Die ersten Landpflanzen und ihre Namen. Entwicklung der organischen Welt im Proterozoikum und Paläozoikum

Die ersten Landpflanzen und Tiere

WO DAS LEBEN ENTSTEHT Das Leben entstand im Wasser. Hier entstanden die ersten Pflanzen, Algen. Doch irgendwann tauchte Land auf, das besiedelt werden musste. Die Pioniere unter den Tieren waren Lappenflosser. Und zwischen Pflanzen?

WIE DIE ERSTEN PFLANZEN AUSSEHEN Es war einmal, dass auf unserem Planeten Pflanzen lebten, die nur einen Stamm hatten. Sie wurden durch spezielle Auswüchse – Rhizoide – am Boden befestigt. Dies waren die ersten Pflanzen, die das Land erreichten. Wissenschaftler nennen sie Psilophyten. Dies ist ein lateinisches Wort. Übersetzt bedeutet es „nackte Pflanzen“. Psilophyten sahen wirklich „nackt“ aus. Sie hatten nur verzweigte Stängel mit Auswüchsen und Kugeln, in denen Sporen gelagert waren. Sie ähneln stark den „Alien-Pflanzen“, die in Illustrationen für Science-Fiction-Geschichten dargestellt werden. Psilophyten waren die ersten Landpflanzen, sie lebten jedoch nur in sumpfigen Gebieten, da sie keine Wurzeln hatten und weder Wasser noch Nährstoffe aus dem Boden beziehen konnten. Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Pflanzen einst riesige Teppiche auf der nackten Oberfläche des Planeten bildeten. Es gab sowohl winzige als auch sehr große Pflanzen, die größer als ein Mensch waren.

DIE ERSTEN TIERE AUF DER ERDE Die ältesten Spuren tierischen Lebens auf der Erde reichen eine Milliarde Jahre zurück, aber die ältesten Tierfossilien selbst sind etwa 600 Millionen Jahre alt und stammen aus der Vendian-Zeit. Die ersten Tiere, die im Zuge der Evolution auf der Erde auftauchten, waren mikroskopisch klein und hatten einen weichen Körper. Sie lebten auf dem Meeresboden oder im Bodenschlamm. Solche Kreaturen könnten kaum versteinern, und der einzige Hinweis auf das Geheimnis ihrer Existenz sind indirekte Spuren, wie die Überreste von Löchern oder Gängen. Doch trotz ihrer geringen Größe waren diese ältesten Tiere widerstandsfähig und brachten die ersten bekannten Tiere auf der Erde hervor – die Ediacara-Fauna.

Die Entwicklung des Lebens auf der Erde begann mit dem Erscheinen des ersten Lebewesens – vor etwa 3,7 Milliarden Jahren – und dauert bis heute an. Die Ähnlichkeiten zwischen allen Organismen weisen auf das Vorhandensein eines gemeinsamen Vorfahren hin, von dem alle anderen Lebewesen abstammen.

ALLE

Psilophyten (Psilophyta), die älteste und primitivste ausgestorbene Gruppe (Abteilung) höherer Pflanzen. Sie zeichneten sich durch die apikale Anordnung der Sporangien (siehe Sporangium) und gleichmäßige Sporosität, das Fehlen von Wurzeln und Blättern, dichotome oder dichopodiale (pseudomonopodiale) Verzweigung und eine primitive anatomische Struktur aus. Das Leitsystem ist eine typische Protostele. Das Protoxylem befand sich in der Mitte des Xylems; Das Metaxylem bestand aus Tracheiden mit ringförmigen oder (seltener) schuppenförmigen Verdickungen. Es gab kein Stützgewebe. R. verfügte noch nicht über die Fähigkeit zum Sekundärwachstum (sie hatten nur apikale Meristeme (siehe Meristem). Sporangien sind primitiv, von kugelförmig (ca. 1 mm Durchmesser) bis länglich-zylindrisch (bis zu 12 mm lang) und dickwandig. Die Gametophyten von R. sind nicht zuverlässig bekannt (einige Autoren halten horizontale rhizomartige Organe – die sogenannten Rhizomoide – für Gametophyten).

R. wuchs an feuchten und sumpfigen Orten sowie in flachen Küstengewässern. Die R.-Abteilung umfasst eine Klasse, die Rhyniopsida (Rhyniopsida), mit zwei Ordnungen: Rhyniales (Familien Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) und Psilophytales (Familie Psilophytaceae). Die Ordnung Rhyniales zeichnet sich durch dichotome Verzweigung und eine dünne, schwach entwickelte Stele aus. Xylem der Tracheiden mit ringförmigen Verdickungen. Der älteste Vertreter R. ist eine Gattung von Cooksonia, die ursprünglich in Wales in Ablagerungen der späten Silurzeit (vor etwa 400 Millionen Jahren) entdeckt wurde. Die am besten untersuchten Gattungen des Unterdevons sind Rhinia und teilweise Horneophyt, bei denen das Rhizomoid (von ihm nach oben ragende Stängel, zahlreiche nach unten ragende Rhizoide) in klar lokalisierte Knollensegmente zerlegt wurde, die kein leitendes Gewebe aufweisen und vollständig aus Parenchymzellen bestehen. Es wird angenommen, dass im Laufe der Evolution aus den Rhizomoiden von R. Wurzeln entstanden sind. Bei beiden Gattungen war die Sporangienwand mehrschichtig und mit einer Kutikula bedeckt (siehe Kutikula). Der Horneophyt zeichnet sich durch eine besondere Sporenhöhle aus, die eine Kuppel bildet, die gewölbt die zentrale Säule aus sterilem Gewebe bedeckt, die eine Fortsetzung des Phloems des Stängels darstellt. Auf diese Weise ähnelt der Horneophyt dem modernen Sphagnum. Zur Familie der Nashörner gehört auch die Gattung Teniokrada, von der viele Arten im Mittel- und Oberdevon Unterwasserdickichte bildeten. Die unterdevonischen Gattungen Hedea und Yaravia werden manchmal als separate Familie der Hedeidae klassifiziert. Die unterdevonische Gattung Sciadophyte, die normalerweise als eigene Familie Sciadophyte klassifiziert wird, ist eine kleine Pflanze, die aus einer Rosette aus einfachen oder schwach dichotomisierten dünnen Stängeln mit einer Stele besteht. Die Ordnung Psilophytales zeichnet sich durch dichopodiale Verzweigung und eine stärker entwickelte Stele aus. Am meisten berühmte Familie- Psilophyt (aus Unterdevon-Ablagerungen im Osten Kanadas) – ungleich entwickelte Äste bildeten eine falsche Hauptachse des Dichopodiums mit dünneren Seitenästen: Der Stamm war von kutinisierter Epidermis mit Spaltöffnungen umgeben; Die Oberfläche des Stängels war kahl oder mit 2–2,5 mm langen Stacheln bedeckt, deren Enden sich scheibenförmig ausdehnten, was wahrscheinlich auf ihre sekretorische Funktion hindeutete. Die Sporangien öffneten sich mit einem Längsriss. Die unterdevonischen Gattungen Trimerophyte und Pertika stehen den Psilophyten nahe.

Das Studium der Struktur von R. und ihrer evolutionären Beziehungen hat sehr wichtig zur evolutionären Morphologie und Phylogenie höherer Pflanzen. Offenbar war das ursprüngliche Organ des Sporophyten höherer Pflanzen ein dichotom verzweigter Stamm mit apikalen Sporangien; Wurzeln und Blätter entwickelten sich später als Sporangium und Stängel. Es gibt allen Grund, R. als die ursprüngliche Ahnengruppe zu betrachten, von der Bryophyten, Lykophyten, Schachtelhalme und Farne abstammen. Einer anderen Sichtweise zufolge haben Bryophyten und Lykophyten nur einen gemeinsamen Ursprung mit R.

Lit.: Grundlagen der Paläontologie. Algen, Bryophyten, Psilophyten, Lykophyten, Arthropoden, Farne, M., 1963; Traite de Paläobotanik, t. 2, Bryophyta. Psilophyta. Lycophyta, P., 1967.

A. L. Takhtadzhyan.

Der Planet Erde entstand vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren. Die ersten einzelligen Lebensformen erschienen vielleicht vor etwa 3 Milliarden Jahren. Zuerst waren es Bakterien. Sie werden als Prokaryoten klassifiziert, weil sie keinen Zellkern haben. Später erschienen eukaryotische Organismen (solche mit Zellkernen).

Pflanzen sind Eukaryoten, die zur Photosynthese fähig sind. Im Laufe der Evolution trat die Photosynthese früher auf als bei Eukaryoten. Damals kam es in einigen Bakterien vor. Dabei handelte es sich um blaugrüne Bakterien (Cyanobakterien). Einige von ihnen haben bis heute überlebt.

Nach der gängigsten Evolutionshypothese Pflanzenzelle entsteht durch den Eintritt eines nicht verdauten photosynthetischen Bakteriums in eine heterotrophe eukaryontische Zelle. Darüber hinaus führte der Evolutionsprozess zur Entstehung eines einzelligen eukaryontischen photosynthetischen Organismus mit Chloroplasten (ihren Vorgängern). So entstanden einzellige Algen.

Die nächste Stufe in der Pflanzenentwicklung war die Entstehung mehrzelliger Algen. Sie erreichten eine große Artenvielfalt und lebten ausschließlich im Wasser.

Die Erdoberfläche blieb nicht unverändert. Wo sich die Erdkruste erhob, entstand nach und nach Land. Lebende Organismen mussten sich an neue Bedingungen anpassen. Einige alte Algen konnten sich nach und nach an eine terrestrische Lebensweise anpassen. Im Laufe der Evolution wurde ihre Struktur komplexer, es entstanden Gewebe, hauptsächlich integumentäre und leitfähige.

Als erste Landpflanzen gelten Psilophyten, die vor etwa 400 Millionen Jahren auftauchten. Sie haben bis heute nicht überlebt.

Die weitere Entwicklung der Pflanzen, verbunden mit der Komplikation ihrer Struktur, fand an Land statt.

Zur Zeit der Psilophyten war das Klima warm und feucht. Psilophyten wuchsen in der Nähe von Gewässern. Sie hatten Rhizoide (ähnliche Wurzeln), mit denen sie sich im Boden verankerten und Wasser aufnahmen. Allerdings besaßen sie keine echten vegetativen Organe (Wurzeln, Stängel und Blätter). Die Bewegung von Wasser und organischen Substanzen in der gesamten Pflanze wurde durch das entstehende leitfähige Gewebe sichergestellt.

Später entwickelten sich aus Psilophyten Farne und Moose. Diese Pflanzen haben eine komplexere Struktur, sie haben Stängel und Blätter und sind besser an das Leben an Land angepasst. Allerdings blieben sie, genau wie Psilophyten, auf Wasser angewiesen. Bei der sexuellen Fortpflanzung benötigen die Spermien Wasser, damit sie zur Eizelle gelangen können. Daher konnten sie sich nicht weit von feuchten Lebensräumen „entfernen“.

Während der Karbonzeit (vor etwa 300 Millionen Jahren), als das Klima feucht war, erreichten Farne ihre Morgendämmerung und viele ihrer Baumformen wuchsen auf dem Planeten. Später, als sie abstarben, bildeten sie Kohlevorkommen.

Als das Klima auf der Erde kälter und trockener wurde, begannen Farne massenhaft auszusterben. Aus einigen ihrer Arten entstanden jedoch schon früher die sogenannten Samenfarne, bei denen es sich in Wirklichkeit bereits um Gymnospermen handelte. In der späteren Pflanzenentwicklung starben Samenfarne aus und es entstanden andere Gymnospermen. Später erschienen fortgeschrittenere Gymnospermen – Nadelbäume.

Die ersten Pflanzen auf der Erde

Die Bestäubung erfolgte mit Hilfe des Windes. Anstelle von Spermien (mobile Formen) bildeten sie Spermien (stationäre Formen), die an die Eizelle abgegeben wurden besondere Bildung Pollenkorn. Darüber hinaus produzierten Gymnospermen keine Sporen, sondern Samen, die einen Nährstoffvorrat enthielten.

Die weitere Entwicklung der Pflanzen war durch das Auftreten von Angiospermen (Blütenpflanzen) gekennzeichnet. Dies geschah vor etwa 130 Millionen Jahren. Und vor etwa 60 Millionen Jahren begannen sie, die Erde zu dominieren. Im Vergleich zu Gymnospermen sind Blütenpflanzen besser an das Leben an Land angepasst. Man könnte sagen, dass sie begonnen haben, Chancen stärker zu nutzen Umfeld. So begann ihre Bestäubung nicht nur mit Hilfe des Windes, sondern auch mit Hilfe von Insekten. Dadurch erhöhte sich die Bestäubungseffizienz. Angiospermensamen sind in Früchten enthalten, wodurch sie sich effizienter ausbreiten können. Darüber hinaus weisen Blütenpflanzen eine komplexere Gewebestruktur auf, beispielsweise im Leitsystem.

Derzeit sind Angiospermen gemessen an der Artenzahl die zahlreichste Pflanzengruppe.

Hauptartikel: Farne

Nashörner ist eine ausgestorbene Pflanzengruppe. Einige Wissenschaftler betrachten sie als Vorfahren von Moosen, Farnen, Schachtelhalmen und Moosen. Andere vermuten, dass Rhyniophyten gleichzeitig mit Moosen das Land besiedelten.

Die ersten Landpflanzen – Nashörner – tauchten vor etwa 400 Millionen Jahren auf. Ihr Körper bestand aus grünen Zweigen. Jeder Zweig verzweigte sich und teilte sich in zwei Teile. Die Zellen der Zweige enthielten Chlorophyll und es fand Photosynthese statt. Material von der Website http://wikiwhat.ru

Nashörner wuchsen an feuchten Orten. Sie wurden durch Rhizoide – Auswüchse auf der Oberfläche horizontal angeordneter Zweige – am Boden befestigt.

Erste Landpflanzen

An den Enden der Zweige befanden sich sporentragende Teile, in denen Sporen reiften. Bei Rhinophyten hat die Bildung leitfähiger und mechanischer Gewebe bereits begonnen. Im Laufe der Evolution bildete sich aufgrund erblicher Veränderungen und natürlicher Selektion auf der Oberfläche der Zweige von Nashörnern Hautgewebe mit Spaltöffnungen, deren Spaltöffnungen die Wasserverdunstung regulieren.

Bilder (Fotos, Zeichnungen)

Material von der Website http://WikiWhat.ru

Auf dieser Seite gibt es Material zu folgenden Themen:

• Leitfähiges Haut- und mechanisches Gewebe bei Nashörnern und Farnen

• Rhionophyta-Lebenszyklusdiagramm

• Antwort auf die Geschichte von Rhinophyten

• Posten Sie die erste Landanlage

• Wann und aus welcher Algengruppe entstanden die ersten Reniophyten?

Herkunft und Taxonomie höherer Pflanzen.

Höhere Pflanzen haben sich wahrscheinlich aus einer Art Alge entwickelt. Dies wird durch die Tatsache belegt, dass in geologische Geschichte In der Pflanzenwelt gingen den höheren Pflanzen Algen voraus. Auch folgende Tatsachen stützen diese Annahme: die Ähnlichkeit der ältesten ausgestorbenen Gruppe höherer Pflanzen – Rhiniophyten – mit Algen, die sehr ähnliche Art ihrer Verzweigung; Ähnlichkeit im Generationswechsel höherer Pflanzen und vieler Algen; das Vorhandensein von Flagellen und die Fähigkeit zum selbstständigen Schwimmen in männlichen Keimzellen vieler höherer Pflanzen; Ähnlichkeiten in der Struktur und Funktion von Chloroplasten.

Es wird angenommen, dass höhere Pflanzen höchstwahrscheinlich daraus entstanden sind grüne Algen, Süßwasser oder Brackwasser. Sie hatten mehrzellige Gametangien, einen isomorphen Generationswechsel im Entwicklungszyklus.

Die ersten Landpflanzen, die in fossiler Form gefunden wurden, waren Rhiniophyten(Rhinia, Hornea, Horneophyton, Sporogonyten, Psilophyten usw.).

Nachdem sie das Land erreicht hatten, entwickelten sich höhere Pflanzen in zwei Hauptrichtungen und bildeten zwei große Evolutionszweige – haploid und diploid.

Der haploide Zweig der Evolution höherer Pflanzen wird durch die Bryophyta-Abteilung repräsentiert. Im Entwicklungszyklus von Moosen überwiegt der Gametophyt, die sexuelle Generation (die Pflanze selbst), und der Sporophyt, die asexuelle Generation, ist reduziert und wird durch ein Sporogon in Form einer Schachtel auf einem Stiel dargestellt.

Der zweite Evolutionszweig höherer Pflanzen wird durch alle anderen höheren Pflanzen repräsentiert.

Der Sporophyt erwies sich unter terrestrischen Bedingungen als lebensfähiger und an eine Vielzahl von Bedingungen angepasst Umweltbedingungen. Diese Pflanzengruppe eroberte das Land erfolgreicher.

Derzeit gibt es über 300.000 Arten höherer Pflanzen. Sie dominieren die Erde und bewohnen sie von den arktischen Gebieten bis zum Äquator, von den feuchten Tropen bis zu trockenen Wüsten. Sie bilden Verschiedene Arten Vegetation - Wälder, Wiesen, Sümpfe, Stauseen. Viele von ihnen erreichen gigantische Größen.

Taxonomie höherer Pflanzen ist ein Zweig der Botanik, der auf der Grundlage der Untersuchung und Identifizierung taxonomischer Einheiten eine natürliche Klassifizierung höherer Pflanzen entwickelt und familiäre Verbindungen zwischen ihnen in ihrer historischen Entwicklung herstellt. Die wichtigsten Konzepte der Systematik sind taxonomische (systematische) Kategorien und Taxa.

Evolution der Pflanzen

Nach den Regeln der botanischen Nomenklatur sind die wichtigsten taxonomischen Kategorien: Art (species), Gattung (genus), Familie (familia), Ordnung (ordo), Klasse (classis), Abteilung (devisio), Königreich (regnum). Bei Bedarf können Zwischenkategorien verwendet werden, beispielsweise Unterarten, Untergattungen, Unterfamilien, Superordo, Superregnum.

Für Arten ab 1753 – dem Erscheinungsdatum des Buches K. Linnaeus„Pflanzenarten“ – akzeptiert Binomialnamen, bestehend aus zwei lateinischen Wörtern. Der erste bezeichnet die Gattung, zu der die Art gehört, der zweite das spezifische Epitheton: zum Beispiel Klebrige Erle – Alnus glutinosa.

Für Pflanzenfamilien lautet die Endung aceae, für Ordnungen – ales, für Unterklassen – idae, für Klassen – psida, für Divisionen – phyta. Der Standard-Uninominalname basiert auf dem Namen einer Gattung, die in dieser Familie, Ordnung, Klasse usw. enthalten ist.

Die moderne Wissenschaft über die organische Welt unterteilt lebende Organismen in zwei Superreiche: pränukleäre Organismen (Procariota) und nukleare Organismen (Eucariota). Das Superreich der pränukleären Organismen wird durch ein Königreich repräsentiert – die Schrotalgen (Mychota) mit zwei Unterreichen: Bakterien (Bacteriobionta) und Cyanotea oder Blaualgen (Cyanobionta).

Das Superreich der Kernorganismen umfasst drei Reiche: Tiere (Animalia), Pilze (Mycetalia, Fungi oder Mycota) und Pflanzen (Vegetabilia oder Plantae).

Das Tierreich ist in zwei Unterreiche unterteilt: Protozoen und vielzellige Tiere (Metazoen).

Das Pilzreich ist in zwei Unterreiche unterteilt: niedere Pilze (Myxobionta) und höhere Pilze (Mycobionta).

Das Pflanzenreich umfasst drei Unterreiche: Scharlach(Rhodobionta), echte Algen(Phycobionta) und große Pflanzen(Embryobionta).

Frage 1. Wann erschienen die ersten Landpflanzen? Wie hießen sie und wie Unterscheidungsmerkmale hatte?

Zu Beginn des Paläozoikums (der Ära des antiken Lebens) bewohnen Pflanzen hauptsächlich die Meere, aber nach 150–170 Millionen Jahren tauchen die ersten Landpflanzen auf – Psilophyten, die eine Zwischenstellung zwischen Algen und Landgefäßpflanzen einnehmen. Psilophyten verfügten bereits über schlecht differenzierte Gewebe, die Wasser und organische Stoffe transportieren konnten, und konnten sich im Boden festsetzen, obwohl ihnen noch echte Wurzeln (sowie echte Triebe) fehlten. Solche Pflanzen konnten nur in einem feuchten Klima existieren; als trockene Bedingungen herrschten, verschwanden die Psilophyten. Sie führten jedoch zu besser angepassten Landpflanzen.

Frage 2. In welche Richtung verlief die Evolution der Pflanzen an Land?

Die weitere Entwicklung der Pflanzen an Land ging in Richtung der Aufteilung des Körpers vegetative Organe und Gewebe, wodurch das Gefäßsystem verbessert wird (was die schnelle Bewegung des Wassers in große Höhen gewährleistet). Sporentragende Pflanzen (Schachtelhalme, Moose, Farne) sind weit verbreitet.

Frage 3. Welche evolutionären Vorteile bietet der Übergang von Pflanzen zur Samenvermehrung?

Der Übergang zur Samenvermehrung brachte den Pflanzen viele Vorteile: Der Embryo im Samen wird nun durch Schalen vor ungünstigen Bedingungen geschützt und mit Nahrung versorgt. Bei einigen Gymnospermen (Nadelbäumen) ist der Prozess der sexuellen Fortpflanzung nicht mehr mit Wasser verbunden. Die Bestäubung erfolgt bei Gymnospermen durch den Wind und die Samen sind mit Vorrichtungen zur Verbreitung durch Tiere ausgestattet. All dies trug zur Verbreitung von Samenpflanzen bei.

Frage 4. Beschreiben Sie Tierwelt Paläozoikum

Die Fauna im Paläozoikum entwickelte sich äußerst schnell und war durch eine Vielzahl unterschiedlicher Formen vertreten. Das Leben in den Meeren blühte. Zu Beginn dieser Ära (vor 570 Millionen Jahren) existierten bereits alle wichtigen Tierarten mit Ausnahme von Akkordaten. Schwämme, Korallen, Stachelhäuter, Weichtiere, riesige Raubkrebse – das ist eine unvollständige Liste der damaligen Meeresbewohner.

Frage 5. Nennen Sie die wichtigsten Aromorphosen in der Evolution der Wirbeltiere im Paläozoikum.

Bei Wirbeltieren des Paläozoikums lassen sich eine Reihe von Aromorphosen nachweisen. Dabei werden das Aussehen der Kiefer bei Panzerfischen, die Lungenatmung und die Struktur der Flossen bei Lappenflossenfischen erwähnt. Spätere wesentliche Aromorphosen in der Entwicklung von Wirbeltieren waren das Auftreten einer inneren Befruchtung und die Bildung einer Reihe von Eischalen, die den Embryo vor dem Austrocknen schützen, Komplikationen in der Struktur von Herz und Lunge sowie eine Verhornung der Haut. Diese tiefgreifenden Veränderungen führten zur Entstehung der Klasse der Reptilien.

Frage 6. Welche Umweltbedingungen und Strukturmerkmale von Wirbeltieren dienten als Voraussetzungen für ihr Auftauchen an Land?

Der größte Teil des Landes war eine leblose Wüste. An den Ufern von Süßwasserreservoirs lebten Ringelwürmer und Arthropoden in dichten Pflanzendickichten. Das Klima ist trocken mit starken Temperaturschwankungen im Laufe des Tages und zwischen den Jahreszeiten. Der Wasserstand in Flüssen und Stauseen änderte sich häufig. Viele Stauseen trockneten im Winter vollständig aus und froren zu. Als Gewässer austrockneten, kam es zum Absterben und Ansammeln von Wasservegetation Pflanzenreste. Ihre Zersetzung verbrauchte im Wasser gelösten Sauerstoff. All dies schuf ein sehr ungünstiges Umfeld für Fische. Unter diesen Bedingungen konnte nur das Einatmen atmosphärischer Luft sie retten.

Frage 7. Warum erreichten Amphibien des Karbons biologischen Wohlstand?

Reptilien (kriechende Lebewesen) erlangten einige Eigenschaften, die es ihnen ermöglichten, endlich ihre Verbindung zum aquatischen Lebensraum zu lösen. Die innere Befruchtung und die Ansammlung von Eigelb im Ei ermöglichten die Fortpflanzung und Entwicklung des Embryos an Land. Die Verhornung der Haut und die komplexere Struktur der Niere trugen zu einem starken Rückgang des Wasserverlusts des Körpers und in der Folge zu einer weitreichenden Ausbreitung bei. Das Aussehen der Brust sorgte für eine effizientere Art der Atmung als bei Amphibien – das Saugen. Der Mangel an Konkurrenz führte zur weiten Verbreitung von Reptilien an Land und zur Rückkehr einiger von ihnen – Ichthyosauriern – in die aquatische Umwelt.

Frage 8. Fassen Sie die aus diesem Absatz erhaltenen Informationen in einer einzigen Tabelle „Die Entwicklung von Flora und Fauna im Paläozoikum“ zusammen.

Frage 9. Nennen Sie Beispiele für den Zusammenhang zwischen den evolutionären Transformationen von Pflanzen und Tieren im Paläozoikum.

Im Paläozoikum wurden die Fortpflanzungs- und Kreuzbefruchtungsorgane bei Angiospermen parallel zur Evolution der Insekten verbessert;

Frage 10. Kann man sagen, dass Aromorphosen auf Idioadaptationen beruhen – bestimmten Anpassungen an bestimmte Umweltbedingungen? Nenne Beispiele.

Tatsächlich beruhen Aromorphosen auf besonderen Anpassungen an bestimmte Umweltbedingungen. Ein Beispiel hierfür ist die Entstehung Gymnospermen Durch den Klimawandel ist es wärmer und feuchter geworden. Bei Tieren ist ein solches Beispiel das Auftreten paariger Gliedmaßen als Folge sich verschlechternder Umweltbedingungen und des anschließenden Zugangs zu Land.

das embryonale Stadium einer Samenpflanze, das während des Prozesses der sexuellen Fortpflanzung entsteht und der Verbreitung dient. Im Inneren des Samens befindet sich ein Embryo, der aus einer Keimwurzel, einem Stiel und einem oder zwei Blättern oder Keimblättern besteht. Blühende Plfanzen Basierend auf der Anzahl der Keimblätter werden sie in Dikotyledonen und Monokotyledonen unterteilt. Bei manchen Arten, etwa bei Orchideen, sind die einzelnen Teile des Embryos nicht differenziert und beginnen sich unmittelbar nach der Keimung aus bestimmten Zellen zu bilden.

Ein typischer Samen enthält Nährstoffe für den Embryo, der einige Zeit ohne das für die Photosynthese benötigte Licht wachsen muss. Diese Reserve kann den größten Teil des Samens einnehmen und befindet sich manchmal im Embryo selbst – in seinen Keimblättern (z. B. in Erbsen oder Bohnen); dann sind sie groß, fleischig und bestimmen die allgemeine Form des Samens. Wenn der Samen keimt, kann er an einem sich verlängernden Stiel aus dem Boden getragen werden und bildet die ersten photosynthetischen Blätter der jungen Pflanze. Monokotyledonen (z. B. Weizen und Mais) verfügen über einen Nahrungsvorrat – den sogenannten. Endosperm wird immer vom Embryo getrennt. Das gemahlene Endosperm von Getreide ist das bekannte Mehl.

Bei Angiospermen entwickelt sich der Samen aus der Eizelle, einer winzigen Verdickung an der Innenwand des Eierstocks, d. h. der Boden des Stempels, der sich in der Mitte der Blüte befindet. Der Eierstock kann eine bis mehrere tausend Eizellen enthalten.

Jeder von ihnen enthält ein Ei. Kommt es infolge der Bestäubung zur Befruchtung durch ein Spermium, das aus einem Pollenkörner in den Eierstock eindringt, entwickelt sich die Eizelle zum Samen. Es wächst und seine Schale wird dichter und verwandelt sich in eine zweischichtige Samenschale. Seine innere Schicht ist farblos, schleimig und kann stark aufquellen und dabei Wasser aufnehmen. Dies wird sich später als nützlich erweisen, wenn der heranwachsende Embryo die Samenschale durchbrechen muss. Äußere Schicht kann ölig, weich, filmartig, hart, papierartig und sogar holzig sein. Auffällig ist meist die sogenannte Samenschale. Hilum – der Bereich, durch den der Samen mit der Achäne verbunden war, die ihn an den Mutterorganismus heftete.

Der Samen ist die Grundlage für die Existenz der modernen Pflanzen- und Tierwelt. Ohne Samen gäbe es auf dem Planeten keine Nadel-Taiga, Laubwälder, blühende Wiesen, Steppen, Getreidefelder, es gäbe keine Vögel und Ameisen, Bienen und Schmetterlinge, Menschen und andere Säugetiere. All dies erschien erst, nachdem Pflanzen im Laufe der Evolution Samen hervorgebracht hatten, in denen das Leben, ohne sich zu erklären, über Wochen, Monate und sogar viele Jahre bestehen bleiben kann. Der Miniaturpflanzenembryo im Samen ist in der Lage, weite Strecken zurückzulegen; er ist nicht wie seine Eltern durch Wurzeln mit der Erde verbunden; benötigt weder Wasser noch Sauerstoff; Er wartet in den Startlöchern, damit er, nachdem er sich an einem geeigneten Ort gefunden hat und auf günstige Bedingungen wartet, mit der Entwicklung beginnt, die als Keimung des Samens bezeichnet wird.

Evolution der Samen.

Hunderte Millionen Jahre lang kam das Leben auf der Erde ohne Samen aus, so wie heute das Leben auf den zwei Dritteln der mit Wasser bedeckten Erdoberfläche ohne Samen auskommt. Das Leben entstand im Meer und die ersten Pflanzen, die das Land eroberten, waren noch kernlos, aber erst das Auftauchen von Samen ermöglichte es photosynthetischen Organismen, diesen neuen Lebensraum vollständig zu erobern.

Die ersten Landpflanzen.

Unter den großen Organismen wurde der erste Versuch, an Land Fuß zu fassen, höchstwahrscheinlich von marinen Makrophyten unternommen – Algen, die sich bei Ebbe auf sonnenerhitzten Felsen niederließen. Sie vermehren sich durch Sporen – einzellige Strukturen, die vom Mutterorganismus zerstreut werden und sich zu einer neuen Pflanze entwickeln können. Algensporen sind von dünnen Schalen umgeben und vertragen daher kein Austrocknen. Unter Wasser ist ein solcher Schutz völlig ausreichend. Dort werden die Sporen durch Strömungen verbreitet und da die Wassertemperatur relativ wenig schwankt, müssen sie nicht lange auf günstige Bedingungen für die Keimung warten.

Die ersten Landpflanzen vermehrten sich ebenfalls durch Sporen, jedoch in ihrem Lebenszyklus ein zwingender Generationswechsel hat bereits Einzug gehalten. Der darin enthaltene sexuelle Prozess sorgte für die Kombination erblicher Merkmale der Eltern, wodurch die Nachkommen die Vorteile jedes einzelnen von ihnen vereinten und größer, widerstandsfähiger und perfekter in der Struktur wurden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt führte diese fortschreitende Entwicklung zum Auftreten von Leberblümchen, Moosen, Moosen, Farnen und Schachtelhalmen, die die Stauseen bereits vollständig an Land verlassen hatten. Die Sporenvermehrung ermöglichte ihnen jedoch noch keine Ausbreitung über sumpfige Gebiete mit feuchter und warmer Luft hinaus.

Sporentragende Pflanzen der Karbonzeit.

In diesem Stadium der Erdentwicklung (vor etwa 250 Millionen Jahren) traten unter den Farnen und Lykophyten Riesenformen mit teilweise verholzten Stämmen auf. Equisetoiden, deren hohle Stängel mit grüner, mit Kieselsäure imprägnierter Rinde bedeckt waren, standen ihnen in der Größe in nichts nach. Wo immer Pflanzen auftauchten, folgten ihnen Tiere und erkundeten neue Arten von Lebensräumen. In der feuchten Dämmerung des Kohledschungels gab es viele große Insekten (bis zu 30 cm lang), riesige Tausendfüßler, Spinnen und Skorpione, Amphibien, die wie riesige Krokodile aussahen, und Salamander. Es gab Libellen mit einer Flügelspannweite von 74 cm und Kakerlaken mit einer Länge von 10 cm.

Baumfarne, Moose und Schachtelhalme hatten alle Eigenschaften, die man braucht, um an Land zu leben, bis auf eines: Sie bildeten keine Samen. Ihre Wurzeln nahmen effektiv Wasser und Mineralsalze auf, das Gefäßsystem der Stämme verteilte die lebensnotwendigen Stoffe zuverlässig an alle Organe und die Blätter synthetisierten aktiv organische Stoffe. Sogar die Sporen haben sich verbessert und eine haltbare Zellulosehülle erhalten. Ohne Angst vor Austrocknung wurden sie vom Wind über weite Strecken getragen und konnten nicht sofort, sondern nach einer gewissen Ruhephase (den sogenannten ruhenden Sporen) keimen. Allerdings ist selbst die vollkommenste Spore eine einzellige Formation; Im Gegensatz zu Samen trocknet es schnell aus, enthält keine Nährstoffe und kann daher nicht lange auf günstige Entwicklungsbedingungen warten. Doch die Bildung ruhender Sporen war ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Samenpflanze.

Viele Millionen Jahre lang blieb das Klima auf unserem Planeten warm und feucht, doch die Evolution in der fruchtbaren Wildnis der Kohlesümpfe stoppte nicht. In baumartigen Sporenpflanzen entstanden zunächst primitive Formen echter Samen. Samenfarne, Lykophyten (berühmte Vertreter der Gattung). Lepidodendron– im Griechischen bedeutet dieser Name „schuppiger Baum“) und Cordaiten mit massiven Holzstämmen.

Obwohl fossile Überreste dieser Organismen, die vor Hunderten von Millionen Jahren lebten, rar sind, ist bekannt, dass Baumsamenfarne aus der Zeit vor dem Karbon stammen. Im Frühjahr 1869 wurde der Schoharie Creek River in den Catskill Mountains (New York) stark überschwemmt. Die Flut zerstörte Brücken, stürzte Bäume um und schwemmte das Ufer in der Nähe des Dorfes Gilboa stark unter Wasser. Dieser Vorfall wäre längst vergessen, wenn das fallende Wasser den Beobachtern nicht eine beeindruckende Ansammlung seltsamer Baumstümpfe offenbart hätte. Ihre Basis vergrößerte sich stark wie bei Sumpfbäumen, ihr Durchmesser erreichte 1,2 m und ihr Alter betrug 300 Millionen Jahre. Details der Struktur der Rinde waren gut erhalten; Fragmente von Zweigen und Blättern waren in der Nähe verstreut. Natürlich war alles versteinert, einschließlich des Schlicks, aus dem die Baumstümpfe ragten. Geologen datierten die Fossilien auf das Oberdevon, die Zeit vor dem Karbon, und stellten fest, dass sie Baumfarnen entsprachen. In den nächsten fünfzig Jahren erinnerten sich nur Paläobotaniker an die Entdeckung, und dann präsentierte das Dorf Gilboa eine weitere Überraschung. Neben den versteinerten Stämmen alter Farne wurden dieses Mal auch deren Zweige mit echten Samen entdeckt. Diese ausgestorbenen Bäume werden heute der Gattung zugerechnet Eospermatopteris, was übersetzt „Morgendämmerungssamenfarn“ bedeutet. („Morgendämmerung“, da es sich um die frühesten Samenpflanzen der Erde handelt).

Die legendäre Karbonzeit endete, als geologische Prozesse die Topographie des Planeten komplizierten, seine Oberfläche in Falten zerdrückten und ihn mit Gebirgszügen zerstückelten. Tief gelegene Sümpfe waren unter einer dicken Schicht aus Sedimentgesteinen begraben, die von den Hängen weggespült wurden. Die Kontinente veränderten ihre Form, verdrängten das Meer und lenkten die Meeresströmungen von ihrem bisherigen Verlauf ab, stellenweise begannen Eiskappen zu wachsen und roter Sand bedeckte weite Landflächen. Riesenfarne, Moose und Schachtelhalme starben aus: Ihre Sporen waren nicht an das rauere Klima angepasst und der Versuch, sich durch Samen zu vermehren, erwies sich als zu schwach und unsicher.

Die ersten echten Samenpflanzen.

Die Kohlewälder starben und wurden mit neuen Sand- und Lehmschichten bedeckt, aber einige Bäume überlebten, weil sie geflügelte Samen mit einer haltbaren Schale bildeten. Solche Samen könnten sich schneller, länger und damit über größere Entfernungen verbreiten. All dies erhöhte ihre Chancen, günstige Bedingungen für die Keimung vorzufinden oder zu warten, bis sie ankamen.

Die Samen sollten zu Beginn des Mesozoikums das Leben auf der Erde revolutionieren. Zu diesem Zeitpunkt waren zwei Baumarten – Palmfarne und Ginkgos – dem traurigen Schicksal anderer Karbonvegetation entgangen. Diese Gruppen begannen, die mesozoischen Kontinente gemeinsam zu besiedeln. Ohne auf Konkurrenz zu stoßen, breiteten sie sich von Grönland bis zur Antarktis aus und machten die Vegetationsdecke unseres Planeten nahezu homogen. Ihre geflügelten Samen wanderten durch Bergtäler, flogen über leblose Felsen und keimten in sandigen Gebieten zwischen Steinen und zwischen alluvialem Kies. Wahrscheinlich halfen ihnen kleine Moose und Farne, die den Klimawandel am Boden von Schluchten, im Schatten von Klippen und an den Ufern von Seen überlebten, neue Orte zu erkunden. Sie düngten den Boden mit ihren organischen Überresten und bereiteten seine fruchtbare Schicht für die Ansiedlung größerer Arten vor.

Bergketten und weite Ebenen blieben kahl. Zwei Arten von „Pionierbäumen“ mit geflügelten Samen, die sich über den Planeten ausgebreitet hatten, wurden an feuchte Orte gebunden, da ihre Eier von begeißelten, aktiv schwimmenden Spermien befruchtet wurden, wie sie von Moosen und Farnen stammen.

Viele sporentragende Pflanzen produzieren Sporen verschiedene Größen– große Megasporen, aus denen weibliche Gameten entstehen, und kleine Mikrosporen, aus deren Teilung bewegliche Spermien entstehen. Um eine Eizelle zu befruchten, müssen sie auf dem Wasser dorthin schwimmen – ein Tropfen Regen und Tau reicht aus.

Bei Palmfarnen und Ginkgos werden Megasporen nicht von der Mutterpflanze verbreitet, sondern verbleiben auf ihr und verwandeln sich in Samen. Die Spermien sind jedoch beweglich, sodass für die Befruchtung Feuchtigkeit erforderlich ist. Äußere Struktur Diese Pflanzen, insbesondere ihre Blätter, bringen sie auch ihren farnartigen Vorfahren näher. Erhaltung alter Weg Die Befruchtung durch im Wasser schwimmende Spermien führte dazu, dass trotz der relativ robusten Samen eine anhaltende Dürre für diese Pflanzen ein unüberwindbares Problem blieb und die Landeroberung ausgesetzt wurde.

Die Zukunft der Landvegetation wurde durch Bäume einer anderen Art gesichert, die zwischen Palmfarnen und Ginkgos wuchsen, aber ihre begeißelten Spermien verloren hatten. Es handelte sich um Araukarien (Gattung Araukarie), Nadelbaumnachkommen von Karbon-Cordaiten. Während der Ära der Palmfarne begann die Araukarie, große Mengen mikroskopisch kleiner Pollenkörner zu produzieren, die Mikrosporen entsprachen, aber trocken und dicht waren. Sie wurden vom Wind zu den Megasporen, genauer gesagt zu den Eizellen mit den daraus gebildeten Eiern, getragen und keimen mit Pollenschläuchen, die unbewegliche Spermien an die weiblichen Gameten abgeben.

So erschienen Pollen auf der Welt. Der Bedarf an Wasser zur Düngung verschwand und die Pflanzen erreichten eine neue Evolutionsstufe. Die Produktion von Pollen führte zu einem enormen Anstieg der Anzahl der Samen, die sich auf jedem einzelnen Baum entwickelten, und in der Folge zu einer raschen Ausbreitung dieser Pflanzen. Auch die alten Araukarien verfügten über eine Ausbreitungsmethode, die auch bei modernen Nadelbäumen erhalten geblieben ist, und zwar mit Hilfe harter, geflügelter Samen, die leicht vom Wind getragen werden. So entstanden die ersten Nadelbäume und mit der Zeit ging es allen gut bekannte Arten Kiefernfamilie.

Kiefer produziert zwei Arten von Zapfen. Herrenlänge ca. Die 2,5 cm großen und 6 mm großen Zweige sind an den Enden der obersten Äste gruppiert, oft in Büscheln von einem Dutzend oder mehr, so dass ein großer Baum mehrere Tausend davon haben kann. Sie verstreuen Pollen und bedecken alles rundherum mit gelbem Pulver. Weibliche Zapfen sind größer und wachsen tiefer am Baum als männliche. Jede ihrer Schuppen hat die Form einer Schaufel – außen breit und zur Basis hin verjüngend, mit der sie an der holzigen Achse des Kegels befestigt ist. Auf der Oberseite der Schuppen, näher an dieser Achse, befinden sich offen zwei Megasporen, die auf Bestäubung und Befruchtung warten. Vom Wind getragene Pollenkörner fliegen in die weiblichen Zapfen, rollen über die Schuppen zu den Eizellen und kommen mit diesen in Kontakt, was für die Befruchtung notwendig ist.

Cycads und Ginkgos konnten der Konkurrenz mit fortgeschritteneren Nadelbäumen nicht standhalten, die durch die effektive Verbreitung von Pollen und geflügelten Samen sie nicht nur verdrängten, sondern auch neue, bisher unzugängliche Ecken des Landes erschlossen. Die ersten vorherrschenden Nadelbäume waren Taxodiaceae (heute zählen dazu insbesondere Mammutbäume und Sumpfzypressen). Diese wunderschönen Bäume haben sich auf der ganzen Welt verbreitet das letzte Mal bedeckten alle Teile der Welt mit einheitlicher Vegetation: Ihre Überreste finden sich in Europa, Nordamerika, Sibirien, China, Grönland, Alaska und Japan.

Blühende Pflanzen und ihre Samen.

Koniferen, Palmfarne und Ginkgos gehören zu den sogenannten. Gymnospermen. Das bedeutet, dass ihre Samenanlagen offen auf den Samenschuppen liegen. Blütenpflanzen bilden die Abteilung der Angiospermen: Ihre Eizellen und die daraus entstehenden Samen sind vor der äußeren Umgebung in der erweiterten Basis des Stempels, dem sogenannten Eierstock, verborgen.

Dadurch kann das Pollenkörner nicht direkt zur Eizelle gelangen. Für die Verschmelzung der Gameten und die Entwicklung eines Samens ist eine völlig neue Pflanzenstruktur erforderlich – eine Blüte. Sein männlicher Teil wird durch Staubblätter dargestellt, der weibliche Teil durch Stempel. Sie können in derselben Blüte oder in verschiedenen Blüten vorkommen, sogar bei verschiedenen Pflanzen, die im letzteren Fall als zweihäusig bezeichnet werden. Zu den zweihäusigen Arten gehören beispielsweise Eschen, Stechpalmen, Pappeln, Weiden und Dattelpalmen.

Damit eine Befruchtung stattfinden kann, muss das Pollenkörner auf der Oberseite des Stempels – der klebrigen, manchmal federartigen Narbe – landen und dort haften bleiben. Die Narbe sondert Chemikalien ab, unter deren Einfluss das Pollenkörnchen keimt: Lebendes Protoplasma, das unter seiner harten Schale hervortritt, bildet einen langen Pollenschlauch, der in die Narbe eindringt, sich entlang seines verlängerten Teils (Griffel) weiter in den Stempel hinein ausbreitet und schließlich den Stempel erreicht Eierstock mit Eizellen. Unter dem Einfluss chemischer Lockstoffe bewegt sich der Kern der männlichen Keimzelle entlang des Pollenschlauchs zur Eizelle, dringt durch ein winziges Loch (Mikropyle) in diese ein und verschmilzt mit dem Kern der Eizelle. Auf diese Weise erfolgt die Befruchtung.

Danach beginnt sich der Samen zu entwickeln – in einer feuchten Umgebung, reichlich mit Nährstoffen versorgt, geschützt durch die Wände des Fruchtknotens äußere Einflüsse. Parallele evolutionäre Transformationen sind auch in der Tierwelt bekannt: Die äußere Befruchtung, die beispielsweise für Fische typisch ist, an Land wird durch eine innere ersetzt, und der Säugetierembryo entsteht nicht in Eiern, die in der äußeren Umgebung abgelegt werden, wie beispielsweise typisch Reptilien, aber in der Gebärmutter. Durch die Isolierung des sich entwickelnden Samens vor äußeren Einflüssen konnten Blütenpflanzen mutig mit ihrer Form und Struktur „experimentieren“, was wiederum zu einem lawinenartigen Auftauchen neuer Formen von Landpflanzen führte, deren Vielfalt rasant zuzunehmen begann beispiellos in früheren Epochen.

Der Kontrast zu Gymnospermen ist offensichtlich. Ihre „nackten“ Samen, die auf der Oberfläche der Schuppen liegen, sind unabhängig von der Pflanzenart ungefähr gleich: tropfenförmig, mit einer harten Schale bedeckt, an der manchmal ein flacher Flügel befestigt ist, der aus den den Samen umgebenden Zellen besteht . Es ist nicht verwunderlich, dass die Form der Gymnospermen viele Millionen Jahre lang sehr konservativ blieb: Kiefern, Fichten, Tannen, Zedern, Eiben und Zypressen sind einander sehr ähnlich. Bei Wacholder, Eiben und Ginkgos können die Samen zwar mit Beeren verwechselt werden, aber das ändert nichts am Gesamtbild – der extremen Einheitlichkeit der Gesamtstruktur der Gymnospermen, der Größe, Art und Farbe ihrer Samen im Vergleich zum enormen Reichtum von blühenden Formen.

Trotz des Mangels an Informationen über die ersten Stadien der Entwicklung der Angiospermen wird angenommen, dass sie gegen Ende des Mesozoikums, das vor etwa 65 Millionen Jahren endete, auftauchten und zu Beginn des Känozoikums bereits erobert hatten Welt. Die älteste der Wissenschaft bekannte Blütengattung ist Claytonia. Seine fossilen Überreste wurden in Grönland und Sardinien gefunden, d. h. es ist wahrscheinlich, dass er vor 155 Millionen Jahren genauso verbreitet war wie Palmfarne. Blätter Claytonia handförmig komplex, wie bei modernen Rosskastanien und Lupinen, und die Früchte sind beerenartig mit einem Durchmesser von 0,5 cm am Ende eines dünnen Stiels. Möglicherweise hatten diese Pflanzen eine braune oder grüne Farbe. Die leuchtenden Farben der Angiospermenblüten und -früchte tauchten später auf, parallel zur Entwicklung von Insekten und anderen Tieren, die sie anlocken sollten. Beere Claytonia viersamig; darauf kann man etwas erkennen, das dem Rest einer Narbe ähnelt.

Neben äußerst seltenen Fossilienresten bieten ungewöhnliche moderne Pflanzen, die in der Ordnung Gnetales zusammengefasst sind, Einblicke in die ersten Blütenpflanzen. Einer ihrer Vertreter ist die Ephedra (Gattung). Ephedra), vor allem in den Wüsten im Südwesten der Vereinigten Staaten zu finden; Äußerlich sieht es aus wie mehrere blattlose Stäbchen, die von einem dicken Stiel ausgehen. Eine weitere Gattung ist Velvichia ( Welwitschia) wächst in der Wüste vor der Südwestküste Afrikas, und das dritte ist Gnetum ( Gnetum) – niedriger Busch Indische und malaiische Tropen. Diese drei Gattungen können als „lebende Fossilien“ betrachtet werden, die mögliche Wege für die Umwandlung von Gymnospermen in Angiospermen aufzeigen. Nadelzapfen sehen aus wie Blumen: Ihre Schuppen sind in zwei Teile geteilt, die an Blütenblätter erinnern. Velvichia hat nur zwei breite, bandförmige Blätter mit einer Länge von bis zu 3 m, völlig anders als Nadelbaumnadeln. Gnetum-Samen sind mit einer zusätzlichen Schale ausgestattet und ähneln dadurch Angiospermen-Steinfrüchten. Es ist bekannt, dass Angiospermen sich in der Struktur ihres Holzes von Gymnospermen unterscheiden. Bei den Gnetovs vereint es die Merkmale beider Gruppen.

Samenverbreitung.

Die Vitalität und Vielfalt der Pflanzenwelt hängt von der Ausbreitungsfähigkeit der Arten ab. Die Mutterpflanze ist ihr ganzes Leben lang mit ihren Wurzeln an einem Ort verankert, daher müssen ihre Nachkommen einen anderen finden. Diese Aufgabe, neuen Raum zu erschließen, wurde den Samen anvertraut.

Zunächst muss der Pollen auf dem Stempel einer Blüte derselben Art landen, d. h. Es muss eine Bestäubung erfolgen. Zweitens muss der Pollenschlauch die Eizelle erreichen, wo die Kerne der männlichen und weiblichen Gameten verschmelzen. Schließlich muss der reife Samen die Mutterpflanze verlassen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Samen keimt und ein Sämling an einem neuen Standort erfolgreich Wurzeln schlägt, liegt bei einem winzigen Bruchteil eines Prozents, sodass Pflanzen gezwungen sind, sich auf das Gesetz der großen Zahlen zu verlassen und so viele Samen wie möglich zu verbreiten. Letzterer Parameter ist im Allgemeinen umgekehrt proportional zu ihren Überlebenschancen. Vergleichen wir zum Beispiel die Kokospalme und Orchideen. Die Kokospalme hat die größten Samen der Pflanzenwelt. Sie können unbegrenzt in den Ozeanen schwimmen, bis die Wellen sie auf weichen Küstensand werfen, wo die Konkurrenz der Sämlinge mit anderen Pflanzen viel schwächer ist als im Dickicht des Waldes. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit, dass jede einzelne Pflanze Wurzeln schlägt, recht hoch, und eine ausgewachsene Palme, ohne Gefahr für die Art, bringt in der Regel nur ein paar Dutzend Samen pro Jahr hervor. Orchideen hingegen haben die kleinsten Samen der Welt; In tropischen Wäldern werden sie durch schwache Luftströmungen zwischen hohen Kronen getragen und keimen in feuchten Ritzen in der Rinde von Baumzweigen. Die Situation wird dadurch erschwert, dass sie auf diesen Zweigen eine besondere Pilzart finden müssen, ohne die eine Keimung nicht möglich ist: Kleine Orchideensamen enthalten keine Nährstoffreserven und erhalten diese in den ersten Stadien der Keimlingsentwicklung vom Pilz. Es ist nicht verwunderlich, dass eine Frucht einer Miniaturorchidee mehrere Tausend dieser Samen enthält.

Angiospermen sind nicht darauf beschränkt, durch Befruchtung eine Vielzahl von Samen zu produzieren: Die Eierstöcke und manchmal auch andere Teile der Blüten entwickeln sich zu einzigartigen samenhaltigen Strukturen, die Früchte genannt werden. Der Eierstock kann zu einer grünen Bohne werden, die die Samen bis zur Reifung schützt und sich in eine starke Bohne verwandelt Kokosnuss, der in der Lage ist, lange Seereisen zu bewältigen, zu einem saftigen Apfel, den ein Tier an einem abgelegenen Ort frisst, wobei es das Fruchtfleisch, aber nicht die Kerne verwendet. Beeren und Steinfrüchte – Lieblingsgenuss Vögel: Die Samen dieser Früchte werden im Darm nicht verdaut und landen zusammen mit den Exkrementen im Boden, manchmal viele Kilometer von der Mutterpflanze entfernt. Die Früchte sind geflügelt und flaumig, und die Form ihrer flüchtigen Anhängsel ist viel vielfältiger als die von Kiefernsamen. Der Flügel der Eschenfrucht ähnelt einem Ruder, der der Ulme ähnelt der Krempe eines Hutes, der des Ahorns ähnelt den paarigen Früchten – Biptera – hochfliegenden Vögeln, und die Flügel der Ailanthus-Frucht sind in einem Winkel zueinander gedreht andere, sozusagen einen Propeller bildend.

Mit diesen Geräten können blühende Pflanzen Samen sehr effektiv zur Verbreitung nutzen. externe Faktoren. Manche Arten rechnen jedoch nicht mit fremder Hilfe. Somit sind die Früchte von Impatiens eine Art Katapult. Auch Geranien nutzen einen ähnlichen Mechanismus. Im Inneren ihrer langen Frucht befindet sich ein Stab, an dem vier zunächst gerade und verbundene Ventile befestigt sind – sie werden oben fest, unten schwach gehalten. Im reifen Zustand lösen sich die unteren Enden der Ventile von der Basis, kräuseln sich scharf zur Spitze des Stiels und verstreuen die Samen. Beim in Amerika bekannten Ceanothus-Strauch verwandelt sich der Eierstock in eine Beere, deren Struktur einer Zeitbombe ähnelt. Der Druck des Saftes im Inneren ist so hoch, dass nach der Reifung ein warmer Sonnenstrahl ausreicht, um die Samen wie lebendige Schrapnells in alle Richtungen zu zerstreuen. Die Schachteln mit gewöhnlichen Veilchen platzen, wenn sie trocken sind, und verteilen Samen um sie herum. Hamamelisfrüchte funktionieren nach dem Prinzip einer Haubitze: Damit die Samen weiter fallen, schießen sie sie in einem großen Winkel zum Horizont. Beim Virginia-Knöterich bildet sich an der Stelle, an der die Samen an der Pflanze haften, eine federartige Struktur, die reife Samen abwirft. Bei Oxalis schwellen die Fruchtschalen zunächst an, platzen dann und schrumpfen so stark, dass die Samen durch die Risse herausfliegen. Arceutobium ist winzig und nutzt den hydraulischen Druck im Inneren der Beeren, um die Samen wie Miniaturtorpedos aus ihnen herauszudrücken.

Lebensfähigkeit der Samen.

Die Embryonen vieler Samen werden mit Nährstoffen versorgt und leiden unter einer luftdichten Hülle nicht unter dem Austrocknen und können daher viele Monate und sogar Jahre auf günstige Bedingungen warten: bei Steinklee und Luzerne 20 Jahre, bei anderen Hülsenfrüchten mehr als 20 Jahre 75, für Weizen, Gerste und Hafer - bis zehn. Unkrautsamen haben eine gute Lebensfähigkeit: In Sauerampfer, Königskerze, schwarzem Senf und Pfefferminze keimen sie, nachdem sie ein halbes Jahrhundert im Boden gelegen haben. Es wird angenommen, dass 1 Hektar gewöhnlicher landwirtschaftlicher Boden 1,5 Tonnen Unkrautsamen enthält, die nur darauf warten, näher an die Oberfläche zu gelangen und zu sprießen. Cassia- und Lotussamen bleiben über Jahrhunderte hinweg keimfähig. Der Rekord für die Lebensfähigkeit wird immer noch von den Samen der nusstragenden Lotusblume gehalten, die vor einigen Jahren im Bodenschlamm eines der ausgetrockneten Seen in der Mandschurei entdeckt wurde. Die Radiokarbondatierung ergab, dass ihr Alter 1040 ± 120 Jahre beträgt.

Als ich meinen heimischen Kaktus betrachtete, musste ich denken: „Wie haben Pflanzen überhaupt ihre Reise an Land begonnen? Und wann ist das passiert?“ Ich möchte über dieses sehr interessante Thema sprechen.

Wie und wann erschienen die ersten Sushi-Pflanzen?

Bekanntlich hat alles irdische Leben seinen Ursprung in Wasser. Und Pflanzen sind keine Ausnahme. Es waren einmal alle Protozoen-Algen, aber dann kam ein Stadium, in dem sie an Land zu keimen begannen.

Und am Ende begannen sie mit dem Auftauchen an die Oberfläche Silura (nahe 4 05-440 Millionen Jahre vor), was in Paläozoikum. Dann fanden aktiv mächtige Ereignisse statt Bergbauprozesse, was zur Flachheit führt und Austrocknung vieler Meere. Dies führte dazu, dass einige Algen an Land „herauskamen“.

Die allerersten Pflanzen an der Oberfläche sind Psilophyten. Sie hatten nur einen kahlen Stängel, der mit Hilfe spezieller Auswüchse – Rhizoiden – am Boden befestigt wurde. Die Psilophyten selbst hatten eine sehr einfache Struktur, aber sie hatten verzweigte Stängel mit Auswüchsen, die speicherten Streitigkeiten.

Psilophyten bevorzugten sumpfige und nasses Gebiet, weil sie kein starkes Wurzelsystem hatten, um Wasser zu extrahieren. Heute geht man davon aus, dass solche Pflanzen einst endlose Teppiche auf der kahlen Erdoberfläche bildeten.

Darüber hinaus könnten Psilophyten ähnlich sein sehr hoch(viel größer als die menschliche Körpergröße) und sehr niedrig und winzig.

Wie haben sich die ersten Landpflanzen angepasst?

Eine besondere Erwähnung wert Vorrichtungssystem, die Pflanzen für das Leben an Land beherrschen. Schließlich unterscheiden sie sich stark vom Leben unter Wasser. Diese Schwierigkeiten könnten also heißen:

• Notwendigkeit Wassereinsparung aus seiner Verdunstung in der Luft;
• Bedarf an Bildung harte Schutzhülle;
• Anpassung an ständig sich ändernde Bedingungen Umfeld.

Und viele andere. Solche Anlagen mussten auch lernen, mehr zu leisten komplexe Photosynthese, im Boden verankern und daraus das Notwendige herausholen Mineralien.

All diese Schwierigkeiten wurden von pflanzlichen Organismen überwunden. Und der Beweis dafür ist unser Leben auf der Erde.

In diesem Artikel werden wir wichtige und besprechen interessantes Thema- die Entstehung und Entwicklung der Pflanzenwelt auf dem Planeten. Wenn wir heute während der Fliederblüte im Park spazieren gehen, im Herbstwald Pilze sammeln, Hausblumen auf der Fensterbank gießen oder während einer Krankheit Kamillensud aufgießen, denken wir selten darüber nach, wie die Erde vor dem Erscheinen der Pflanzen aussah. Wie sah die Landschaft zu der Zeit aus, als Einzeller gerade aufkamen oder die ersten schwachen Landpflanzen auftauchten? Wie sahen Wälder im Paläozoikum und Mesozoikum aus? Stellen Sie sich vor, dass die Vorfahren dieser Halbmeterfarne, die sich heute bescheiden im Schatten von Fichten verstecken, vor 300 Millionen Jahren eine Höhe von 30 Metern oder mehr erreichten!

Lassen Sie uns die Hauptstadien bei der Entstehung der lebenden Welt auflisten.

Ursprung des Lebens

1. 3, 7 Milliarden Jahre zuvor entstand Erste lebende Organismen. Der Zeitpunkt ihres Auftretens (sehr ungefähr, mit einem Abstand von Hunderten von Millionen Jahren) lässt sich heute anhand der von ihnen gebildeten Ablagerungen erraten. Seit anderthalb Millionen Jahren Cyanobakterien gelernt Sauerstoffphotosynthese und vermehrten sich so stark, dass sie vor etwa 2,4 Milliarden Jahren für die Übersättigung der Atmosphäre mit Sauerstoff verantwortlich waren – dies führte zum Aussterben anaerober Organismen, für die Sauerstoff Gift war. Die Lebenswelt der Erde hat sich radikal verändert!

2. 2 BillionenVor Jahren gab es schon andere Einzellig: sowohl Autotrophe als auch Heterotrophe. Diese p erster Einzeller hatte keine Kerne und Plastiden – die sogenannten heterotrophe Prokaryoten (Bakterien). Sie waren diejenigen, die gabenAnstoß für die Entstehung der ersten einzelligen Organismen Pflanzen.

3. 1, 8 MilliardenVor Jahren entstanden nukleare Einzeller,das heißt, Eukaryoten, bald (nach geologischen Maßstäben)Es traten typische tierische und pflanzliche Zellen auf.

Die Entstehung mehrzelliger Pflanzen

1. Nahe 1, 2 Billionen Jahre auf der Basis einzelliger Organismen entstandenmehrzellige Algen.

2. Zu dieser Zeit existierte Leben nur in warmen Meeren und Ozeanen, aber lebende Organismen entwickelten sich aktiv und machten Fortschritte – sie bereiteten sich auf die Entwicklung des Landes vor.

Pflanzen kommen an Land

1. 4 20 MillionenVor Jahren erschienen die ersten Landpflanzen - Moose Und Psilophyten (Rhiniophyten). Sie erschienen an vielen Orten auf dem Planetenunabhängig voneinander aus verschiedenen vielzelligen Algen.Natürlich erkundeten sie zunächst nur den Küstenrand.

2. Psilophyten(Zum Beispiel, rinia) lebte an den Ufern, in seichten Gewässern,ähnlich wie moderne Moossäcke. Dabei handelte es sich um kleine, schwache Pflanzen, deren Leben durch das Fehlen von Trieben und Wurzeln erschwert wurde.. Anstelle von Wurzeln, mit denen sie sich richtig am Boden festklammern konnten, gab es Psilophyten Rhizoide. Der obere Teil des Psilophyten enthielt ein grünes Pigment und war zur Photosynthese fähig. Diese Pioniere, mutige Eindringlinge des Landes, starben aus,aber sie konnten Pteridophyten hervorbringen.

4. Moose - Trotz all ihrer Ungewöhnlichkeit, Schönheit und Allgegenwärtigkeit sind sie heutzutage zu einer Sackgasse geworden Zweig der Evolution. Sie entstanden vor Hunderten von Millionen Jahren und konnten nie andere Pflanzengruppen hervorbringen.