Пути и закономерности эволюции растений

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 суще­ствами. 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 ста­дии 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 назем­ному образу жизни стала главным направлением эволю­ции 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 многооб­разие видов. Растительный мир сейчас насчитывает около полумиллиона видов, из которых на цветковые растения приходится больше половины — около 300 тыс. видов.

Рис. 223. Кукушкин лён — обычный вид мхов лесов Украины. Сухие коробочки — это спорофиты

Самыми примитивными высшими растениями, сохра­нившимися 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 сухопут­ными, а земноводными растениями. Может быть, именно поэтому они оказались слепой ветвью в эволюции растений.

Рис. 224. Так выгля­дели заросли риниофитов, от которых со временем про­изошли высшие рас­тения

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 меха­нические 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 неблаго­приятных условий, обеспечение его пищей на ранних стадиях развития. Материал с сайта http://worldof.school

В процессе эволюции покрытосеменных наибольшие изме­нения 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 специали­зированного опылителя (вспомните: цветки клевера могут опылять только шмели). Такая специализация, в свою оче­редь, стимулирует эволюцию насекомых. Не случайно, начало Кайнозоя ознаменовалось вспышкой разнообразия цветковых растений и насекомых. Этот процесс взаимной эволюции полу­чил название коэволюции (от лат. ко — вместе).

Рис. 225. Родословное древо высших растений

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

• Эволюция высших растений доклад

• Коэволюция высших растений

• Слепая ветвь эволюции растений

• Какое направление растений было генеральным

Вопросы по этому материалу:

• Сколько и каких этапов понадобилось для симбиотопического образования водорослей?

• В чём особенности строения риниофитов?

• Какое направление эволюции растений было генеральным?

• Почему магистральное направление исторического развития царства растений свя­зано именно с выходом на сушу?

• Что такое коэволюция?

• Какие примеры коэволюции вы можете привести?