Redoslijed pojavljivanja biljaka na planeti. Glavne faze evolucije flore i faune

A životinje i mnoge druge studije su utvrdile da je Zemlja nastala prije oko 5 milijardi godina.

Prvi živi organizmi pojavili su se u vodi prije otprilike 2,5-3 milijarde godina. U to vrijeme, voda primarnog okeana sadržavala je ogromnu količinu raznih organskih i mineralnih tvari. Od njih su nastali prvi predćelijski oblici života - mikroskopski male grudice sluzi. Tokom mnogo miliona godina, oni su postali složeniji i poboljšani. Prije otprilike 1,5-2 milijarde godina oni su nastali najjednostavniji jednoćelijski organizmi.

Živi organizmi su za hranu koristili organske i mineralne supstance rastvorene u primarnom okeanu. Postepeno rezerviše hranljive materije u primarnom okeanu počelo se iscrpljivati. Počela je borba za hranu između ćelija. U tim uslovima neke ćelije su razvile zeleni pigment - hlorofil i prilagodile su se upotrebi energije sunčeva svetlost za pretvaranje vode i ugljičnog dioksida u hranu. Ovako je nastao fotosinteza, odnosno proces nastajanja organskih supstanci iz neorganskih pomoću svetlosne energije. Ovi živi organizmi bili su slični jednoćelijske alge.

Pojavom fotosinteze kisik se počeo akumulirati u atmosferi. Sastav zraka počeo se postepeno približavati modernom, odnosno uglavnom se sastoji od dušika, kisika i male količine ugljičnog dioksida. Ova atmosfera je doprinijela razvoju više savršene formeživot.

Drevna jednoćelijska stvorenja dala su početak višećelijskim organizmima. Višećelijski organizmi, poput prvih jednoćelijskih organizama, nastali su u vodi. Različite vrste algi su evoluirale iz jednoćelijskih algi. višećelijske alge.

Površina kontinenata i okeanskog dna su se vremenom mijenjali. Novi kontinenti su se podigli, a postojeći potonuli. Zbog vibracija zemljine kore, umjesto mora pojavilo se kopno. Proučavanje fosilnih ostataka pokazuje da se i biljni svijet Zemlje postepeno mijenjao.

Prelazak biljaka na kopneni način života očigledno je bio povezan sa postojanjem kopnenih površina koje su periodično bile plavljene i očišćene od vode. Morska voda koja se povlačila je zadržana u depresijama. Ili su se presušili ili ponovo napunili vodom. Odvodnjavanje ovih područja odvijalo se postepeno. Neke alge su počele razvijati adaptacije za život izvan vode. 181 .

Klima je u to vrijeme bila globus bilo vlažno i toplo. Počeo je prelazak nekih biljaka iz vodenog u kopneni način života. Struktura drevnih višećelijskih algi postupno je postajala složenija i iz njih su nastale prve kopnene biljke. Najstarija nam poznata grupa kopnenih biljaka su psilofiti 182. Postojali su prije 420-400 miliona godina, a kasnije su izumrli.

Psilofiti su rasli duž obala akumulacija i bili su male višećelijske zelene biljke. Još nisu imale stabljike, listove, korijenje, već su bile granaste sjekire, na podzemnih dijelova koji su se razvili rizoidi. Psilofiti su se razlikovali od algi ne samo po izgledu, već i po svojoj složenijoj unutrašnjoj strukturi. Psilofiti koji se razmnožavaju sporama.

Planeta Zemlja nastala je prije više od 4,5 milijardi godina. Prvi jednoćelijski oblici života pojavili su se prije otprilike 3 milijarde godina. U početku su to bile bakterije. Klasifikovani su kao prokarioti jer nemaju ćelijsko jezgro. Eukariotski (oni sa jezgrom u ćelijama) organizmi su se pojavili kasnije.

Biljke su eukarioti sposobni za fotosintezu. U procesu evolucije, fotosinteza se pojavila ranije od eukariota. U to vrijeme postojao je u nekim bakterijama. To su bile plavo-zelene bakterije (cijanobakterije). Neki od njih su preživjeli do danas.

Prema najčešćoj hipotezi evolucije, biljna stanica je nastala ulaskom u heterotrofnu eukariotsku ćeliju fotosintetske bakterije koja nije probavljena. Nadalje, proces evolucije doveo je do pojave jednoćelijskog eukariotskog fotosintetskog organizma sa hloroplastima (njihovi prethodnici). Tako su se pojavile jednoćelijske alge.

Sljedeća faza u evoluciji biljaka bila je pojava višećelijskih algi. Dostigli su veliku raznolikost i živjeli su isključivo u vodi.

Površina Zemlje nije ostala nepromijenjena. Tamo gdje se zemljina kora uzdizala, zemlja je postepeno nastajala. Živi organizmi su se morali prilagoditi novim uslovima. Neke drevne alge postupno su se mogle prilagoditi kopnenom načinu života. U procesu evolucije njihova struktura je postala složenija, pojavila su se tkiva, prvenstveno integumentarna i provodna.

Prvim kopnenim biljkama smatraju se psilofiti, koji su se pojavili prije oko 400 miliona godina. Nisu preživjeli do danas.

Daljnja evolucija biljaka, povezana s komplikacijama njihove strukture, odvijala se na kopnu.

Za vrijeme psilofita klima je bila topla i vlažna. Psilofiti su rasli u blizini vodenih površina. Imali su rizoide (poput korijena), kojima su se usidrili u tlu i upijali vodu. Međutim, nisu imali prave vegetativne organe (korijenje, stabljike i listove). Kretanje vode i organskih supstanci kroz biljku osigurano je provodnim tkivom koji se pojavio.

Kasnije su paprati i mahovine evoluirale od psilofita. Ove biljke imaju složeniju građu, imaju stabljike i listove i bolje su prilagođene životu na kopnu. Međutim, kao i psilofiti, ostali su ovisni o vodi. Tokom seksualnog razmnožavanja, da bi spermatozoidi stigli do jajne ćelije, potrebna im je voda. Stoga nisu mogli „otići“ daleko od vlažnih staništa.

Tokom perioda karbona (prije otprilike 300 miliona godina), kada je klima bila vlažna, paprati su doživjele svoju zoru, a mnogi od njihovih oblika drveća rasli su na planeti. Kasnije, odumirući, oni su formirali ležišta uglja.

Kada je klima na Zemlji počela da postaje hladnija i suša, paprati su počele masovno da izumiru. Ali neke od njihovih vrsta prije toga su dovele do takozvanih sjemenskih paprati, koje su u stvari već bile golosjemenke. U kasnijoj evoluciji biljaka, sjemenke paprati su izumrle, što je dovelo do drugih golosjemenjača. Kasnije su se pojavile naprednije golosemenke - četinari.

Reprodukcija golosemenjača više nije zavisila od prisustva tečna voda. Oprašivanje se dogodilo uz pomoć vjetra. Umjesto spermatozoida (pokretni oblici), formirali su spermatozoide (stacionarne forme), koje su do jajeta dostavljale posebne formacije polenovih zrnaca. Osim toga, golosjemenke nisu proizvodile spore, već sjemenke koje sadrže zalihe hranjivih tvari.

Dalju evoluciju biljaka obilježila je pojava angiospermi (cvjetnica). To se dogodilo prije otprilike 130 miliona godina. I prije otprilike 60 miliona godina počeli su da dominiraju Zemljom. U poređenju sa golosemenčicama, cvjetnice su bolje prilagođene životu na kopnu. Možemo reći da su počeli više da koriste mogućnosti okruženja. Tako se njihovo oprašivanje počelo događati ne samo uz pomoć vjetra, već i uz pomoć insekata. Ovo je povećalo efikasnost oprašivanja. Sjemenke kritosjemenjača nalaze se u plodovima, što im omogućava da se efikasnije šire. Osim toga, cvjetnice imaju složeniju strukturu tkiva, na primjer, u provodnom sistemu.

Trenutno su angiosperme najbrojnija grupa biljaka po broju vrsta.

Prvi biljni organizmi nastali su u volji u vrlo dalekim vremenima. Prva živa bića bila su mikroskopski male grudice sluzi. Mnogo kasnije, neke od njih su dobile zelenu boju, a ti živi organizmi su počeli da liče na jednoćelijske alge. Jednoćelijska stvorenja dala su početak višećelijskim organizmima, koji su, kao i jednoćelijski organizmi, nastali u vodi. Od jednoćelijskih algi razvile su se različite višećelijske alge.

Površina kontinenata i okeanskog dna su se vremenom mijenjali. Novi kontinenti su se podigli, a prethodno postojeći potonuli. Zbog vibracija zemljine kore, umjesto mora pojavilo se kopno. Proučavanje fosilnih ostataka pokazuje da se i biljni svijet Zemlje postepeno mijenjao.

Prelazak biljaka na kopneni način života, prema naučnicima, bio je povezan s postojanjem kopnenih površina koje su periodično bile poplavljene i očišćene od vode. Voda koja se povlačila je zadržana u depresijama. Ili su se presušili ili ponovo napunili vodom. Odvodnjavanje ovih područja odvijalo se postepeno. Neke alge su razvile adaptacije za život izvan vode.

Klima u to vrijeme na Zemljinoj kugli bila je vlažna i topla. Počeo je prelazak nekih biljaka iz vodenog u kopneni način života. Struktura ovih biljaka postepeno je postajala sve složenija. Iz njih su nastale prve kopnene biljke. Najstarija grupa poznatih kopnenih biljaka su psilofiti.

Razvoj biljnog svijeta na Zemlji je dugotrajan proces, koji se zasniva na prelasku biljaka iz vodenog u kopneni način života.

Psilofiti su već postojali prije 420-400 miliona godina, a kasnije su izumrli. Psilofiti su rasli duž obala akumulacija i bili su male višećelijske zelene biljke. Nisu imali korijenje, stabljike ili listove. Ulogu korijena imali su rizoidi. Psilofiti, za razliku od algi, imaju složeniju unutrašnju strukturu - prisutnost integumentarnog i provodnog tkiva. Razmnožavaju se sporama.

Od psilofita su nastali briofiti i paprati, koje su već imale stabljike, listove i korijenje. Procvat paprati bio je prije oko 300 miliona godina tokom perioda karbona. Klima je u to vrijeme bila topla i vlažna. Krajem karbonskog perioda, klima na Zemlji je postala primjetno suša i hladnija. Drveće paprati, preslice i mahovine počele su izumirati, ali do tada su se pojavile primitivne golosjemenke - potomci nekih drevnih paprati. Prema naučnicima, prve golosemenice bile su paprati, koje su kasnije potpuno izumrle. Njihovo sjeme se razvilo na listovima: ove biljke nisu imale čunjeve. Seme paprati bile su drveće, lijane i zeljaste biljke. Od njih su nastale golosemenke.

Uslovi života su se nastavili mijenjati. Tamo gdje je klima bila oštrija, drevne golosjemenjača su postepeno izumrle i zamijenile su ih naprednije biljke - drevne četinare, zatim su ih zamijenili moderni četinari: bor, smreka, ariš itd.

Prelazak biljaka na zemljište usko je povezan ne samo s pojavom organa kao što su stabljika, list, korijen, već uglavnom s pojavom sjemena, na poseban način razmnožavanje ovih biljaka. Biljke koje su se razmnožavale sjemenkama bile su bolje prilagođene životu na kopnu od biljaka koje su se razmnožavale sporama. To je postalo posebno jasno kada je klima postala manje vlažna.

Na izraslinama koje se razvijaju iz spora (kod mahovina, mahovina, paprati) formiraju se ženske i muške gamete (polne ćelije) - jajašca i spermatozoidi. Da bi došlo do oplodnje (nakon spajanja gameta), atmosferski odn podzemne vode, u kojem se spermatozoidi kreću prema jajima.

Gimnospermima nije potrebna slobodna voda za oplodnju, jer se ona javlja unutar ovula. U njima se muške gamete (spermatozoidi) približavaju ženskim gametama (jajima) kroz polenove cijevi koje rastu unutar ovula. Dakle, gnojidba kod biljaka spora u potpunosti ovisi o dostupnosti vode u biljkama koje se razmnožavaju sjemenkama, ova ovisnost nije prisutna.

Kritosjemenjače - potomci drevnih golosjemenjača - pojavili su se na Zemlji prije više od 130-120 miliona godina. Pokazalo se da su najprilagođeniji životu na kopnu, jer samo oni imaju posebne reproduktivne organe - cvjetove, a sjemenke im se razvijaju unutar ploda i dobro su zaštićene perikarpom.

Zahvaljujući tome, angiosperme su se brzo proširile Zemljom i zauzele širok izbor staništa. Više od 60 miliona godina, kritosjemenjače su dominirale Zemljom. Na sl. 67 prikazuje ne samo redoslijed pojavljivanja pojedinih biljnih odjela, već i njihov kvantitativni sastav, gdje kritosjemenke zauzimaju značajno mjesto.

Evolucija biljaka

Prvi živi organizmi nastali su prije otprilike 3,5 milijardi godina. Oni su očigledno jeli proizvode abiogenog porekla i bili su heterotrofi. Velika brzina reprodukcija je dovela do pojave konkurencije za hranu, a samim tim i do divergencije. Organizmi sposobni za autotrofnu prehranu dobili su prednost - prvo kemosintezu, a zatim fotosintezu. Prije otprilike 1 milijardu godina eukarioti su se podijelili na nekoliko grana, od kojih su neki nastali višećelijski fotosintetski organizmi (zelene, smeđe i crvene alge), kao i gljive.

Osnovni uslovi i faze evolucije biljaka:

• u proterozojskoj eri bili su široko rasprostranjeni jednoćelijski aerobni organizmi (cijanobakterije i zelene alge);
• formiranje supstrata tla na kopnu na kraju silurskog perioda;
• nastanak višećelijske, koja omogućava specijalizaciju ćelija unutar jednog organizma;
• razvoj zemljišta psilofitima;
• od psilofita u devonskom razdoblju nastala je cijela grupa kopnenih biljaka - mahovine, mahovine, preslice, paprati koje se razmnožavaju sporama;
• Gimnosperme su evoluirale iz sjemena paprati u devonu. Strukture koje su se pojavile neophodne za reprodukciju sjemena (na primjer, polenova cijev) oslobodile su seksualni proces u biljkama od ovisnosti o vodena sredina. Evolucija je pratila put redukcije haploidnog gametofita i dominacije diploidnog sporofita;
• Karbonski period paleozojske ere karakterizira široka raznolikost kopnene vegetacije. Drveće paprati se šire, formirajući šume ugljena;
• Tokom permskog perioda, drevne golosemenke postale su dominantna grupa biljaka. Zbog pojave sušne klime nestaju divovske paprati i drveće mahovine;
• U periodu krede počinje procvat kritosjemenjača, koji traje do danas.

Glavne karakteristike evolucije biljnog svijeta:

1. prelazak na dominaciju diploidne generacije nad haploidnom;
2. razvoj ženskog izdanka na matičnoj biljci;
3. prelazak sa sperme na injekciju muškog jezgra kroz polenovu cijev;
4. rasparčavanje biljnog tijela na organe, razvoj provodnog vaskularnog sistema, potpornih i zaštitnih tkiva;
5. poboljšanje reproduktivnih organa i unakrsno oprašivanje u cvjetnicama u vezi s evolucijom insekata;
6. razvoj sjemena za zaštitu embriona od štetnih utjecaja okoline;
7. pojava raznih metoda raspršivanja sjemena i plodova.

Evolucija životinja

Najstariji tragovi životinja datiraju iz pretkambrija (preko 800 miliona godina). Pretpostavlja se da potječu ili od zajedničkog stabla eukariota ili od jednoćelijskih algi, što potvrđuje postojanje Euglena green i Volvoxa, sposobnih za autotrofnu i heterotrofnu ishranu.

U kambrijskom i ordovicijskom periodu prevladavali su spužve, čoelenterati, crvi, bodljikaši, trilobiti, a pojavili su se i mekušci.

U ordoviciju su se pojavili organizmi nalik ribama bez čeljusti, a u siluru su se pojavile ribe s čeljustima. Prvi gnathostomi su dali povoda za ray-peraje i režnja peraje ribe. Ribe s perajima imale su peraje potporni elementi, iz kojeg su se kasnije razvili udovi kopnenih kralježnjaka. Iz ove grupe riba su nastali vodozemci, a potom i druge klase kralježnjaka.

Najstariji vodozemci su Ichthyostegas, koji su živjeli u Devonu. Vodozemci su cvjetali u karbonu.

Gmazovi koji su osvojili kopno u permskom periodu nastali su od vodozemaca, zahvaljujući pojavi mehanizma za usisavanje zraka u pluća, odbijanju disanja kože, pojavi rožnatih ljuski i ljuski jajeta koje prekrivaju tijelo, štiteći embrije od isušivanja i drugi uticaji okoline. Među gmizavcima se vjerovatno istakla grupa dinosaurusa, od kojih su nastale ptice.

Prvi sisari pojavili su se u trijaskom periodu mezozojske ere. Basic progressive biološke karakteristike sisari - hranjenje mladunaca mlijekom, toplokrvnost, razvijena moždana kora.

Karakteristike evolucije životinjskog svijeta:

1. progresivni razvoj višećeličnosti i, kao posledica, specijalizacija tkiva i svih organskih sistema;
2. slobodno pokretni način života, koji je odredio razvoj različitih mehanizama ponašanja, kao i relativnu nezavisnost ontogeneze od fluktuacija faktora okoline. Razvijeni i poboljšani mehanizmi unutrašnje samoregulacije tijela;
3. izgled tvrdog skeleta: vanjski kod brojnih beskičmenjaka - bodljokožaca, člankonožaca; unutrašnje kod kičmenjaka. Prednosti unutrašnjeg skeleta su u tome što ne ograničava povećanje veličine tijela.

Progresivni razvoj nervni sistem postala osnova za nastanak sistema uslovljeni refleksi i poboljšanje ponašanja.

Cijanobakterije, jer njihove ćelije nemaju formirana jezgra. Stoga se mogu klasificirati kao prokarioti (prenuklearni organizmi). Među plavo-zelenim algama postojali su jednoćelijski i višećelijski organizmi koji su imali sposobnost fotosinteze. Zahvaljujući procesu fotosinteze, kiseonik, neophodan za život aeroba, počeo je da ulazi u atmosferu naše planete.

Kasnije u proterozojskoj eri (prije oko 2600 miliona godina), crvene i zelene alge su preuzele Zemlju. Njihova dominacija se proširila u paleozojsko doba (prije otprilike 570 miliona godina). Tek u kasnom paleozoiku (silurski period) zabilježena je vitalna aktivnost na planeti najstarijih viših biljaka - rinofita ili psilofita. Ove biljke su imale izdanke, ali bez korijena ili listova. Rinofiti koji se razmnožavaju sporama. Živjeli su na kopnu ili djelomično u vodi u postojanju naše planete nova era počelo je pojavom viših, odnosno kopnenih biljaka. Prije oko 400-360 milijuna godina, u devonskom razdoblju paleozojske ere, na pozadini prevlasti riniofita i algi na Zemlji, pojavili su se prvi pteridofiti (paprati, preslice, mahovine) i biljke slične mahovini. Spadaju u biljke viših spora. Zahvaljujući širenju biljaka na kopnu, pojavile su se nove kopnene životinjske vrste. Kombinovana promjena tokom evolucije oblika biljaka i životinja uzrokovana je ogromna raznolikost zivot na Zemlji. Lice planete se radikalno promijenilo. Vezani način života biljke na kopnu doveo je do pojave podjele biljke na korijenje, stabljike i listove, kao i do pojave potpornih tkiva i vaskularnog provodnog sistema. Prvi kopnene biljke bile male veličine. Upijali su vodu kroz rizoide, poput mahovina koje su preživjele do danas na Zemlji. U njihovom razvojnom ciklusu je dominirala haploidna generacija (gametofit). Postupno su se pojavili veći oblici biljaka - nalik paprati, u kojima su se formirali složeni specijalizirani organi - korijeni s korijenskim dlačicama. U razvojnom ciklusu ovih biljaka dolazi do izražaja diploidna faza - sporofit, koji je sama biljka, dok je gametofit izdanak koji izgleda kao kvržica kod preslice i mahovine i kao mala ploča u obliku srca u paprati. . Tako je izvršen postupni prijelaz iz haploidne generacije u savršeniju - diploidnu. U paleozoičkoj eri, paprati su bile ogromne biljke koje su dominirale kopnom. Međutim, za njihovu reprodukciju bila je neophodna voda, što je ograničilo teritorij njihovog postojanja na područja s visokom vlažnošću.

U periodu karbona, koji je trajao od prije 360 ​​do 280 miliona godina, dokazana je pojava sjemenske paprati na našoj planeti, koja je kasnije postala preci svih golosjemenjača. U ovom trenutku rinofiti potpuno nestaju zbog nemogućnosti natjecanja s razvijenijim biljkama. A ogromne drveće paprati koje su tada dominirale, nakon odumiranja, formirale su naslage uglja.

U sljedećem permskom periodu paleozojske ere, na Zemlji su se pojavile drevne golosjemenke. Drveće paprati postepeno odumire, a zamjenjuju ih sjemenske i zeljaste paprati koje preuzimaju zemlju. Posebnost golosjemenjača je da se njihova reprodukcija vrši sjemenkama koje nemaju zaštitu u obliku stijenki ploda, jer ove biljke ne formiraju cvijeće i plodove. Seksualno razmnožavanje ovih biljaka odvijalo se nezavisno od okruženja kapaljkom. A njihova pojava tokom evolucijskih metamorfoza bila je posljedica promjena vlažnosti i temperature i promjena topografije Zemlje uslijed izdizanja kopna, odnosno pojave planinskih lanaca.

Mezozojska era započela je prije oko 240 miliona godina. U trijaskom periodu mezozoika pojavile su se moderne golosemenke, au periodu jure pojavile su se prve kritosjemenjače. Ali dominantna pozicija na planeti ostala je golosemenkama. Ovo je doba izumiranja drevnih paprati koje ne mogu izdržati prirodna selekcija. Tokom nicanja kritosjemenjača došlo je do niza aromorfoza. Prvo je formiran cvijet - transformirani izdanak prilagođen za stvaranje spora i gameta. Oprašivanje, oplodnja i formiranje embriona i ploda odvijali su se direktno u cvijetu. Drugo, za bolja zaštita i razmnožavanje, sjeme kritosjemenjača bilo je okruženo perikarpom. Ove biljke karakterizira seksualna reprodukcija. Angiosperme uključuju zeljaste biljke, drveće i grmlje. Uočavaju se različite modifikacije vegetativnih organa (korijen, stabljika, list). različite vrste biljke. Evolucijske promjene kod kritosjemenjača dogodile su se tokom relativnog vremena kratkoročno Stoga ih karakterizira visoka evolucijska plastičnost. Oprašivači insekata odigrali su ogromnu ulogu u toku evolucijskih transformacija. Angiosperme su produktivnije u razvoju okruženje i osvajaju nove teritorije, zahvaljujući njihovim strukturnim karakteristikama i sposobnosti formiranja složenih višeslojnih zajednica.

U kenozojskoj eri, koja je započela prije otprilike 70 miliona godina, postojeće kritosjemenjače i golosjemenke su počele dominirati našom planetom, dok su biljke više spore nazadovale.

Sada na Zemlji raste više od 350 vrsta biljaka, među kojima su cvjetnice, briofite, paprati i alge.