ЕВОЛЮЦІЯ РОСЛИН: ПОХОДЖЕННЯ-СУЧАСНІ РОСЛИНИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Еволюція рослин , можливо , почалася з прісною водою групи нагадує про сьогоднішні зелених водоростях і від цього всіх існуючих груп виникли: мохи, плауни, хвощі, папороті, голонасінні і покритонасінні.

Рослини характеризуються дуже різноманітною групою та чудовою пластичністю. З точки зору еволюційної біології, вони дозволяють вивчити важливу серію механізмів та унікальних подій, наприклад, конкретизацію поліплоїдією в покритонасінних.

Джерело: Автор Маулюціоні, з Wikimedia Commons

Під час цього еволюційного процесу, що породив цю монофілетичну групу, з'явилися нововведення, такі як клітинна стінка, що складається в основному з целюлози - полімеру, що складається з повторюваних одиниць глюкози.

Монофілетичний розгляд рослин передбачає первісну інкорпорацію ціанобактерій, що спричинило різноманіття пластид (включаючи хлоропласти, пов'язані з процесом фотосинтезу) ендосимбіотичними явищами. Ця подія сталася у спільного предка цього роду.

Також з'явилася багатоклітинність (організми з більш ніж однією клітиною) та проліферація апікальної меристеми, тип асиметричного поділу клітин та затримка зиготи. Однак найяскравішим нововведенням рослин було колонізація наземного середовища.

Нижче ми опишемо деякі загальні аспекти еволюції рослин, а потім ми поглибимося у походження кожної групи.

Еволюційні механізми

Еволюційні механізми, що беруть участь у походженні рослин, - це ті самі, що спричинили зміни в інших живих групах: природний відбір та генетичний або генетичний дрейф.

Дарвінівський природний відбір - це механізм еволюції, який складається з диференційованого репродуктивного успіху індивідів. Коли рослини володіли певною спадковою характеристикою (тобто передавались від батьків дітям) і ця характеристика дозволила їм залишити більше нащадків, ця морфа зросла в популяції.

Інший механізм - це дрейф генів, який складається з випадкової або стохастичної зміни частот алелів.

Таким же чином, фундаментальну роль відігравали і коеволюційні процеси з тваринами. Як запилення і розпорошення насіння в покритонасінних.

Еволюція планів тіла рослин

Зміна планів організму рослин пов’язана з фундаментальними варіаціями, що відбулися у фазі спорофітів та гаметофітів. Проведені дослідження свідчать про те, що гаплоїдна фаза раніше була більш складною.

Однак ця тенденція зазнала зміни: гаметофіт став найпомітнішою фазою. Це явище різко збільшило морфологічну різноманітність від девону.

Геологічні періоди появи кожної групи

Запис про викопні речовини дає нам неймовірне джерело інформації про еволюцію всіх живих організмів, хоча вона не є досконалою і не є повною.

Мохоподібні, дуже прості організми, у яких не вистачає судинних тканин, відомі ще з ордовиків.

Найдавніші верстви складаються з дуже простих структур судинних рослин. Пізніше, у девонах та карбоні, відбулося величезне розповсюдження папоротей, клубових мохів, хвоща та хвоща.

У девоні з'явилися перші насінні рослини. Таким чином, мезозойська флора складалася в основному з особин, що нагадують голонасінні. Нарешті, у Крейді з’являються покритонасінні.

Еволюція водоростей

Водорості - найпримітивніша група. Їм відповідає походження першої фотосинтетичної клітини внаслідок події ендосимбіозу: клітина поглинула бактерію з фотосинтетичною здатністю.

Це було досить прийнятим поясненням еволюції хлоропластів, і це стосується також мітохондрій.

Еволюція мохоподібних

Вважається, що мохоподібні є першими організмами, що розходяться з водоростями. Вони відповідають першій групі наземних рослин. Основними його характеристиками є відсутність кореневої системи та судинної системи, що складається з ксилеми та флоеми.

Пріофіти домінували в доісторичних середовищах протягом перших 100 мільйонів років від походження рослин.

Еволюція судин без насінних рослин

Судинні безсеменні рослини

Судинні рослини почали диверсифікуватись у карбоновий період, зокрема на судинні рослини без насіння.

Як і мохоподібні, плаваючим гаметам без насінних рослин потрібна вода для обох статевих клітин. З цієї причини передбачається, що перші форми судинних рослин були обмежені вологим середовищем, яке сприяло розмноженню.

Копалини та предки судинних рослин сягають 420 мільйонів років. Організми характеризувалися розгалуженим спорофітом, незалежним від гаметофітної фази для їх росту та розвитку. Ці наслідки компенсували їх невеликі розміри - вони рідко перевищували п’ятдесят сантиметрів.

Ця домовленість сприяла виробленню спор і тим самим збільшувала ймовірність виживання та розмноження.

Найпримітивнішою групою судинних рослин є сучасні види лікофітів (клубові мохи, селагінели, папороті або ізоети). Лікофіти розвивались на болотах та подібних місцевостях, поки гігантські форми не вимерли і дрібні, які ми спостерігаємо сьогодні.

Папороті випромінювали відтоді, як вони виникли в девоні, разом зі своїми родичами хвостиками волосся та папороть кисті.

Важливість судинної тканини та коріння

Судинні рослини - як випливає з їх назви - мають судинну тканину, яка поділяється на флоему та ксилему. Ці структури відповідають за провідність солей та поживних речовин у всьому організмі рослини.

Придбання згущеної тканини дозволило рослинам збільшуватися в розмірах, порівняно з мохоподібними. Ці стебла перешкоджали перекидання та висихання, і могли транспортувати поживні речовини та воду до значної висоти.

Коріння, з іншого боку, дозволяють рослинам закріплюватися на поверхні ґрунту, дозволяючи їм поглинати воду та поживні речовини. Коріння також відіграють фундаментальну роль, дозволяючи рослині досягти більшого розміру. Корінна система, що спостерігається в скам'янілостях, досить схожа на діючу.

Походження коренів досі невідоме в еволюційній історії. Невідомо, чи з’явилися вони в рамках однієї події у предка всіх судинних рослин, або в декількох подіях - що називається конвергентною еволюцією.

Еволюція судинних насінних рослин

У карбоні рослини розгалужуються на дві великі групи насіннєвих рослин: голонасінні та покритонасінні.

Еволюція голонасінних

Спочатку розсада нагадувала папороть. Гімносперми - це рослини без квітів, які все випромінювали за дуже схожим малюнком. Найпоширеніші сьогодні - сосни та кипариси. Деякі з найдавніших екземплярів включають гінкго, цикади та гнеталі.

Еволюція квітучих рослин: покритонасінна рослина

Квітучі рослини або покритонасінні - це рослинна група, яка складає більшість рослин, що існують на планеті Земля. Зараз вони розповсюджені скрізь і містять різноманітні форми, як дерева, чагарники, газони, поля пшениці та кукурудзи та всі звичайні рослини, які ми спостерігаємо за квітами.

Для батька еволюційної біології Чарльза Дарвіна раптова поява цієї групи являла собою загадкову подію, яка охопила величезне поширення.

Сьогодні групою, яка породила покритонасінні, вважають якусь групу примітивних голонасінних рослин - кущоподібний організм. Хоча конкретного кандидата немає, деякі форми життя з проміжними характеристиками між двома групами підозрюються, починаючи з мезозойської та палеозойської епох.

Історично ця трансформація була прийнята, оскільки легко уявити трансформацію структур, здатних переносити яйцеклітини (характерні для голонасінних) в ковдри. Останнім часом не звично активно шукати ці форми переходу.

Перші скам’янілі покритонасінні (та інші сліди, такі як пилкові зерна) сягають понад 125 мільйонів років.

Квітка

Найбільш актуальним нововведенням покритонасінних рослин є квіткова структура. Припускається, що примітивні квіти мали морфологію поточної магнолії, складеної з багатьох килимів, тичинок і шматочків оцвітини.

З точки зору зорових та нюхових подразників квітка являє собою привабливий орган для запилювачів. Це можуть бути хребетні (як птахи та кажани) або безхребетні (як бджоли, оси чи мухи). Запилення є очевидною перевагою для рослини: воно розсіює пилок набагато краще, ніж вітер.

Запилення було вибраною подією, оскільки чим більше тварин відвідували рослини, так і виробництво насіння. Таким чином, будь-яка зміна, яка позитивно зросла кількість відвідувань, миттєво пропонувала людині велику вибіркове перевагу.

Наприклад, квітучі рослини, які певною випадковою мутацією почали виділяти поживну речовину, що приваблювало запилювач, мали селективну перевагу перед однолітками, яким не вистачало цієї ознаки.

Крім того, плід також представляє винагороду, багату енергією тварині, яка його споживає. Після травлення тварина дефекує і тим самим розсіює насіння. Наприклад, багато птахів і фруктових кажанів відіграють незамінну роль в якості розпорошувачів насіння в лісах.

Список літератури

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Біологія: наука та природа. Пірсон освіта.
2. Кертіс, Х., Шнек, А. (2006). Запрошення на біологію. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., Herron, JC (2002). Еволюційний аналіз. Prentice Hall.
4. Футуйма, DJ (2005). Еволюція Синауер.
5. Ворон, PH, Еверт, РФ, Ейхорн, SE (1992). Біологія рослин (т. 2). Я перевернувся.
6. Родрігес, Е. В. (2001). Фізіологія виробництва тропічних культур. Редакційний університет Коста-Ріки.
7. Taiz, L., Zeiger, E. (2007). Фізіологія рослин. Університет Яуме І.