ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ: ПРОИСХОЖДЕНИЕ - СОВРЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Эволюция растений , возможно , началась с пресной водой группы напоминает о сегодняшних зеленых водорослях и от этого всех существующих групп возникли: мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные.

Растения характеризуются очень разнообразной группой и замечательной пластичностью. С точки зрения эволюционной биологии, они позволяют изучать ряд важных механизмов и уникальных событий, например видообразование посредством полиплоидии у покрытосеменных.

Источник: Маулучони, Wikimedia Commons.

В ходе этого эволюционного процесса, который привел к возникновению этой монофилетической группы, появились такие инновации, как клеточная стенка, состоящая в основном из целлюлозы - полимера, состоящего из повторяющихся единиц глюкозы.

Монофилетический подход к растениям предполагает первоначальное включение цианобактерий, что привело к появлению множества пластид (включая хлоропласты, связанные с процессом фотосинтеза) посредством эндосимбиотических событий. Это событие произошло у общего предка этой линии.

Появились также многоклеточность (организмы с более чем одной клеткой) и пролиферация апикальной меристемы, тип асимметричного деления клеток и зиготической задержки. Однако наиболее ярким нововведением растений было заселение земной среды.

Ниже мы опишем некоторые общие аспекты эволюции растений, а затем углубимся в происхождение каждой группы.

Эволюционные механизмы

Эволюционные механизмы, вовлеченные в происхождение растений, те же самые, что вызывали изменения в других живых группах: естественный отбор и генетический или генетический дрейф.

Дарвиновский естественный отбор - это механизм эволюции, состоящий из различного репродуктивного успеха особей. Когда растения обладали определенной наследственной характеристикой (то есть передавались от родителей к детям), и эта характеристика позволяла им оставлять больше потомков, эта морфа увеличивалась в популяции.

Другой механизм - это дрейф генов, который состоит из случайного или стохастического изменения частот аллелей.

Точно так же фундаментальную роль сыграли коэволюционные процессы с животными. Как опыление и распространение семян у покрытосеменных растений.

Эволюция строения тела растений

Изменение строения тела растений связано с фундаментальными изменениями, которые произошли в фазах спорофита и гаметофита. Проведенные исследования показывают, что гаплоидная фаза раньше была более сложной.

Однако эта тенденция изменилась: гаметофит стал наиболее заметной фазой. Это явление резко увеличило морфологическое разнообразие девона.

Геологические периоды появления каждой группы

Летопись окаменелостей дает нам невероятный источник информации об эволюции всех живых организмов, хотя она несовершенна и неполна.

Мохообразные, очень простые организмы, лишенные сосудистой ткани, были известны с ордовика.

Самые древние пласты состоят из очень простых структур сосудистых растений. Позднее, в девоне и карбоне, произошло огромное распространение папоротников, дубовых мхов, хвоща и прогимноспермов.

В девоне появились первые семенные растения. Таким образом, мезозойская флора состояла в основном из особей, напоминающих голосеменные. Наконец, в меловом периоде появляются покрытосеменные.

Эволюция водорослей

Водоросли - самая примитивная группа. Им соответствует происхождение первой фотосинтетической клетки из-за события эндосимбиоза: клетка проглотила бактерию с фотосинтетическими способностями.

Это вполне приемлемое объяснение эволюции хлоропластов, и оно также применимо к митохондриям.

Эволюция мохообразных

Считается, что мохообразные - первые организмы, отделившиеся от водорослей. Они соответствуют первой группе наземных растений. Его основные характеристики - отсутствие корневой системы и сосудистой системы, состоящей из ксилемы и флоэмы.

Мохообразные доминировали в доисторической среде в течение первых 100 миллионов лет от происхождения растений.

Эволюция сосудистых бессемянных растений

Сосудистые бессемянные растения

Сосудистые растения начали диверсифицироваться в каменноугольном периоде, особенно в бессемянные сосудистые растения.

Как и мохообразные, плавучие гаметы бессемянных растений нуждаются в воде для взаимодействия обоих половых клеток. По этой причине предполагается, что первые формы сосудистых растений были ограничены влажной средой, которая способствовала воспроизводству.

Окаменелости и предки сосудистых растений насчитывают 420 миллионов лет. Организмы характеризовались разветвленным спорофитом, независимо от гаметофитной фазы их роста и развития. Эти разветвления компенсировали их небольшой размер - они редко превышали пятьдесят сантиметров.

Такое расположение облегчало производство спор и, таким образом, увеличивало вероятность выживания и размножения.

Самая примитивная группа сосудистых растений - современные виды ликофитов (булавовник, селагинелла, папоротник или изотт). Ликофиты развивались в болотах и ​​подобных местах, пока гигантские формы не вымерли, а те маленькие, которые мы наблюдаем сегодня.

Папоротники излучали с тех пор, как они возникли в девоне, вместе со своими родственниками - хвостами волос и кистевыми папоротниками.

Важность сосудистой ткани и корней

Сосудистые растения - как следует из их названия - имеют сосудистую ткань, которая делится на флоэму и ксилему. Эти структуры отвечают за перенос солей и питательных веществ по всему телу растения.

Приобретение одревесневшей ткани позволило растениям увеличиться в размерах по сравнению с мохообразными. Эти стебли предотвращали опрокидывание и опускание и могли переносить питательные вещества и воду на значительную высоту.

С другой стороны, корни позволяют растениям закрепляться на поверхности почвы, позволяя им поглощать воду и питательные вещества. Корни также играют фундаментальную роль в увеличении размеров растения. Корневая система, наблюдаемая в окаменелостях, очень похожа на нынешнюю.

Происхождение корней до сих пор остается неясным в истории эволюции. Неизвестно, возникли ли они в одном событии у предка всех сосудистых растений или в нескольких событиях - так называемой конвергентной эволюции.

Эволюция сосудистых семенных растений

В каменноугольном периоде растения разделились на две большие группы семенных растений: голосеменные и покрытосеменные.

Эволюция голосеменных

Сначала саженцы напоминали папоротник. Голосеменные - это растения без цветков, которые излучали очень похожий узор. Наиболее распространены сегодня сосны и кипарисы. Некоторые из самых старых образцов включают гинкго, саговники и гнетилы.

Эволюция цветковых растений: покрытосеменные.

Цветковые растения, или покрытосеменные, - это группа растений, которая составляет большинство растений, существующих на планете Земля. Сегодня они распространены повсюду и включают такие разнообразные формы, как деревья, кусты, газоны, пшеничные и кукурузные поля, а также все обычные растения, которые мы наблюдаем с цветами.

Для отца эволюционной биологии Чарльза Дарвина внезапное появление этой группы представляло собой загадочное событие, имевшее огромное распространение.

Сегодня группа, давшая начало покрытосеменным, считается некой группой примитивных голосеменных - организмом, похожим на куст. Хотя нет конкретного кандидата, предполагается, что некоторые формы жизни с промежуточными характеристиками между двумя группами относятся к мезозойской и палеозойской эрам.

Исторически это преобразование было принято, поскольку легко представить преобразование структур, способных переносить семяпочки (типичные для голосеменных) в плодолистики. В последнее время уже не принято активно искать эти формы перехода.

Первые окаменелости покрытосеменных растений (и другие следы, такие как пыльцевые зерна) датируются более 125 миллионами лет.

Цветок

Самым актуальным нововведением покрытосеменных растений является цветочная структура. Предполагается, что примитивные цветы имели морфологию современной магнолии, состоящую из множества плодолистиков, тычинок и кусочков околоцветника.

С точки зрения зрительных и обонятельных раздражителей цветок представляет собой привлекательный орган для опылителей. Это могут быть позвоночные (например, птицы и летучие мыши) или беспозвоночные (например, пчелы, осы или мухи). Опыление является очевидным преимуществом для растения: оно разносит пыльцу намного лучше, чем ветер.

Опыление было избранным событием, так как чем больше животных посещало растения, тем больше приходило и производство семян. Таким образом, любое изменение, которое положительно увеличивало количество посещений, мгновенно давало человеку большое избирательное преимущество.

Например, цветковые растения, которые в результате определенной случайной мутации начали выделять питательное вещество, которое привлекло опылителя, имели избирательное преимущество перед своими сверстниками, у которых не было этого признака.

Кроме того, плод также представляет собой богатую энергией награду для животного, которое его потребляет. После пищеварения животное испражняется и тем самым разносит семена. Например, многие птицы и летучие мыши играют незаменимую роль в качестве распространителей семян в лесах.

Ссылки

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Биология: наука и природа. Pearson Education.
2. Кертис, Х., и Шнек, А. (2006). Приглашение к биологии. Panamerican Medical Ed.
3. Фриман, С., и Херрон, Дж. К. (2002). Эволюционный анализ. Прентис Холл.
4. Футуйма, диджей (2005). Эволюция. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Биология растений (Том 2). Я поменял направление.
6. Родригес, EV (2001). Физиология производства тропических культур. Редакция Университета Коста-Рики.
7. Тайз, Л., и Зейгер, Э. (2007). Физиология растений. Университет Жауме I.