Начало первым наземным растениям дали. Эволюция органического мира в протерозойской и палеозойской эрах

Вопрос 1. Когда появились первые наземные растения?
В начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но в ордовике - силуре появляются первые наземные растения - псилофиты (рис. 1).

Рис. 1. Первое наземное растение

Это были небольшие растения, занимающие промежуточное положение между водорослями и наземными сосудистыми растениями. Псилофиты имели уже проводящую (сосудистую) систему, первые слабодифференцированные ткани, могли укрепляться в почве, хотя корни еще (как и другие вегетативные органы) отсутствовали. Дальнейшая эволюция растений на суше была направлена на дифференцировку тела на вегетативные органы и ткани, совершенствование- сосудистой системы (обеспечивающей быстрое поднятие воды на большую высоту).

Вопрос 2. В каком направлении шла эволюция растений на суше?
После появления псилофитов эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствования сосудистой системы (обеспечивающей быстрое перемещение воды на большую высоту). Уже в засушливом девоне широко распространяются хвощи, плауны, папоротникообразные. Еще большего развития достигает наземная растительность в каменноугольном периоде (карбоне), характеризующемся влажным и теплым климатом на протяжении всего года. Появляются голосеменные растения, произошедшие от семенных папоротников. Переход к семенному размножению дал много преимуществ: зародыш в семенах защищен от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пищей, имеет диплоидное число хромосом. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена имеют приспособления для распространения животными. Эти и другие преимущества способствовали широкому распространению семенных растений. Крупные споровые растения вымирают в пермском периоде в связи с иссушением климата.

Вопрос 3. Охарактеризуйте эволюцию животных в палеозойскую эру.
Животный мир в палеозойской эре развивался чрезвычайно бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигает жизнь в морях. В кембрийском периоде уже существуют все основные типы животных, кроме хордовых. Губки, кораллы, иглокожие, разнообразные моллюски, громадные хищные ракоскорпионы - вот неполный перечень обитателей кембрийских морей.
В ордовике продолжается совершенствование и специализация основных типов. Впервые обнаруживаются остатки животных, имевших внутренний осевой скелет, - бесчелюстных позвоночных, отдаленными потомками которых являются современные миноги и миксины. Рот этих своеобразных организмов представлял собой простое отверстие, ведущее в пищеваритель¬ный тракт. Передний отдел пищеварительной трубки был пронизан жаберными щелями, между которыми располагались опорные хрящевые жаберные дуги. Бесчелюстные питались организмами, обитающими в илистом дне рек и озер, и детритом (органическими остатками), засасывая пищу ртом. У части бесчелюстных возникло расчленение жаберных дуг, что позволило изменять просвет глотки с помощью жаберной мускулатуры и, следовательно, удерживать попавшую в пищеварительную трубку подвижную добычу.
Появление хватательного ротового аппарата - крупный ароморфоз - вызвало перестройку всей организации позвоночных.
Возникновение парных плавников - конечностей - следующий крупный ароморфоз в эволюции позвоночных.
В силурийском периоде на сушу вместе с псилофитами вышли первые дышащие воздухом животные - членистоногие. В водоемах продолжалось интенсивное развитие низших позвоночных. Предполагается, что позвоночные возникли в мелких пресноводных водоемах и лишь затем переселились в моря. Девонский период ознаменован освоением суши другими членистоногими - пауками; в конце периода появляются первые наземные позвоночные - амфибии (стегоцефалы). В каменноугольном периоде возникают рептилии (котилозавры), летающие насекомые и легочные моллюски. В последнем, пермском периоде палеозойской эры наблюдается быстрое развитие и увеличение систематических групп рептилий; появляются зверозубые пресмыкающиеся - предки млекопитающих.

Вопрос 4. Какие особенности строения позвоночных животных послужили предпосылками выхода их на сушу?
В силурийском периоде на сушу вместе с псилофитами вышли первые дышащие воздухом животные - членистоногие. В водоемах продолжалось интенсивное развитие низших позвоночных. Предполагается, что позвоночные возникли в мелких пресноводных водоемах и лишь затем переселились в моря. В девоне позвоночные представлены тремя группами: двоякодышащими, лучеперыми и кистеперыми рыбами. Именно кистепёрые рыбы дали развитие наземным позвоночным животным. Кистеперые рыбы были типично водными животными, но могли дышать атмосферным воздухом с помощью примитивных легких, представлявших собой выпячивания стенки кишки. Приспособиться к жизни на суше смогли только кистеперые рыбы. Их плавники представляли собой лопасти, состоящие из отдельных костей с прикрепленными к ним мышцами (рис. 2). С помощью плавников кистеперые рыбы - крупные животные длиной от 1,5 до нескольких метров - могли ползать по дну. Таким образом, они имели две основные предпосылки для перехода в наземную среду обитания: мускулистые конечности и легкие. В конце девона кистеперые рыбы дали начало первым земноводным - стегоцефалам.

Рис. 2. Скелет парного плавника кистеперой рыбы и стегоцефала:
А - плечевой пояс и плавник кистеперой рыбы;
Б - внутренний скелет плавника;
В - скелет передней конечности стегоцефала:
1 - элемент, соответствующий плечевой кости;
2 - элемент, соответствующий лучевой кости;
8 - элемент, соответствующий локтевой кости;
4, 5, 6 - кости запястья; 7 - фаланги пальцев.

400 миллионов лет назад огромную часть земной поверхности нашей планеты занимали моря и океаны. Первые живые организмы возникли в водной среде. Они представляли собой частички слизи. Спустя несколько миллионов лет у этих примитивных микроорганизмов появился зеленый окрас. По внешнему виду они стали походить на водоросли.

Растения в каменноугольный период

Климатические условия благоприятно воздействовали на рост и размножение водорослей. С течением времени изменениям подвергались поверхность земли и дно океанов. Возникали новые материки, старые же исчезали под водой. Земная кора активно изменялась. Эти процессы привели к тому, что на месте земной поверхности появлялась вода.

Отступая, морская вода попадала в расщелины, впадины. Они, то пересыхали, то снова наполнялись водой. В результате те водоросли, которые находились на морском дне, постепенно перебрались на земную поверхность. Но так как процесс иссушения происходил очень медленно, то за это время они приспособились к новым условиям обитания на земле. Это процесс происходил на протяжении миллиона лет.

Климат в то время был очень влажный и теплый. Он способствовал переходу растений от морской жизни к наземной. Эволюция приводила к усложнению строения различных растений, менялись также и древние водоросли. Они дали начало развитию новым земным растениям – псилофитам. По внешнему виду они напоминали маленькие растения, которые размещались около берегов озер рек. Они обладали стеблем, который был покрыт мелкими щетинками. Но, как и у водорослей, у псилофитов не было корневой системы.

Растения в условиях нового климата

От псилофитов произошли папоротники. Сами псилофиты 300 миллионов лет назад прекратили свое существование.

Влажный климат и большое количество воды привели к быстрому распространению разных растений – папоротников, хвощей, плаунов. Конец каменноугольного периода ознаменовался сменой климата: он стал более сухим и холодным. Огромные папоротники начали вымирать. Остатки мертвых растений гнили и превращались в каменный уголь, которым затем люди обогревали свои жилища.

У папоротников на листьях лежали семена, которые получили название голосеменных растений. От гигантских папоротников произошли современные сосны, ели, пихты, которые называют голосеменными растениями.

С изменением климата исчезли древние папоротники. Холодный климат губил их нежные ростки. Их заменили семенные папоротники, которые называют первыми голосеменными растениями. Эти растения отлично приспособились к новым условиям сухого и холодного климата. У этого вида растений процесс размножения не зависел от воды, которая находится во внешней среде.

130 миллионов лет назад на Земле возникли различные кустарники и травы, семена которых находились в поверхности плодов. Их назвали покрытосеменными растениями. На протяжении 60 миллионов лет покрытосеменные растения живут на нашей планете. Эти растения практически не изменились с тех пор и до наших дней.

Наша планета не всегда была зеленой. Давным-давно, когда жизнь только зарождалась, суша была пустой и безжизненной – первые формы выбрали местом обитания Мировой океан. Но постепенно земная поверхность также начала осваиваться различными существами. Первые растения на Земле – это также и самые ранние обитатели суши. Какими же были предки современных представителей флоры?

Итак, представьте себе Землю 420 миллионов лет назад, в эпоху, именуемую силурийским периодом. Данная дата выбрана не случайно – именно в это время, считают ученые, растения, наконец, начали покорять сушу.

Впервые остатки куксонии были обнаружены в Шотландии (первый представитель наземной флоры назван по фамилии Изабеллы Куксон – известного палеоботаника). Но ученые предполагают, что она была распространена по всему земному шару.

Выйти из вод Мирового океана и начать освоение суши было не так-то просто. Для этого растениям пришлось перестраивать буквально весь организм: обзаводиться оболочкой, напоминающей кутикулу, предохраняющей от высыхания, и приобретать специальные устьица, с помощью которых можно было регулировать испарения и поглощать необходимые для жизни вещества.

Куксония, представляющая собой тоненькие зеленые стебли, высотой не превышающие пяти сантиметров, считалась одним из самых развитых растений. Но атмосфера Земли и ее обитатели стремительно изменялись, и древнейший представитель флоры все больше сдавал свои позиции. На данный момент растение считается вымершим.

Остатки нематоталлуса даже отдаленно не похожи на растения – они выглядят скорее как бесформенные черные пятна. Но несмотря на странный внешний вид, по развитию данное растение ушло далеко вперед от своих товарищей по месту обитания. Дело в том, что кутикула нематоталлуса уже больше похожа на имеющиеся у ныне существующих растений части – она состояла из образований, напоминающих современные клетки, из-за чего и получила название псевдоклеточной. Стоит отметить, что у других видов данная оболочка выглядела просто как сплошная пленка.

Нематоталлус дал много пищи для размышлений научному миру. Одни ученые относили его к красным водорослям, другие склонялись к тому, что перед ними лишайник. И до сих пор загадка этого древнего организма не разгадана.

Ринию и практически все другие древние растения, имеющие сосудистое строение, относят к классу риниофитов. Представители данной группы уже давно не произрастают на Земле. Однако данный факт вовсе не мешает ученым изучать данных живых существ, которые когда-то господствовали на суше – множество окаменелостей, найденных во многих уголках планеты, позволяют судить как о внешнем виде, так и о строении подобных растений.

Риниофиты имеют несколько важных особенностей, которые позволяют утверждать: данные живые существа совершенно не похожи на своих потомков. Во-первых, их стебель не был покрыт мягкой корой: на нем росли чешуевидные отростки. Во-вторых, риниофиты размножались исключительно при помощи спор, которые формировались в специальных органах, называющихся спорангиями.

Но самое важное отличие заключается в том, что у данных растений отсутствовала как таковая корневая система. Вместо нее имелись корневые образования, покрытые «волосками» – ризоидами, с помощью которых ринии поглощали воду и необходимые для жизни вещества.

Данное растение совсем недавно считалось представителем животного мира. Дело в том, что его остатки – небольшие, округлой формы – изначально были приняты за икринки лягушек или рыб, водоросли или даже яйца давно вымерших ракоскорпионов. Конец заблуждениям положили споры парки, найденные в 1891 году.

Обитало растение на нашей планете примерно 400 миллионов лет назад. Это время относится к началу девонского периода.

Остатки пахитеки также как и найденные окаменелости парки – это шарики небольшого размера (самый крупный из обнаруженных имеет диаметр 7 миллиметров). О данном растении известно довольно мало: ученым удалось установить только тот факт, что состояло оно из трубочек, расположенных радиально и сходившихся в центре, где находилось ядро.

Данное растение – тупиковая ветвь развития флоры, собственно, как и парки и ринии. Доподлинно не удалось установить, что послужило толчком к их возникновению, и почему они вымерли. Единственная причина, по мнению ученых, – развитие сосудистых растений, которые попросту вытеснили своих менее развитых сородичей.

Выбравшиеся на сушу растения избрали совсем иной путь развития. Именно благодаря им зародился животный мир и, соответственно, появилась разумная форма жизни – человек. И кто знает, как бы выглядела сейчас наша планета, если бы ринии, парки и куксонии не решили осваивать сушу?..

На этом у нас все . Мы очень рады, что вы заглянули на наш сайт и провели немного времени для обогащения новыми познаниями.

Присоединяйтесь к нашей

Вопрос 1. Когда появились первые наземные растения? Как они назывались и какие отличительные особенности имели?

В начале палеозойской эры (эры древней жизни) растения населяют в основном моря, но спустя 150–170 млн. лет появляются первые наземные растения – псилофиты, занимающие промежуточное положение между водорослями и наземными сосудистыми растениями. Псилофиты уже имели слабо дифференцированные ткани, способные к проведению воды и органических веществ, и могли укрепляться в почве, хотя настоящие корни (как и настоящие побеги) у них ещё отсутствовали. Такие растения могли существовать только во влажном климате, при установлении засушливых условий псилофиты исчезли. Однако они дали начало более приспособленным наземным растениям.

Вопрос 2. В каком направлении шла эволюция растений на суше?

Дальнейшая эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствования сосудистой системы (обеспечивающей быстрое передвижение воды на большую высоту). Широко распространяются споровые растения (хвощи, плауны, папоротниковидные).

Вопрос 3. Какие эволюционные преимущества даёт переход растений к семенному размножению?

Переход к семенному размножению дал растениям много преимуществ: зародыш в семени теперь защищён от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пищей. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена снабжены приспособлениями для распространения животными. Всё это способствовало расселению семенных растений.

Вопрос 4. Охарактеризуйте животный мир палеозоя.

Животный мир в палеозойскую эру развивался чрезвычайно бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. В самом начале этой эры (570 млн. лет назад) уже существовали все основные типы животных, кроме хордовых. Губки, кораллы, иглокожие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы – вот неполный перечень обитателей морей того времени.

Вопрос 5. Назовите основные ароморфозы в эволюции позвоночных в палеозое.

У позвоночных животных палеозойской эры можно проследить ряд ароморфозов. Из них отмечается возникновение челюстей у панцирных рыб, легочного способа дыхания и строение плавников у кистеперых рыб. Позднее крупными ароморфозами в развитии позвоночных было появление внутреннего оплодотворения и формирование ряда оболочек яйца, защищающих зародыш от высыхания, усложнение в строении сердца и легких, ороговение кожных покровов. Эти глубокие изменения привели к возникновению класса пресмыкающихся.

Вопрос 6. Какие условия внешней среды и особенности строения позвоночных животных послужили предпосылками их выхода на сушу?

Большая часть суши была безжизненной пустыней. По берегам пресноводных водоёмов в густых зарослях растений обитали кольчатые черви, членистоногие. Климат сухой, с резкими колебаниями температуры в течение суток и по сезонам. Уровень воды в реках и водоёмах часто менялся. Многие водоёмы полностью высыхали, зимой промерзали. Водная растительность при пересыхании водоёмов гибла, накапливались растительные остатки. На их разложение расходовался кислород, растворённый в воде. Всё это создавало очень неблагоприятную среду для рыб. В этих условиях их могло спасти только дыхание атмосферным воздухом.

Вопрос 7. Почему земноводные каменноугольного периода достигли биологического процветания?

Рептилии (пресмыкающиеся) приобрели некоторые свойства, позволившие им окончательно порвать связь с водной средой обитания. Внутреннее оплодотворение и накопление желтка в яйцеклетке сделали возможным размножение и развитие зародыша на суше. Ороговение кожи и более сложное строение почки способствовали резкому уменьшению потерь воды организмом и, как следствие, широкому расселению. Возникновение грудной клетки обеспечило более эффективный, чем у амфибий, тип дыхания – всасывающий. Отсутствие конкуренции вызвало широкое распространение рептилий на суше и возвращение некоторых из них – ихтиозавров – в водную среду.

Вопрос 8. Сведите информацию, полученную из данного параграфа, в единую таблицу «Эволюция растительного и животного мира в палеозойскую эру».

Вопрос 9. Приведите примеры взаимосвязи эволюционных преобразований растений и животных в палеозое.

В палеозое шло совершенствование органов размножения и перекрестного оплодотворения у покрытосеменных параллельно с эволюцией насекомых;

Вопрос 10. Можно ли утверждать, что в основе ароморфозов лежат идиоадаптации - частные приспособления к конкретным условиям внешней среды? Приведите примеры.

В основе ароморфозов действительно лежат частные приспособления к конкретным условиям внешней среды. примером этого служат появление голосеменных растений из-за изменения климата – он стал более теплым и влажным. У животных таким примером может служить появление парных конечностей как следствие ухудшение условий среды обитания и последующим выходом на сушу.

Большинство современных ученых считают, что планета Земля сформировалась немногим ранее четырех с половиной миллиардов лет назад. Самые ранние остатки вымерших организмов найдены в породах, имеющих возраст 3,8 миллиардов лет. Первыми обитателями Земли были бактерии-анаэробы, то есть они не использовали для дыхания кислород, которого еще не было в атмосфере.

Считают, что впервые процесс фотосинтеза стал идти в бактериях. Фотосинтез — это важнейший природный процесс, когда при взаимодействии солнечного света, воды и углекислого газа образуются органические вещества и свободный кислород.

Первые простейшие одноклеточные водоросли и грибы появились около 2 миллиардов лет назад. Их остатки найдены в отложениях протерозойской эры на территории Гренландии и Канады. В то же время появились и первые многоклеточные растения. Развитие жизни на Земле, появление и растений, и животных были тесно связаны с процессом фотосинтеза.

Ученые считают, что синезеленые водоросли (это их название, а не просто обозначение цвета) и грибы — первые представители растительного мира на Земле. Это низшие растения.

Более 2 миллиардов лет назад первые наземные растения напоминали мхи, которые мы можем видеть сейчас в сырых тенистых местах.

Около 400 000 000 лет назад возникли более сложные растения. Они напоминали современные папоротники. Папоротники первыми имели корни, стебель и листья. Это признаки высших растений.

Ко времени появления динозавров Земля уже была покрыта лесами. Эти растения размножались семенами.

Сосны и другие хвойные деревья появились позже, 300 000 000 лет назад. Эта группа деревьев включает в себя многочисленных представителей, таких как сосна, ель, канадская ель, кедр, лиственница. Все эти деревья прячут свои семена в шишках.

Первые цветущие растения появились 150 000 000 лет назад. Их хорошо защищенные семена дали им большое преимущество по сравнению с растениями, чьи семена защищены не так хорошо. Поэтому их стало больше и по количеству, и по видам. В наши дни цветущие растения распространены повсюду.

Ягода — это такой плод, у которого внутри много семян и нет косточки. Когда ягода зрелая, у него мясистый и сочный околоплодник, как у клубники, винограда, вороньего глаза, брусники, черники, голубики, клюквы. Значит, вишня — не ягода, а томат — ягода? Да, с точки зрения ученого-ботаника это так. И цитрусовые плоды: апельсин, лимон, мандарин, грейпфрут,…

Бук встречается в лесах в областях с умеренным климатом Северного полушария. Это большие деревья высотой 25-40 м и диаметром ствола до двух метров. Ровный, как колонна, ствол покрыт серой, гладкой корой. Листья простые, их форма — продолговатый эллипс. Осенью на дереве созревают плоды — трехгранные орехи. В плюске обычно 2, реже 4 ореха, в которых…

Это растение встречается только в Восточной и Юго-Восточной Азии. О нем европейцы очень долго ничего не знали, хотя в народной медицине Кореи, Японии и Китая лимонник применяют с незапамятных времен. Лимонник — прекрасное тонизирующее средство. Он повышает тонус организма, дает человеку бодрость. Настойка из лимонника предотвращает и снимает усталость при больших физических нагрузках. Лимонник —…

При слове “гриб” мы вспоминаем знакомые нам с детства подосиновики, опята, сыроежки и даже поганки — словом, нечто, состоящее из шляпки и ножки, которое растет в лесу и попадает к нам в корзинку, если оно съедобное, или которое так приятно поддать ногой, если похоже на поганку. Но это, так сказать, “традиционная” форма грибов. На самом…

В умеренном климате яблоня — самое главное плодовое дерево. Ученые насчитали не менее 10 тысяч сортов яблонь. Их вывели из различных сортов диких растений. Все эти сорта приспособлены к разному климату и почвам. Но яблочным краем по праву считается средняя полоса России, а самым знаменитым и любимым сортом яблок — янтарно-желтая, душистая, кисло-сладкая и хрустящая…

Совершенно невозможно представить себе жизнь без чая. Этот ароматный напиток содержит витамины B1, B2, С, Р, РР, танин, кофеин и другие полезные вещества. Из семян выжимают масло, используемое в парфюмерии. Из отходов листьев делают лекарства. Родина чая — субтропические леса Юго-Восточной Азии, южные районы Китая, Бирма, Северный Вьетнам и штат Ассам на северо-востоке Индии у…

Ярко-оранжевые настурции называют также капуцинами из-за островерхой формы цветка, напоминающего капюшон монаха-капуцина. На родине, в тропической Америке, можно встретить до 80 видов настурций. Они растут и во влажных тропических лесах, и в засушливых степях, и в горах. Они также окрашены в красивый желтый, оранжевый цвета, но бывают настурции голубые и лиловые. У всех тропических настурций…

Капитан Джеймс Кук; посещая острова Новой Зеландии, не мог не обратить внимание на растение, которое разрослось по берегам ручьев и по краям болот. Его листья, очень напоминающие по форме и. размеру мечи, покрывали прибрежные холмы, встречались и в зарослях вечнозеленых кустарников и даже в сухих скалистых местах. Это был новозеландский лен, который потом стал знаменит…

До сих пор в музеях хранится изящная мебель из черного дерева с инкрустациями из березы — столы, кресла, бюро. Она была особенно в моде при Петре I и до конца XVIII в. Потом в богатых домах появилась мебель из “красного дерева”. Долгое время оно считалось наиболее драгоценным из декоративных пород. И до сих пор в…

Пальмы кормят, поят, одевают людей. Самая полезная из них — кокосовая пальма. Она входит в десятку важнейших деревьев мира. Кокосовая пальма растет в тропиках, на берегах океанов, морей и островах. Их высокие, 25-30 м стволы обычно наклонены в сторону моря. Почти все острова в Тихом океане занимают рощи кокосовых пальм. Эти растения не боятся соленой…