Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.18: Еволюція рослин

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56369

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ф-Д_8Ф18Е912Д89АЦ9АЦ9Е7Ф1ПГ Ф56Ф02934Б75БА 61ФФБ32Ф021ВБ8+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.JPG

    Хто першим перемістився на землю, рослини чи тварини?

    Цьому скам'янілому папороті можуть бути мільйони років. Понад 200 мільйонів років тому з'явилися перші свідчення про папороті, що відносяться до кількох сучасних сімейств. «Велике випромінювання папороті» сталося в пізньо-крейдяному, що закінчився 65 мільйонів років тому, коли вперше з'явилося багато сучасних сімейств папоротей. А якби тварини були першими на суші, багато хто б голодував?

    Еволюція рослин

    Як показано на малюнку нижче, рослини, як вважають, еволюціонували з протисти водних зелених водоростей. Пізніше вони розвинули важливі пристосування для землі, включаючи судинні тканини, насіння та квіти. Кожне з цих основних пристосувань робило рослини краще придатними для життя на сухій землі і набагато успішніше.

    F-D_32EF207 Плата 5f279c0310c63E941662cc774a731e76812448759A9213+зображення_thumb_поштова листівка_крихітка+зображення_великий палець_листівка_крихітка_pngВід простого предка зелених водоростей, який жив у воді, рослини врешті-решт розвинули кілька основних пристосувань для життя на суші.

    Найраніші рослини

    Найдавніші рослини, ймовірно, були схожі на кам'яницю, водну водорость, зображену на малюнку нижче. На відміну від більшості сучасних рослин, кам'яноцвіття мають стебла, а не жорсткі стебла, і вони мають схожі на волосся структури, які називаються ризоїдами замість коренів. З іншого боку, кам'яноцвіти мають чіткі чоловічі та жіночі репродуктивні структури, що є характеристикою рослини. Щоб відбулося запліднення, сперматозоїдам потрібна хоча б тонка плівка вологи, щоб доплисти до яйцеклітин. У всіх цих способах перші рослини, можливо, нагадували кам'яну кладку.

    F-D_1657966866C8A67D0256306FC2E04D26438ECB7E66168ADC2D68F6BA+зображення_thumb_поштова листівка_крихітка+зображення_великий палець_листівка_крихітка_jpgСучасні кам'яні кладки можуть бути схожі на найбільш ранні рослини. Показано поле сучасних кам'яних камінців (праворуч), і приклад з Чарофіти, поділ зелених водоростей, що включає найближчих родичів найраніших рослин (зліва).

    Життя на суші

    До моменту еволюції найраніших рослин тварини вже були домінуючими організмами в океані. Рослини також були обмежені верхнім шаром води, яка отримувала достатню кількість сонячного світла для фотосинтезу. Тому рослини ніколи не ставали домінуючими морськими організмами. Але коли рослини перемістилися на землю, все було широко відкрито. Чому земля була позбавлена іншого життя? Без рослин, що ростуть на суші, іншим організмам було нічим харчуватися. Земля не могла бути колонізована іншими організмами, поки не встановилися наземні рослини.

    Рослини, можливо, колонізували землю ще 700 мільйонів років тому. Найдавніші скам'янілості сухопутних рослин датуються близько 470 мільйонів років. Перші наземні рослини, ймовірно, нагадували сучасні рослини під назвою печінка, як показано на малюнку нижче.

    F-D_4dcdc271f71f55823CA590fd91e0a977b7840b01dc8b63cc75d1bb95+зображення_thumb_поштова листівка_крихітка+зображення_великий палець_листівка_крихітка_jpgПерші наземні рослини, можливо, були схожі на печінку, як ця.

    Колонізація землі стала величезним кроком в еволюції рослин. До тих пір практично все живе еволюціонувало в океані. Суха земля була зовсім іншим місцем. Найбільшою проблемою була сухість. Просто поглинання достатньої кількості води, щоб залишитися в живих, було величезним викликом. У ньому зберігалися ранні рослини невеликими і низькими до землі. Вода також була потрібна для статевого розмноження, щоб сперма могла допливати до яйцеклітин. Крім того, температури на суші були екстремальними і завжди змінювалися. Сонячне світло також був сильним і небезпечним. Це ставить наземні організми під високий ризик мутацій.

    Судинні рослини еволюціонують

    Рослини виробили ряд пристосувань, які допомогли їм впоратися з цими проблемами на сухій землі. Однією з найбільш ранніх і найважливіших була еволюція судинних тканин. Судинні тканини утворюють рослину «водопровідну систему». Вони переносять воду і мінерали з грунту на листя для фотосинтезу. Вони також переносять їжу (цукор, розчинений у воді) від фотосинтетичних клітин до інших клітин рослини для росту або зберігання. Еволюція судинних тканин зробила революцію в рослинному царстві. Тканини дозволяли рослинам рости великими і переносити періоди посухи в суворих умовах суворої землі. Ранні судинні рослини, ймовірно, нагадували папороть, показаний на малюнку нижче.

    F-D_AEF88A9692FBBCDA531D8D66EBDA06F958DFF800C84293D481464B2A+зображення_thumb_поштова листівка_крихітка+зображення_великий палець_листівка_крихітка_jpgРанні судинні рослини, можливо, виглядали як цей сучасний папороть.

    Крім судинних тканин, у цих ранніх рослин розвивалися інші пристосування до життя на суші, включаючи лігнін, листя, коріння і зміна їх життєвого циклу.

    • Лігнін - це жорстка молекула вуглеводів, яка є гідрофобною («боязнь води»). Він додає підтримку судинним тканинам у стеблах. Він також водонепроникний тканини, щоб вони не протікали, що робить їх більш ефективними при транспортуванні рідин. Оскільки більшість інших організмів не можуть розщеплювати лігнін, це допомагає захистити рослини від травоїдних та паразитів.
    • Листя багаті хлоропластами, які функціонують як сонячні колектори та харчові фабрики. Перші листочки були дуже дрібними, але листя з часом ставали більше.
    • Коріння - судинні органи, які можуть проникати в грунт і навіть скелю. Вони поглинають воду і мінерали з грунту і переносять їх на листя. Вони також закріплюють рослину в грунті. Коріння еволюціонували з ризоїдів, які несудинні рослини використовували для поглинання.
    • Наземні рослини розвивалися домінуючим поколінням диплоїдних спорофітів. Це було адаптивним, оскільки диплоїдні особи рідше зазнають шкідливих наслідків мутацій. Вони мають дві копії кожного гена, тому якщо мутація відбувається в одному гені, у них є резервна копія. Це надзвичайно важливо на суші, де багато сонячної радіації.

    При всіх цих перевагах легко зрозуміти, чому судинні рослини швидко і широко поширюються на суші. Багато несудинних рослин вимерли, оскільки судинні рослини стали більш численними. Судинні рослини зараз є домінуючими наземними рослинами на Землі.

    Резюме

    • Вважається, що найдавніші рослини еволюціонували в океані від предка зелених водоростей.
    • Рослини були одними з найбільш ранніх організмів, які залишали воду і колонізували землю.
    • Еволюція судинних тканин дозволила рослинам рости більше і процвітати на суші.

    Рецензія

    1. Які були перші рослини, які еволюціонували?
    2. Що таке судинні тканини рослини? Яка їх функція?
    3. Поясніть, чому життя на суші було важким для ранніх рослин.
    4. Чому рослинам потрібно було закріпитися на суші, перш ніж тварини змогли колонізувати землю?
    Зображення Довідка Атрибуції
    Ф-Д_8Ф18Е912Д89АЦ9АЦ9Е7Ф1ПГ Ф56Ф02934Б75БА 61ФФБ32Ф021ВБ8+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.JPG [Рисунок 1] Кредит: Ліс і Кім Старр
    Джерело: Commons.wikimedia.org/вікі/файл:starr_061108-9657_Psilotum_nudum_jpg
    Ліцензія: CC BY 3.0
    F-D_32EF207 Плата 5f279c0310c63E941662 CC774A731E76812448759A9213+зображення_маленький_крихіткий+зображення_маленький_маленький_крихіткий.PNG [Рисунок 2] Кредит: Маріана Руїс Вільярреал (LadyOfHats) для Фонду CK-12
    Джерело: CK-12
    Ліцензія Фонду: CC BY-NC 3.0
    F-D_1657966866C8A67D0256306FC2E04D26438 ECB7E66168 ADC2D68F6BA+зображення_маленький_маленький_крихіткий+зображення_маленький_крихіткий.jpg [Рисунок 3] Кредит: Ліворуч: Користувач: Палластреллі/Вікісховище; Праворуч: Користувач: Панек/Вікісховище
    Джерело: Ліворуч: Commons.wikimedia.org/wiki/Файл: Chara_lupa.jpg; Праворуч: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Stonewort_meadow.jpg
    Ліцензія: Зліва: Громадське надбання; Праворуч: CC BY 3.0
    F-D_4DCDC271F71F55823CA560FD91E0A977B7840B01DC8B63CC75D1BB95+зображення_палець_маленький_крихіткий+зображення_великий палець_маленький_крихіткий.jpg [Рисунок 4] Кредит: Користувач: Германн Шакнер/Вікісховище
    Джерело: Commons.wikimedia.org/wiki/file:Plagiochila_asplenioides_img_4787.jpg
    Ліцензія: Публічне надбання
    F-D_AEF88A9692FBBCDA531D8D66EBDA06F958DFF800C84293D481464B2A+зображення_маленький_маленький_крихіткий+зображення_великий_маленький_крихіткий.jpg [Рисунок 5] Кредит: Ліс і Кім Старр
    Джерело: Commons.wikimedia.org/вікі/файл:starr_061108-9657_Psilotum_nudum_jpg
    Ліцензія: CC BY 3.0