Произход и развитие на растенията на земята. Тест „Еволюция на растенията и животните. Етапи на ранна еволюция

Книгата очертава един наболял проблем на съвременното естествознание – произходът на живота. Написана е въз основа на най-съвременни данни от геологията, палеонтологията, геохимията и космохимията, които опровергават много традиционни, но остарели представи за произхода и развитието на живота на нашата планета. Изключителната древност на живота и биосферата, съизмерима с възрастта на самата планета, позволява на автора да заключи: възникването на Земята и живота е единен взаимосвързан процес.

За читатели, интересуващи се от геонауки.

книга:

<<< Назад

Напред >>>

Растенията, като типични представители на фотоавтотрофните организми на нашата планета, са възникнали по време на дълга еволюция, която произхожда от примитивните обитатели на осветената зона на морето - планктонни и бентосни прокариоти. Сравнявайки палеонтологичните данни с данните за сравнителната морфология и физиология на живите растения, можем най-общо да очертаем следната хронологична последователност на тяхната поява и развитие:

1) бактерии и синьо-зелени водорасли (прокариоти);

2) цианови водорасли, зелени, кафяви, червени и др. (еукариоти, както всички следващи организми);

3) мъхове и чернодробни червеи;

4) папрати, хвощове, мъхове, семенни папрати;

6) покритосеменни или цъфтящи растения.

Бактерии и синьо-зелени водорасли са открити в най-древните запазени отлагания от докамбрия; водораслите се появяват много по-късно и едва през фанерозоя се срещаме с буйно развитие на висши растения: ликофити, хвощове, голосеменни и покритосеменни.

През целия криптозойски период в първичните резервоари в еуфотичната зона на древните морета се развиват предимно едноклетъчни организми - различни видове водорасли.

Основните представители на прокариотите, открити в докамбрия, са имали автотрофно хранене - чрез фотосинтеза. Най-благоприятните условия за фотосинтеза са създадени в осветената част на морето на дълбочина от повърхността до 10 m, което също съответства на условията на плитководния бентос.

Към днешна дата изучаването на докамбрийските микрофосили е напреднало и съответно е натрупан голям фактически материал. Като цяло интерпретацията на микроскопични проби е трудна задача, която не може да бъде решена еднозначно.

Най-добре се идентифицират и идентифицират трихомните бактерии, които рязко се различават от минерални образувания с подобна форма. Полученият емпиричен материал върху микрофосили ни позволява да заключим, че те могат да бъдат сравнени с живите цианобактерии.

Строматолитите, като биогенни структури от далечното минало на планетата, са се образували по време на натрупването на тънък седимент от калциев карбонат, уловен от фотосинтезиращи организми на микробиологични асоциации. Микрофосилите в строматолитите се състоят почти изключително от прокариотни микроорганизми, свързани главно със синьо-зелените водорасли - цианофити. При изучаването на останките от бентосни микроорганизми, съставляващи строматопитите, беше разкрита една интересна особеност от фундаментално значение. Микрофосили на различни възрастипроменят малко своята морфология и като цяло показват запазването на прокариотите. Микрофосилите, принадлежащи на прокариоти, остават почти постоянни за доста дълго време. Във всеки случай, пред нас е установен факт - еволюцията на прокариотите е била много по-бавна от тази на висшите организми.

Така че в хода на геоложката история прокариотните бактерии проявяват максимална устойчивост. Устойчивите форми включват организми, които са се запазили непроменени в процеса на еволюцията. Както отбелязва G. A. Zavarzin, тъй като древните съобщества от микроорганизми показват значителни прилики със съвременните, развиващи се в хидротерми и в области на образуване на изпарители, това прави възможно по-задълбочено изследване на геохимичната активност на тези съобщества, като се използват съвременни природни и лабораторни модели, екстраполирайки ги към далечното докамбрийско време.

Първите еукариоти възникват в планктонни асоциации на открити води. Краят на изключителното господство на прокариотите датира отпреди приблизително 1,4 милиарда години, въпреки че първите еукариоти са се появили много по-рано. Така, според най-новите данни, появата на изкопаеми органични останки от черни шисти и въглеродни образувания в района на Горното езеро показва появата на еукариотни микроорганизми преди 1,9 милиарда години.

От датата преди 1,4 милиарда години до наше време докамбрийските вкаменелости се разширяват значително. Към тази дата датира появата на сравнително големи форми, свързани с планктонните еукариоти и наречени „акритархи“ (в превод от гръцки „същества с неизвестен произход“). Трябва да се отбележи, че групата Acritarcha е предложена като неясна систематична категория, обозначаваща микрофосили с различен произход, но сходни на външен вид морфологични характеристики. В литературата са описани акритархи от докамбрия и долния палеозой. Повечето акритархи вероятно са били едноклетъчни фотосинтетични еукариоти - черупки на някои древни водорасли. Някои от тях все още могат да имат прокариотна организация. Планктонната природа на акритархите е показана от тяхното космополитно разпространение в седименти от същата възраст. Най-древните акритархи от раннорифейските отлагания Южен Уралоткрит от Т. В. Янкаускас.

С течение на геоложкото време размерът на акритархите се е увеличил. Според данните от наблюдения се оказа, че колкото по-млади са докамбрийските микрофосили, толкова по-големи са те. Предполага се, че значително увеличаване на размера на акритархите е свързано с увеличаване на размера на еукариотната клетъчна организация. Те биха могли да се появят като независими организми или, по-вероятно, в симбиоза с други. Л. Маргелис вярва, че еукариотните клетки са събрани от съществуващи преди това прокариотни клетки. Въпреки това, за оцеляването на еукариотите е необходимо местообитанието да бъде наситено с кислород и в резултат на това възниква аеробен метаболизъм. Първоначално свободният кислород, освободен по време на фотосинтезата на цианофитите, се натрупва в ограничени количества в плитки водни местообитания. Увеличаването на съдържанието му в биосферата предизвика реакция от страна на организмите: те започнаха да населяват безкислородни местообитания (по-специално анаеробни форми).

Данните от докамбрийската микропалеонтология показват, че в средния докамбрий, дори преди появата на еукариотите, цианофитите представляват относително малка част от планктона. Еукариотите се нуждаеха от свободен кислород и все повече се конкурираха с прокариотите в онези области на биосферата, където се появи свободен кислород. Въз основа на наличните микропалеонтологични данни може да се прецени, че преходът от прокариотна към еукариотна флора на древните морета е настъпил бавно и двете групи организми са съществували заедно дълго време. Това съжителство обаче се среща в различна пропорция в съвременната епоха. До началото на късния рифей вече са се разпространили много автотрофни и хетеротрофни форми на организми.

Докато организмите се развиват, те се преместват за хранителни вещества в по-дълбоките райони на морето, които са по-далеч от рафтовете. Вкаменелостите отбелязват рязко увеличение на разнообразието от големи сфероидни форми на еукариотни акритархи в късните рифейски времена, преди 900-700 милиона години. Преди около 800 милиона години в Световния океан се появяват представители на нов клас планктонни организми - тела с форма на чаша с масивни черупки или външни обвивки, минерализирани с калциев карбонат или силициев диоксид. В началото на камбрийския период настъпват значителни промени в еволюцията на планктона - възникват различни микроорганизми със сложна скулптурна повърхност и подобрена плаваемост. Те породиха истински бодливи акритархи.

Появата на еукариотите създава важна предпоставка за появата на многоклетъчни растения и животни в ранния Рифей (преди около 1,3 милиарда години). За серията Belta от докамбрия в западните щати на Северна Америка те са описани от C. Walcott, но към какъв тип водорасли принадлежат (кафяви, зелени или червени) все още не е ясно. Така изключително дългата ера на господство на бактериите и свързаните с тях синьо-зелени водорасли беше заменена от ера на водорасли, които достигнаха значително разнообразие от форми и цветове във водите на древните океани. През късния рифей и венд многоклетъчните водорасли стават по-разнообразни с кафявите и червените водорасли.

Според академик Б.С.Соколов многоклетъчните растения и животни се появяват почти едновременно. Във вендските отлагания има различни представители водни растения. Най-видно място заемат многоклетъчните водорасли, талиите на които често преливат слоевете на вендските седименти: калници, глини, пясъчници. Често се срещат макропланктонни водорасли, колониални водорасли, спираловидни нишковидни водорасли Volymella, филцови водорасли и други форми. Фитопланктонът е много разнообразен.

През по-голямата част от историята на Земята еволюцията на растенията е протичала във водна среда. Именно тук се е зародила водната растителност, която е преминала през различни етапи на развитие. Като цяло водораслите са голяма група нисши водни растения, които съдържат хлорофил и произвеждат органична материя чрез фотосинтеза. Тялото на водораслите все още не е диференцирано на корени, листа и други характерни части. Те са представени от едноклетъчни, многоклетъчни и колониални форми. Размножаването е безполово, вегетативно и полово. Водораслите са част от планктона и бентоса. Понастоящем те се класифицират като растително подцарство Thallophyta, в което тялото е съставено от относително еднаква тъкан - талус или талус. Талусът се състои от много клетки, които са сходни по външен вид и функция. В исторически план водораслите преминават през най-дългия етап от развитието на зелените растения и в общия геохимичен кръговрат на материята в биосферата играят ролята на гигантски генератор на свободен кислород. Появата и развитието на водораслите беше изключително неравномерно.

Зелените водорасли (Chlorophyta) са голяма и широко разпространена група от предимно зелени растения, която попада в пет класа. На външен вид те са много различни един от друг. Зелените водорасли идват от зелени камшичести организми. Това се доказва от преходни форми - пирамидомони и хламидомони, подвижни едноклетъчни организми, които живеят във водите. Зелените водорасли се размножават по полов път. Някои групи зелени водорасли са постигнали голямо развитие през триаския период.

Камшичестите (Flagellata) са групирани в група микроскопични едноклетъчни организми. Някои изследователи ги приписват на растителното царство, други на животинското царство. Подобно на растенията, някои флагелати съдържат хлорофил. Въпреки това, за разлика от повечето растения, те нямат отделна клетъчна система и могат да усвояват храната с помощта на ензими, а също така живеят на тъмно, като животински организми. По всяка вероятност флагелатите са съществували в докамбрия, но техните безспорни представители са открити в юрските отлагания.

Кафявите водорасли (Phaeophyta) се отличават с наличието на кафяв пигмент в такива количества, че всъщност маскира хлорофила и придава на растенията подходящ цвят. Кафявите водорасли принадлежат към бентоса и планктона. Най-големите водорасли достигат до 30 m дължина. Почти всички те растат в солена вода, поради което се наричат ​​морска трева. Кафявите водорасли включват саргасови водорасли - плаващи планктонни форми с голям броймехурчета. Във фосилна форма те са известни от силура.

Червени водорасли(Rhodophyta) имат този цвят поради червения пигмент. Това са предимно морски растения, силно разклонени. Някои от тях имат варовит скелет. Тази група често се нарича cullipora. Те съществуват днес и са известни във вкаменелости от долната креда. Близките до тях сомипори с по-големи и широки клетки се появяват през ордовика.

Чаровая водорасли(Charophyta) са много уникална и доста добре организирана група от многоклетъчни растения, които се размножават полово. Те са толкова различни от другите водорасли, че някои ботаници ги класифицират като листно-стъблени водорасли поради появяващата се диференциация на тъканите. Хародичните водорасли са зелени на цвят и в момента живеят в прясна водаи в солени водни тела. Те избягват морска вода с нормална соленост, но може да се предположи, че през палеозоя са обитавали моретата. Някои харофити развиват спори, импрегнирани с калциев карбонат. Characeae са сред важните скалообразуващи организми на сладководните варовици.

Диатомови водорасли(Diatomeae) - типични представители на планктона. Имат продълговата форма и са покрити отвън с обвивка от силициев диоксид. Първите останки от диатомеи са открити в девонските седименти, но те може да са по-стари. Общо взето диатомеисравнително млада група. Тяхната еволюция е проучена по-добре от другите водорасли, тъй като кремъчните черупки и клапите на диатомеите могат да се запазят във фосилно състояние за много дълго време. дълго време. По всяка вероятност диатомеите произлизат от флагелатите, оцветени в жълтои способни да отлагат малки количества силициев диоксид в черупките си. В съвремието диатомеите са широко разпространени в пресни и морски води, понякога се срещат във влажни почви. Останки от диатомеи са известни в юрските отлагания, но е възможно да са се появили много по-рано. Изкопаемите диатомеи от ранната креда са достигнали съвременната ера без прекъсване на седиментацията.

Много важно събитие, което допринесе за рязкото ускоряване на скоростта на еволюция на цялото живо население на нашата планета, беше появата на растения от морската среда на сушата. Появата на растения на повърхността на континентите може да се счита за истинска революция в историята на биосферата. Развитието на сухоземната растителност създаде предпоставки животните да достигнат сушата. Въпреки това масовият преход на растенията към земята беше предшестван от дълъг подготвителен период. Може да се предположи, че растителният живот на сушата се е появил много отдавна, поне локално - във влажен климат по бреговете на плитки заливи и лагуни, където промените в нивото на водата периодично довеждат водната растителност на сушата. Съветският натуралист Л. С. Берг пръв изрази идеята, че земната повърхност не е безжизнена пустиня нито в камбрия, нито в докамбрия. Изтъкнатият съветски палеонтолог Л. Ш. Давиташвили също допуска, че в докамбрия континентите вероятно вече са имали някакво население, състоящо се от нискоорганизирани растения и, вероятно, дори животни. Общата им биомаса обаче е незначителна.

За да живеят на сушата, растенията не трябваше да губят вода. Трябва да се има предвид, че при висшите растения - мъхове, папрати, голосеменни и цъфтящи растения, които в момента съставляват по-голямата част от растителността на земята, само корените влизат в контакт с водата, коренови космии ризоиди, останалите им органи са в атмосферата и изпаряват вода по цялата си повърхност.

Растителният живот процъфтява най-много по бреговете на лагуни езера и блата. Тук се появи вид растение, чиято долна част беше във водата, а горната част във въздуха, под преките слънчеви лъчи. Малко по-късно, с навлизането на растенията в ненаводнена земя, се развиват първите им представители коренова системаи получиха възможност да консумират подземни води. Това допринесе за оцеляването им по време на сухи периоди. По този начин нови обстоятелства доведоха до разделянето на растителните клетки на тъкани и развитието на защитни устройства, които не съществуваха при предците, които живееха във вода.

Фиг. 14. Развитие и генетични взаимоотношения на различни групи земни растения

Масовото завладяване на континентите от растенията се случи през силурийския период на палеозойската ера. На първо място, това бяха псилофити - особени спорови растения, наподобяващи клубни мъхове. Някои от усукващите се стъбла на псилофитите бяха покрити с настръхнали листа. Псилофитите бяха лишени от корени и предимно листа. Те се състоят от разклонени зелени стъбла с височина до 23 cm и коренища, простиращи се хоризонтално в почвата. Псилофитите, като първите надеждни растения за суши, създават цели зелени килими върху влажна почва.

Вероятно производството на органична материя от първата земна растителност е било незначително. Растителността на силурийския период несъмнено произхожда от водораслите на морето и сама по себе си е дала началото на растителността на следващия период.

След завладяването на земята развитието на растителността доведе до образуването на многобройни и разнообразни форми. Интензивното отделяне на растителни групи започва през девона и продължава и след това. геоложко време. Общото родословие на най-важните растителни групи е дадено на фиг. 14.

Мъховете произлизат от. морски водорасли Техният ранен етап на развитие е много подобен на някои зелени водорасли. Съществува обаче предположение, че мъховете произхождат от по-прости представители на кафяви водорасли, адаптирани към живот на влажни скали или в почви като цяло.

На повърхността на ранните палеозойски континенти епохата на водораслите отстъпи място на епохата на псилофитите, което доведе до растителност, която напомняше по външен вид и размер на съвременни гъсталаци от големи мъхове. Доминирането на псилофитите беше заменено през карбоновия период от господството на папратовидни растения, които образуваха доста обширни гори върху блатисти почви. Развитието на тези растения допринесе за това, че съставът атмосферен въздухпроменен. Добавено е значително количество свободен кислород и е натрупана маса от хранителни вещества, необходими за появата и развитието на сухоземните гръбначни животни. В същото време бяха натрупани огромни маси въглища. Карбонният период се характеризира с изключителен разцвет на сухоземната растителност. Появиха се дървесни мъхове, достигащи до 30 м височина, започнаха да се появяват огромни хвощове, папрати, иглолистни дървета. През пермския период продължава развитието на сухоземната растителност, което значително разширява местообитанията му.

Периодът на господство на папратите отстъпи място на периода на шишарката иглолистни растения. Повърхността на континентите започна да придобива модерен вид. В началото на мезозойската ера иглолистните дървета и цикадите са широко разпространени, а цъфтящите растения се появяват през периода Креда. В самото начало на ранната креда все още съществуват юрски форми на растения, но след това съставът на растителността се промени значително. В края на епохата ранна креда се срещат много покритосеменни растения. От самото начало на късната креда те изтласкаха голосеменните растения и заеха господстващо положение на сушата. Като цяло в сухоземната флора се наблюдава постепенна замяна на мезозойската растителност от голосеменни (иглолистни, цикасови, гинго) с растителност от кайнозойски вид. Растителността от късната креда вече се характеризира с наличието на значителен брой съвременни цъфтящи растения като бук, върба, бреза, чинар, лавровишня и магнолия. Това преструктуриране на растителността подготви добра хранителна база за развитието на висшите сухоземни гръбначни животни - бозайници и птици. Развитието на цъфтящите растения е свързано с разцвета на множество насекоми, които играят важна роля в опрашването.

Началото на нов период в развитието на растенията не доведе до пълното унищожаване на древните растителни форми. Някои организми от биосферата бяха запазени. С появата на цъфтящи растения бактериите не само не изчезнаха, но продължиха да съществуват, намирайки нови източници на хранене в почвата и в органичната материя на растенията и животните. Водораслите от различни групи се променят и развиват заедно с висшите растения.

Иглолистните гори, възникнали през мезозоя, растат и днес заедно с широколистните. Те осигуряват подслон на папратовидни растения, тъй като се страхуват тези древни обитатели на мъгливия и влажен климат на карбонския период открити места, огрян от слънцето.

И накрая, трябва да се отбележи, че в съвременната флора има устойчиви форми. Най-устойчиви са определени групи бактерии, които остават практически непроменени от ранния докамбрий. Но от по-високо организирани форми на растения също са се образували родове и видове, които са се променили малко до днес.

Трябва да се отбележи, че в съвременната флора има несъмнено присъствие на относително високо организирани многоклетъчни растителни родове. Късните палеозойски и мезозойски форми на растения, които са живели без промени в продължение на десетки и стотици милиони години, разбира се, са устойчиви. Така в момента сред флора„живи вкаменелости” са запазени (фиг. 15) от групи папрати, голосеменни и мъхове. Терминът „жива вкаменелост“ е използван за първи път от Чарлз Дарвин, цитирайки източноазиатското голосеменно дърво Ginkgo biloba като пример. От света на земните растения живите вкаменелости включват най-известните папратови палми, дърво гинко, араукария, мамутово дърво или секвоя.

Както отбелязва експертът по изкопаеми флори А. Н. Кршптофович, много родове растения, господари на древни гори, също са съществували изключително дълго време, особено в палеозоя; например Сигилария, Лепидодендрон, Каламити - поне 100-130 милиона години. Същият брой - мезозойски папрати 11 иглолистни Metasequoia. Родът Ginkgo е на повече от 150 милиона години, а съвременният вид Ginkgo biloba, ако включим по същество неразличимата форма Ginkgo adiantoides, е на около 100 милиона години.

Живите вкаменелости от съвременния растителен свят иначе могат да се нарекат филогенетично запазени типове. Растенията, които са добре проучени от палеоботаническа гледна точка и класифицирани като живи вкаменелости, са консервативни групи. Те не са се променили изобщо или са се променили много малко в сравнение със сродните форми на геоложкото минало.

Естествено, наличието на живи вкаменелости в съвременната флора повдига проблема за тяхното формиране в историята на биосферата. Консервативните организации присъстват във всички основни филогенетични клонове и съществуват в повечето различни условия: в дълбоки и плитки морски зони, в древн тропически гори, в открити степни пространства и във всички водни тела без изключение. Най-важното условиеза съществуването на еволюционно консервативни организми - наличие на местообитания с постоянна жизнена среда. Стабилните условия на живот обаче не са решаващи. Наличието само на определени форми, а не на всички общности от флора и фауна, показва други фактори в запазването на живите вкаменелости. Проучването на тяхното географско разпространение показва, че те са ограничени в строго определени територии и се характеризират с географска изолация. Така Австралия, островите Мадагаскар и Нова Зеландия- Това са типични райони на разпространение на сухоземни живи вкаменелости.

В своята еволюция растителният свят създава общия облик на древните ландшафти, в които е протичало развитието на животинския свят. Следователно разделянето на геоложкото време може да се извърши въз основа на последователността на различни растителни форми. Немският палеоботаник В. Цимерман още през 1930 г. разделя цялото геоложко минало от гледна точка на развитието на растителния свят на шест епохи. Той им даде буквено обозначение и ги подреди в последователност от древни епохи към по-млади.

Сравнение на обичайната геоложка времева скала, изградена предимно от палеозоложки данни, със скалата на развитие на растенията е представена в табл. 11.

<<< Назад

Напред >>>

Планетата Земя е формирана преди повече от 4,5 милиарда години. Първите едноклетъчни форми на живот са се появили преди около 3 милиарда години. Отначало бяха бактерии. Те се класифицират като прокариоти, защото нямат клетъчно ядро. Еукариотните (тези с ядра в клетките) организми се появяват по-късно.

Растенията са еукариоти, способни на фотосинтеза. В процеса на еволюцията фотосинтезата се появява по-рано от еукариотите. По това време съществуваше в някои бактерии. Това бяха синьо-зелени бактерии (цианобактерии). Някои от тях са оцелели и до днес.

Според най-разпространената хипотеза на еволюцията, растителна клеткаобразуван от навлизането в хетеротрофна еукариотна клетка на фотосинтетична бактерия, която не е усвоена. Освен това процесът на еволюция доведе до появата на едноклетъчен еукариотен фотосинтетичен организъм с хлоропласти (техни предшественици). Така се появиха едноклетъчните водорасли.

Следващият етап от еволюцията на растенията е появата на многоклетъчни водорасли. Те достигнаха голямо разнообразие и живееха изключително във вода.

Повърхността на Земята не остана непроменена. Там, където земната кора се издигаше, постепенно се появяваше земя. Живите организми трябваше да се адаптират към новите условия. Някои древни водорасли постепенно успяха да се адаптират към сухоземния начин на живот. В процеса на еволюцията тяхната структура става по-сложна, появяват се тъкани, предимно покривни и проводими.

За първите сухоземни растения се считат псилофитите, появили се преди около 400 милиона години. Те не са оцелели до днес.

По-нататъшната еволюция на растенията, свързана с усложняването на тяхната структура, се проведе на сушата.

По времето на псилофитите климатът е бил топъл и влажен. Псилофитите растат близо до водни тела. Те имали ризоиди (като корени), с които се закрепвали в почвата и попивали вода. Те обаче нямаха истински вегетативни органи(корени, стъбла и листа). Движението на вода и органични вещества в растението се осигурява от възникващата проводяща тъкан.

По-късно папратите и мъховете са еволюирали от псилофитите. Тези растения имат по-сложна структура, имат стъбла и листа и са по-добре приспособени за живот на сушата. Въпреки това, точно като псилофитите, те остават зависими от водата. По време на половото размножаване, за да достигнат сперматозоидите до яйцеклетката, те се нуждаят от вода. Следователно те не могат да „отидат“ далеч от влажните местообитания.

По време на карбоновия период (преди приблизително 300 милиона години), когато климатът е бил влажен, папратите достигат зората си и много от техните дървесни форми растат на планетата. По-късно, умирайки, те образуваха находища на въглища.

Когато климатът на Земята започна да става по-студен и по-сух, папратите започнаха масово да измират. Но някои от техните видове преди това дадоха началото на така наречените семенни папрати, които всъщност вече бяха голосеменни. В последвалата еволюция на растенията семенните папрати изчезват, давайки началото на други голосеменни. По-късно се появяват по-напреднали голосеменни - иглолистни.

Размножаването на голосеменните вече не зависи от наличието на течна вода. Опрашването става с помощта на вятъра. Вместо сперматозоиди (подвижни форми), те образуват сперматозоиди (неподвижни форми), които се доставят в яйцето чрез специални образувания от поленови зърна. В допълнение, голосеменните произвеждат не спори, а семена, съдържащи резерв хранителни вещества.

По-нататъшната еволюция на растенията беше белязана от появата на покритосеменни (цъфтящи растения). Това се е случило преди около 130 милиона години. И преди около 60 милиона години те започнаха да доминират на Земята. В сравнение с голосеменните, цъфтящите растения са по-добре приспособени към живота на сушата. Може да се каже, че започнаха да се възползват повече от възможностите среда. Така че тяхното опрашване започна да се извършва не само с помощта на вятъра, но и с помощта на насекоми. Това повишава ефективността на опрашване. Семената на покритосеменните се намират в плодовете, което им позволява да се разпространяват по-ефективно. В допълнение, цъфтящите растения имат по-сложна тъканна структура, например в проводящата система.

Понастоящем покритосеменните са най-многобройната група растения по отношение на броя на видовете.

Появата на едноклетъчни и многоклетъчни водорасли, появата на фотосинтезата: появата на растения на сушата (псилофити, мъхове, папрати, голосеменни, покритосеменни).

Развитието на растителния свят протича на 2 етапа и е свързано с появата на низши и висши растения. Според новата таксономия водораслите се класифицират като по-нисши (и преди включваха бактерии, гъбички и лишеи. Сега те са разделени в независими царства), а мъховете, птеридофитите, голосеменните и покритосеменните са класифицирани като по-висши.

В еволюцията на низшите организми се разграничават два периода, които се различават значително в организацията на клетката. През период 1 доминират организми, подобни на бактерии и синьо-зелени водорасли. Клетките на тези форми на животнямаше типични органели (митохондирии, хлоропласти, апарат на Голджи и др.) Клетъчното ядро ​​не беше ограничено от ядрената мембрана (това е прокариотичен тип клетъчна организация). Период 2 беше свързан с прехода по-ниски растения(водорасли) към автотрофен тип хранене и с образуването на клетка с всички типични органели (това е еукариотен тип клетъчна организация, която се запазва в следващите етапи от развитието на растителния и животинския свят). Този период може да се нарече период на господство на зелените водорасли, едноклетъчни, колониални и многоклетъчни. Най-простите многоклетъчни организми са нишковидните водорасли (улотрикс), които нямат никакво разклонение в тялото си. Тялото им е дълга верига, състояща се от отделни клетки. Други многоклетъчни водорасли са разчленени от голям брой израстъци, така че тялото им е разклонено (в Chara, във Fucus).

Многоклетъчните водорасли, поради тяхната автотрофна (фотосинтетична) активност, се развиват в посока на увеличаване на телесната повърхност за по-добро усвояване на хранителни вещества от водна средаИ слънчева енергия. Водораслите имат по-прогресивна форма на възпроизвеждане - полово размножаване, при което началото на ново поколение се дава от диплоидна (2n) зигота, съчетаваща наследствеността на 2 родителски форми.

2 еволюционен етапРазвитието на растенията трябва да се свързва с постепенния им преход от воден към сухоземен начин на живот. Първичните земни организми се оказват псилофити, които са запазени като фосилни останки в силурски и девонски отлагания. Структурата на тези растения е по-сложна в сравнение с водораслите: а) те имат специални органи за прикрепване към субстрата - ризоиди; б) стъбловидни органи с дървесина, заобиколена от флоема; в) рудименти на проводящи тъкани; г) епидермис с устица.

Започвайки с псилофитите, е необходимо да се проследят 2 линии на еволюция на висшите растения, едната от които е представена от бриофити, а втората от папрати, голосеменни и покритосеменни.

Основното, което характеризира бриофитите, е тяхното преобладаване в цикъла индивидуално развитиегаметофит над спорофит. Гаметофитът е всичко зелено растениеспособни да се самохранят. Спорофитът е представен от капсула (кукувичка) и е напълно зависим от гаметофита за неговото хранене. Доминирането на влаголюбивия гаметофит в мъховете в условията на въздушно-наземен начин на живот се оказа непрактично, така че мъховете се превърнаха в специален клон на еволюцията на висшите растения и все още не са довели до перфектни групи растения. Това беше улеснено и от факта, че гаметофитът, в сравнение със спорофита, имаше лоша наследственост (хаплоиден (1n) набор от хромозоми). Тази линия в еволюцията на висшите растения се нарича гаметофитна.

Втората линия на еволюция по пътя от псилофитите към покритосеменните е спорофитната, тъй като при папратовидните, голосеменните и покритосеменните спорофитът доминира в цикъла на индивидуално развитие на растенията. Това е растение с корен, стъбло, листа, спорообразуващи органи (при папратите) или плодни органи (при покритосеменните). Спорофитните клетки имат диплоиден набор от хромозоми, т.к развиват се от диплоидна зигота. Гаметофитът е силно редуциран и е пригоден само за образуване на мъжки и женски полови клетки. При цъфтящите растения женският гаметофит е представен от ембрионалната торбичка, която съдържа яйцето. Мъжкият гаметофит се образува при покълването на прашеца. Състои се от една вегетативна и една генеративна клетка. Когато прашецът покълне, от генеративната клетка се появяват 2 сперматозоида. Тези 2 мъжки репродуктивни клетки участват в двойното оплождане при покритосеменните. Оплоденото яйце дава начало на ново поколение на растението - спорофит. Напредъкът на покритосеменните се дължи на подобряването на репродуктивната функция.

Еволюция на растенията

Първите живи организми са възникнали преди около 3,5 милиарда години. Те очевидно са яли продукти от абиогенен произход и са били хетеротрофи. Високата скорост на размножаване доведе до конкуренция за храна и следователно до дивергенция. Организмите, способни на автотрофно хранене, получиха предимство - първо хемосинтеза, а след това фотосинтеза. Преди около 1 милиард години еукариотите се разделят на няколко клона, от някои от които възникват многоклетъчни фотосинтезиращи организми (зелени, кафяви и червени водорасли), както и гъби.

Основни условия и етапи на еволюцията на растенията:

• в протерозойската ера едноклетъчните аеробни организми (цианобактерии и зелени водорасли) са широко разпространени;
• образуване на почвен субстрат на сушата в края на силурския период;
• появата на многоклетъчност, която прави възможна специализацията на клетките в рамките на един организъм;
• развитие на земята от псилофити;
• от псилофитите през девонския период възниква цяла група сухоземни растения - мъхове, мъхове, хвощ, папрати, които се размножават чрез спори;
• Голосеменните са еволюирали от семенни папрати през Девон. Появилите се структури, необходими за размножаване на семената (например поленова тръба), освобождават половия процес в растенията от зависимостта от водната среда. Еволюцията следва пътя на намаляване на хаплоидния гаметофит и преобладаването на диплоидния спорофит;
• Карбоновият период на палеозойската ера се характеризира с голямо разнообразие от сухоземна растителност. Дървесните папрати се разпространяват, образувайки въглищни гори;
• През пермския период древните голосеменни растения стават доминираща група растения. Поради появата на сух климат, гигантските папрати и дървесните мъхове изчезват;
• През периода Креда започва разцветът на покритосеменните растения, който продължава и до днес.

Основни характеристики на еволюцията на растителния свят:

1. преход към преобладаване на диплоидното поколение над хаплоидното;
2. развитие на женския летораст върху майчиното растение;
3. преход от сперма към инжектиране на мъжкото ядро ​​през поленовата тръба;
4. разделяне на растителното тяло на органи, развитие на проводящите съдова система, поддържащи и защитни тъкани;
5. подобряване на репродуктивните органи и кръстосаното опрашване при цъфтящи растения във връзка с еволюцията на насекомите;
6. развитие на семето за защита на ембриона от неблагоприятни влияния на околната среда;
7. появата на различни методи за разпръскване на семена и плодове.

Еволюция на животните

Най-старите следи от животни датират от докамбрия (над 800 милиона години). Предполага се, че произхождат или от общо стъбло на еукариоти, или от едноклетъчни водорасли, потвърдено от съществуването на Euglena green и Volvox, способни както на автотрофно, така и на хетеротрофно хранене.

През камбрийския и ордовикския период преобладават гъбите, кишечнополовите, червеите, бодлокожите, трилобитите и се появяват мекотели.

През ордовика се появяват безчелюстни рибоподобни организми, а през силура се появяват риби с челюсти. Първите гнатостоми дават началото на лъчеперите и лобоперите риби. Животните с лобови перки са имали опорни елементи в перките си, от които по-късно са се развили крайниците на сухоземните гръбначни животни. От тази група риби произлизат земноводни, а след това и други класове гръбначни животни.

Най-древните земноводни са Ichthyostegas, които са живели в Девон. Земноводните са процъфтявали през карбона.

Влечугите, завладели сушата през пермския период, произхождат от земноводни, благодарение на появата на механизъм за всмукване на въздух в белите дробове, отказ на дишане на кожата, появата на рогови люспи и черупки от яйца, покриващи тялото, предпазващи ембрионите от изсушаване и други влияния на околната среда. Сред влечугите вероятно се откроява група динозаври, които дават началото на птиците.

Първите бозайници се появяват в триаския период на мезозойската ера. Основен прогресивен биологични особеностибозайници - хранене на малките с мляко, топлокръвност, развита мозъчна кора.

Характеристики на еволюцията на животинския свят:

1. прогресивно развитие на многоклетъчността и, като следствие, специализация на тъканите и всички системи на органи;
2. свободно подвижен начин на живот, който определя развитието на различни поведенчески механизми, както и относителната независимост на онтогенезата от колебанията на факторите на околната среда. Механизмите на вътрешната саморегулация на тялото се развиват и подобряват;
3. появата на твърд скелет: външен при редица безгръбначни - бодлокожи, членестоноги; вътрешни при гръбначните. Предимствата на вътрешния скелет са, че той не ограничава увеличаването на размера на тялото.

Прогресивно развитие нервна системастана основа за появата на система от условни рефлекси и подобряване на поведението.

1. Установете последователността на появата на групи хордови в процеса на еволюция: а) - Бозайници б) - Влечуги в)

г) - Птици

д) - Котвени хордови

2. Установете последователността на появата на групи животни в процеса на еволюция:

А) - Плоски червеи

б) - Кръгли червеи

в) - Протозои

г) - Коелентерни

д) - Плоски червеи

Благодаря много!!

СПЕШНО! Запишете номерата на верните твърдения: 1. Разнообразието от отдели на растенията на Земята е резултат от еволюцията. 2. Риниофитите са растения, които растат в

топли влажни места. 3. възникване на фотосинтеза- важен етапв развитието на растителното царство. 4.Покритосеменните се появиха на земята благодарение на животински опрашители. 5. покриваща тъкан с устица - свойство на растенията, растящи на сушата. 6. Старият свят е дал на света растения, от които се прави хляб. 7. Новата светлина даде на света зеленчуци и плодове. 8. културните растения са резултат от изкуствена селекция. 9. прокариоти- организми в клеткитекойто няма формализирано ядро. 10. Еукариотите са организми, чиито клетки съдържат хлорофил. 11. зелени водораслидало началото на висши растения.

Кои твърдения са верни? МОЛЯ, ПОМОГНЕТЕ 1. Разнообразието от отдели на растенията на Земята е резултат от еволюцията 2. Ринофитите са растения, които растат в

топли, влажни места.3.Появата на фотосинтезата е важен етап в развитието на растителното царство.4.Покритосеменните се появяват на Земята благодарение на животински опрашители.5.Покривната тъкан с устицата е характерна за сухоземните растения.8.Културните растения са резултат от изкуствен подбор.6.Старият Светлината е дал на света растения, от които се прави само хляб 7. Новият свят е дал на света зеленчуци и плодове 9. Прокариоти – организми, чиито клетки нямат оформено ядро. 10. Еукариоти - организми, чиито клетки имат хлорофил 11. Зелените водорасли са дали началото на висшите растения.
Числата не са много объркващи, но запишете броя на верните твърдения

Посочете правилната последователност, в която организмите са се появили на Земята.

1) водорасли – бактерии – мъхове – папрати – голосеменни – покритосеменни
2) бактерии – водорасли – мъхове – папрати – покритосеменни – анолосеменни
3) бактерии – водорасли – мъхове – папрати – голосеменни – покритосеменни
4) водорасли – мъхове – папрати – бактерии – голосеменни – покритосеменни

Посочете кои от твърденията са верни.
А. По време на процеса на фотосинтеза в атмосферата се отделя кислород.
B. Процесът на фотосинтеза изразходва органична материя.
1) само А е правилно
3) и двете твърдения са верни
2) само B е правилно
4) и двете твърдения са неверни

Коя опция показва правилно йерархията на систематичните групи животни?
1) тип – клас – разред – семейство – род – вид
2) тип – разред – клас – семейство – род – вид
3) тип – клас – разред – вид – род – семейство
4) клас – тип – разред – семейство – род – вид