Эволюция растений Эволюция растений была изучена по ископаемым остаткам древних растений и с тщательного сравнения строения разных современных растений.
От жгутиконосцев произошли низшие одноклеточные - водоросли. В процессе эволюции одноклеточные водоросли, пройдя через этап колониальности, перешли к многоклеточным. Благодаря многоклеточности появилась специализация. Специализация - это превращение одинаковых частей в неодинаковые для выполнения различных функций. Например, у улотрикса все клетки одинаковые, потому что они выполняют одинаковые функции. У вольвокса одни клетки выполняют функцию питания и движения, а другие - только функцию размножения, поэтому они различаются по внешнему виду и строению. Водоросли не смогли выйти на сушу ввиду того, что их ткани легко отдают воду и, следовательно, быстро высыхают, а также в связи с тем, что для полового размножения им необходима водная среда.
Рис. 11.3. Схема эволюционных изменений растений в направлении увеличения размеров и значения бесполого поколения (2 n) и редукции размеров полового поколения (n): А - водоросли; Б - мхи; В - папоротники; Г - голосеменные; Д - покрытосеменные.
Развитие водорослей характерно для архея, протерозоя, кембрика, ордовика. Зеленые водоросли возникли раньше других растений на Земле. Поэтому у них мы встречаем много разных полового размножения. На водорослях природа как бы испытывала его разные варианты. В дальнейшем эволюция растений шла в направлении ослабления функций гаметофита, что их выходу на сушу. Если водоросли появились примерно 1 млрд. лет назад, то первые наземные растения появились только 420 млн. лет назад. 580 млн. лет понадобилось растениям, чтобы перейти от водного к наземному образу жизни! Завоевание суши было длительным и трудным процессом, стоившим многих жертв растениям. Растения смогли жить на суше только после того, как у них появился эпидермис - специальная покровная ткань с толстыми клеточными стенками, пропитанными восковидным водонепроницаемым веществом (кутикулой) . На суше растениям пришлось самим поддерживать свое тело с специальных механических тканей.
Поскольку элементы питания равномерно рассеяны в окружающей среде, растения в ходе эволюции постепенно потеряли подвижность и перешли к прикрепленному образу жизни. Они в течение всей жизни остаются на одном месте, а передвижение связано либо с размножением (гаметы, пыльца, споры) , либо с постепенным нарастанием органов (например, корней в почве) .
Первыми растениями, при к жизни на суше, были ныне вымершие псилофиты (от греч. "псилос" - скудный, голый + "фитон" - растение) . Найдены ископаемые остатки некоторых псилофитов, и по ним был воссоздан внешний облик этих древних растений. Псилофиты были еще очень похожи на зеленых водорослей, от которых произошли. Их тело еще не было разделено на органы.
Мхи произошли от водорослей. Из споры образуется предросток, который имеет сходство с водорослью. Предросток развивается в мох - гаметофит, которому для копуляции гамет нужна вода. Для мхов характерно накопление воды в пазухах листьев. Образовавшаяся зигота развивается в спорофит, который не имеет самостоятельного значения, т. к. развивается на гаметофите. Спорофит засухоустойчив, что позволило мхам частично завоевать сушу.
Биосинтез белка, хотя непосредственно и регулируется рибонуклеиновыми кислотами, опосредованно связан с контролирующим влиянием ДНК ядра и что РНК сначала синтезируется в ядре, затем поступает в цитоплазму, где выполняет роль матрицы в синтезе белка. Полученные значительно позже экспериментальные данные подтвердили гипотезу о том, что основной функцией нуклеиновых кислот является не только хранение генетической информации, но и реализация этой информации путем программированного синтеза специфических белков.
Познакомимся со строением семени сладкого перца. Оно плоское, круглое, слегка желтоватое. Рубчик в виде вытянутой площадочки расположен на узком ребре семени в его основании. Семенная кожура твердая и прочная, но сравнительно тонкая.
Сквозь кожуру просвечивает контур зародыша, который изогнут и расположен ближе к ребру семени. Центральная часть семени занята особой запасающей тканью, которую называют эндоспермом. На разрезе семени перца, сделанном параллельно его плоской стороне, хорошо видно, что зародыш окружает эндосперм.
Сравним строение семян фасоли и перца и выделим черты их сходства и различия. Сходство проявляется в том, что семена имеют кожуру и зародыш с двумя семядолями. Однако у фасоли эндосперма нет и запасные вещества отложены в семядолях, то есть в листьях зародыша. У перца ендосперм хорошо развит, и именно в нем отложены запасные вещества семени, а семядоли тонкие. У зародыша перца почечка слабо развита и представлена маленьким участком образовательной ткани.
Эволюция растений была изучена по ископаемым остаткам древних растений и с тщательного сравнения строения разных современных растений.
От жгутиконосцев произошли низшие одноклеточные - водоросли. В процессе эволюции одноклеточные водоросли, пройдя через этап колониальности, перешли к многоклеточным. Благодаря многоклеточности появилась специализация. Специализация - это превращение одинаковых частей в неодинаковые для выполнения различных функций. Например, у улотрикса все клетки одинаковые, потому что они выполняют одинаковые функции. У вольвокса одни клетки выполняют функцию питания и движения, а другие - только функцию размножения, поэтому они различаются по внешнему виду и строению. Водоросли не смогли выйти на сушу ввиду того, что их ткани легко отдают воду и, следовательно, быстро высыхают, а также в связи с тем, что для полового размножения им необходима водная среда.
Рис. 11.3. Схема эволюционных изменений растений в направлении увеличения размеров и значения бесполого поколения (2 n) и редукции размеров полового поколения (n):
А - водоросли; Б - мхи; В - папоротники; Г - голосеменные; Д - покрытосеменные.
Развитие водорослей характерно для архея, протерозоя, кембрика, ордовика. Зеленые водоросли возникли раньше других растений на Земле. Поэтому у них мы встречаем много разных полового размножения. На водорослях природа как бы испытывала его разные варианты. В дальнейшем эволюция растений шла в направлении ослабления функций гаметофита, что их выходу на сушу. Если водоросли появились примерно 1 млрд. лет назад, то первые наземные растения появились только 420 млн. лет назад. 580 млн. лет понадобилось растениям, чтобы перейти от водного к наземному образу жизни! Завоевание суши было длительным и трудным процессом, стоившим многих жертв растениям. Растения смогли жить на суше только после того, как у них появился эпидермис - специальная покровная ткань с толстыми клеточными стенками, пропитанными восковидным водонепроницаемым веществом (кутикулой) . На суше растениям пришлось самим поддерживать свое тело с специальных механических тканей.
Поскольку элементы питания равномерно рассеяны в окружающей среде, растения в ходе эволюции постепенно потеряли подвижность и перешли к прикрепленному образу жизни. Они в течение всей жизни остаются на одном месте, а передвижение связано либо с размножением (гаметы, пыльца, споры) , либо с постепенным нарастанием органов (например, корней в почве) .
Первыми растениями, при к жизни на суше, были ныне вымершие псилофиты (от греч. "псилос" - скудный, голый + "фитон" - растение) . Найдены ископаемые остатки некоторых псилофитов, и по ним был воссоздан внешний облик этих древних растений. Псилофиты были еще очень похожи на зеленых водорослей, от которых произошли. Их тело еще не было разделено на органы.
Мхи произошли от водорослей. Из споры образуется предросток, который имеет сходство с водорослью. Предросток развивается в мох - гаметофит, которому для копуляции гамет нужна вода. Для мхов характерно накопление воды в пазухах листьев. Образовавшаяся зигота развивается в спорофит, который не имеет самостоятельного значения, т. к. развивается на гаметофите. Спорофит засухоустойчив, что позволило мхам частично завоевать сушу.