendron و Calamites - على الأقل 100-130 مللي أمبير. نفس العدد - السرخس الدهر الوسيط 11 الصنوبرية Metasequoia. يعود تاريخ جنس Ginkgo إلى أكثر من 150 مللي أمبير ، والأنواع الحديثة Ginkgo biloba ، إذا تم تضمين شكل Ginkgo adiantoides الذي لا يمكن تمييزه بشكل أساسي ، يبلغ حوالي 100 مللي أمبير.

يمكن تسمية الحفريات الحية لعالم النبات الحديث بأنواع محفوظة نسبيًا. النباتات التي تمت دراستها جيدًا من الناحية النباتية القديمة والمصنفة على أنها أحافير حية هي مجموعات محافظة. لم تتغير على الإطلاق أو لم تتغير كثيرًا مقارنة بالأشكال ذات الصلة من الماضي الجيولوجي.

بطبيعة الحال ، فإن وجود الحفريات الحية في النباتات الحديثة يطرح مشكلة تكوينها في تاريخ المحيط الحيوي. المنظمات المحافظة موجودة في جميع فروع علم الوراثة الرئيسية وتوجد في مجموعة متنوعة من الظروف: في المياه العميقة ومناطق المياه الضحلة للبحر ، في الغابات الاستوائية القديمة ، في مساحات السهوب المفتوحة ، وفي جميع المسطحات المائية دون استثناء. إن أهم شرط لوجود الكائنات المحافظة تطوريًا هو وجود موائل ذات بيئة معيشية ثابتة. ومع ذلك ، فإن الظروف المعيشية المستقرة ليست حاسمة. يشير وجود الأشكال الفردية فقط ، وليس كل مجتمعات النباتات والحيوانات ، إلى عوامل أخرى في الحفاظ على الحفريات الحية. تشير دراسة توزيعهم الجغرافي إلى أنهم محصورون في مناطق محددة بدقة ، في حين أن العزلة الجغرافية مميزة. وهكذا ، فإن أستراليا وجزر مدغشقر ونيوزيلندا هي مناطق نموذجية لتوزيع الأحافير الحية الأرضية.

في تطوره ، يخلق عالم النبات المظهر العام للمناظر الطبيعية القديمة التي حدث فيها تطور عالم الحيوان. لذلك ، يمكن تقسيم الوقت الجيولوجي على أساس تعاقب الأشكال النباتية المختلفة. منذ عام 1930 ، قسم عالم النباتات القديمة الألماني دبليو زيمرمان الماضي الجيولوجي بأكمله إلى ستة عصور من وجهة نظر تطور عالم النبات. أعطاهم تسمية خطابية ورتبهم بالتسلسل من العصور القديمة إلى العصور الأصغر.

يتم عرض مقارنة بين المقياس المعتاد للوقت الجيولوجي ، المبني بشكل أساسي على أساس بيانات علم الأحياء القديمة ، مع نطاق تطوير النبات في الجدول. أحد عشر.

<<< Назад

إلى الأمام >>>

منذ حوالي مليار عام ، كان العديد من الطحالب الخضراء والبنية وغيرها من الطحالب تعيش بالفعل في قاع المحيط العالمي. أدى تطورهم التدريجي إلى وصول بعضهم إلى أحجام هائلة ، لكنهم ظلوا كائنات مائية. هذا لا يرجع فقط إلى عدم وجود حماية خاصة ضد الجفاف في أجسامهم ، ولكن أيضًا إلى خصائص التكاثر الجنسي. كما هو معروف ، يوجد في الطحالب تناوب الأجيال: الطور البوغي ثنائي الصبغة ، الذي يتكاثر بواسطة الجراثيم ، والنمط المشيجي أحادي الصيغة الصبغية ، والذي يحدث في مرحلة التكاثر بمساعدة الأمشاج ، والتي يكون الجماع ضروريًا لها البيئة المائية. هذا ما أصبح العقبة الرئيسية أمام ظهور الطحالب على الأرض.

إنهم يعتقدون أن الحاجة إلى التكيف مع طريقة الحياة الأرضية أصبحت الاتجاه الرئيسي تطور النبات. تم تحقيق ذلك من خلال زيادة مدة مرحلة الطور البوغي والتقليل التدريجي لمرحلة الطور المشيجي ، ومع مرور الوقت ، تقليله بشكل عام. لقد كان التعرق المرتبط بتقليل الطور المشيجي في نباتات البذور هو الذي سمح لهم بإتقان مساحة تكيفية جديدة - أرض جافة وإنشاء مجموعة متنوعة من الأنواع هنا. يحتوي عالم النبات الآن على حوالي نصف مليون نوع ، تمثل النباتات المزهرة أكثر من نصفها - حوالي 300 ألف نوع.

تعتبر نباتات الطحالب أكثر النباتات البدائية التي نجت على الأرض. لديهم بالفعل بعض تقسيم الجسم إلى جذع وجذور جذور ، على الرغم من أنها لا تزال تفتقر إلى نظام توصيل. نشأت الطحالب من الطحالب في بداية دهر الدهر ، منذ حوالي 600 مليون سنة. من الجراثيم يطورون ما يسمى prerunتشبه إلى حد بعيد الطحالب ، ومنه - جسم الطحالب - المشيجية. يحدث تزاوج الأمشاج فقط في الماء الذي يتراكم في محاور الأوراق. لذلك ، يمكن أن تعيش الطحالب فقط في أماكن رطبة ومظللة. يتكون الطور البوغي من البويضة الملقحة ، والتي تتطور مباشرة على الطور المشيجي (الشكل 223). على عكس الطور المشيجي ، فإن الطور البوغي مقاوم للجفاف ، مما سمح للطحالب بالوصول إلى الأرض. وبالتالي ، فهي ليست نباتات أرضية حقيقية ، ولكنها نباتات برمائية. ربما لهذا السبب تبين أنهم فرع أعمى في تطور النباتات.

آخر نباتات أعلىينحدر من الأنف(الشكل 224 ، 225) ، والتي أدت إلى ظهور الطحالب الخضراء أو البنية في العصر السيلوري قبل 400-500 مليون سنة. انفصلت عنهم طحالب النادي وذيل الحصان والسراخس وعاريات البذور كفروع تطورية منفصلة. حدث هذا الانفجار التطوري في العصر الديفوني منذ حوالي 300-400 مليون سنة. كانت السرخس أول نباتات غزت الأرض حقًا ، وشكلت غابات حقيقية في العصر الكربوني.

نظرًا للحاجة إلى العيش على الأرض ، طورت النباتات نظامًا موصلًا وأنسجة تكاملية وميكانيكية محسنة. من عاريات البذور على حدود حقبة الحياة الوسطى وحقبة الحياة الحديثة ، تشكلت كاسيات البذور. تميز ظهور كاسيات البذور بعدد من النكهات: ظهور زهرة ، تشكيل داخلي و إخصاب مزدوج، حماية الجنين من الظروف المعاكسة ، وتزويده بالغذاء في المراحل الأولى من نموه. مواد من الموقع

في عملية تطور كاسيات البذور ، خضعت الزهرة لأكبر التغييرات. هذا يرجع إلى حد كبير إلى تكيف النبات مع التلقيح بواسطة الرياح أو الحشرات. في الحالة الأخيرة ، عادة ما تكون الأزهار كبيرة ، ومشرقة ، مع وفرة من حبوب اللقاح والرحيق العطري ، وغالبًا ما تحتوي على مُلقِّح متخصص ( تذكر: فقط النحل الطنان يمكنه تلقيح أزهار البرسيم).هذا التخصص ، بدوره ، يحفز تطور الحشرات. ليس من قبيل المصادفة أن بداية حقب الحياة الحديثة تميزت بتفشي مجموعة متنوعة من النباتات والحشرات المزهرة. تسمى عملية التطور المتبادل هذه التطور المشترك(من اللات. ل- معاً).

طريق رئيسي تطور النباتكان هناك انخفاض في أهمية ومدة الطور المشيجي ، مما ساهم في ظهور النباتات على الأرض ، وفي المستقبل ، في تكوين النباتات المزهرة.

في هذه الصفحة ، مادة حول الموضوعات:

• تقرير أنماط التطور البيولوجي

• تقرير عن تطور النباتات العليا

• تقرير عن تطور النمو

• التطور المشترك للنباتات العليا