Около миллиарда лет назад на дне Мирового океана уже обитало множество зелёных, бурых и других водорослей. Их прогрессивная эволюция привела к тому, что некоторые из них достигли гигантских размеров, однако так и остались водными суще-ствами. Это объясняется не только отсутствием в их телах специальной защиты от высыхания, но и особенностями полового размножения. Как известно, у водорослей существует чередование поколений: диплоидного спорофита, размножающегося спорами, и гаплоидного гаметофита, на ста-дии которого размножение происходит с помощью гамет, для копуляции которых необходима водная среда. Именно это и стало главным препятствием для выхода водорослей на сушу.
Считают, что необходимость приспособиться к назем-ному образу жизни стала главным направлением эволю-ции растений . Это было достигнуто за счёт увеличения продолжительности стадии спорофита и постепенного сокращения фазы гаметофита и со временем его редукции вообще. Именно ароморфоз, связанный с редукцией гаметофита у семенных растений, позволил им освоить новое адаптивное пространство — сушу и создать здесь многооб-разие видов. Растительный мир сейчас насчитывает около полумиллиона видов, из которых на цветковые растения приходится больше половины — около 300 тыс. видов.
Самыми примитивными высшими растениями, сохра-нившимися на Земле, считают мохообразных. У них уже есть некоторое разделение тела на стебель и ризоиды, хотя проводящая система у них ещё отсутствует. Мхи произошли от водорослей в самом начале Фанерозоя около 600 млн лет назад. Из спор у них развивается так называемый предпобег, очень похожий на водоросль, а из него — тело мха — гаметофит. Копуляция гамет происходит только в воде, которую они накапливают в пазухах листьев. Поэтому мхи могут жить только в сырых затенённых местах. Из зиготы образуется спорофит, который развивается непосредственно на гаметофите (рис. 223). В отличие от гаметофита спорофит засухоустойчив, что и позволило мхам выйти на сушу. Таким образом, они являются не настоящими сухопут-ными, а земноводными растениями. Может быть, именно поэтому они оказались слепой ветвью в эволюции растений.
Все остальные высшие растения произошли от риниофитов (рис. 224, 225), которым дали начало зелёные или бурые водоросли в Силурийском периоде 400—500 млн лет назад. От них отдельными эволюционными ветвями отошли плауны, хвощи, папоротники и голосеменные растения. Этот эволюционный взрыв произошёл в Девонском периоде порядка 300—400 млн лет назад. Папоротники стали первыми растениями, которые по-настоящему завоевали сушу, образовав в Каменноугольном периоде самые настоящие леса.
Из-за необходимости жить на суше у растений возникла проводящая система, совершенствовались покровные и меха-нические ткани. Из голосеменных растений на границе Мезозоя и Кайнозоя образовались покрытосеменные растения. Появление покрытосеменных растений ознаменовалось рядом ароморфозов: появление цветка, формирование внутреннего и двойного оплодотворения, защита зародыша от неблаго-приятных условий, обеспечение его пищей на ранних стадиях развития. Материал с сайта
В процессе эволюции покрытосеменных наибольшие изме-нения претерпевал цветок. Во многом это связано с приспособлением растения к опылению ветром или насекомыми. В последнем случае цветки обычно крупные, яркие, с обильной пыльцой и душистым нектаром и очень часто имеют специали-зированного опылителя (вспомните: цветки клевера могут опылять только шмели). Такая специализация, в свою оче-редь, стимулирует эволюцию насекомых. Не случайно, начало Кайнозоя ознаменовалось вспышкой разнообразия цветковых растений и насекомых. Этот процесс взаимной эволюции полу-чил название коэволюции (от лат. ко — вместе).
Главным путём эволюции растений стало уменьшение значимости и продолжительности гаметофита, что способствовало выходу растений на сушу и в дальнейшем к образованию цветковых растений.
На этой странице материал по темам:
Закономерности биологической эволюции доклад
Доклад на тему эволюция высших растений
Доклад на тему эволюция ростений
Коэволюция высших растений
-
Воздушно-наземная среда обитания отличается от водной. Плотность воды больше, чем воздуха. Поэтому вода как бы поддерживает тела в своей толще. На суше воздух не может «удержать» растения, и сила тяжести заставила бы их упасть, если бы наземные растения не имели прочных механических тканей. В водной среде нет недостатка воды, растение ее может поглощать всем телом. В воздухе же очень мало воды, и она там в виде паров. Растение уже не может поглощать ее всем телом. Поэтому потребовалось развить корневую систему, которая всасывает воду из почвы. Чтобы доставлять воду к другим органам, потребовалась проводящая система.
Таким образом, выход растений на сушу постепенно привел к образованию различных тканей и органов. Произошла специализация частей тела. Корни растения осуществляют почвенное питание, всасывая воду с растворенными в ней минеральными веществами. Листья осуществляют воздушное питание, синтезируя органические вещества на свету. Стебель обеспечивает передвижение воды и веществ.
Долгое время наземными растениями были только споровые растения - мхи, папоротники, хвощи и плауны. Для их размножения необходима вода, поэтому они не могут жить на суше везде.
Около 250 млн лет назад климат на Земле стал холоднее и суше. Это привело к появлению голосеменных растений, которые могли переносить такие условия. У голосеменных появились почки, защищенные от неблагоприятных условий почечными чешуями. Появилось размножение семенами, когда при оплодотворении вода уже не нужна. Спермий доставляется к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки. Также у семян есть запас питательных веществ. Голосеменные смогли освоить засушливые и холодные места обитания, а там, где обитали споровые растения, постепенно вытесняли их.
Около 150 млн лет назад появились покрытосеменные растения. К этому времени климат на Земле стал еще более сухим, стало теплее. Покрытосеменные растения более приспособлены к обитанию в сложных и разнообразных условиях из-за более сложного своего строения. Происходило совершенствование тканей растений, появилась листопадность. Формирование цветка, разные способы опыления, двойное оплодотворение, образование плода давали цветковым растениям преимущества. Распространенность среди цветковых растений вегетативного размножения, разные его способы позволили быстро занимать пространства.
Цветковые растения и их животные-опылители (в основном насекомые) тесно связаны между собой. Их эволюция шла совместно, взаимно-обусловлено. Растения и насекомые приспособились к жизненным циклам друг друга.
Многие растения, которые существовали в прежние времена, не дошли до наших дней. Большинство из них вымерли, так как оказались неприспособленными к изменившимся условиям обитания или были вытеснены более приспособленными видами. Некоторые растения были уничтожены человеком. Вымершие растения изучает палеоботаника. Изучая ископаемые остатки растений, ученые могут проследить их эволюционный путь во времени.
Первые растительные организмы возникли в воле в очень далекие времена. Первые живые существа были микроскопически мелкими комочками слизи. Значительно позже у некоторых из них появилась зеленая окраска, и эти живые организмы стали похожи на одноклеточные водоросли. Одноклеточные существа дали начало многоклеточным организмам, которые, как и одноклеточные, возникли в воде. Из одноклеточных водорослей развивались разнообразные многоклеточные водоросли.
Поверхность материков и дно океана со временем изменялись. Поднимались новые материки, уходили под воду существовавшие ранее. Из-за колебаний земной коры на месте морей возникала суша. Изучение ископаемых остатков показывает, что растительный мир Земли также постепенно менялся.
Переход растений к наземному образу жизни, по мнению ученых, был связан с существованием периодически заливаемых и освобождаемых от воды участков суши. Отступившая вода задерживалась во впадинах. Они то пересыхали, то вновь заполнялись водой. Осушение этих участков происходило постепенно. У некоторых водорослей появились приспособления к обитанию вне воды.
Климат в то время на земном шаре был влажным и теплым. Начался переход некоторых растений от водного к наземному образу жизни. Строение этих растений постепенно усложнялось. Они дали начало первым наземным растениям. Самая древняя группа из известных наземных растений - псилофиты.
Развитие растительного мира на Земле — долговременный процесс, в основе которого лежит переход растений от водного к наземному образу жизни.
Псилофиты существовали уже 420-400 млн лет назад, а позже вымерли. Псилофиты росли по берегам водоемов и были небольшими многоклеточными зелеными растениями. Они не имели корней, стеблей, листьев. Роль корней у них выполняли ризоиды. У псилофитов, в отличие от водорослей, более сложное внутреннее строение - наличие покровной и проводящей тканей. Размножались спорами.
От псилофитов произошли мохообразные и папоротникообразные, у которых уже были стебли, листья и корни. Расцвет папоротникообразных был около 300 млн. лет назад в каменноугольный период. Климат в это время был теплым и влажным. В конце каменноугольного периода климат Земли стал заметно суше и холоднее. Древовидные папоротники, хвощи и плауны начали вымирать, но к этому времени появились примитивные голосеменные растения - потомки некоторых древних папоротникообразных. Как утверждают ученые, первыми голосеменными растениями были семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Семена у них развивались на листьях: шишек у этих растений не было. Семенные папоротники были древовидными, лиановидными н травянистыми растениями. От них и произошли голосеменные.
Условия жизни продолжали меняться. Там, где климат был более суровым, древние голосеменные растения постепенно вымирали и на смену им появились более совершенные растения - древние хвойные, затем их сменили современные хвойные: сосна, ель, лиственница и др.
Переход растений на сушу тесно связан не только с появлением таких органов, как стебель, лист, корень, но, главным образом, с появлением семян, особым способом размножения этих растении. Растения, размножавшиеся семенами, лучше приспособились к жизни на суше, чем растения, размножавшиеся спорами. Особенно четко это проявилось, когда климат стал менее влажным.
На развивающихся из спор заростках (у мхов, плаунов, папоротников) образуются женские и мужские гаметы (половые клетки) - яйцеклетки и сперматозоиды. Для того чтобы произошло оплодотворение (после слияния гамет), необходима атмосферная или грунтовая вода, в которой сперматозоиды передвигаются к яйцеклеткам.
Голосеменным свободная вода для оплодотворения не нужна, так как оно происходит внутри семязачатков. У них мужские гаметы (сперматозоиды) подходят к женским (яйцеклеткам) по растущим внутри семязачатков пыльцевым трубкам. Таким образом, оплодотворение у споровых растений находится в полной зависимости от наличии воды, у растений, размножающихся семенами, этой зависимости нет.
Покрытосеменные растения - потомки древних голосеменных - появились па Земле свыше 130-120 млн. лет назад. Они оказались наиболее приспособленными к жизни на суше, так как только у них есть специальные органы размножения - цветки, а их семена развиваются внутри плода и хорошо защищены околоплодником.
Благодаря этому покрытосеменные быстро расселились по всей Земле и заняли самые разнообразные местообитания. Уже более 60 млн. лет покрытосеменные растения господствуют на Земле. На рис. 67 показана не только последовательность появления тех или иных отделов растений, но и их количественный состав, где покрытосеменным отведено значительное место.