Периодът, в който се появяват първите сухоземни растения. Живот в палеозойската ера

ембрионалния стадий на семенното растение, образуван в процеса на половото размножаване и служещ за разпространение. Вътре в семето има ембрион, състоящ се от зародишно коренче, дръжка и едно или две листа или котиледони. Цъфтящите растения се делят на двусемеделни и едносемеделни според броя на семеделните растения. При някои видове, като орхидеите, отделните части на зародиша не са диференцирани и започват да се образуват от определени клетки веднага след покълването.

Типичното семе съдържа запас от хранителни вещества за ембриона, който ще трябва да расте известно време без светлината, необходима за фотосинтезата. Този резерв може да заема по-голямата част от семето, а понякога се намира вътре в самия ембрион - в неговите котиледони (например при грах или боб); тогава те са едри, месести и определят общата форма на семето. Когато семето покълне, то може да бъде изнесено от земята на удължена дръжка и се превръща в първите фотосинтезиращи листа на младото растение. Едносемеделните (например пшеницата и царевицата) имат хранителен запас - т.нар. ендоспермът винаги се отделя от ембриона. Смленият ендосперм на зърнените култури е добре познатото брашно.

При покритосеменните растения семето се развива от яйцеклетката, миниатюрно удебеляване на вътрешната стена на яйчника, т.е. дъното на плодника, разположено в центъра на цветето. Яйчникът може да съдържа от една до няколко хиляди яйцеклетки.

Всяка от тях съдържа яйце. Ако в резултат на опрашване се оплоди от сперма, която прониква в яйчника от поленово зърно, яйцеклетката се развива в семе. Той расте, а черупката му става плътна и се превръща в двуслойна семенна обвивка. Вътрешният му слой е безцветен, лигав и може да набъбне силно, абсорбирайки вода. Това ще бъде полезно по-късно, когато растящият ембрион трябва да пробие обвивката на семето. Външен слойможе да бъде мазна, мека, филмирана, твърда, хартиена и дори дървесна. Обикновено се забелязва така наречената семенна обвивка. hilum - зоната, чрез която семето е било свързано с ахената, която го е прикрепила към родителския организъм.

Семената са в основата на съществуването на съвременния растителен и животински свят. Без семена на планетата нямаше да има иглолистна тайга, широколистни гори, цъфтящи ливади, степи, зърнени полета, нямаше да има птици и мравки, пчели и пеперуди, хора и други бозайници. Всичко това се появи едва след като растенията в хода на еволюцията възникнаха семена, в които животът може, без да се декларира, да съществува седмици, месеци и дори много години. Миниатюрният растителен ембрион в семето е способен да пътува на дълги разстояния; той не е свързан със земята с корени, като родителите си; не изисква нито вода, нито кислород; той чака края си, така че, след като влезе подходящо мястои чакане изгодни условия, започват развитие, което се нарича покълване на семената.

Еволюция на семената.

В продължение на стотици милиони години животът на Земята се справяше без семена, точно както животът на две трети от повърхността на планетата, покрита с вода, се справя без тях сега. Животът се е зародил в морето и първите растения, завладели сушата, все още са били без семена, но само появата на семена е позволила на фотосинтезиращите организми напълно да овладеят това ново местообитание.

Първите сухоземни растения.

Сред големите организми първият опит да се закрепят на сушата най-вероятно е направен от морски макрофити - водорасли, които се озоваха върху нагрети от слънцето скали при отлив. Те се възпроизвеждат от спори - едноклетъчни структури, които се разпръскват от родителския организъм и могат да се развият в ново растение. Спорите на водораслите са заобиколени от тънки черупки, така че не понасят изсъхване. Под вода такава защита е напълно достатъчна. Спорите там се разпространяват чрез течения и тъй като температурата на водата се колебае сравнително малко, те не трябва да чакат дълго време за благоприятни условия за покълване.

Първите сухоземни растения също се размножават чрез спори, но в техните жизнен цикълвече се наложи задължителна смяна на поколенията. Включеният в него полов процес осигурява съчетаването на наследствените характеристики на родителите, в резултат на което потомството комбинира предимствата на всеки от тях, ставайки по-големи, по-устойчиви и по-съвършени по структура. На определен етап такава прогресивна еволюция доведе до появата на черния дроб, мъхове, мъхове, папрати и хвощ, които вече бяха напълно напуснали резервоарите на сушата. Възпроизвеждането на спори обаче все още не им позволява да се разпространят извън блатистите райони с влажен и топъл въздух.

Спорови растения от периода на карбона.

На този етап от развитието на Земята (преди около 250 милиона години) сред папратовидните и ликофитите се появяват гигантски форми с частично дървесни стволове. Equisetoids, чиито кухи стъбла бяха покрити със зелена кора, импрегнирана със силициев диоксид, не им отстъпваха по размер. Където и да се появят растения, те са последвани от животни, изследващи нови видове местообитания. Във влажния здрач на въглищната джунгла имаше много големи насекоми (с дължина до 30 см), гигантски стоножки, паяци и скорпиони, земноводни, приличащи на огромни крокодили, и саламандри. Имаше водни кончета с размах на крилата 74 cm и хлебарки с дължина 10 cm.

Дървесните папрати, мъховете и хвощовете имаха всички качества, необходими за живот на сушата, с изключение на едно - не образуваха семена. Корените им ефективно абсорбират вода и минерални соли, съдовата система на стволовете надеждно разпределя веществата, необходими за живота на всички органи, а листата активно синтезират органични вещества. Дори спорите са се подобрили и са придобили трайна целулозна обвивка. Без страх от изсъхване, те бяха пренесени от вятъра на значителни разстояния и не можеха да покълнат веднага, а след определен период на латентност (така наречените спящи спори). Но дори и най-съвършената спора е едноклетъчно образувание; За разлика от семената, той бързо изсъхва и не съдържа запас от хранителни вещества, поради което не може да чака дълго условия, благоприятни за развитие. И все пак образуването на спори в покой беше важен крайъгълен камък по пътя към семенните растения.

В продължение на много милиони години климатът на нашата планета остава топъл и влажен, но еволюцията в плодородните диви земи на въглищните блата не спира. При дървовидните спорови растения за първи път се появяват примитивни форми на истински семена. Семенни папрати, ликофити (известни представители на род Лепидодендрон– на гръцки това име означава „люспесто дърво“) и кордаити със солидни дървесни стволове.

Въпреки че изкопаемите останки от тези организми, живели преди стотици милиони години, са оскъдни, известно е, че дървесните семенни папрати предшестват периода на карбон. През пролетта на 1869 г. река Шохари Крийк в планината Катскил (Ню Йорк) се наводнява силно. Наводнението разруши мостове, събори дървета и отнесе сериозно брега край село Гилбоа. Тази случка отдавна щеше да е забравена, ако падащата вода не беше разкрила пред наблюдателите внушителна колекция от странни пънове. Основите им се разширяват значително, като тези на блатните дървета, диаметърът им достига 1,2 м, а възрастта им е 300 милиона години. Детайли от структурата на кората бяха добре запазени; наблизо бяха разпръснати фрагменти от клони и листа. Естествено всичко това, включително и тинята, от която се издигаха пъновете, се вкамени. Геолозите датираха вкаменелостите от горния девон, периода преди карбона, и установиха, че съответстват на дървесни папрати. През следващите петдесет години само палеоботаниците си спомнят откритието и тогава село Гилбоа поднася нова изненада. Наред с фосилизираните стволове на древни папрати, този път бяха открити и техни клони с истински семена. Тези изчезнали дървета сега са класифицирани като принадлежащи към рода Eospermatopteris, което се превежда като „папрат от зори“. („зора“, защото какво ние говорим заза най-ранните семенни растения на Земята).

Легендарният период на карбон приключи, когато геоложките процеси усложниха топографията на планетата, смачкаха повърхността й на гънки и я разчлениха с планински вериги. Ниско разположените блата бяха погребани под дебел слой седиментни скали, измити от склоновете. Континентите промениха формата си, изместиха морето и отклониха океанските течения от предишния им курс, ледените шапки започнаха да растат на места и червеният пясък покри огромни пространства от сушата. Гигантските папрати, мъхове и хвощове изчезнаха: техните спори не бяха адаптирани към по-суров климат и опитът за възпроизвеждане чрез семена се оказа твърде слаб и несигурен.

Първите истински семенни растения.

Въглищните гори загинаха и бяха покрити с нови слоеве пясък и глина, но някои дървета оцеляха поради факта, че образуваха крилати семена с издръжлива черупка. Такива семена могат да се разпространяват по-бързо, по-дълго и следователно на по-големи разстояния. Всичко това увеличава шансовете им да намерят благоприятни условия за покълване или да изчакат да пристигнат.

Семената са предназначени да революционизират живота на Земята в началото на мезозойската ера. По това време два вида дървета - цикас и гинко - са избягали от тъжната съдба на друга растителност от карбон. Тези групи започнаха да населяват мезозойските континенти. Без да срещат конкуренция, те се разпространяват от Гренландия до Антарктида, което прави растителната покривка на нашата планета почти хомогенна. Техните крилати семена пътуваха през планински долини, летяха над безжизнени скали и поникваха в пясъчни зони между камъни и сред наносни чакъли. Вероятно малките мъхове и папрати, които са оцелели след изменението на климата на планетата в дъното на дерета, в сенките на скалите и по бреговете на езерата, са им помогнали да изследват нови места. Те наторяваха почвата с органичните си останки, подготвяйки плодородния й слой за заселване на по-големи видове.

Планински вериги и обширни равнини останаха голи. Два вида „пионерски“ дървета с крилати семена, разпространени по цялата планета, бяха вързани за влажни места, тъй като техните яйца бяха оплодени от камшичести, активно плуващи сперматозоиди, като тези на мъхове и папрати.

Много спороносни растения произвеждат спори различни размери– големи мегаспори, които дават начало на женски гамети, и малки микроспори, чието делене произвежда подвижни сперматозоиди. За да оплодят яйце, те трябва да плуват до него по вода - капка дъжд и роса са достатъчни.

При цикадите и гинкото мегаспорите не се разпръскват от родителското растение, а остават върху него, превръщайки се в семена, но сперматозоидите са подвижни, така че за оплождането е необходима влага. Външната структура на тези растения, особено техните листа, също ги доближава до техните папратовидни предци. Запазването на древния метод на оплождане чрез сперматозоиди, плаващи във вода, доведе до факта, че въпреки сравнително издръжливите семена, продължителната суша остава непреодолим проблем за тези растения и завладяването на земята е спряно.

Бъдещето на сухоземната растителност беше осигурено от дървета от различен тип, растящи сред цикас и гинко, но загубили камшичестите си сперматозоиди. Това бяха араукарии (род араукария), иглолистни потомци на карбонови кордаити. По време на ерата на цикадите араукарията започва да произвежда огромни количества микроскопични поленови зърна, съответстващи на микроспори, но сухи и плътни. Те са пренесени от вятъра до мегаспорите, или по-точно до яйцеклетките с образуваните от тях яйца и покълват с поленови тръбички, които доставят неподвижни сперматозоиди до женските гамети.

Така на света се появи цветен прашец. Нуждата от вода за оплождане изчезна и растенията се издигнаха на ново еволюционно ниво. Производството на цветен прашец доведе до колосално увеличаване на броя на семената, развиващи се върху всяко отделно дърво, и следователно до бързото разпространение на тези растения. Древната араукария също е имала метод на разпръскване, който се е запазил в съвременните иглолистни дървета, с помощта на твърди крилати семена, които лесно се носят от вятъра. Така се появиха първите иглолистни дървета и с течение на времето добре познати видове от семейството на боровете.

Борът произвежда два вида шишарки. Мъжка дължина прибл. 2,5 cm и 6 mm в диаметър са групирани в краищата на най-горните клони, често на гроздове от дузина или повече, така че едно голямо дърво може да има няколко хиляди от тях. Те разпръскват прашец, покривайки всичко наоколо с жълт прах. Женските шишарки са по-големи и растат по-ниско на дървото от мъжките. Всяка от люспите им е оформена като лопатка - широка отвън и стеснена към основата, с която се прикрепва към вдървесинената ос на шишарката. От горната страна на люспите, по-близо до тази ос, две мегаспори са открито разположени, очакващи опрашване и оплождане. Поленовите зърна, носени от вятъра, летят вътре в женските шишарки, спускат се по люспите до яйцеклетките и влизат в контакт с тях, което е необходимо за оплождането.

Cycads и ginkgos не можеха да издържат на конкуренцията с по-напреднали иглолистни дървета, които, ефективно разпръсквайки цветен прашец и крилати семена, не само ги избутаха настрана, но и развиха нови, преди това недостъпни кътчета на земята. Първите доминиращи иглолистни дървета бяха таксодиевите (сега те включват по-специално секвои и блатни кипариси). Разпространили се по целия свят, тези красиви дърветаза последен път покри всички части на света с еднаква растителност: техните останки се намират в Европа, Северна Америка, Сибир, Китай, Гренландия, Аляска и Япония.

Цъфтящи растения и техните семена.

Иглолистните, цикасовите и гинките спадат към т.нар. голосеменни. Това означава, че техните яйцеклетки са разположени открито върху семенните люспи. Цветните растения съставляват отдела на покритосеменните растения: техните яйцеклетки и развиващите се от тях семена са скрити от външната среда в разширената основа на плодника, наречена яйчник.

В резултат на това поленовото зърно не може да достигне директно яйцеклетката. За сливането на гамети и развитието на семе е необходима напълно нова растителна структура - цвете. Мъжката му част е представена от тичинки, женската част от плодници. Те могат да бъдат в едно и също цвете или в различни цветя, дори на различни растения, които в последния случай се наричат ​​двудомни. Двудомните видове включват, например, ясени, падуби, тополи, върби и финикови палми.

За да се осъществи оплождането, поленовото зърно трябва да кацне на върха на плодника - лепкавото, понякога перусто близалце - и да се залепи за него. Акценти на стигмата химически вещества, под въздействието на което поленовото зърно покълва: живата протоплазма, излизаща изпод твърдата му обвивка, образува дълга поленова тръба, проникваща в близалцето, разпространява се по-нататък в плодника по протежение на удължената му част (стил) и в крайна сметка достига до яйчника с яйцеклетки . Под въздействието на химически атрактанти, ядрото на мъжката гамета се движи по поленовата тръба към яйцеклетката, прониква в нея през малка дупка (микропил) и се слива с ядрото на яйцето. Така става оплождането.

След това семето започва да се развива - във влажна среда, обилно нахранена хранителни вещества, защитени от стените на яйчника от външни влияния. Паралелни еволюционни трансформации са известни и в животинския свят: външното оплождане, типично за, да речем, рибите, на сушата се заменя с вътрешно, а ембрионът на бозайника се формира не в яйца, снесени във външната среда, както например в типичните влечуги, но вътре в матката. Изолирането на развиващото се семе от външни влияния позволи на цъфтящите растения смело да „експериментират“ с неговата форма и структура, а това от своя страна доведе до лавинообразна поява на нови форми на сухоземни растения, чието разнообразие започна да се увеличава със скорост безпрецедентен в предишни епохи.

Контрастът с голосеменните е очевиден. Техните „голи“ семена, разположени на повърхността на люспите, независимо от вида на растението, са приблизително еднакви: капковидни, покрити с твърда кожа, към която понякога е прикрепено плоско крило, образувано от клетките, обграждащи семето . Не е изненадващо, че в продължение на много милиони години формата на голосеменните остава много консервативна: борове, смърчове, ели, кедри, тисове и кипариси са много сходни помежду си. Вярно е, че при хвойните, тиса и гинкото семената могат да бъдат объркани с горски плодове, но това не променя цялостната картина - изключителното еднообразие на общата структура на голосеменните растения, размера, вида и цвета на техните семена в сравнение с огромното богатство от цъфтящи форми.

Въпреки оскъдната информация за първите етапи от еволюцията на покритосеменните, се смята, че те са се появили към края на мезозойската ера, която е приключила преди приблизително 65 милиона години, а в началото на кайнозойската ера вече са завладели свят. Най-старият цъфтящ род, известен на науката, е Клейтония. Неговите фосилни останки са открити в Гренландия и Сардиния, т.е. вероятно преди 155 милиона години е бил толкова разпространен, колкото и цикадите. листа Клейтониядлановидно сложни, като тези на съвременните диви кестени и лупина, а плодовете са ягодовидни с диаметър 0,5 cm в края на тънка дръжка. Може би тези растения са били кафяви или зелени на цвят. Ярките цветове на цветята и плодовете на покритосеменните растения се появяват по-късно, успоредно на еволюцията на насекомите и другите животни, които са предназначени да привличат. Бери Клейтониячетирисеменен; върху него можете да различите нещо, което прилича на остатък от стигма.

В допълнение към изключително редките фосилни останки, необичайни модерни растения, обединени в ордена на Gnetales. Един от техните представители е ефедрата (род Ефедра), открити особено в пустините на югозападните Съединени щати; външно изглежда като няколко безлистни пръчки, излизащи от дебело стъбло. Друг род е Velvichia ( Велвичия) расте в пустинята край югозападното крайбрежие на Африка, а третият е gnetum ( Гнетум) е нисък храст от индийските и малайските тропици. Тези три рода могат да се считат за "живи вкаменелости", демонстриращи възможни пътища за трансформация на голосеменни в покритосеменни. Иглолистните шишарки приличат на цветя: техните люспи са разделени на две части, напомнящи венчелистчета. Velvichia има само две широки лентовидни листа с дължина до 3 м, напълно различни от иглолистните игли. Семената на Gnetum са снабдени с допълнителна обвивка, което ги прави подобни на костилковите костилкови растения. Известно е, че покритосеменните се различават от голосеменните по структурата на дървесината си. Сред Гнетовите той съчетава характеристиките на двете групи.

Разпръскване на семена.

Жизненост и разнообразие флоразависят от способността на видовете да се разпръснат. Растението майка е прикрепено към едно място с корените си през целия си живот, следователно потомството му трябва да намери друго. Тази задача за разработване на ново пространство беше поверена на семената.

Първо прашецът трябва да кацне върху плодника на цвят от същия вид, т.е. трябва да се случи опрашване. Второ, поленовата тръба трябва да достигне яйцеклетката, където се сливат ядрата на мъжките и женските гамети. Накрая зрялото семе трябва да напусне родителското растение. Вероятността семето да покълне и разсадът успешно да се вкорени на ново място е незначителна част от процента, така че растенията са принудени да разчитат на закона големи числаи разпръснете възможно най-много семена. Последният параметър обикновено е обратно пропорционален на шансовете им за оцеляване. Нека сравним например кокосовото дърво и орхидеите. Кокосовата палма има най-големите семена в растителния свят. Те са в състояние да плуват за неопределено време в океаните, докато вълните не ги хвърлят върху мекия крайбрежен пясък, където конкуренцията на разсад с други растения ще бъде много по-слаба, отколкото в гъсталака на гората. В резултат на това шансовете всяка от тях да се вкоренят са доста високи и една зряла палма, без риск за вида, обикновено дава само няколко десетки семена годишно. Орхидеите, от друга страна, имат най-малките семена в света; в тропическите гори те се носят от слаби въздушни течения сред високите корони и покълват във влажни пукнатини в кората на клоните на дърветата. Ситуацията се усложнява от факта, че на тези клонове те трябва да намерят специален видгъба, без която покълването е невъзможно: малките семена на орхидеите не съдържат хранителни резерви и в първите етапи на развитие на разсада ги получават от гъбата. Не е изненадващо, че един плод на миниатюрна орхидея съдържа няколко хиляди от тези семена.

Покритосеменните не се ограничават до производството на различни семена чрез оплождане: яйчниците, а понякога и други части на цветята, се развиват в уникални структури, съдържащи семена, наречени плодове. Яйчникът може да се превърне в зелен боб, защитавайки семената, докато узреят, да се превърне в издръжлив кокос, способен да прави дълги морски пътувания, в сочна ябълка, която животното ще яде на уединено място, използвайки пулпата, но не и семена. Плодове и костилкови плодове – любимо лакомствоптици: семената на тези плодове не се усвояват в червата им и се озовават в почвата заедно с екскременти, понякога на много километри от родителското растение. Плодовете са крилати и пухкави, а формата на летливите им увеличаващи се придатъци е много по-разнообразна от тази на боровите семена. Крилото на плода на ясена прилича на весло, на бряста - на периферията на шапка, на клена - двойните плодове - двукрили - наподобяват реещи се птици, а на плода на айланта крилете са завити под ъгъл спрямо всяко друго, образуващо, така да се каже, витло.

Тези адаптации позволяват на цъфтящите растения много ефективно да използват външни фактори за разпространение на семена. Някои видове обаче не разчитат на външна помощ. По този начин плодовете на импатиенс са един вид катапулт. Гераниумът също използва подобен механизъм. Вътре в дългия им плод има пръчка, към която са прикрепени четири засега прави и свързани клапи - отгоре се държат здраво, отдолу слабо. Когато узреят, долните краища на клапите се отделят от основата, извиват се рязко към върха на стъблото и разпръскват семената. В добре познатия в Америка храст ceanothus яйчникът се превръща в зрънце, подобно по структура на бомба със закъснител. Налягането на сока вътре е толкова високо, че след узряването е достатъчен топъл слънчев лъч, за да се разпръснат семената му във всички посоки като живи шрапнели. Кутийките на обикновените теменужки, когато изсъхнат, се пукат и разпръскват семена около тях. Плодовете на хамамелис действат на принципа на гаубица: за да накарат семената да паднат по-нататък, те ги изстрелват под голям ъгъл спрямо хоризонта. При вирджинския възел на мястото, където семената са прикрепени към растението, се образува пружинна структура, която изхвърля зрелите семена. При киселец плодовите черупки първо набъбват, след това се напукват и се свиват толкова рязко, че семената излитат през пукнатините. Arceutobium е мъничък поради хидравлично наляганевътре в плодовете изтласква семената като миниатюрни торпеда.

Жизнеспособност на семената.

Ембрионите на много семена са снабдени с хранителни вещества и не страдат от изсъхване под херметична обвивка и следователно могат да чакат благоприятни условия в продължение на много месеци и дори години: за сладка детелина и люцерна - 20 години, за други бобови растения - повече от 75, за пшеница, ечемик и овес - до десет. Семената на плевелите имат добра жизнеспособност: в къдрав киселец, лопен, черен синап и мента те покълват, след като лежат в земята половин век. Смята се, че 1 хектар обикновена земеделска почва съдържа 1,5 тона плевелни семена, които само чакат възможността да се доближат до повърхността и да поникнат. Семената на касия и лотос остават жизнеспособни в продължение на векове. Рекордът за жизнеспособност все още се държи от семената на орехоносния лотос, открити преди няколко години в дънната тиня на едно от сухите езера в Манджурия. Радиовъглеродното датиране установи, че възрастта им е 1040 ± 120 години.

Въпрос 1. Кога се появиха първите земни растения?
В началото на палеозойската ера растенията са обитавали предимно моретата, но през ордовик - силур се появяват първите сухоземни растения - псилофити (фиг. 1).

Ориз. 1. Първото сухоземно растение

Това са малки растения, заемащи междинно положение между водораслите и сухоземните съдови растения. Псилофитите вече имаха проводяща (съдова) система, първите слабо диференцирани тъкани и можеха да се заздравят в почвата, въпреки че корените (както други вегетативни органи) все още липсваха. По-нататъшното развитие на растенията на сушата беше насочено към диференциране на тялото във вегетативни органи и тъкани и подобряване на съдовата система (осигуряване на бързо издигане на водата до голяма надморска височина).

Въпрос 2. В каква посока върви еволюцията на растенията на сушата?
След появата на псилофитите, еволюцията на растенията на сушата върви в посока на разделяне на тялото на вегетативни органи и тъкани и подобряване на съдовата система (осигуряване на бързо движение на водата до голяма надморска височина). Още в сухия девон хвощът, мъховете и птеридофитите са били широко разпространени. Сухоземната растителност достига още по-голямо развитие през карбонния период (карбон), характеризиращ се с влажен и топъл климат през цялата година. Появяват се голосеменни, произлезли от семенни папрати. Преходът към семенно размножаване даде много предимства: ембрионът в семената е защитен от неблагоприятни условия чрез мембрани и снабден с храна и има диплоиден брой хромозоми. При някои голосеменни (иглолистни) процесът на половото размножаване вече не е свързан с водата. Опрашването при голосеменните се извършва от вятъра, а семената имат адаптации за разпространение от животни. Тези и други предимства допринесоха за широкото разпространение на семенните растения. Големите спорови растения измират през пермския период поради сухия климат.

Въпрос 3. Опишете еволюцията на животните през палеозойската ера.
Фауната в палеозойската ера се развива изключително бързо и е представена голяма сумаразлични форми. Животът в моретата процъфтява. В камбрийския период вече съществуват всички основни видове животни, с изключение на хордовите. Гъби, корали, бодлокожи, различни мекотели, огромни хищни ракообразни - това е непълен списък на жителите на камбрийските морета.
През ордовика продължава усъвършенстването и специализацията на основните типове. За първи път се откриват останки от животни, които са имали вътрешен аксиален скелет - безчелюстни гръбначни животни, чиито далечни потомци са съвременни миноги и риби. Устата на тези особени организми беше обикновен отвор, водещ към храносмилателния тракт. Предната част на храносмилателната тръба е пробита от хрилни процепи, между които са разположени поддържащи хрущялни хрилни дъги. Безчелюстните животни се хранеха с организми, живеещи в тинестото дъно на реки и езера и с детрит (органични останки), смучейки храна в устата си. При някои животни без челюст възникна разделяне на хрилните арки, което направи възможно промяната на лумена на фаринкса с помощта на хрилните мускули и следователно задържането на подвижна плячка, която е влязла в храносмилателната тръба.
Появата на хващане устен апарат- основна ароморфоза - причинява преструктуриране на цялата организация на гръбначните животни.
Появата на сдвоени перки - крайници - е следващата голяма ароморфоза в еволюцията на гръбначните животни.
През силурския период първите дишащи въздух животни, членестоноги, излязоха на сушата заедно с псилофитите. В резервоарите продължи интензивното развитие на нисшите гръбначни животни. Предполага се, че гръбначните животни са възникнали в плитки сладководни водоеми и едва след това са се преместили в моретата. Девонският период е белязан от развитието на земята от други членестоноги - паяци; в края на периода се появяват първите сухоземни гръбначни животни - земноводни (стегоцефали). През карбонския период се появяват влечуги (котилозаври), летящи насекоми и белодробни мекотели. В последния, пермски период на палеозойската ера се наблюдава бързо развитие и увеличаване на систематичните групи влечуги; се появяват влечуги с животински зъби – предците на бозайниците.

Въпрос 4. Какви структурни характеристики на гръбначните животни послужиха като предпоставка за появата им на сушата?
През силурийския период първите дишащи въздух животни, членестоноги, излязоха на сушата заедно с псилофитите. В резервоарите продължи интензивното развитие на нисшите гръбначни животни. Предполага се, че гръбначните животни са възникнали в плитки сладководни водоеми и едва след това са се преместили в моретата. В девона гръбначните животни са представени от три групи: белодробни риби, лъчеперки и лобопери риби. Именно перките риби дадоха началото на развитието на сухоземните гръбначни животни. Рибите с лобни перки обикновено са водни животни, но могат да дишат атмосферен въздух с помощта на примитивни бели дробове, които представляват издатини на чревната стена. Само рибите с лобови перки успяха да се адаптират към живота на сушата. Техните перки представляват остриета, състоящи се от отделни кости с прикрепени към тях мускули (фиг. 2). С помощта на перки рибите с перки - големи животни с дължина от 1,5 до няколко метра - могат да пълзят по дъното. По този начин те са имали две основни предпоставки за преход към сухоземно местообитание: мускулести крайници и бели дробове. В края на девона рибите с лобови перки дават началото на първите земноводни - стегоцефалите.

Ориз. 2. Скелет на сдвоената перка на риба с лобови перки и стегоцефал:
A - раменен пояс и перка на риба с лобови перки;
B - вътрешен скелет на перката;
B - скелет на предния крайник на стегоцефал:
1 - елемент, съответстващ на раменната кост;
2 - елемент, съответстващ на радиуса;
8 - елемент, съответстващ на лакътната кост;
4, 5, 6 - карпални кости; 7 - фаланги на пръстите.

Гледайки моя домашен кактус, не можех да не си помисля: „Как растенията изобщо започнаха пътуването си на сушата и кога се случи това?“ Бих искал да говоря по тази много интересна тема.

Как и кога се появяват първите растения за суши?

Както е известно, целият земен живот е възникнал в вода. И растенията не са изключение. Едно време всички бяха протозойни водорасли, но след това дойде етап, когато те започнаха да покълват на сушата.

И те започнаха да излизат на повърхността в края Силура (близо до 4 05-440 милиона годинипреди), какво в Палеозойска ера. Тогава активно се случваха мощни събития минни процеси, което води до плиткост и пресъхване на много морета. Това е причината някои водорасли да „излязат“ на сушата.

Първите растения на повърхността са псилофити. Те имаха само голо стъбло, което беше прикрепено към земята с помощта на специални израстъци - ризоиди. Самите псилофити имаха много проста структура, но имаха разклонени стъбла с израстъци, които съхраняваха спорове.

Псилофитите предпочитат блатисти и мокра зона, тъй като не са имали мощна коренова система за извличане на вода. Днес се смята, че такива растения някога са постлали безкрайни килими върху голата повърхност на Земята.

В допълнение, псилофитите могат да бъдат като много високо(много по-голям от човешки ръст) и много нискои мъничко.

Как са се адаптирали първите сухоземни растения?

Заслужава да се спомене специално система за закрепване, които растенията са усвоили за живот на сушата. В крайна сметка те са много различни от живота под водата. И така, тези трудности могат да бъдат наречени:

• необходимост пестене на водаот изпарението му във въздуха;
• нужда от образование твърдо защитно покритие;
• адаптиране към постоянно променящи се условиязаобикаляща среда.

И много други. Такива растения също трябваше да се научат да извършват повече сложна фотосинтеза, закрепете в почватаи да получите от него необходимото минерали.

Всички тези трудности бяха преодолени от растителните организми. И доказателствата за това са живота ни на Земята.

Нашата планета не винаги е била зелена. Преди много време, когато животът едва започваше, земята беше празна и безжизнена - първите форми избраха Световния океан за свое местообитание. Но постепенно земната повърхностсъщо започнаха да се възприемат от различни същества. Първите растения на Земята са и най-ранните обитатели на сушата. Какви са били предците на съвременните представители на флората?

И така, представете си Земята преди 420 милиона години, в епоха, наречена Силурийски период. Тази дата не е избрана случайно - именно по това време, според учените, растенията най-накрая са започнали да завладяват земята.

За първи път останките на Cooksonia са открити в Шотландия (първият представител на земната флора е кръстен на Изабела Куксън, известен палеоботаник). Но учените предполагат, че той е бил разпространен по цялото земно кълбо.

Не беше толкова лесно да напуснем водите на Световния океан и да започнем да разработваме земя. За да направят това, растенията трябваше буквално да преустроят целия си организъм: да придобият черупка, наподобяваща кутикула, която я предпазва от изсъхване, и да придобият специални устици, с помощта на които е възможно да се регулира изпарението и да се абсорбират вещества, необходими за живота.

Cooksonia, която се състои от тънки зелени стъбла, не надвишаващи пет сантиметра височина, се смяташе за едно от най-развитите растения. Но атмосферата на Земята и нейните обитатели се променяха бързо и най-старият представител на флората все повече губеше позиции. На този моментрастението се счита за изчезнало.

Останките от нематоталус дори отдалечено не приличат на растения - те приличат повече на безформени черни петна. Но въпреки странния си външен вид, в развитието това растение е изпреварило далеч своите другари в местообитанието си. Факт е, че кутикулата на нематоталуса вече е по-подобна на частите на съществуващите растения - тя се състоеше от образувания, напомнящи съвременни клетки, поради което получи името псевдоклетъчен. Струва си да се отбележи, че при други видове тази черупка просто изглеждаше като непрекъснат филм.

Nematothallus даде много храна за размисъл на научния свят. Някои учени го приписват на червените водорасли, други са склонни да мислят, че това е лишей. И мистерията на този древен организъм все още не е разгадана.

Ринията и почти всички други древни растения със съдова структура се класифицират като риниофити. Представители на тази група отдавна не растат на Земята. Този факт обаче изобщо не пречи на учените да изучават тези живи същества, които някога са доминирали на земята - много вкаменелости, открити в много части на планетата, ни позволяват да преценим както външния вид, така и структурата на такива растения.

Риниофитите имат няколко важни характеристики, които ни позволяват да твърдим, че тези живи същества са напълно различни от своите потомци. Първо, стъблото им не беше покрито с мека кора: върху него растяха подобни на люспи процеси. Второ, ринофитите се възпроизвеждат изключително с помощта на спори, които се образуват в специални органи, наречени спорангии.

Но най-важната разлика е, че тези растения не са имали такива коренова система. Вместо това имаше коренови образувания, покрити с „косми“ - ризоиди, с помощта на които ринията абсорбира вода и вещества, необходими за живота.

Това растение наскоро беше смятано за представител на животинския свят. Факт е, че останките му - малки, кръгли по форма - първоначално са били погрешни за яйца на жаби или риби, водорасли или дори яйца на отдавна изчезнали ракообразни скорпиони. Откритите през 1891 г. паркове слагат край на заблудите.

Растението е живяло на нашата планета преди около 400 милиона години. Това време датира от началото на девонския период.

Останките от пахитека, подобно на намерените вкаменелости на парка, са топки малък размер(най-големият открит е с диаметър 7 милиметра). ОТНОСНО това растениедоста малко се знае: учените успяха само да установят факта, че се състои от тръби, разположени радиално и събиращи се в центъра, където се намираше ядрото.

Това растение е задънена улица на развитието на флората, всъщност като паркове и рейнери. Не е възможно да се установи със сигурност каква е била причината за появата им и защо са изчезнали. Единствената причина, според учените, е развитието на васкуларни растения, които просто изместиха по-слабо развитите си роднини.

Растенията, които стигнаха до сушата, избраха съвсем различен път на развитие. Именно благодарение на тях възниква животинският свят и съответно се появява разумна форма на живот - човекът. И кой знае как би изглеждала нашата планета сега, ако Ринии, Паркове и Куксонии не бяха решили да разработят земя?..

Това е всичко, което имаме. Много се радваме, че посетихте нашия уебсайт и отделихте малко време, за да придобиете нови знания.

Присъединете се към нашата

В тази статия ще обсъдим важни и интересна тема- появата и развитието на растителния свят на планетата. Днес, разхождайки се в парка по време на цъфтеж на люляк, събирайки гъби в есенната гора, поливайки домашни цветя на перваза на прозореца, вливайки отвара от лайка по време на болест, рядко се замисляме как е изглеждала Земята преди появата на растенията. Какъв беше пейзажът по времето, когато едноклетъчните организми току-що се появиха или се появиха първите слаби сухоземни растения? Как са изглеждали горите през палеозоя и мезозоя? Представете си, че предците на онези половинметрови папрати, които сега скромно се крият в сянката на смърчовите дървета, преди 300 милиона години са достигнали височина от 30 метра или повече!

Нека изброим основните етапи от възникването на живия свят.

Произход на живота

1. 3, 7 милиардапреди години възникна първи живи организми. Времето на тяхната поява (много приблизително, с разлика от стотици милиони години) днес може да се гадае по отлаганията, които са образували. За милион и половина години цианобактериинаучих кислородна фотосинтезаи се размножиха толкова много, че станаха отговорни за пренасищането на атмосферата с кислород преди приблизително 2,4 милиарда години - това доведе до изчезването на анаеробни организми, за които кислородът беше отрова. Живият свят на Земята се промени коренно!

2. 2 милиардапреди години вече имаше различни едноклетъчни: както автотрофи, така и хетеротрофи.Тези п първо едноклетъчноне са имали ядра и пластиди – т.нар хетеротрофни прокариоти (бактерии). Те бяха тези, които дадохатласък за появата на първите едноклетъчни организмирастения.

3. 1, 8 милиардапреди години се появиха ядрени едноклетъчни организми,тоест еукариоти, скоро (по геоложки стандарти)Появяват се типични животински и растителни клетки.

Появата на многоклетъчните растения

1. Близо до 1, 2 милиардагодини преди възникнали въз основа на едноклетъчни организмимногоклетъчни водорасли.

2. По това време животът е съществувал само в топлите морета и океани, но живите организми активно се развиват и прогресират - подготвят се за развитието на сушата.

Растения, идващи на сушата

1. 4 20 милионапреди години се появяват първите сухоземни растения - мъховеИ псилофити (риниофити). Те се появиха на много места на планетатанезависимо един от друг, от различни многоклетъчни водорасли.Разбира се, отначало те изследваха само крайбрежния ръб.

2. Псилофити(Например, rinia) живееше по бреговете, в плитки води,подобно на съвременните mossocks. Това бяха малки, слаби растения, чийто живот беше усложнен от липсата на издънки и корени.. Вместо корени, с които правилно да се придържат към почвата, псилофитите имахаризоиди. Горната част на псилофита съдържа зелен пигмент и е способен на фотосинтеза. Тези пионери, смели нашественици на земята, изчезнаха,но те са били в състояние да дадат начало на птеридофити.

4. мъхове - въпреки цялата си необичайност, красота и вездесъщност в наши дни - те са се превърнали в задънена улицаклон ю на еволюцията. Възникнали преди стотици милиони години, те никога не са били в състояние да дадат начало на други групи растения.