Развитие растительного мира
Изучение развития растительного мира. Человека издавна интересовали вопросы: всегда ли организмы и виды были такими, какими мы видим их сейчас? Чем объясняется такое разнообразие видов в природе? Как возникли современные виды растений и животных? Ответы на эти вопросы даёт учение об эволюции. Знание законов эволюции позволяет понять, почему одни виды сменялись другими, почему некоторые виды полностью вымерли или сильно изменились по сравнению со своими предками и из них образовались новые виды, а какие-то сохранились до наших дней.
Эволюция — процесс исторического развития живой природы. Многообразие организмов, существовавших в прошлые геологические эпохи, изучает наука палеонтология. Одно из подразделений палеонтологии — палеоботаника — изучает ископаемые остатки древних растений, населявших нашу планету в прошлые геологические периоды, исследует строение, разнообразие, распространение и эволюцию этих растений. Иногда растения попадали в условия без доступа кислорода (в болото, под пласт обвалившейся породы и т. п.). В этих условиях они не перегнивали, а пропитывались минеральными веществами. Происходило окаменение или оставались отпечатки на твёрдых породах. По отпечаткам и окаменелостям, которые находят в земной коре, учёные выясняют, как шло развитие живой природы, как одни организмы вытеснялись другими, усложнялась их организация. Так, в наиболее древних слоях земной коры можно увидеть лишь остатки водорослей, в менее древних встречаются папоротники, голосеменные растения. Ещё позже появляются покрытосеменные растения. Как же происходила эволюция растительного мира?
Основные этапы развития растительного мира
Начальные этапы развития растительного мира. Согласно современным представлениям, жизнь на Земле зародилась в воде более 4 млрд лет назад. Первые живые существа имели более простое строение, чем современные бактерии, одноклеточные грибы, водоросли. В отличие от тел неживой природы, у них происходил обмен веществ: они поглощали из окружающей среды необходимые для жизни вещества, преобразовывали их и выделяли ненужные продукты жизнедеятельности. Первые живые организмы использовали органические и минеральные вещества, растворенные в воде первичного океана.
Постепенно запасы питательных веществ в первичном океане стали истощаться. Между организмами началась борьба за пищу. В этих условиях у некоторых примитивных организмов появились хлорофилл и хлоропласты. Организмы, имевшие хлорофилл и хлоропласты, стали использовать солнечную энергию для создания органических веществ из неорганических. Так возник фотосинтез, который учёные рассматривают как важный этап в эволюции органического мира. По характеру питания все организмы разделились на две группы — автотрофы (преимущественно растения и некоторые бактерии) и гетеротрофы (животные, грибы, большинство бактерий). В результате процесса эволюции сформировалось всё многообразие живых организмов.
Появление водорослей. Первые организмы были одноклеточными, они заселили воды древнего океана. От древних простейших одноклеточных организмов, способных к фотосинтезу, произошли одноклеточные водоросли, которые стали родоначальниками царства растений. Благодаря фотосинтезу в окружающей среде накапливался кислород. Состав воздуха стал постепенно приближаться к современному, т. е. в основном содержал азот, кислород и небольшое количество углекислого газа. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни. В процессе дальнейшей эволюции возникли колониальные формы, от которых произошли многоклеточные. Среди растений первыми многоклеточными организмами были водоросли, тело которых состояло из сходных по строению и функциям клеток (как и у современных водорослей). Среди водорослей наряду с плавающими формами появились и прикреплённые ко дну.
Это привело к расчленению тела на части: одни из них служили для прикрепления к субстрату, другие для осуществления фотосинтеза. Возникновение у водорослей полового размножения также сыграло большую роль в дальнейшей эволюции растений, поскольку позволяло приспосабливаться к изменяющимся условиям жизни.
Выход растений на сушу. Суша длительное время оставалась безжизненной. Продолжительные горообразовательные процессы привели к её поднятию, обмелению и высыханию водоёмов. У растений стали появляться приспособления к жизни в наземных условиях, вне воды. Начался переход некоторых растений от водного к наземному образу жизни. Первыми наземными растениями были риниофитоподобные растения. Они были широко распространены на Земле, но все вымерли. Об их существовании свидетельствуют многочисленные ископаемые остатки.
Выход растений на сушу
Дальнейшая эволюция растений осуществлялась в направлении всё большего приспособления к жизни на суше.
Происхождение высших споровых растений. Риниофиты стали родоначальниками более высокоорганизованных групп высших растений — папоротников, хвощей, плаунов. У этих растений появились листья, корни, сформировались более развитые покровные и проводящие ткани.
Тёплый и влажный климат способствовал образованию огромных заболоченных пространств. Такие условия были благоприятными для жизни и размножения древовидных папоротников, хвощей, плаунов, которые образовали непроходимые леса.
Высшие споровые растения
Они размножались, оставляли потомство, расселялись и постепенно заняли господствующее положение на Земле. Древние хвощи, плауны, папоротники быстро росли, отмирали, благодаря чему сформировались залежи каменного угля.
Развитие семенных растений. Дальнейшее развитие растительного мира было связано с изменением климата. Он почти повсеместно стал суше и холоднее. Древовидные папоротники, хвощи и плауны постепенно вымирали. Появились примитивные голосеменные растения — потомки древних папоротниковидных.
Древние голосеменные растения
Происхождение голосеменных от древних папоротниковидных доказывают многие черты сходства между этими растениями. Это сходство не только внешнее. Общие черты наблюдаются в строении органов: стеблей, листьев и корней. Очевидно, предками голосеменных растений были древовидные, лиановидные и травянистые семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Их семена развивались на листьях, шишек ещё не было.
У растений появилось семя, для оплодотворения им не требовалась вода, сформировались приспособления, позволяющие растениям переносить недостаток влаги и колебания температуры. От древних семенных произошли современные голосеменные и покрытосеменные растения. Появление цветка, плода и разнообразных приспособлений в строении вегетативных органов у покрытосеменных растений обеспечило их господство на Земле. Они быстро расселились и заняли самые разнообразные местообитания. Уже более 60 млн лет покрытосеменные растения господствуют на Земле.
1. Выполните интерактивное задание.
2. Выполните интерактивное задание.
3. Ответьте на вопросы теста.
Текст: Биология. 7 класс. Базовый уровень. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Гапонюк З.Г., Швецов Г.Г./ Под ред Пасечника В. В.