Kako su se pojavile prve kopnene biljke? Prve kopnene biljke

Većina modernih naučnika vjeruje da je planeta Zemlja nastala nešto ranije od prije četiri i po milijarde godina. Najraniji ostaci izumrlih organizama pronađeni su u stijenama koje su stare 3,8 milijardi godina. Prvi stanovnici Zemlje su bile anaerobne bakterije, odnosno nisu koristile kiseonik za disanje, kojeg još nije bilo u atmosferi.

Vjeruje se da je po prvi put proces fotosinteze počeo ići u bakterijama. Fotosinteza je najvažniji prirodni proces, kada interakcija sunčeve svjetlosti, vode i ugljičnog dioksida proizvodi organsku tvar i slobodan kisik.

Prve protozojske jednoćelijske alge i gljive pojavile su se prije oko 2 milijarde godina. Njihovi ostaci pronađeni su u naslagama proterozojske ere na Grenlandu i Kanadi. U isto vrijeme pojavile su se prve višećelijske biljke. Razvoj života na Zemlji, pojava i biljaka i životinja bili su usko povezani s procesom fotosinteze.

Naučnici vjeruju da su plavo-zelene alge (ovo je njihovo ime, a ne samo oznaka boje) i gljive prvi predstavnici biljnog svijeta na Zemlji. Ovo su niže biljke.

Prije više od 2 milijarde godina, prve kopnene biljke ličile su na mahovine koje sada možemo vidjeti na vlažnim, sjenovitim mjestima.

Prije oko 400.000.000 godina pojavile su se složenije biljke. Podsjećale su na moderne paprati. Paprati su prve imale korijenje, stabljike i listove. Ovo su znaci viših biljaka.

U vrijeme kada su se dinosaurusi pojavili, Zemlja je već bila prekrivena šumama. Ove biljke se razmnožavaju sjemenkama.

Borovi i drugi četinari pojavili su se kasnije, prije 300.000.000 godina. U ovu grupu stabala spadaju brojni predstavnici kao što su bor, smreka, kanadska smrča, kedar, ariš. Sva ova stabla skrivaju svoje sjeme u šišarkama.

Prve cvjetnice pojavile su se prije 150.000.000 godina. Njihovo dobro zaštićeno sjeme dalo im je veliku prednost u odnosu na biljke čije sjeme nije tako dobro zaštićeno. Dakle, više ih je i po broju i po vrsti. Ovih dana, cvjetnice su sveprisutne.

Bobica je voće koje ima mnogo sjemenki u sebi, a nema sjemena. Kada je bobica zrela, ima mesnat i sočan perikarp, poput jagoda, grožđa, vraninih očiju, borovnica, borovnica, borovnica, brusnica. Dakle, trešnja nije bobica, ali paradajz je bobica? Da, sa stanovišta botaničkog naučnika, to je tako. I agrumi: narandža, limun, mandarina, grejp,...

Bukva se nalazi u šumama u umjerenim područjima sjeverne hemisfere. To su velika stabla visine 25-40 m i prečnika debla do dva metra. Glatko, poput stupa, deblo je prekriveno sivom, glatkom korom. Listovi su jednostavni, oblik im je duguljasta elipsa. U jesen na drvetu sazrevaju plodovi - trougaoni orasi. Obično su 2, rjeđe 4 oraha u plišu, u kojima ...

Ova biljka se nalazi samo u istočnoj i jugoistočnoj Aziji. Evropljani o tome dugo nisu znali ništa, iako se limunska trava od pamtivijeka koristi u narodnoj medicini u Koreji, Japanu i Kini. Limunska trava je odličan tonik. Poboljšava tonus organizma, daje osobi vedrinu. Tinktura limunske trave sprečava i ublažava umor pri teškim fizičkim naporima. limunska trava -…

Na riječ "gljiva" prisjećamo se vrganja, meda, russule, pa čak i gnjuraca koji su nam poznati iz djetinjstva - jednom riječju, nešto što se sastoji od šešira i noge što raste u šumi i ulazi u našu košaru ako je jestiv, ili koji je tako lijepo dati nogu ako izgleda kao žabokrečina. Ali ovo je, da tako kažem, "tradicionalni" oblik gljiva. Na samom…

U umjerenim klimatskim uvjetima, stablo jabuke je najvažnije voćno drvo. Naučnici su izbrojali najmanje 10 hiljada vrsta stabala jabuke. Uzgajane su od raznih vrsta divljih biljaka. Sve ove sorte su prilagođene različitim klimatskim uslovima i tlima. Ali srednja zona Rusije s pravom se smatra zemljom jabuka, a najpoznatija i omiljena sorta jabuka je jantarno-žuta, mirisna, slatko-kisela i hrskava ...

Apsolutno je nemoguće zamisliti život bez čaja. Ovaj mirisni napitak sadrži vitamine B1, B2, C, P, PP, tanin, kofein i druge korisne supstance. Sjemenke se koriste za ekstrakciju ulja koje se koristi u parfimeriji. Lijekovi se prave od otpadaka lišća. Rodno mjesto čaja su suptropske šume jugoistočne Azije, južne regije Kine, Burme, Sjevernog Vijetnama i države Asam u sjeveroistočnoj Indiji u blizini...

Jarko narandžaste nasturcije nazivaju i kapucinima zbog šiljastog oblika cvijeta, koji podsjeća na kapuljaču monaha kapucina. Kod kuće, u tropskoj Americi, možete pronaći do 80 vrsta nasturcija. Rastu u vlažnim tropskim šumama, u sušnim stepama i u planinama. Takođe su ofarbane u prelepe žute, narandžaste boje, ali ima plavih i ljubičastih nasturcija. Sve tropske nasturcije...

kapetan James Cook; posjećujući ostrva Novog Zelanda, nije mogao a da ne obrati pažnju na biljku koja je rasla uz obale potoka i uz rubove močvara. Njegovi listovi vrlo podsjećaju po obliku i. veličine mačeva, pokrivali su priobalna brda, a nalazili su se u šikarama zimzelenog grmlja, pa čak i na suhim kamenitim mjestima. Bio je to novozelandski lan, koji je kasnije postao poznat...

U muzejima se do sada čuva elegantan namještaj od ebanovine sa intarzijama od breze - stolovi, fotelje, biroi. Bila je posebno u modi pod Petrom I i sve do kraja 18. veka. Tada se u bogatim kućama pojavio namještaj od "mahagonija". Dugo vremena se smatrala najdragocjenijom od dekorativnih pasmina. I dalje u...

Palme hrane, vode, oblače ljude. Najkorisnija od njih je kokosova palma. Jedno je od deset najvažnijih stabala na svijetu. Kokosova palma raste u tropima, na obalama okeana, mora i ostrva. Njihova visoka, 25-30 m debla obično su nagnuta prema moru. Gotovo sva ostrva u Tihom okeanu su okupirana šumarcima kokosovih palmi. Ove biljke se ne boje slanog...

Pitanje 1. Kada su se pojavile prve kopnene biljke? Kako su se zvali i koje su karakteristike imali?

Na početku paleozojske ere (era drevnog života) biljke naseljavaju uglavnom mora, ali nakon 150-170 miliona godina pojavljuju se prve kopnene biljke - psilofiti, koji zauzimaju međupoložaj između algi i kopnenih vaskularnih biljaka. Psilofiti su već imali slabo diferencirana tkiva sposobna da nose vodu i organske tvari, te su se mogli ojačati u tlu, iako im je još uvijek nedostajalo pravo korijenje (kao i pravi izdanci). Takve biljke su mogle postojati samo u vlažnoj klimi; kada su se uspostavili sušni uslovi, psilofiti su nestali. Međutim, oni su dali povoda za više prilagođene kopnene biljke.

Pitanje 2. U kom pravcu je išla evolucija biljaka na kopnu?

Dalja evolucija biljaka na kopnu išla je u pravcu rasparčavanja tijela na vegetativne organe i tkiva, poboljšavajući vaskularni sistem (koji osigurava brzo kretanje vode do velike visine). Sporene biljke (preslica, mahovine, paprati) su široko rasprostranjene.

Pitanje 3. Koje evolucijske prednosti daje prelazak biljaka na reprodukciju sjemenom?

Prelazak na reprodukciju sjemenom dao je biljkama mnoge prednosti: embrion u sjemenu sada je zaštićen od nepovoljnih uvjeta školjkama i opskrbljen hranom. Kod nekih golosjemenjača (četinjača) proces seksualne reprodukcije više nije povezan s vodom. Oprašivanje golosjemenjača vrši se vjetrom, a sjeme je opremljeno prilagodbama za raspršivanje životinja. Sve je to doprinijelo preseljavanju sjemenskih biljaka.

Pitanje 4. Opišite faunu paleozoika.

Životinjski svijet u paleozojskoj eri razvijao se izuzetno brzo i bio je predstavljen velikim brojem raznolikih oblika. Život je bujao u morima. Na samom početku ove ere (prije 570 miliona godina) već su postojale sve glavne vrste životinja, osim hordata. Spužve, koralji, bodljikaši, mekušci, ogromni grabežljivi rakovi - ovo je nepotpuna lista stanovnika mora tog vremena.

Pitanje 5. Koje su glavne aromorfoze u evoluciji kičmenjaka u paleozoiku.

Kod kičmenjaka paleozojske ere može se pratiti niz aromorfoza. Od toga se bilježi pojava čeljusti kod oklopnih riba, plućni način disanja i struktura peraja kod riba s režnjevima. Kasnije su glavne aromorfoze u razvoju kralježnjaka bile pojava unutrašnje oplodnje i formiranje niza ljuski jajeta koje štite embrion od isušivanja, komplikacija u strukturi srca i pluća i keratinizacije kože. Ove duboke promjene dovele su do pojave klase gmizavaca.

Pitanje 6. Koji su uslovi životne sredine i strukturne karakteristike kičmenjaka poslužili kao preduslovi za njihov izlazak na kopno?

Većina zemlje bila je beživotna pustinja. Duž obala slatkovodnih rezervoara, anelidi i člankonošci živjeli su u gustim šikarama biljaka. Klima je suva, sa oštrim kolebanjima temperature tokom dana i sezonski. Nivo vode u rijekama i akumulacijama se često mijenjao. Mnogi rezervoari su potpuno presušili i zamrznuli se zimi. Kada su vodena tijela presušila, vodena vegetacija je umrla, a biljni ostaci su se nakupili. Njihovo razlaganje trošilo je kiseonik otopljen u vodi. Sve to stvaralo je veoma nepovoljno okruženje za ribu. U takvim uslovima samo udisanje atmosferskog vazduha moglo bi ih spasiti.

Pitanje 7. Zašto su vodozemci karbonskog perioda postigli biološki prosperitet?

Gmizavci (gmizavci) su stekli neka svojstva koja su im omogućila da konačno prekinu vezu sa vodenim staništem. Unutrašnja oplodnja i nakupljanje žumanca u jajetu omogućili su reprodukciju i razvoj embriona na kopnu. Keratinizacija kože i složenija struktura bubrega pridonijeli su naglom smanjenju gubitka vode u tijelu i, kao rezultat toga, širokoj distribuciji. Izgled grudnog koša omogućio je efikasniji tip disanja nego kod vodozemaca - usisavanje. Nedostatak konkurencije uzrokovao je široku rasprostranjenost gmizavaca na kopnu i povratak nekih od njih - ihtiosaura - u vodenu sredinu.

Pitanje 8. Sažmite informacije dobijene iz ovog paragrafa u jednu tabelu "Evolucija flore i faune u paleozojskoj eri."

Pitanje 9. Navedite primjere odnosa između evolucijskih transformacija biljaka i životinja u paleozoiku.

U paleozoiku su se organi razmnožavanja i unakrsne oplodnje kod kritosjemenjača poboljšali paralelno s evolucijom insekata;

Pitanje 10. Može li se tvrditi da se aromorfoze zasnivaju na idioadaptaciji – privatnim adaptacijama na specifične uslove sredine? Navedite primjere.

Aromorfoze su zaista zasnovane na određenim adaptacijama na specifične uslove okoline. primjer za to je pojava golosjemenjača zbog klimatskih promjena - postalo je toplije i vlažnije. Kod životinja je takav primjer pojava uparenih udova kao rezultat pogoršanja uslova staništa i naknadnog pristupa zemljištu.

zametni stadij sjemenske biljke, koji nastaje u procesu polnog razmnožavanja i služi za naseljavanje. Unutar sjemena nalazi se embrion koji se sastoji od embrionalnog korijena, stabljike i jednog ili dva lista, odnosno kotiledona. Cvjetnice se prema broju kotiledona dijele na dvosobne i jednosobne. Kod nekih vrsta, kao što su orhideje, pojedinačni dijelovi embrija se ne razlikuju i počinju se formirati iz određenih stanica odmah nakon klijanja.

Tipično sjeme sadrži zalihe hranjivih tvari za embrion, koji će morati rasti neko vrijeme bez svjetlosti potrebne za fotosintezu. Ova rezerva može zauzeti većinu sjemena, a ponekad se nalazi unutar samog embrija - u njegovim kotiledonima (na primjer, u grašku ili grahu); tada su velike, mesnate i određuju opći oblik sjemena. Kada sjeme proklija, može se izvaditi iz zemlje na izduženoj stabljici i postati prvi fotosintetski listovi mlade biljke. Kod monokota (npr. pšenice i kukuruza) opskrba hranom je tzv. endosperm je uvek odvojen od embriona. Mleveni endosperm žitarica je dobro poznato brašno.

Kod kritosjemenjača se sjeme razvija iz jajne stanice – sitnog zadebljanja na unutrašnjem zidu jajnika, tj. dno tučka koji se nalazi u sredini cvijeta. Jajnik može sadržavati od jedne do nekoliko hiljada ovula.

Svaki od njih sadrži jaje. Ako se, kao rezultat oprašivanja, oplodi spermom koji iz polenovog zrna prodire u jajnik, jajovod se razvija u sjeme. Raste, a njena ljuska postaje gusta i pretvara se u dvoslojnu sjemensku ovojnicu. Njegov unutrašnji sloj je bezbojan, sluzav i sposoban je da snažno nabubri, upijajući vodu. Ovo će dobro doći kasnije, kada će rastući embrion morati probiti omotač sjemena. Spoljašnji sloj može biti mastan, mekan, film, tvrd, papirnat, pa čak i drvenast. Na koru sjemena, tzv. hilum - područje kojim je sjeme bilo povezano sa stabljikom, koja ga je pričvrstila za roditeljski organizam.

Sjeme je osnova za postojanje moderne flore i faune. Bez sjemena ne bi bilo ni crnogorične tajge, listopadnih šuma, cvjetnih livada, stepa, žitnih polja na planeti, ne bi bilo ptica i mrava, pčela i leptira, ljudi i drugih sisara. Sve se to pojavilo tek nakon što su biljke u toku evolucije dobile sjemenke u kojima se život, a da se ni na koji način ne deklarira, može sačuvati sedmicama, mjesecima, pa čak i godinama. Minijaturna biljna klica u sjemenu sposobna je putovati na velike udaljenosti; nije vezan za zemlju korenima, kao njegovi roditelji; ne treba vodu ni kiseonik; čeka u krilima da dođe do pogodnog mesta i sačeka povoljne uslove, da počne razvoj, koji se naziva klijanje semena.

Evolucija semena.

Stotinama miliona godina život na Zemlji je bio bez sjemena, kao što je bez njih sada na dvije trećine površine planete prekrivene vodom. Život je nastao u moru, a prve biljke koje su osvojile kopno još su bile bez sjemena, ali je samo pojava sjemena omogućila fotosintetičkim organizmima da u potpunosti ovladaju ovim novim staništem za njih.

Prve kopnene biljke.

Među velikim organizmima, prvi pokušaj da se učvrste na kopnu najvjerovatnije su napravili morski makrofiti - alge koje su se za vrijeme oseke našle na kamenju zagrijanom od sunca. Razmnožavaju se sporama - jednoćelijskim strukturama koje je raspršio roditeljski organizam i sposobne da se razviju u novu biljku. Spore algi su okružene tankim ljuskama, tako da ne podnose sušenje. Pod vodom je takva zaštita sasvim dovoljna. Spore se tamo šire strujama, a kako temperatura vode relativno malo varira, ne moraju dugo čekati na povoljne uslove za klijanje.

Prve kopnene biljke također su se razmnožavale sporama, ali je obavezna smjena generacija već utvrđena u njihovom životnom ciklusu. Seksualni proces koji je u njega uključen osigurao je kombinaciju nasljednih karakteristika roditelja, zbog čega je potomstvo kombiniralo prednosti svakog od njih, postajući veće, izdržljivije i savršenije strukture. U određenoj fazi takva progresivna evolucija dovela je do pojave jetrenjača, mahovina, klupskih mahovina, paprati i preslice, koji su već potpuno napustili rezervoare na kopnu. Međutim, razmnožavanje spora im još nije omogućilo da se šire izvan močvarnih mjesta s vlažnim i toplim zrakom.

Sporene biljke karbonskog perioda.

U ovoj fazi razvoja Zemlje (prije oko 250 miliona godina) među papratima i likopsidima pojavili su se džinovski oblici s djelomično lignificiranim stablima. Preslice nisu bile inferiornije po veličini od njih, čije su šuplje stabljike bile prekrivene zelenom korom natopljenom silicijum dioksidom. Gdje god su se pojavile biljke, slijedile su ih životinje, ovladavajući novim tipovima staništa. U vlažnom sumraku džungle ugljena bilo je mnogo velikih insekata (do 30 cm dužine), divovskih stonoga, pauka i škorpiona, vodozemaca koji su izgledali kao ogromni krokodili i daždevnjaka. Bilo je vretenaca raspona krila od 74 cm i žohara dužine 10 cm.

Drveće paprati, mahovine i preslice posjedovale su sve kvalitete potrebne za život na kopnu, osim jedne stvari - nisu formirale sjemenke. Njihovo korijenje efikasno je apsorbiralo vodu i mineralne soli, vaskularni sistem debla pouzdano je prenosio tvari potrebne za život u sve organe, a lišće je aktivno sintetiziralo organske tvari. Čak su se i spore poboljšale i dobile jaku celuloznu ljusku. Ne boje se isušivanja, vetar ih prenosi na velike udaljenosti i ne mogu odmah da proklijaju, već nakon određenog perioda mirovanja (tzv. uspavane spore). Međutim, čak i najsavršenija spora je jednoćelijska formacija; za razliku od sjemena, brzo se suši i ne sadrži zalihe hranljivih materija, te stoga ne može dugo čekati na povoljne uslove za razvoj. Ipak, formiranje spora u mirovanju bila je važna prekretnica na putu do sjemenskih biljaka.

Mnogo miliona godina klima na našoj planeti ostala je topla i vlažna, ali evolucija u plodnim divljinama močvara uglja nije stala. Biljke koje nose spore nalik drveću su prve razvile primitivne oblike pravog sjemena. Pojavile su se sjemenke paprati, likopsidi (poznati predstavnici roda Lepidodendron- na grčkom ovo ime znači "ljuskavo drvo") i kordaiti sa čvrstim drvenastim stablima.

Iako postoji nekoliko fosila ovih organizama koji su živjeli prije stotina miliona godina, poznato je da su paprati poput drveća postojale i prije karbona. U proljeće 1869. godine, Skohary Creek u Catskillsu, New York, bio je jako poplavljen. Poplava je odnijela mostove, srušila drveće i snažno odnijela obalu u blizini sela Gilboa. Ovaj incident bi dugo bio zaboravljen da voda koja pada nije otkrila posmatračima impresivnu zbirku čudnih panjeva. Njihove baze su se jako proširile, poput onih u močvarnim stablima, prečnik je dostigao 1,2 m, a njihova starost bila je 300 miliona godina. Detalji strukture kore su dobro očuvani, u blizini su bili razbacani fragmenti grana i listova. Naravno, sve je to, uključujući i mulj iz kojeg su se dizali panjevi, okamenilo. Geolozi su datirali fosile u gornji devon, prekarbon, i utvrdili da odgovaraju paprati. Sljedećih pedeset godina samo su se paleobotaničari sjećali nalaza, a onda je selo Gilboa predstavilo još jedno iznenađenje. Zajedno sa fosiliziranim stablima drevnih paprati, ovoga puta otkrivene su njihove grane sa pravim sjemenkama. Sada ova izumrla stabla pripadaju rodu Eospermatopteris, što se prevodi kao "paprat iz zore". („zora“, jer govorimo o najranijim sjemenskim biljkama na Zemlji).

Legendarni karbonski period je završio kada su geološki procesi zakomplikovali reljef planete, smrskavši njenu površinu u nabore i raskomadajući je planinskim lancima. Nizinske močvare bile su zatrpane pod debelim slojem sedimentnih stijena ispranih sa padina. Kontinenti su promijenili svoj oblik, potiskujući more i odstupajući okeanske struje od prethodnog toka, ledene kape su počele rasti na mjestima, a crveni pijesak prekrivao je ogromna kopna. Divovske paprati, klupske mahovine i preslice su izumrle: njihove spore nisu bile prilagođene oštrijoj klimi, a pokušaj prelaska na razmnožavanje sjemenom pokazao se preslab i neizvjestan.

Prve prave sjemenske biljke.

Šume uglja su nestale i bile prekrivene novim slojevima pijeska i gline, ali neka stabla su preživjela formirajući krilato sjeme sa jakom ljuskom. Takvo sjeme moglo bi se širiti brže, duže, a time i na veće udaljenosti. Sve je to povećalo njihove šanse da nađu povoljne uslove za klijanje ili čekaju da dođu.

Seme je bilo predodređeno da revolucioniše život na Zemlji na početku mezozojske ere. Do tada su dvije vrste drveća, cikas i ginko, izbjegle tužnu sudbinu druge karbonske vegetacije. Ove grupe su počele da naseljavaju mezozojske kontinente. Ne nailazeći na konkurenciju, proširili su se od Grenlanda do Antarktika, čineći vegetacijski pokrivač našeg planeta gotovo homogenim. Njihovo krilato sjeme putovalo je planinskim dolinama, letjelo preko beživotnih stijena, nicalo u pješčanim mrljama između stijena i među aluvijalnim šljunkom. Vjerovatno su im u razvoju novih mjesta pomogle male mahovine i paprati koje su preživjele klimatske promjene na planeti na dnu gudura, u hladu litica i uz obale jezera. Svojim organskim ostacima gnojili su tlo, pripremajući njegov plodni sloj za naseljavanje većih vrsta.

Planinski lanci i prostrane ravnice ostali su goli. Dvije vrste "pionirskih" stabala sa krilatim sjemenkama, koje su se proširile po planeti, bile su vezane za vlažna mjesta, jer su njihova jajašca oplođena spermatozoidima koji aktivno plivaju, poput mahovina i paprati.

Mnoge biljke spore formiraju spore različitih veličina - velike megaspore, koje daju ženske gamete, i male mikrospore, prilikom čije diobe nastaju pokretni spermatozoidi. Da bi oplodili jaje, moraju doplivati ​​do njega kroz vodu - dok je kap kiše i rose sasvim dovoljna.

Kod cikasa i ginka megaspore se ne raspršuju od strane matične biljke, već ostaju na njoj, pretvarajući se u sjemenke, međutim, spermatozoidi su pokretni, pa je za oplodnju potrebna vlaga. Vanjska struktura ovih biljaka, posebno listova, također ih približava precima nalik paprati. Očuvanje drevnog načina oplodnje spermatozoidima koji plutaju u vodi dovelo je do toga da je, unatoč relativno otpornom sjemenu, dugotrajna suša ostala nepremostivi problem za ove biljke, te je obustavljeno osvajanje kopna.

Budućnost kopnene vegetacije osigurala su drveća drugačijeg tipa, koja su rasla među cikasima i ginkom, ali su izgubila bičate spermatozoide. To su bile araucaria (rod Araucaria), četinari potomci karbonskih kordaita. U eri cikasa, araukarija je počela formirati ogromne količine mikroskopskih polenovih zrnaca, odgovarajućih mikrosporama, ali suha i gusta. Nošene su vjetrom do megaspora, tačnije do jajnih stanica iz kojih su formirana jajašca, a klijale su polenovim cijevima koje su dostavljale nepokretne sperme ženskim spolnim stanicama.

Tako se u svijetu pojavio polen. Potreba za vodom za gnojidbu je nestala, a biljke su se uzdigle u novu evolucijsku fazu. Formiranje polena dovelo je do enormnog povećanja broja sjemenki koje se razvijaju na svakom pojedinačnom stablu, a posljedično i do brzog širenja ovih biljaka. Antička araukarija imala je i način naseljavanja, očuvan u modernim četinarima, uz pomoć tvrdih krilatih sjemenki, koje vjetar lako prenosi. Tako su se pojavili prvi četinari, a vremenom i poznate vrste porodice borova.

Bor proizvodi dvije vrste češera. Muška dužina cca. 2,5 cm i 6 mm u prečniku grupirani su na krajevima najgornjih grana, često u grozdove od deset ili više, tako da ih veliko drvo može imati nekoliko hiljada. Razbacuju polen, obasipajući sve oko sebe žutim prahom. Ženski češeri su veći i rastu na stablu ispod muških. Svaka njihova ljuska po obliku podsjeća na lopaticu - široka izvana i sužena prema bazi, kojom je pričvršćena za drvenastu osovinu češera. Na gornjoj strani skale, bliže ovoj osi, otvoreno su smještene dvije megaspore koje čekaju oprašivanje i oplodnju. Polenova zrnca nošena vjetrom lete unutar ženskih čunjeva, kotrljaju se niz ljuskice do sjemenki i dolaze u kontakt s njima, što je neophodno za oplodnju.

Cikasi i ginko nisu mogli da se takmiče sa naprednijim četinarima, koji su, efikasno raspršujući polen i krilato seme, ne samo da su ih istisnuli, već su ovladali novim, ranije nepristupačnim uglovima zemlje. Taxodiaceae su postale prve dominantne crnogorice (sada uključuju, posebno, sekvoje i močvarne čemprese). Raširivši se po cijelom svijetu, ova prelijepa stabla su posljednji put prekrila sve dijelove svijeta jednolikom vegetacijom: njihovi ostaci se nalaze u Evropi, Sjevernoj Americi, Sibiru, Kini, Grenlandu, Aljasci i Japanu.

Cvjetnice i njihovo sjeme.

Četinari, cikasi i ginko spadaju u tzv. golosemenjača. To znači da se njihove ovule nalaze otvoreno na sjemenskim ljuskama. Cvjetnice čine odjel kritosjemenjača: njihove ovule i sjemenke koje se iz njih razvijaju skrivene su od vanjskog okruženja u proširenoj bazi tučka, zvanom jajnik.

Kao rezultat toga, polenovo zrno ne može direktno doći do ovule. Za spajanje gameta i razvoj sjemena potrebna je potpuno nova biljna struktura - cvijet. Muški dio mu predstavljaju prašnici, a ženski tučak. Mogu biti u istom cvijetu ili u različitim cvjetovima, čak i na različitim biljkama, koje se u drugom slučaju nazivaju dvodomne. Dvodomne vrste uključuju, na primjer, jasen, božikovinu, topole, vrbe, datule.

Da bi došlo do oplodnje, polenovo zrno mora sletjeti na vrh tučka - ljepljivu, ponekad perastu stigmu - i prilijepiti se za nju. Stigma ispušta hemikalije pod čijim uticajem klija polenovo zrno: živa protoplazma, izlazeći ispod svoje tvrde ljuske, formira dugačku polenovu cijev koja prodire kroz žig, širi se dalje duboko u tučak duž njegovog izduženog dela (stupa) i konačno dospijeva do jajnika sa ovulama. Pod utjecajem kemijskih atraktanata, jezgro muške gamete kreće se duž polenove cijevi do ovule, prodire u nju kroz sićušnu rupu (mikropil) i spaja se s jezgrom jajeta. Ovako dolazi do oplodnje.

Nakon toga, sjeme se počinje razvijati - u vlažnom okruženju, bogato opskrbljenom hranjivim tvarima, zaštićeno zidovima jajnika od vanjskih utjecaja. Paralelne evolucijske transformacije poznate su i u životinjskom svijetu: vanjska oplodnja, koja je tipična, recimo, za ribe, zamjenjuje se unutrašnjom oplodnjom na kopnu, a embrion sisara nastaje ne u jajima položenim u vanjsko okruženje, kao npr. na primjer, kod tipičnih reptila, ali unutar materice. Izolacija sjemena u razvoju od vanjskih utjecaja omogućila je biljkama cvjetnice da hrabro "eksperimentiraju" sa svojim oblikom i strukturom, a to je, zauzvrat, dovelo do lavinske pojave novih oblika kopnenih biljaka, čija je raznolikost počela da se smanjuje. rastu brzinom bez presedana u prethodnim erama.

Kontrast sa golosemenkama je očigledan. Njihovo "golo" sjeme koje leži na površini ljuski, bez obzira na vrstu biljke, približno je isto: kapljičasto, prekriveno tvrdom kožicom, za koju je ponekad pričvršćeno ravno krilo, formirano od ćelija koje okružuju sjeme. Nije iznenađujuće da je dugi niz milijuna godina oblik golosjemenjača ostao vrlo konzervativan: borovi, smreke, jele, kedrovi, tise, čempresi su vrlo slični jedni drugima. Istina, kod kleke se sjeme tise i ginka može zamijeniti s bobicama, ali to ne mijenja cjelokupnu sliku - ekstremnu ujednačenost općeg plana strukture golosjemenjača, veličinu, vrstu i boju njihovog sjemena u odnosu na ogromno bogatstvo cvjetnih oblika.

Unatoč oskudnim informacijama o prvim fazama evolucije kritosjemenjača, vjeruje se da su se pojavili do kraja mezozojske ere, koja se završila prije oko 65 miliona godina, a na početku kenozojske ere već su osvojili svijet. . Najstariji poznati nauci cvjetni rod - Claytonia. Njegovi fosili pronađeni su na Grenlandu i Sardiniji, odnosno vjerovatno je da je čak i prije 155 miliona godina bio jednako raširen kao cikasi. Leaves at Claytonia dlanasto složeni, poput sadašnjeg divljeg kestena i lupine, a plodovi su bobičasti prečnika 0,5 cm na kraju tanke stabljike. Možda su ove biljke bile smeđe ili zelene boje. Svijetle boje cvjetova i plodova kritosjemenjača pojavile su se kasnije, paralelno s evolucijom insekata i drugih životinja koje su trebali privući. bobica Claytoniačetiri sjemenke; na njemu možete uočiti nešto što liči na ostatak stigme.

Osim izuzetno rijetkih fosilnih ostataka, neobične moderne biljke, grupisane u red Gnetales, daju uvid u prve cvjetnice. Jedan od njihovih predstavnika je četinjača (rod Ephedra), naročito u pustinjama jugozapadnih Sjedinjenih Država; izvana izgleda kao nekoliko bezlisnih šipki koje se protežu iz debele stabljike. Drugi rod je velvichia ( Welwitschia) raste u pustinji uz jugozapadnu obalu Afrike, a treći je gnetum ( Gnetum) je niski grm indijskih i malajskih tropa. Ova tri roda se mogu smatrati "živim fosilima", pokazujući moguće puteve za transformaciju golosjemenjača u kritosjemenke. Češeri četinjača spolja podsjećaju na cvijeće: njihove ljuske podijeljene su na dva dijela, nalik na latice. Velvichia ima samo dva široka trakasta lista dužine do 3 m, potpuno različita od iglica četinara. Sjeme gnetuma ima dodatnu ljusku, zbog čega izgledaju kao koštice kritosjemenjača. Poznato je da se kritosjemenke razlikuju od golosjemenjača po strukturi drveta. Među tlačiteljima kombinuje karakteristike obe grupe.

Širenje sjemena.

Održivost i raznolikost biljnog svijeta ovise o sposobnosti vrsta da se šire. Matična biljka je cijeli život ukorijenjena na jednom mjestu, stoga njeno potomstvo mora pronaći drugo. Ovaj zadatak razvoja novog prostora povjeren je sjemenu.

Prvo, polen mora sletjeti na tučak cvijeta iste vrste, tj. do oprašivanja mora doći. Drugo, polenova cijev mora doći do ovule, gdje će se spojiti jezgra muške i ženske gamete. Konačno, zrelo sjeme mora napustiti matičnu biljku. Vjerovatnoća da će sjeme proklijati i uspješno se ukorijeniti na novom mjestu je mali djelić procenta, pa su biljke prinuđene da se oslanjaju na zakon velikih brojeva i raspršuju što je moguće više sjemena. Posljednji parametar je općenito obrnuto proporcionalan njihovim šansama za preživljavanje. Uporedimo, na primjer, kokosovu palmu i orhideje. Kokosova palma ima najveće sjemenke u biljnom svijetu. U okeanima su u stanju plivati ​​neograničeno sve dok ih valovi ne izbace na mekani obalni pijesak, gdje će konkurencija sadnica sa drugim biljkama biti mnogo slabija nego u šumi. Kao rezultat toga, šanse da se nasele za svaki od njih su prilično velike, a jedna zrela palma, bez rizika za vrstu, obično daje samo nekoliko desetina sjemenki godišnje. Orhideje, s druge strane, imaju najmanje sjemenke na svijetu; u tropskim šumama prenose ih slaba strujanja zraka među visokim krošnjama i klijaju u vlažnim pukotinama kore na granama drveća. Situacija je komplicirana činjenicom da na tim granama treba pronaći posebnu vrstu gljive, bez koje je klijanje nemoguće: sjeme malih orhideja ne sadrži rezerve hranjivih tvari i u prvim fazama razvoja sadnica dobivaju ih od gljive. Nije iznenađujuće da u jednom plodu minijaturne orhideje ima nekoliko hiljada ovih sjemenki.

Angiosperme nisu ograničene na proizvodnju različitih sjemenki kao rezultat oplodnje: jajnici, a ponekad i drugi dijelovi cvijeća, razvijaju se u jedinstvene strukture koje sadrže sjemenke - plodove. Plod se može pretvoriti u mahunarku koja štiti sjemenke do sazrijevanja, pretvoriti se u jak kokos koji može da putuje na duga morska putovanja, u sočnu jabuku koju će životinja pojesti na skrovitom mjestu, koristeći pulpu, ali ne i sjemenke. Bobice i koštice omiljena su poslastica ptica: sjemenke ovih plodova se ne probavljaju u njihovim crijevima i padaju u tlo zajedno s izmetom, ponekad i mnogo kilometara od matične biljke. Plodovi su krilati i pahuljasti, a oblik dodataka koji povećavaju volatilnost mnogo je raznolikiji od oblika sjemenki bora. Krilo ploda jasena podsjeća na veslo, kod brijesta izgleda kao obod šešira, kod javora upareni plodovi - diptera - podsjećaju na ptice koje lebde, u ailanthusu krila ploda su uvijena pod uglom prema svakom drugi, formirajući, takoreći, propeler.

Ove adaptacije omogućavaju biljkama cvjetnice da vrlo efikasno koriste vanjske faktore za širenje sjemena. Međutim, neke vrste ne računaju na pomoć izvana. Dakle, plodovi osjetljivosti su neka vrsta katapulta. Geranije koriste sličan mehanizam. Unutar njihovog dugog ploda prolazi šipka, za koju su za sada pričvršćena četiri ravna i spojena ventila - odozgo drže čvrsto, odozdo slabo. Kada sazriju, donji krajevi klapni se odvajaju od osnove, oštro se uvijaju prema vrhu štapa i raspršuju sjemenke. U grmu ceanotusa poznatom u Americi, jajnik se pretvara u bobicu, po strukturi slična tempiranoj bombi. Pritisak soka iznutra je toliko visok da se nakon sazrevanja zraka sunčeve svjetlosti dovoljno zagrije da se njegovo sjeme rasprši na sve strane poput živog gelera. Kutije običnih ljubičica, nakon što se osuše, pucaju i oko sebe raspršuju sjemenke. Plodovi hamamelisa djeluju poput haubice: kako bi sjemenke pale dalje, gađaju ih pod velikim uglom prema horizontu. U djevičanu knotweeda, na mjestu gdje je sjeme pričvršćeno za biljku, formira se proljetna struktura koja odbacuje zrelo sjeme. Kod oksalisa ljuske ploda prvo nabubre, a zatim pucaju i skupljaju se tako oštro da sjemenke izlete kroz pukotine. Arceutobij je sićušan, zbog hidrauličkog pritiska unutar bobica, istiskuje sjemenke iz njih poput minijaturnih torpeda.

Viabilnost sjemena.

Embrioni mnogih sjemenki su snabdjeveni hranjivim tvarima i ne pate od sušenja pod hermetičkim omotačem, te stoga mogu čekati na povoljne uvjete mnogo mjeseci, pa čak i godina: kod slatke djeteline i lucerke - 20 godina, kod ostalih mahunarki - više od 75, u pšenici, ječmu i zobi - do deset. Sjeme korova odlikuje se dobrom održivošću: u kovrčavoj kiselici, divizme, crnoj gorušici i biberu, klijaju nakon što leže u zemlji pola stoljeća. Smatra se da se na 1 ha običnog poljoprivrednog zemljišta zakopa 1,5 tona sjemena korova, koji samo čekaju priliku da se približe površini i niknu. Sjemenke kasije i lotosa ostaju održive vekovima. Rekord održivosti još uvijek drži sjeme lotosa oraha, otkriveno prije nekoliko godina u dnu jednog od isušenih jezera u Mandžuriji. Radiokarbonskom metodom utvrđeno je da je njihova starost 1040 ± 120 godina.

Gledajući svoj domaći kaktus, nehotice sam pomislio: "Ali kako su biljke uopće započele svoj put na kopnu? I kada se to dogodilo?" Želio bih razgovarati o ovoj vrlo zanimljivoj temi.

Kako i kada su se pojavile prve biljke sushi

Kao što znate, sav život na Zemlji je nastao u vode. I biljke nisu izuzetak. Nekad su svi bili protozojske alge, ali onda je došla faza kada su počele da klijaju na kopnu.

I na kraju su počeli da izlaze na površinu Silura (blizu 4 05-440 miliona godina prije), šta u Paleozoic era. Tada su bili aktivni moćni rudarski procesi, što dovodi do skupljanja i isušivanje mnogih mora. To je ono što je uzrokovalo da neke alge "izađu" na kopno.

Prve biljke na površini su psilofiti. Imali su samo golu stabljiku, koja je bila pričvršćena za zemlju uz pomoć posebnih izraslina - rizoida. Sami psilofiti imali su vrlo jednostavnu strukturu, ali su imali razgranate stabljike sa izraslinama koje su zadržale sporova.

Psilofiti su preferirali močvarne i mokro područje, jer nisu imali moćan korijenski sistem za vađenje vode. Danas se vjeruje da su nekada takve biljke postavljale beskrajne tepihe na goloj površini Zemlje.

Osim toga, psilofiti mogu biti oboje veoma visoko(mnogo više od ljudskog rasta), i vrlo nisko i mali.

Kako su se prilagodile prve kopnene biljke?

Vrijedi posebnog pomena sistem fiksiranja, koje su biljke savladale za život na kopnu. Na kraju krajeva, oni se veoma razlikuju od života pod vodom. Dakle, takve poteškoće bi se mogle nazvati:

• potreba očuvanje vode od njegovog isparavanja u vazduhu;
• potreba za obrazovanjem tvrdi zaštitni poklopac;
• adaptacija na konstantno promjenjivi uslovi okruženje.

I mnoge druge. Takve biljke također su morale naučiti više vježbati složena fotosinteza, usidriti se u tlu i primati od njega potrebno minerali.

Sve ove poteškoće savladali su biljni organizmi. A dokaz za to je naš život na zemlji.

Mi, savremenici, znamo vrlo malo o prvim predstavnicima biljnog svijeta. Nažalost, pronađeno je nekoliko njihovih fosila. Međutim, naučnici su, koristeći fosilizirane otiske drevnih biljaka, ipak vratili njihov izgled, a također su ispitali strukturne karakteristike biljaka koje su postale prve

Nauka koja proučava karakteristike strukture i života fosilnih biljaka naziva se "paleobotanika". Paleobotaničari su ti koji traže odgovore na pitanja o porijeklu biljnog svijeta.

Klasifikacija spornih biljaka

Prve biljke na Zemlji razmnožavale su se uz pomoć spora. Među modernim predstavnicima flore postoje i spore biljke. Prema klasifikaciji, svi su spojeni u jednu grupu - "biljke višeg spora". Zastupljeni su Rhiniophytes, Zosterophylophytes, Trimsrophytes, Psilotophytes, Bryophytes (Bryophytes), Lycopodiophytes (Lycopterous), Equizetophytes (Preslica) i Polypodiophytes (Paprati). Među ovim odjelima, prve tri su potpuno izumrle, dok ostale sadrže i izumrle i sada postojeće grupe.

Rhiniophytes - prve kopnene biljke

Prve kopnene biljke bile su predstavnici flore koja je naselila Zemlju prije oko 450 miliona godina. Rasle su u blizini različitih akumulacija ili na mjestima plitke vode, koja su se karakterisala periodičnim plavljenjem i sušenjem.

Sve biljke koje su ovladale zemljom imaju zajedničku osobinu. Ovo je podjela tijela na dva dijela - nadzemni i podzemni. Takva struktura bila je karakteristična i za Rhyniophytes.

Ostaci drevnih biljaka prvi put su otkriveni u drugoj polovini 19. stoljeća na teritoriji moderne Kanade. Ali iz nepoznatih razloga, ovo otkriće nije zanimalo botaničare. A 1912. godine, u blizini škotskog sela Rainy, lokalni seoski liječnik pronašao je još nekoliko fosiliziranih biljaka. Nije znao da u rukama drži posmrtne ostatke prvih zemaljskih stanovnika, ali je, pošto je bio veoma radoznao, odlučio da detaljno prouči zanimljiv nalaz. Nakon što je napravio rez, pronašao je dobro očuvane ostatke biljaka. Stabljika je bila vrlo tanka, gola, a za nju su pričvršćeni izduženi nastavci (slično izduženim kuglicama) sa vrlo debelim stijenkama. Informacije o nalazu brzo su stigle do paleobotaničara, koji su otkrili da su pronađeni ostaci prve kopnene biljke. Bilo je nedoumica oko imena ovih drevnih ostataka. Ali kao rezultat toga, odlučili su krenuti najjednostavnijim putem i nazvali Riniophytes po imenu sela u blizini kojeg su pronađeni.

Strukturne karakteristike

Vanjska struktura Rhyniophytes je vrlo primitivna. Tijelo se granalo po dihotomnom tipu, odnosno na dva dijela. Još nisu imali lišće i pravo korijenje. Pričvršćivanje na tlo izvršeno je uz pomoć rizoida. Što se tiče unutrašnje strukture, naprotiv, bila je prilično složena, posebno u poređenju sa algama. Dakle, imao je stomatalni aparat, uz pomoć kojeg su se odvijali procesi izmjene plinova i isparavanja vode. Zbog njihovog odsustva, prve biljke na Zemlji bile su relativno male visine (ne više od 50 cm) i prečnika stabljike (oko 0,5 cm).

Paleobotaničari vjeruju da sve moderne kopnene biljke potiču od Rhyniophytes.

Psilofiti su prve kopnene biljke. Je li ovo istina?

Vjerovatnije ne nego da. Naziv "psilofiti" zapravo se pojavio još 1859. godine. Američki paleobotaničar Dawson je tako nazvao jednu od pronađenih biljaka. Odabrao je ovu opciju, jer u prijevodu ova riječ znači "gola biljka". Do početka 20. vijeka, Psilophytes je bio naziv za rod drevnih biljaka. Ali prema rezultatima naknadnih revizija, ovaj rod je prestao postojati, a upotreba ovog imena postala je neovlaštena. Trenutno, najpotpunije opisani rod Rinia daje ime cijelom odjelu najstarijih predstavnika kopnene flore. Stoga su prve kopnene biljke bile Rhyniophytes.

Tipični predstavnici prvih kopnenih biljaka

Pretpostavlja se da su prve kopnene biljke bile kuksonija i rinija.

Jedan od najstarijih predstavnika flore bila je kuksonija, koja je izgledala kao mali grm visine ne više od 7 cm. Močvarne nizine bile su povoljno okruženje za uzgoj. Fosilizirani ostaci kuksonije i srodnih vrsta pronađeni su u Češkoj Republici, Sjedinjenim Američkim Državama i u nekim područjima Zapadnog Sibira.

Usko povezana, rinija je mnogo bolje proučena od kuharsonije. Njeno tijelo je bilo masivnije: biljka je mogla doseći visinu od 50 cm, a prečnik stabljike 5 mm. Na kraju stabljike rinije bila je kupola u kojoj su bile spore.

Drevni predstavnici roda Rinia iznjedrili su mnoge tropske i suptropske biljke. Prema savremenoj klasifikaciji, oni su ujedinjeni u odjeljenje Psilofita. Vrlo je rijedak, jer uključuje oko 20 vrsta. Na neki način su vrlo slični svojim starim precima. Konkretno, obojica imaju približnu visinu Psilofita od 25 do 40 cm.

Moderni nalazi

Donedavno su paleontolozi u naslagama starijim od 425 miliona godina nalazili samo ostatke primitivnih triletnih spora sa glatkom ljuskom. Takvi nalazi pronađeni su u Turskoj. Pripisuju se gornjem ordovicijumu. Pronađeni primjerci nisu mogli rasvijetliti podatke o vremenu pojavljivanja vaskularnih biljaka, budući da su bili pojedinačni i iz njih je bilo potpuno nejasno koji pojedini predstavnici biljne vrste pripadaju glatkim sporama.

Ali ne tako davno, pouzdani ostaci trogodišnjih spora s ukrašenom školjkom otkriveni su u Saudijskoj Arabiji. Utvrđeno je da starost pronađenih uzoraka varira od 444 do 450 miliona godina.

Cvatnja vaskularnih biljaka nakon glacijacije

Tokom druge polovine ordovicija, ono što je danas Saudijska Arabija i Turska činile su sjeverni dio superkontinenta, očigledno, i bilo je prvobitno stanište vaskularnih biljaka. Dugi istorijski period oni su živeli samo u svojoj "evolucionoj kolijevci", dok su planetu naseljavali predstavnici primitivnih briofita sa svojim kriptosporama. Najvjerovatnije je masovno naseljavanje vaskularnih biljaka počelo nakon velike glacijacije koja se dogodila na prijelazu ordovicija i silura.

Teorija telome

U toku proučavanja Rhyniophytes pojavila se takozvana teorija teloma, koju je stvorio njemački botaničar Zimmermann. Otkrio je strukturne karakteristike Rhiniophytes, koji su do tada prepoznati kao prve kopnene biljke. Zimmerman je također pokazao navodne načine postajanja važnih vegetativnih i reproduktivnih organa viših biljaka.

Prema njemačkom naučniku, tijelo Rhyniophytes sastojalo se od radijalno simetričnih osa, čije je krajnje grane Zimmerman nazvao telomes (od grčkog telos - "kraj").

Putem evolucije, telomi su, podvrgnuti brojnim promjenama, postali glavni organi viših biljaka: stabljike, listovi, korijeni, sporofili.

Dakle, sada možete nedvosmisleno odgovoriti na pitanje "Kako su se zvale prve kopnene biljke?". Danas je odgovor očigledan. To su bili Rhyniophytes. Oni su prvi izašli na površinu Zemlje i postali rodonačelnici predstavnika moderne flore, unatoč činjenici da je njihova vanjska i unutrašnja struktura bila primitivna.