Происхождение растений основные этапы развития растительного мира, эволюция роста

Содержание

Основные этапы эволюции растительного и животного мира. Эволюция растений

Kaz-Ekzams.ru > Биология > Учебная литература по биологии > Биология-репетитор > Основные этапы эволюции растительного и животного мира. Эволюция растений

1.27. Основные этапы эволюции растительного и животного мира

Эволюция растений

Первые живые организмы возникли примерно 3,5 млрд лет назад. Они, по-видимому, питались продуктами абиогенного происхождения и были гетеротрофами. Высокая скорость размножения привела: к возникновению конкуренции за пищу, а следовательно,» к дивергенции. Преимущество получили организмы, способные к автотрофному питанию, — сначала к хемосинтезу, а затем и к фотосинтезу. Около 1 млрд лет назад эукариоты разделились на несколько ветвей, от части которых возникли многоклеточные фотосинтезирующие организмы (зеленые, бурые и красные водоросли), а также грибы.

Основные условия и этапы эволюции растении:

  • в протерозойской эре широко распространены одноклеточные аэробные организмы (цианобактерии и зеленые водоросли);
  • образование почвенного субстрата на суше в конце силурийского периода;
  • возникновение многоклеточности, которая делает возможным специализацию клеток в пределах одного организма;
  • освоение суши псилофитами;
  • от псилофитов в девонском периоде возникла целая группа наземных растений — мхов, плаунов, хвощей, папоротников, размножающихся спорами;
  • от семенных папоротников в девоне произошли голосеменные растения. Возникшие необходимые для семенного размножения структуры (например, пыльцевая трубка) освободили половой процесс у растений от зависимости от водной среды. Эволюция шла по пути сокращения гаплоидного гаметофита и преобладания диплоидного спорофита;
  • каменноугольный период палеозойской эры отличается большим разнообразием наземной растительности. Распространились древовидные папоротникообразные, образовавшие каменноугольные леса;
  • в пермский период древние голосеменные стали господствующей группой растений. В связи с появлением засушливого климата исчезают гигантские папоротники, древовидные плауны;
  • в меловом периоде начинается расцвет покрытосеменных, продолжающийся до сего дня.

Основные особенности эволюции растительного мира:

  1. переход к преобладанию диплоидного поколения над гаплоидным;
  2. развитие женского заростка на материнском растении;
  3. переход от сперматозоидов к впрыскиванию мужского ядра через пыльцевую трубку;
  4. расчленение тела растений на органы, развитие проводящей сосудистой системы, опорных и защитных тканей;
  5. совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в связи с эволюцией насекомых;
  6. развитие семени для защиты эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды;
  7. возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов.

Эволюция животных

Самые древние следы животных относятся к докембрию (свыше 800 млн лет). Предполагается, что они произошли либо от общего ствола эукариот, либо от одноклеточных водорослей, подтверждением чего является существование эвглены зеленой и вольвокса, способных как к автотрофному, так и к гетеротрофному питанию.

В кембрийском и ордовикском периодах преобладают губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты, появляются моллюски.

В ордовике появляются бесчелюстные рыбоподобные организмы, а в силуре — рыбы, обладавшие челюстями. От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из которых позже развились конечности наземных позвоночных. Из этой группы рыб возникли амфибии и затем другие классы позвоночных.

Наиболее древние амфибии — жившие в девоне ихтиостеги. Расцвет амфибий произошел в карбоне.

От амфибий ведут свое начало рептилии, завоевавшие сушу в пермском периоде, благодаря появлению механизма засасывания воздуха в легкие, отказу от кожного дыхания, появления покрывающих тело роговых чешуй и оболочек яиц, защищающих эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий предположительно выделилась группа динозавров, давшая начало птицам.

Первые млекопитающие появились в триасовом периоде мезозойской эры. Основные прогрессивные биологические особенности млекопитающих — вскармливание детенышей молоком, теплокровность, развитая кора головного мозга.

Особенности эволюции животного мира:

  1. прогрессивное развитие многоклеточности и, как следствие, специализации тканей и всех систем органов;
  2. свободноподвижный образ жизни, который определил выработку различных механизмов поведения, а также относительную независимость онтогенеза от колебаний факторов внешней среды. Развивались и совершенствовались механизмы внутренней саморегуляции организма;
  3. возникновение твердого скелета: наружного у ряда беспозвоночных — иглокожих, членистоногих; внутреннего у позвоночных. Преимущества внутреннего скелета заключаются в том, что он не ограничивает увеличение размеров тела.
Читать еще:  Какой мед самый лучший и полезный?

Прогрессивное развитие нервной системы стало основой для возникновения системы условных рефлексов и совершенствования поведения.

Эволюция животных привела к развитию группового адаптивного поведения, что стало основанием для появления человека.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Этапы эволюции растительного мира

В результате доисторических событий, таких как пермское и мел-палеогеновое массовые вымирания, многие семейства растений и некоторые предки существующих видов вымерли до начала записанной истории.

Общая тенденция диверсификации флоры Земли включает в себя четыре основные группы растений, которые господствуют на планете, начиная со среднего силурийского периода и до настоящего времени:

  • Первая основная группа, представляющая наземную растительность, включала бессемянные сосудистые растения, представленные классами риниевых (Rhyniophyta), зостерофилловых (Zosterophyllopsida).

  • Вторая основная группа, появившаяся в позднедевонском периоде, состояла из папоротников.
  • Третья группа, семенные растения, появились как минимум 380 миллионов лет назад. Она включала в себя голосеменные растения (Gymnospermae), которые доминировали в наземной флоре в течение большей части мезозойской эры до 100 миллионов лет назад.
  • Последняя четвертая группа, покрытосеменные растения, появилась около 130 миллионов лет назад. В летописи окаменелостей также показано, что эта группа растений была в изобилии в большинстве районов мира в пределах от 30 миллионов до 40 миллионов лет назад. Таким образом, покрытосеменные доминировали над растительностью Земли в течение почти 100 миллионов лет.

Палеозойская эра

Протерозойский и архейский эоны предшествуют появлению наземной флоры. Бессемянные, сосудистые, наземные растения появились в середине силурийского периода (437-407 миллионов лет) и были представлены риниофитами и, возможно, плауновидными (включая ликоподиумы). Из примитивных риниофитов и плауновых наземная растительность быстро эволюционировала в течение девонского периода (407-360 миллионов лет назад).

Предки настоящих папоротников, возможно развивались в середине девона. Во время позднего девонского периода появились хвощёвые и голосеменные. К концу периода уже существовали все основные отделы сосудистых растений, кроме покрытосеменных.

Развитие особенностей сосудистых растений, во время девона, позволили увеличить географическое разнообразие флоры. Одной из них было возникновение сплющенных листьев, что повысило эффективность фотосинтеза. Другая — появление вторичной древесины, позволяющая растениям значительно увеличиваться по форме и размерам, что привело к появлению деревьяев и, вероятно, к лесов. Постепенным процессом было репродуктивное развитие семени; самое раннее обнаружено в верхнедевонских отложениях.

Предки хвойных и саговниковидных появились в каменноугольном периоде (360-287 миллионов лет назад). Во время раннего карбона в высоких и средних широтах растительность демонстрирует доминирование ликоподиумов и Progymnospermophyta.

В более низких широтах Северной Америки и Европы обнаруживается большое разнообразие ликоподиумов и Progymnospermophyta, а также другой растительности. Встречаются семенные папоротники (включая calamopityales), наряду с настоящими папоротниками и хвощами (Archaeocalamites).

Поздняя карбоновая растительность в высоких широтах сильно пострадала от начала пермско-карбонового ледникового периода. В северных средних широтах летопись окаменелостей показывает доминирование хвощей и примитивных семенных папоротников (птеридоспермов) над немногими другими растениями.

В северных низких широтах наземные массивы Северной Америки, Европы и Китая были охвачены неглубокими морями или болотами и, поскольку они близки к экватору, то испытывали тропические и субтропические климатические условия.

В это время появились первые тропические леса, известные как каменноугольные леса. Огромное количество торфа было заложено в результате благоприятных условий круглогодичного роста и адаптации гигантских ликоподиумов к тропическим средам водно-болотных угодий.

В более сухих районах, окружающих низменности, в большом изобилии существовали леса хвощей, семенные папоротники, кордаиты и другие папоротники.

Пермский период (287-250 миллионов лет назад) указывает на значительный переход хвойных, саговниковидных, глоссоптерис, гигантоптерид и пельтасперм из бедных окаменелостей в карбоне в значительную обильную растительность. Другие растения, такие как древесные папоротники и гигантские ликоподиумы, присутствовали в перми, но не в изобилии.

В результате массового пермского вымирания исчезли тропические болотные леса, а вместе с ними и ликоподиумы; кордаиты и глоссоптерисы вымерли на более высоких широтах. Около 96 % всех видов растений и животных исчезли с лица нашей планеты в это время.

Мезозойская эра

В начале триасового периода (248-208 миллионов лет назад) скудная летопись окаменелостей указывает на сокращения флоры Земли. С середины до позднего триаса современные семейства папоротников, хвойных деревьев и ныне вымершей группы растений, беннеттитовых, обитали в большинстве наземных экосистем. После массового вымирания беннеттиты переместились в свободные экологические ниши.

Поздняя триасовая флора в экваториальных широтах представлена ​​широким диапазоном папоротников, хвощей, саговников, беннеттитов, гинкго и хвойных деревьев. Комбинации растений в небольших широтах сходные, но не богатые видами. Это отсутствие вариаций растений в низких и средних широтах отражает глобальный безморозный климат.

Читать еще:  Как растет боярышник кустом или деревом?

В юрский период (208-144 миллионов лет назад) появилась наземная растительность, похожая на современную флору, и потомками папоротников этого геологического отрезка времени можно считать современные семейства, такие как Dipteridaceae, Matoniaceae, Gleicheniaceae, и Cyatheaceae.

К хвойным этого возраста также могут относится современные семейства: подокарповых, араукариевых, сосновых и тисовых. Эти хвойные породы, во время мезозоя, создали значительные залежи такого полезного ископаемого, как уголь.

Во время раннего и среднего юрского периода, в экваториальных широтах западной части Северной Америки, Европы, Средней Азии и Дальнего Востока, произрастала разнообразная растительность. Она включала: хвощи, саговники, беннеттиты, гинкго, папоротники и хвойные деревья.

Теплые, влажные условия также существовали в северных средних широтах (Сибирь и северо-запад Канады), поддерживая гинкговые леса. Пустыни встречались в центральной и восточной частях Северной Америки и Северной Африки, а наличие беннеттитов, саговников, хейролепидиевых и хвойных деревьев свидетельствовали о приспособленности растений к засушливым условиям.

Южные широты имели сходную растительность с экваториальными, но из-за более сухих условий хвойные породы были обильными, а гинкговые — дефицитными. Южная флора распространилась на очень высокие широты, включая Антарктиду, из-за отсутствия полярного льда.

В меловом периоде (144-66,4 миллионов лет назад) в Южной Америке, Центральной и Северной Африке, и Центральной Азии существовали сухие, полупустынные природные условия. Таким образом, в наземной растительности преобладали хвойные породы хейролипидиевых и матониевые папоротники.

Северные средние широты Европы и Северной Америки имели более разнообразную растительность, состоящую из беннеттитовых, саговниковых, папоротников и хвойных деревьев, а в южных средних широтах преобладали беннеттиты.

В позднем меловом периоде произошли значительные изменения в растительности Земли, с появлением и распространением цветущих семенных растений, покрытосеменных. Присутствие покрытосеменных означало конец типичной мезозойской флоры с преобладанием голосеменных растений и определенное снижение беннеттитовых, гинкговых и саговниковых.

Нотофагус или южный бук

Во время позднего мела в Южной Америке, Центральной Африке и Индии преобладали засушливые условия, в результате чего среди тропической растительности доминировали пальмы. На средние южные широты также влияли пустыни, а растения, окаймлявшие эти районы, включали: хвощи, папоротники, хвойные и покрытосеменные, в частности, нотофагус (южный бук).

Высокоширотные районы были лишены полярного льда; из-за более теплых условий климата, покрытосеменные смогли процветать. Самая разнообразная флора была обнаружена в Северной Америке, где присутствовали вечнозеленые растения, покрытосеменные и хвойные деревья, особенно красное дерево, секвойя.

Мел-палеогеновое массовое вымирание (К-Т вымирание) произошло около 66,4 миллионов лет назад. Это событие, которое внезапно вызвало глобальные климатические изменения и исчезновение многих видов животных, особенно динозавров.

Наибольший «шок» для наземной растительности произошел в средних широтах Северной Америки. Показатели пыльцы и спор чуть выше границы К-Т в летописи окаменелостей показывают преобладание папоротников и вечнозеленых растений. Последующая колонизация растений в Северной Америке демонстрирует преобладание лиственных растений.

Кайнозойская эра

Увеличение осадков в начале палеогена-неогена (66,4-1,8 миллионов лет назад) способствовало широкомасштабному развитию дождевых лесов в южных районах.

Примечательным в этот период была полярная лесная флора Аркто, обнаруженная на северо-западе Канады. Мягкое, влажное лето чередовалось с непрерывной зимней тьмой с температурой от 0 до 25° C.

Эти климатические условия поддерживали лиственную растительность, которая включала платановых ореховых, берёзовых, луносемянниковых, вязовых, буковых, магнолиевых; и голосеменные растения, такие как таксодиевые, кипарисовые, сосновые и гинкговые. Эта флора распространилась по Северной Америке и Европе.

Примерно одиннадцать миллионов лет назад, во время миоценовой эпохи, произошли заметные изменения в растительности с появлением трав и их последующим распространением на травянистые равнины и прерии. Появление этой широко распространенной флоры способствовало развитию и эволюции растительноядных млекопитающих.

Четвертичный период (1,8 миллиона лет назад и к настоящему времени) начался с континентального оледенения в северо-западной Европе, Сибири и Северной Америке. Это оледенение затронуло наземную растительность, при этом представители флоры мигрировали на север и юг в ответ на ледниковые и межледниковые колебания. В межледниковые периоды были распространены клёновые, берёзовые и маслиновые.

Окончательные миграции видов растений в конце последнего ледникового периода (около одиннадцати тысяч лет назад) сформировали современное географическое распределение наземной флоры. Некоторые районы, такие как горные склоны или острова, имеют необычное видовое распределение в результате их изоляции от глобальной миграции растений.

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира

Растительный мир удивляет своим разнообразием форм, размеров, красок. Но как и откуда взялось такое разнообразие и такая разноплановость? Когда-то, давным-давно была одна-единственная форма жизни – маленькие примитивные бактерии, из которых за много миллионов лет появилось огромное множество высокоорганизованных живых организмов. На сегодняшнем уроке мы узнаем, как же это происходило.

Палеоботаника

Палеонтология – наука об ископаемых останках растений и животных.

Читать еще:  Как получить большой урожай клубники на даче?

Палеоботаника – раздел палеонтологии, который изучает ископаемые останки растений, залегающие в геологических пластах.

Погибшие растения иногда попадали в безкислородную среду (болота, обвалившиеся пласты земли), где они не перегнивали, а пропитывались минеральными веществами и образовывали окаменелости (см. Рис. 1).

Рис. 1. Окаменелые растения

На затвердевших породах могут оставаться отпечатки, которые хорошо передают внешний вид вымерших организмов (см. Рис. 2).

Рис. 2. Отпечатки растений

С помощью специальных методов определяют возраст ископаемых растений.

Изменение и развитие растительного мира

В далекие времена растительный мир Земли отличался от нынешнего. В самых древних отложениях нет признаков жизни, в более поздних находят останки примитивных организмов (см. Рис. 3).

Эпохой возникновения жизни считают архейскую эру, в которой возникли условия для зарождения жизни (нормальная температура, вода).

Рис. 3. Строматолит (окаменевшее бактериальное сообщество)

Чем моложе слой, тем более сложные организмы там встречаются. В процессе исторического развития многие растения вымерли, другие очень изменились.

Происхождение растений

Самые старые геологические породы земли сформировались около 4 млрд лет назад. Но не ясно, сколько лет заняло их формирование.

Первые живые организмы появились в воде примерно 3,5 – 4 млрд лет назад. Простейшие организмы были бактериями (см. Рис. 4), они не имели собственного ядра, но обладали способностью к обмену веществ и размножению.

Рис. 4. Бактериальная клетка

В пищу, они использовали органические и минеральные вещества, растворенные в океане. Постепенно количество органических веществ в океане уменьшилось, и появился фотосинтез.

Это период называют первым кризисом жизни, который возник из-за недостатка органических веществ. Второй кризис жизни связан с насыщением атмосферы кислородом, в результате чего погибло большинство безкислородных бактерий, а выжившие клетки стали использовать кислород для своих обменных процессов.

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды с использованием энергии света. С его появлением в атмосфере стал накапливаться кислород. Постепенно состав воздуха стал приближаться к современному. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни.

Появились первые эукариоты (см. Рис. 5). Их клетки имели настоящие ядро и митохондрии, пластиды.

Рис. 5. Эукариотическая клетка

Появились одноклеточные водоросли. Одни из самых древних – цианобактерии (сине-зеленые водоросли) – прокариотические организмы.

Существует множество групп эукариотических водорослей. Одноклеточные водоросли – родоначальники царства зеленых растений. Среди многоклеточных водорослей, наряду с плавающими, появились и донные формы (фукус, ламинария). Такой образ жизни привел к разделению растения на части: одни служат для прикрепления к субстрату, другие – для фотосинтеза.

У водорослей возникло половое размножение, что привело к увеличению изменчивости и появлению новых свойств, которые иногда помогали приспосабливаться к изменчивым условиям окружающей среды.

Выход растений на сушу

Со временем поверхность материков и дно океана изменились. За счет колебаний земной коры на месте моря могла возникать суша.

Переход растений к наземному образу жизни был связан с существованием периодически заливавшихся водой и освобождавшихся от нее участков суши. Осушение участков происходило постепенно, и у некоторых водорослей стали появляться приспособления к наземному образу жизни. И древние многоклеточные водоросли дали начало высшим растениям.

Приспособления растений к жизни на суше:

  • Появление механической ткани
  • Появление проводящей ткани
  • Появление устьиц на листьях
  • Способность запасать воду
  • Размножение постепенно перестает быть связанным с водой (у голосеменных и покрытосеменных)

Список литературы

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил.
  2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.
  3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. – М.: Русское слово.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2011. – 304 с.: ил. – с. 288, задания и вопросы 1, 2 (Источник).
  2. Как повлияло на развитие растения появление фотосинтеза?
  3. Опишите процесс выхода на растений на сушу.
  4. * Как вы считаете, могла ли жизнь не выйти на сушу, а остаться в водной среде? Как бы она тогда выглядела? Ответ обоснуйте.

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Источники:

http://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologia-repetitor/548-osnovnye-yetapy-yevolyucii-rastitelnogo-i-zhivotnogo-mira-yevolyuciya-rastenij.html
http://natworld.info/rasteniya/jetapy-jevoljucii-rastitelnogo-mira
http://interneturok.ru/lesson/biology/5-klass/tsarstvo-rasteniya/proishozhdenie-rasteniy-osnovnye-etapy-razvitiya-rastitelnogo-mira

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector