Эволюция предков покрытосеменных растений сопровождалась следующим ароморфозом
Обновлено: 05.10.2024
Прикрепленные файлы: 1 файл
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.docx
Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. Крупнейшим ароморфозом, оказавшим огромное по своим последствиям воздействие, стало возникновение фотосинтеза. [1, c. 185]].
Фотосинтез возникал у прокариотических организмов, вероятно, неоднократно. В настоящее время фотосинтетики – это не только сине-зеленые, но и другие представители эубактерий и архебактерий. Возникновение фотосинтезирующих прокариотических организмов удалено от нас на 3–3,2 млрд. лет. Все организмы в то время были анаэробными, т.е. были способны существовать в бескислородной атмосфере. В атмосфере началось накопление кислорода и углекислого газа. Примерно 2 млрд. лет назад сформировалась атмосфера, подобная современной, в ней уменьшилось количество метана, аммиака, появилась возможность для возникновения и интенсивной эволюции аэробных организмов. Переход к аэробному метаболизму был предпосылкой к возникновению окислительного фосфорилирования – чрезвычайно важного ароморфоза. Эффективность извлечения энергии из углеводов при этом возрастает сравнительно с анаэробным процессом в 18 раз. В результате аэробные прокариоты, обладающие окислительным фосфорилированием, за сравнительно короткое время получили большие возможности для широкого освоения разнообразных условий среды. Они и составили группу организмов, из которых примерно 1,5–2 млрд. лет назад выделились эукариоты [5, c. 56].
Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют [5, c. 57].
В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. В силуре происходило обмеление океана и опреснение воды. Это создало предпосылки для заселения литорали и супралиторали.
Продвижение растений на сушу связано с появлением ряда ароморфозов [1], [2], [4], [5]:
- появление дифференцированных тканей: покровных, проводящих, механических, фотосинтезирующих. Появление дифференцированных тканей неразрывно связано с появлением меристем и основной паренхимы;
- появление дифференцированных органов: побега (органа углеродного питания) и корня (органа минерального питания);
- появляются многоклеточные гаметангии: антеридии и архегонии;
- происходят существенные изменения в обмене веществ.
Содержание кислорода в атмосфере до появления наземных растений было значительно ниже современного: протерозой – 0,001 от современного уровня, кембрий – 0,01, силур – 0,1. При дефиците кислорода лимитирующим фактором в атмосфере является ультрафиолет. Выход растений на сушу сопровождался развитием метаболизма фенольных соединений (дубильных веществ, флавоноидов, антоцианов), которые участвуют в осуществлении защитных реакций, в том числе от мутагенных факторов (ультрафиолет, ионизирующие излучения, некоторые химические вещества) [2, c. 24].
Древнейшее известное наземное растений – куксония. Куксония обнаружена в 1937 г. (У. Ланг) в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн. лет). Это растение представляло собой похожий на водоросль кустик веточек, несущих спорангии. Прикреплялось к субстрату с помощью ризоидов.
Дальнейшая эволюция Высших растений разделилась на две линии: гаметофитную и спорофитную [1], [2], [4], [5].
Представители гаметофитной линии – современные Моховидные. Это бессосудистые растения, у которых отсутствуют специализированные проводящие и механические ткани.
Другая линия эволюции привела к появлению сосудистых растений, у которых в жизненном цикле доминирует спорофит, и имеются все ткани высших растений (образовательные, покровные, проводящие, основная паренхима и ее производные). Благодаря появлению всех типов тканей происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. Древнейшими из сосудистых растений являются ныне вымершие Риниевые (псилофиты). В течение девона формируются современные группы споровых растений (плауны, хвощи, папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из недифференцированного зародыша [1], [2], [4], [5].
В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов [1, c. 193-196]:
1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).
2. Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.
3. Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.
Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация.
Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами [1, c. 196-197]:
1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.
3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.
В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений.
На наш взгляд, можно выделить следующие основные этапы ароморфоза у растений:
Ароморфоз — это прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности.
Возникновение ароморфозов в процессе эволюции животных и растений таблица
Справочная таблица содержит возникновение крупнейших аромрфозов в животном и растительном мире в ходе эволюции, характерные для конкретных геологических эр и периодов.
Животный мир (фауна)
Растительный мир (флора)
Возникновение цветка и плода (покрытосеменные)
Четырехкамерное сердце, полное разделение артериального и венозного кровотоков, теплокровность (птицы, млекопитающие)
Внутреннее оплодотворение, накопление желтка в яйцеклетке, размножение вне воды, ороговение кожи (пресмыкающиеся)
Образование семени, появление пыльцевой трубки (семенные папоротники, голосеменные)
Преобразование плавников в конечности, плавательных (воздушных) пузырей — в легкие, выход на сушу первых позвоночных (стегоцефалы)
Расчленение тела на органы: корень, стебель, лист (высшие споровые)
Расчленение тела на отделы (голова, туловище, хвост), образование у позвоночных челюстей и поясов конечностей (рыбы)
Выход растений на сушу (псилофиты), дифференциация тела на ткани
Двусторонняя симметрия, хорда, вторичная полость тела
Половой процесс, морфологически оформленное ядро (эукариоты), многоклеточность
Фотосинтез, аэробное дыхание
На рисунке ниже показаны примеры крупных ароморфозов у животных:
Список крупнейших ароморфозов у животных и растений в ходе эволюции
Ароморфозы у растений
Ароморфозы у животных
1. Появление автотрофного питания
2. Способность к фотосинтезу
3. Наличие специальных фотосинтетических пигментов
4. Появление органоидов — хроматофоров
5. Половое размножение
6. Появление клеточной стенки из 2х слоев: целлюлозного и пектинового
7. Чередование полового и бесполого поколений
8. Появление тканей
9. Разделение тела на стебель и листообразные пластинки
10. Появление половых органов — мужских (антеридии), женских (архегонии)
11. Появление корня
12. Возникновение оплодотворения, не связанного с водой
13. Возникновение семени
14. Появление шишки — видоизмененного побега
15. Возникновение семенных зачатков
16. Возникновение хвои
17. Возникновение семенных зачатков, из которых после оплодотворения развиваются семена
2. Лучевая симметрия
3. Возникновение 2х зародышевых листков (эктодермы, энтодермы)
4. Нервная система — диффузного типа
5. Двусторонняя симметрия
6. Появление 3го зародышевого листка — мезодермы
7. Появление первичной полости тела
8. Появление вторичной полости тела (целом)
9. Дыхательная система — жабры
10. Возникновение нервной системы — окологлоточное нервное кольцо и нервные стволы
11. Расчленение тела на голову, грудь, брюшко
12. Возникновение наружного хитинового скелета
13. Членистые конечности у насекомых
14. Развитие с личиночной стадией (полное, неполное)
15. Возникновение хорды
16. Дыхательная система — легкие развиваются как парные выпячивания задней части глотки
17. Дифференциация мускулатуры
_______________
Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
Читайте также: