19.2: Вступ до еволюції ембріофіти
- Page ID
- 6664
Існує чотири основні еволюційні групи наземних рослин: мохоподібні, безнасінні судинні рослини (СВП), Голонасінні та Покритонасінні. Ці угруповання представляють собою основні зміни в структурі рослин і характеристиках історії життя протягом часу, які збігаються з основними змінами в еволюції Землі в цілому. Класифікація «ембріофіти» стосується еволюції ембріона, зиготи, яка утримується і харчується жіночим гаметофітом у міру зростання.
Ембріофіти мають багато загальних ознак, найбільш відповідних селективному тиску від початкового руху на сушу. Ембріон є одним з таких, що забезпечує більш високу ймовірність успіху для потомства в новій, суворої обстановці. Крім зародка, всі рослини мають однаковий основний життєвий цикл: чергування поколінь. Подібно до морських водоростей, перші рослини жили в середовищі, де їм потрібно було збільшити свої шанси на репродуктивні події. Багатоклітинні стадії по обидва боки життєвого циклу збільшує кількість репродуктивних пропакул. Всі рослини також багатоклітинні, з тканинами і багатоклітинної гаметангией.
Інші пристосування до життя на суші включають сушіння стійке з'єднання спорополленіна. Це міститься в клітинних стінках спор ранніх наземних рослин і в пилку насіннєвих рослин, звідси і назва споро - пилок - в. Він також міститься в клітинних стінках декількох зелених водоростей. Зовні рослини оточені восковою кутикулою, яка допомагає захистити їх від зовнішнього середовища.
Подібно до своїх попередників із зелених водоростей, рослини зберігають свої вуглеводи у вигляді крохмалю всередині пластидів, пластидів з двома мембранами (результат первинного ендосимбіозу), клітинних стінок, що містять целюлозу, і мають пігменти хлорофіл а, хлорофіл b та каротиноїди. З цієї причини поряд з генетичним секвенуванням наземні рослини та зелені водорості групуються разом у Viridiplantae.
Філогенія: гіпотеза про еволюційні відносини
Діаграма на наступній сторінці показує вкладені зв'язки між лініями в нащадках первинного ендосимбіозу. Ця діаграма є гіпотезою про те, як ці різні лінії пов'язані, на основі великої кількості генетичної інформації, яка була проаналізована за допомогою ініціативи «Тисяча транскриптомів рослин» (2019). У цьому проекті вони порівняли генетичні продукти (стенограми РНК) понад 1000 видів. Філогенія узагальнює свої висновки, групуючи організми за тим, хто був найбільш схожим.
Червоні водорості були найбільш схожі на зовнішню групу - групу, яка, як вважається, була до первинного ендосимбіозу, - тоді як покритонасінні рослини були найменш схожими на зовнішню групу. Швидше за все, ці відмінності полягають у тому, що покритонасінні рослини еволюціонували пізніше, після того, як в їх еволюційній історії накопичилося багато відмінностей, диференціюючи їх від позагрупи. Висновки, які ми робимо про спорідненість основних груп рослин і про те, коли ці групи рослин еволюціонували, також можуть бути підтверджені викопним записом. Скелі, в яких знаходяться скам'янілості, можуть бути датовані, і ми можемо використовувати морфологічні особливості, знайдені в цих скам'янілостях, щоб зв'язати їх з існуючими рослинами.
У нас немає можливості пізнати справжню еволюційну історію організмів, оскільки ми не були там, щоб стати свідками подій. Однак ми можемо використовувати збірку даних для розробки гіпотез про те, як відбувалися події. Еволюційні угруповання, що використовуються в цьому лабораторному посібнику, в значній мірі базуються на висновках наступних філогеній.
Коли ви працюєте над матеріалом сьогодні, зверніться до філогенії і спробуйте зрозуміти, як він зображує відносини, описані в лабораторії. Зверніть увагу на обговорювані вкладені групи. В кінці спробуйте зробити свою спрощену філогенію.
Діаграма нижче: Філогенетичні висновки основних кладів; з тисячі транскриптом рослин і філогеноміка зелених рослин по Leebens-Mack, J.H., Barker, M.S., Carpenter, E.J. та ін. Природа 574, 679—685 (2019) [Відкритий доступ]
