První rostliny na Zemi. Původ života. První suchozemské rostliny Kdy se objevily 1 suchozemské rostliny
Naše planeta nebyla vždy zelená. Kdysi dávno, když se život teprve vynořoval, byla země prázdná a bez života – první formy si za své stanoviště zvolily oceány. Postupně ale také zemský povrch začali ovládat různí tvorové. První rostliny na Zemi jsou také nejstaršími obyvateli země. Jací byli předkové moderních zástupců flóry?
Foto: pikabu.ruPředstavte si tedy Zemi před 420 miliony let, v době zvané silurské období. Toto datum nebylo vybráno náhodou - vědci se domnívají, že právě v této době začaly rostliny konečně dobývat zemi.
Poprvé byly zbytky cooksonie objeveny ve Skotsku (první zástupce suchozemské flóry byl pojmenován po Isabelle Cooksonové, slavné paleobotanistce). Vědci však naznačují, že byl rozšířen po celém světě.
Nebylo tak snadné dostat se z vod oceánů a začít rozvíjet pevninu. Rostliny k tomu musely doslova přestavět celé tělo: získat skořápku připomínající kutikulu, která zabraňuje vysychání, a pořídit si speciální průduchy, pomocí kterých bylo možné regulovat odpařování a vstřebávat látky potřebné k životu.
Cooksonia, což jsou tenké zelené stonky, nepřesahující pět centimetrů na výšku, byla považována za jednu z nejrozvinutějších rostlin. Atmosféra Země a jejích obyvatel se však rychle měnila a nejstarší představitel flóry stále více ztrácel půdu pod nohama. V současné době je rostlina považována za vyhynulou.
Foto: stihi.ru Zbytky háďátka ani vzdáleně nepřipomínají rostliny – vypadají spíše jako beztvaré černé skvrny. Ale navzdory podivnému vzhledu, pokud jde o vývoj, tato rostlina ve svém stanovišti daleko předběhla své kamarády. Faktem je, že kutikula nematothallus je již více podobná těm, které jsou v současné době k dispozici. stávající závodyčásti - tvořily ji útvary připomínající moderní buňky, proto se jí říkalo pseudocelulární. Je třeba poznamenat, že u jiných druhů tato skořápka vypadala jako souvislý film.
Nematothallus dal vědeckému světu mnoho podnětů k zamyšlení. Někteří vědci to připisovali červeným řasám, jiní se přikláněli k názoru, že mají před sebou lišejník. A až dosud nebyla záhada tohoto starověkého organismu vyřešena.
Foto: amgpgu.ru Rinia a téměř všechny ostatní starověké rostliny s cévnatou strukturou jsou klasifikovány jako nosorožce. Zástupci této skupiny na Zemi již dlouho nerostou. Tato skutečnost však vůbec nebrání vědcům ve studiu těchto živých tvorů, kteří kdysi dominovali zemi - spousta fosilií nalezených v mnoha částech světa umožňuje posoudit jak vzhled, tak strukturu takových rostlin.
Nosorožci mají několik důležitých vlastností, které nám umožňují tvrdit, že tito živí tvorové jsou zcela odlišní od jejich potomků. Za prvé, jejich stonek nebyl pokryt měkkou kůrou: na něm rostly šupinaté procesy. Za druhé, nosorožci se rozmnožovali výhradně pomocí výtrusů, které vznikly ve speciálních orgánech zvaných sporangia.
Ale nejdůležitější rozdíl je v tom, že tyto rostliny neměly kořenový systém jako takový. Místo nich zde byly kořenové útvary pokryté „chloupky“ – rhizoidy, s jejichž pomocí rýmy nasávaly vodu a látky potřebné k životu.
Foto: bio.1september.ru Tato rostlina byla nedávno považována za zástupce světa zvířat. Faktem je, že jeho zbytky - malé, zaobleného tvaru - byly původně mylně považovány za žabí nebo rybí jikry, řasy nebo dokonce vejce dávno vyhynulých štírů. Výtrusy parku, nalezené v roce 1891, ukončily mylné představy.
Rostlina žila na naší planetě asi před 400 miliony let. Tato doba se vztahuje k začátku devonského období.
Foto: bio.1september.ru Pozůstatky pahiteki, stejně jako nalezené fosilie parky, jsou koule malá velikost(největší nalezený má průměr 7 milimetrů). O této rostlině je známo poměrně málo: vědcům se podařilo zjistit pouze skutečnost, že se skládala z tubulů umístěných radiálně a sbíhajících se ve středu, kde se nacházelo jádro.
Tato rostlina je slepou větví vývoje flóry, ve skutečnosti jako parky a rhinia. Nebylo možné s jistotou určit, co bylo impulsem k jejich vzniku a proč vymřeli. Jediným důvodem je podle vědců rozvoj cévnatých rostlin, které jednoduše nahradily své méně vyvinuté příbuzné.
Rostliny, které se dostaly na souši, zvolily zcela jinou cestu vývoje. Díky nim se zrodil svět zvířat a podle toho se objevila rozumná forma života - člověk. A kdo ví, jak by teď naše planeta vypadala, kdyby se rhinii, parkas a cooksonia nerozhodli prozkoumat zemi? ..
To je vše, co máme. Jsme velmi rádi, že jste se podívali na naše stránky a strávili nějaký čas obohacením se o nové poznatky.
Připojte se k našemu
Před 400 miliony let zabírala obrovskou část zemského povrchu naší planety moře a oceány. První živé organismy vznikly ve vodním prostředí. Byly to kusy slizu. Po několika milionech let tyto primitivní mikroorganismy vyvinuly zelenou barvu. Vzhledově začaly připomínat řasy.
Klimatické podmínky příznivě ovlivnily růst a rozmnožování řas.
Postupem času podléhaly zemský povrch a dno oceánů změnám. Vznikly nové kontinenty, zatímco staré zmizely pod vodou. Zemská kůra se aktivně měnila. Tyto procesy vedly k tomu, že se na místě zemského povrchu objevila voda.
Ustupující mořská voda padala do štěrbin, prohlubní. Poté vyschly a znovu se naplnily vodou. V důsledku toho se postupně přesunuly ty řasy, které byly na mořském dně povrch Země. Ale protože proces sušení byl velmi pomalý, během této doby se přizpůsobili novým životním podmínkám na Zemi. Tento proces probíhá již miliony let.
Podnebí v té době bylo velmi vlhké a teplé. Přispěl k přechodu rostlin z mořského do suchozemského života. Evoluce vedla ke komplikaci struktury různých rostlin a změnily se i starověké řasy. Daly podnět k rozvoji nových suchozemských rostlin – psilofytů. Ve vzhledu připomínaly malé rostliny, které se nacházely poblíž břehů říčních jezer. Měli stonek, který byl pokrytý malými štětinami. Ale stejně jako řasy neměly psilofyty kořenový systém.
Rostliny v novém klimatu
Kapradiny vznikly z psilofytů. Psilofyty samotné přestaly existovat před 300 miliony let.
vlhké klima a velký počet vody vedly k rychlému šíření různých rostlin – kapradin, přesliček, kyjových mechů. Konec období karbonu byl poznamenán změnou klimatu: bylo sušší a chladnější. Obrovské kapradiny začaly odumírat. Zbytky odumřelých rostlin hnily a měnily se v uhlí, kterým si pak lidé vytápěli obydlí.
Kapradiny měly na listech semena, která se nazývala nahosemenné rostliny. Moderní borovice, smrky, jedle, kterým se říká nahosemenné, vznikly z obřích kapradin.
Se změnou klimatu zmizely staré kapradiny.
Chladné klima zničilo jejich jemné výhonky. Nahradily je semenné kapradiny, kterým se říká první nahosemenné. Tyto rostliny se dokonale přizpůsobily novým podmínkám suchého a chladného klimatu. U tohoto rostlinného druhu nebyl proces rozmnožování závislý na vodě, která je ve vnějším prostředí.
Před 130 miliony let na Zemi vznikly různé keře a byliny, jejichž semena byla v povrchu plodů. Říkalo se jim krytosemenné rostliny. Na naší planetě žijí krytosemenné rostliny již 60 milionů let. Tyto rostliny zůstaly prakticky nezměněny od té doby až do současnosti.
Bez rostlin by naše planeta byla poušť bez života. A listy stromů jsou malé továrny nebo chemické laboratoře, kde dochází k přeměně látek pod vlivem slunečního záření a tepla. Stromy nejen zlepšují složení vzduchu a změkčují jeho teplotu. Les má léčivou hodnotu, poskytuje také většinu našich potřeb pro potraviny, stejně jako pro materiály, jako je dřevo a bavlna; jsou také surovinou pro výrobu léčiv.
I. Jaké byly úplně první rostliny na Zemi?
Život na Zemi začal v moři. Jako první se na naší planetě objevily rostliny. Mnozí z nich vystoupili na pevninu a stali se úplně jinými. Ale ty, které zůstaly na moři, zůstaly téměř beze změny. Jsou nejstarší, u nich všechno začalo. Bez rostlin by život na Zemi nebyl možný. Pouze rostliny mohou absorbovat oxid uhličitý a uvolňovat kyslík. K tomu využívají sluneční paprsky. Řasy byly mezi prvními rostlinami na Zemi.
Je známo více než 20 000 druhů řas. Mohou se ukotvit ke skalám nebo k mořskému dnu pomocí „držáku“, který přechází v listovou větev. Hnědé řasy rostou ve studených vodách a dosahují obrovských velikostí. Červené řasy jsou charakteristické pro teplá moře. Zelené a modrozelené řasy lze nalézt v teplých i studených vodách. Z hnědých řas získat hodně užitečné látky používá se při výrobě plastů, laků, barev, papíru a dokonce i výbušnin. Používají se k výrobě léků, hnojiv a krmiva pro hospodářská zvířata. Mezi národy jihovýchodní Asie jsou řasy základem mnoha pokrmů.
Řasa "Plovoucí les".
Za starých časů existovaly legendy o Sargasovém moři, kde lodě umíraly uvízlé v řasách. Ale přesto jsou na některých místech houštiny řas tak husté, že mohou zdržet lehkou loď. Jedná se o hnědé řasy-sargasso, podle kterých je pojmenováno i samotné moře. Sargassum vypadají jako keře poseté "bobulemi" - vzduchové bubliny umožňuje rostlině plavat na hladině vody. Na rozdíl od jiných velkých řas se sargasso neuchytí na dně a cestuje v obrovských shlucích podél vln a tvoří plovoucí les. Nesčetné množství měkkýšů, červů a mechorostů se přichytává na listy sargasu a v jeho houštinách se ukrývají krabi, krevety a ryby. Téměř všichni „obyvatelé“ jsou hnědožluté barvy, v tónu sargasa a jejich těla často kopírují tvar „listů“ této řasy. Někteří se skrývají, aby oběť nevyděsili. Takže celá tato komunita plave a nikdy se nedotkne břehu.
II. Krmí, oblékají, těší.
1. Stromy, které poskytují potravu.
Káva je jedním z nejoblíbenějších nápojů na světě.
Kdo a jak nám dal tento úžasný nápoj? Podle staré arabské legendy jsme povinni najít kávu. kozy. Legenda říká, že jeden etiopský pastýř si všiml, že jeho kozy, které snědly nějaké bobule z keře, se celou noc pásly a nemyslely na odpočinek. Pastýř o tom vyprávěl moudrému starci a on, když ochutnal tyto bobule, objevil jejich zázračnou moc a vynalezl kávový nápoj.
Etiopané si kávu oblíbili natolik, že později jeden z kmenů, který se přestěhoval na Arabský poloostrov, vzal její zrna s sebou. To byl začátek prvních kávových plantáží. A stalo se, jak známo ze starověkých rukopisů, v 9. století. Káva byla po dlouhou dobu známá pouze Arabům, ale Turkům, kteří dobyli v XV-XVI století. část arabských území, také ocenil chuť a skvělé vlastnosti nápoje. Tak se objevil slavný způsob výroby turecké kávy: káva se vaří na horkém písku ve speciálních měděných nádobách s rukojetí - „Turci“.
Evropany poprvé seznámil s kávou Ital, který se vrátil z Turecka. Povoláním lékař doporučoval svým pacientům pít kávu pro léčebné účely. Benátky byly první, kdo dovezl kávu do Evropy. A v roce 1652 byla otevřena první kavárna v Anglii. Turecko bylo monopolním dodavatelem kávy do Evropy, ale mazaní Nizozemci, kteří ukradli sazenice kávovníků Turkům, je převezli do Indonésie, kde bylo klima docela vhodné pro pěstování kávy.
Brazílie je nyní světovým lídrem v produkci kávy.
Káva se do Ruska dostala díky Petru Velikému.
Kávový nápoj se připravuje ze zpracovaných semen kávovníku. Jedná se o stálezelenou rostlinu z čeledi madderovitých. Bílá svěží květenství kávovníku, která se nacházejí v paždí listů, se po opylení hmyzem promění v plody - červené bobule z nich odstraní dužinu, semena se leští ve speciálních bubnech a balí do sáčků. Kávová zrna se před vařením praží.
Rodištěm kávy je Afrika. Arabský druh je považován za nejkvalitnější a nejchutnější. Brazilská káva (nejedná se o druh, ale pouze o místo, kde se káva pěstuje), která zaplňuje všechny trhy světa, je kvalitativně mnohem horší než káva pěstovaná v jiných zemích.
2. Vznešení přátelé.
Cedrus jsou skutečné cedry. Fénicie, Egypt, Asýrie byly mocnými mocnostmi starověku. Ale území, která obsadili, byla opuštěná, nebyly tam téměř žádné lesy. A dřevo je potřeba pro stavbu bydlení a pro lodě. Dřevo je pevné a nehnije. Cedr, který staří milovali, není cedr, který roste v tajze a je známý svými lahodnými ořechy. Sibiřské borovice jsou „jmenovci“ skutečných cedrů – cedru.
Féničané nařezali Cedrusy na lodě, Egypťané na sarkofágy pro pohřební obřady svých šlechticů, Řekové a Římané používali cedr ke stavbě chrámů a výrobě nábytku. Později křižáci začali cedru kácet. A během první světové války se nejcennější cedry s jejich růžovým dřevem z nedostatku jiného paliva spalovaly v topeništích lokomotiv. Zbyly tedy jen 4 háje libanonských cedrů. Pravda, další druhy cedru – atlasský, kyperský a himálajský, sice velmi vzácné stromy, ale na rozdíl od libanonského cedru stále nemizí.
Libanonské cedry jsou majestátní stromy se silnými horizontálními větvemi. Jejich jehly jsou namodralé, shromážděné ve střapcích. Šišky velikosti pěsti, husté, téměř hladké, jako sudy. Když v nich semena dozrávají, šišky se neotevírají, ale drolí se a země je pokryta vrstvou šupin. Vítr z nich sfoukne okřídlená semena a roznese je po okolí. Pokud kozy, které místní v hojné míře chovají, mladé výhonky nesežerou, může z nich vyrůst nová generace pohledných cedrů. Sláva krásy libanonských cedrů dorazila i do Ruska. Proto, když ruští průkopníci viděli sibiřské borovice, vysoké, majestátní, s velkými šiškami, nazývali je cedry.
Sibiřský cedr je úžasná borovice. Hlavním bohatstvím cedru jsou jeho ořechy. Obsahují tuky, bílkoviny, škrob, vitamíny B a D a jehličí obsahuje mnoho léčivých látek. Ořechy obsahují více než 60 % oleje, který v mnoha ohledech předčí živočišné tuky a ve své nutriční hodnotě není horší než maso a vejce. Za Ivana Hrozného se tyto ořechy vyvážely do zahraničí a za Petra I. začali v Rusku připravovat léčivý a posilující prostředek – ořechové mléko.
Piniové oříšky hrají v životě zvířat obrovskou roli. "Kde není cedr," říkají lovci, "není sobol." Medvědi a chipmunkové, veverky a různí ptáci jedí ořechy.
Léčivá a cedrová pryskyřice – pryskyřice. Během let Velké Vlastenecká válka cedrový balzám zachráněný před ranami a popáleninami. Pryskyřice je nezbytnou surovinou pro získání tak cenného léku, jakým je kafr. Pryskyřice je také potřeba v optické technologii.
Cenné je i cedrové dřevo - vyrábí se z něj tyčinky na tužky, hudební nástroje, dělat nábytek. Z pilin se získává terpentýn a další užitečné produkty.
III. Studium kůry stromu.
Norský javor
Javor, který jsem sledoval, je mladý. Má kmen stromu, který se každým rokem zahušťuje, boční větve tvoří korunu, která se skládá z menších větví, listů. Strom drží v půdě kořeny, které absorbují vlhkost a v ní rozpuštěné minerály. Proto je spodní část kmene stromu širší.
Pokud cítíte kůru, pak je vůně hořká, svíravá. Na jaře vůně kůry zesílí a nasládne.
V mém stromě není žádná dutina. Ale potkal jsem stromy s dutinou. Různí ptáci mají své domovy v dutině.
Na javoru, který pozoruji, nejsou žádné lišejníky, mechy a houby. Někdy houby tvoří kořeny hub na kořenech a zásobují stromy dusíkem a minerály.
Na kůře mého stromu jsou stopy po muži: oloupaná kůra a škrábance od nože, které by časem mohl zacelit.
IV. Proč je můj přítel nejlepší.
Norský javor - větev s ovocem
Javor je jedním z nejelegantnějších stromů rostoucích v našich lesích. Na jaře, když větve stromů ještě nejsou pokryty listím, rozkvete javor. Jeho žlutozelené květy, shromážděné v květenství, potěší oko. Javor je neméně elegantní v létě, kdy se jeho koruna stává „kudrnatou“. Podzimní outfit nepodlehne na kráse žádné jiné rostlině. Zdá se, že strom je v plamenech, nápadný bohatstvím odstínů karmínové a zelené, oranžové a žluté. Každý list má svou barvu a každý list je svým způsobem krásný. A každý má stejný tvar: zaoblený s 5-7 ostrými výstupky, odtud název javor norský. Javor je dobrá medonosná rostlina. Z jednoho stromu se získá až 10 kg medu. Javorová šťáva je velmi chutná. V Rusku se z něj připravoval kvas a různé nealkoholické nápoje.
Vlajka Kanady obsahuje list javoru cukrového. Jeho sladká šťáva se používala k výrobě javorových sirupů, melasy a dokonce i javorového piva, které bylo v 19. století velmi oblíbené. Kanada byla lídrem ve výrobě džusových produktů. Javorový list se stal národním symbolem této země.
Javorové dřevo se používalo k výrobě pevných a lehkých hudebních nástrojů. Sportovní vybavení je také vyrobeno z javoru. Lékárníci a chemici používají listy a kůru. Javor má ještě jednu zajímavou vlastnost: dokáže předpovídat počasí. Z řapíků listů, na samotné větvi, někdy kapky po kapkách tečou „slzy“ - javor jakoby pláče. To je vlastnost javoru zbavit se přebytečné vlhkosti. A „slzy“ javoru závisí na tom, zda je vzduch suchý nebo vlhký. Čím je vzduch sušší, tím je odpařování silnější a naopak. Vzduch se při dešti zvlhčuje. Pokud se na javorových listech objevily „slzy“, znamená to, že za několik hodin bude pršet.
V. Fosilní stromy, které zůstaly na zemi.
Prastarý, prastarý strom ginkgo! Na Zemi se objevil již v době dinosaurů - před 125 miliony let.
před lety. A od té doby se tato rostlina příliš nezměnila. Ginkgo je krásný strom až 30 m vysoký, s velkými vějířovitými listy. Ginkgo svým vzhledem připomíná naši obyčejnou osiku. Ale to tam nebylo! Ginkgo je nahosemenná rostlina, která je blíže příbuzná smrku než osice, kvetoucí rostlině. Na jaře se na větvích objevují „náušnice“ spolu s listy. Na podzim visí na větvích velká semena připomínající švestky. Dužina semene, která vypadá jako ovoce, je ve skutečnosti jen obal semene. Je jedlý a chutná slaně. Jeden problém – páchne jako zkažené maso. Toto je způsob, jak přilákat zvířata roznášející semena. Ginkgo, i když přežilo dinosaury, nepřežilo ve volné přírodě. Tento strom se stal zahradním stromem. V Japonsku a Číně je považován za posvátný – pěstuje se v blízkosti chrámů. Nyní se ginkgo objevuje v ulicích evropských měst. Ginkgo snadno odolává znečištění ovzduší, nemocem a hmyzu. Listy a dřevo ginkgo obsahují látky, které odpuzují hmyz. Záložky ze sušených listů ginkgo ochrání staré rukopisy před knihomoly. A stěny pokryté ginkgo šindelem nepustí do domu šváby ani štěnice.
ZÁVĚR.
Co mohu udělat pro všechny stromy?
Když přijdu do lesa, nebudu rozdělávat ohně.
To může vést k požárům.
Nebudu ničit ptačí hnízda. Ptáci jedí hmyz, který poškozuje stromy. Nebudu lámat větve ze stromů a keřů. Na dvorek zasadím nové sazenice a budu se o ně v budoucnu starat.
Kyselé deště také způsobují nenapravitelné škody: úhyn úrody, flóry a fauny, ničení budov.
První suchozemské rostliny
Život vznikl ve vodě. Zde se objevily první rostliny – řasy. V určitém okamžiku se však objevila země, která musela být osídlena. Průkopníky mezi zvířaty byly lalokoploutvé ryby. A mezi rostlinami?
Jak vypadaly první rostliny?
Kdysi naši planetu obývaly rostliny, které měly pouze stonek. Byly připevněny k zemi speciálními výrůstky - rhizoidy. Byly to první rostliny, které se dostaly na zem.
Vědci je nazývají psilofyty. Toto je latinské slovo. V překladu to znamená „nahé rostliny“. Psilofyty skutečně vypadaly „nahé“. Měli pouze větvící se stonky s kulovitými výrůstky, ve kterých byly uloženy výtrusy. Jsou velmi podobné „mimozemským rostlinám“, které jsou vyobrazeny v ilustracích fantastických příběhů.
Psilofyty se staly prvními suchozemskými rostlinami, ale žily pouze v bažinatých oblastech, protože neměly kořen a nemohly extrahovat vodu a živiny z půdy. Vědci se domnívají, že kdysi tyto rostliny vytvořily obrovské koberce nad holým povrchem planety. Byly tam jak drobné, tak i velmi velké rostliny, vyšší než lidský růst.
Jak vědci objevili první rostliny?
To, že takové rostliny kdysi na naší planetě existovaly, se vědci dozvěděli až na začátku minulého století, v roce 1912, díky skotskému venkovskému lékaři, který měl rád geologii. Při průzkumu půdy objevil zbytky dosud neznámých rostlin, které byly později pojmenovány rhinia, podle názvu vesnice, ve které byla poprvé nalezena. Předpokládá se, že to byla první suchozemská rostlina, ze které pocházejí další psilofyty.
Starověké rostliny ovládaly planetu po miliony let, ale vymřely dlouho před objevením člověka. Své „potomky“ ale opustili – byli to přesličky, kyjové mechy a kapradiny. Někteří vědci se domnívají, že nižší psilofyty se staly předky moderních mechů.
zárodečné stadium semenné rostliny, které se tvoří v procesu pohlavního rozmnožování a slouží k usazování. Uvnitř semene je embryo, skládající se z embryonálního kořene, stonku a jednoho nebo dvou listů nebo děložních listů. Kvetoucí rostliny se podle počtu kotyledonů dělí na dvouděložné a jednoděložné. U některých druhů, např. u orchidejí, nejsou jednotlivé části embrya rozlišeny a začnou vznikat z určitých buněk ihned po vyklíčení.
Typické semínko obsahuje zásobu živin pro embryo, které bude muset nějakou dobu růst bez světla potřebného pro fotosyntézu. Tato rezerva může zabírat většinu semene a někdy se nachází uvnitř samotného embrya - v jeho kotyledonech (například v hrachu nebo fazolích); pak jsou velké, masité a určují celkový tvar semene. Když semeno vyklíčí, lze je vyjmout ze země na prodlužující se stopce a stát se prvními fotosyntetickými listy mladé rostliny. U jednoděložných rostlin (například pšenice a kukuřice) je zásobou potravy tzv. endosperm je vždy oddělen od embrya. Mletý endosperm obilných plodin je dobře známá mouka.
U krytosemenných rostlin se semeno vyvíjí z vajíčka - drobné ztluštění na vnitřní stěna vaječníky, tzn. spodní část pestíku umístěného ve středu květu. Vaječník může obsahovat jeden až několik tisíc vajíček.
Každý z nich obsahuje vajíčko. Pokud je v důsledku opylení oplodněno spermií, která pronikne do vaječníku z pylového zrna, vyvine se z vajíčka semeno. Roste a jeho skořápka zhoustne a změní se ve dvouvrstvý semenný obal. Jeho vnitřní vrstva je bezbarvá, slizká a je schopná silně bobtnat, absorbovat vodu. To se bude hodit později, když rostoucí embryo bude muset prorazit obal semena. Vnější vrstva může být mastná, měkká, tenká, tvrdá, papírová a dokonce dřevitá. Na slupce semen, tzv. hilum - oblast, kterou bylo semeno spojeno s stopkou, která je připojila k mateřskému organismu.
Semeno je základem pro existenci moderní flóry a fauny. Bez semínka by na planetě nebyla žádná jehličnatá tajga, listnaté lesy, kvetoucí louky, stepi, obilná pole, nebyli by ptáci a mravenci, včely a motýli, lidé a další savci. To vše se objevilo až poté, co rostliny v průběhu evoluce měly semena, uvnitř kterých může být život, aniž by se jakkoli deklaroval, uchován na týdny, měsíce a dokonce i na mnoho let. Miniaturní rostlinný klíček v semenech je schopen cestovat na velké vzdálenosti; není připoután k zemi kořeny, jako jeho rodiče; nepotřebuje vodu ani kyslík; čeká v křídlech, aby se dostal na vhodné místo a čekal na příznivé podmínky, aby začal vývoj, kterému se říká klíčení semene.
Evoluce semen.
Po stovky milionů let se život na Zemi obešel bez semen, stejně jako se bez nich nyní obešel na dvou třetinách povrchu planety pokrytého vodou. Život vznikl v moři a první rostliny, které dobyly pevninu, byly stále bez semen, ale pouze výskyt semen umožnil fotosyntetickým organismům plně ovládnout toto pro ně nové prostředí.
První suchozemské rostliny.
Mezi velkými organismy byl první pokus prosadit se na souši nejspíše na mořská makrofyta – řasy, které se při odlivu ocitly na kamenech rozpálených sluncem. Rozmnožují se sporami – jednobuněčnými strukturami rozptýlenými mateřským organismem a schopnými se vyvinout v novou rostlinu. Výtrusy řas jsou obklopeny tenkými schránkami, takže nesnášejí vysychání. Pod vodou je taková ochrana docela dost. Výtrusy se tam šíří proudy, a protože teplota vody poměrně málo kolísá, nemusí na příznivé podmínky pro klíčení dlouho čekat.
První suchozemské rostliny se také rozmnožovaly výtrusy, ale povinná výměna generací byla již zafixována v jejich životním cyklu. Sexuální proces v něm obsažený zajistil kombinaci dědičných vlastností rodičů, v důsledku čehož potomci kombinovali výhody každého z nich, stávali se většími, trvanlivějšími a dokonalejšími ve struktuře. V určité fázi tento postupný vývoj vedl k objevení jaterníků, mechů, kyjů, kapradin a přesliček, které již zcela opustily nádrže na souši. Rozmnožování výtrusů jim však ještě neumožnilo rozšířit se mimo bažinatá místa s vlhkým a teplým vzduchem.
Výtrusné rostliny období karbonu.
V této fázi vývoje Země (asi před 250 miliony let) se mezi kapradinami a lykopidy objevily obří formy s částečně lignifikovanými kmeny. Velikostně nebyly podřadné než přesličky, jejichž duté stonky byly pokryty zelenou kůrou napuštěnou oxidem křemičitým. Kdekoli se objevily rostliny, následovala je zvířata, která ovládala nové typy stanovišť. Ve vlhkém soumraku uhelné džungle bylo mnoho velkého hmyzu (až 30 cm dlouhého), obří stonožky, pavouci a štíři, obojživelníci, kteří vypadali jako obrovští krokodýli, a mloci. Byly tam vážky s rozpětím křídel 74 cm a švábi 10 cm dlouzí.
Stromové kapradiny, kyjovité mechy a přesličky měly všechny vlastnosti nutné pro život na souši, až na jednu věc – nevytvářely semena. Jejich kořeny účinně absorbovaly vodu a minerální soli, cévní systém kmenů spolehlivě přenášel látky potřebné k životu do všech orgánů a listy aktivně syntetizovaly organické látky. Dokonce i spory se zlepšily a získaly silný celulózový obal. Nebojí se vysychání, jsou unášeny větrem na značné vzdálenosti a nemohly vyklíčit ihned, ale po určité době vegetačního klidu (tzv. spící spory). I nejdokonalejší výtrus je však jednobuněčný útvar; na rozdíl od semen rychle schne a neobsahuje zásoby živin, a proto není schopen dlouho čekat na příznivé podmínky pro vývoj. Přesto byla tvorba klidových spór důležitým milníkem na cestě k semenům rostlin.
Podnebí na naší planetě zůstávalo po mnoho milionů let teplé a vlhké, ale evoluce v úrodné divočině uhelných bažin se nezastavila. Stromovité výtrusné rostliny nejprve vyvinuly primitivní formy pravých semen. Objevily se semenné kapradiny, lykopsidy (slavní zástupci rodu Lepidodendron- v řečtině tento název znamená "šupinatý strom") a cordaites s masivními dřevitými kmeny.
Ačkoli existuje jen málo fosilií těchto organismů, které žili před stovkami milionů let, je známo, že stromovité semenné kapradiny existovaly již před karbonem. Na jaře roku 1869 se Skohary Creek v Catskills v New Yorku silně zaplavil. Povodeň smetla mosty, vyvrátila stromy a silně odnesla břeh u vesnice Gilboa. Tento incident by byl dávno zapomenut, kdyby padající voda neodhalila pozorovatelům působivou sbírku podivných pahýlů. Jejich základny se značně rozšířily, jako u bažinových stromů, průměr dosahoval 1,2 m a jejich stáří bylo 300 milionů let. Podrobnosti o struktuře kůry byly dobře zachovány, úlomky větví a listí byly roztroušeny poblíž. To vše, včetně bahna, ze kterého se tyčily pahýly, přirozeně zkamenělo. Geologové datovali fosilie do svrchního devonu, předkarbonu, a určili, že odpovídají stromovým kapradinám. Dalších padesát let si nález pamatovali jen paleobotanici a pak vesnice Gilboa představovala další překvapení. Spolu se zkamenělými kmeny prastarých kapradin byly tentokrát objeveny jejich větve se skutečnými semeny. Nyní tyto vyhynulé stromy patří do rodu Eospermatopteris, což se překládá jako "semeno úsvitu kapradí." ("úsvit", protože to mluvíme o nejstarších semenných rostlinách na Zemi).
Legendární období karbonu skončilo, když geologické procesy zkomplikovaly reliéf planety, rozdrtily její povrch na záhyby a roztrhaly ji horskými pásmy. Nížinné bažiny byly pohřbeny pod silnou vrstvou sedimentárních hornin vyplavených ze svahů. Kontinenty změnily svůj tvar, vytlačily moře a odchýlily se oceánské proudy od svého předchozího kurzu, místy začaly růst ledové čepice a červený písek pokrýval obrovské rozlohy země. Vyhynuly obří kapradiny, kyjovité mechy a přesličky: jejich výtrusy nebyly přizpůsobeny drsnějšímu klimatu a pokus přejít na množení semeny se ukázal jako příliš slabý a nejistý.
První opravdové semenné rostliny.
Uhelné lesy zanikly a byly pokryty novými vrstvami písku a jílu, ale některé stromy přežily díky vytvoření okřídlených semen se silnou skořápkou. Taková semena by se mohla šířit rychleji, déle, a tedy i na větší vzdálenosti. To vše zvýšilo jejich šance na nalezení vhodných podmínek pro klíčení nebo čekání na jejich příchod.
Semena byla předurčena k revoluci života na Zemi na začátku druhohorní éry. Do této doby unikly smutnému osudu jiné karbonské vegetace dva druhy stromů, cykasy a jinany. Tyto skupiny začaly společně osídlovat druhohorní kontinenty. Bez konkurence se rozšířily z Grónska do Antarktidy, díky čemuž je vegetační pokryv naší planety téměř homogenní. Jejich okřídlená semena cestovala horskými údolími, létala po neživých skalách a klíčila dál písečné oblasti mezi kameny a mezi naplaveným štěrkem. Pravděpodobně jim k objevování nových míst pomohly drobné mechy a kapradiny, které přežily klimatické změny na planetě na dně roklí, ve stínu útesů a podél břehů jezer. Hnojili půdu svými organickými zbytky a připravovali její úrodnou vrstvu pro osídlení většími druhy.
Pohoří a rozlehlé pláně zůstaly holé. Dva typy "průkopnických" stromů s okřídlenými semeny, které se rozšířily po planetě, byly přivázány k vlhkým místům, protože jejich vajíčka byla oplodněna bičíkatými, aktivně plavajícími spermiemi, jako jsou mechy a kapradiny.
Mnoho výtrusných rostlin tvoří spory různé velikosti – velké megaspory, ze kterých vznikají samičí gamety, a malé mikrospory, při jejichž dělení vznikají pohyblivé spermie. K oplodnění vajíčka k ní potřebují doplavat vodou – přitom stačí kapka deště a rosy.
U cykasů a ginkgo nejsou megaspory rozptýleny mateřskou rostlinou, ale zůstávají na ní a mění se v semena, ale spermie jsou pohyblivé, takže k oplodnění je zapotřebí vlhkost. Vnější struktura těchto rostlin, zejména jejich listy, je také sbližuje s kapradinovitými předky. Zachování prastarého způsobu hnojení spermiemi plovoucími ve vodě vedlo k tomu, že i přes relativně odolná semena zůstávalo pro tyto rostliny dlouhodobé sucho nepřekonatelným problémem a dobývání půdy bylo pozastaveno.
Budoucnost suchozemské vegetace zajistily stromy jiného typu, které rostly mezi cykasy a jinany, ale ztratily bičíkaté spermie. Jednalo se o araukárie (rod Araucaria), jehličnaté potomky karbonských cordaitů. V éře cykasů začala araukárie tvořit obrovská množství mikroskopických pylových zrn, odpovídajících mikrosporám, ale suchých a hustých. Byly unášeny větrem do megaspor, přesněji do vajíček, které se z nich vytvořily s vajíčky, a vyklíčily pomocí pylových láček, které dodávaly nepohyblivé spermie samicím gametám.
Tak se na světě objevil pyl. Potřeba vody pro hnojení zmizela a rostliny se dostaly do nového evolučního stupně. Tvorba pylu vedla k enormnímu nárůstu počtu semen vyvíjejících se na každém jednotlivém stromě a následně k rychlému šíření těchto rostlin. Starověké araukárie měly také způsob osídlení, zachovaný u moderních jehličnanů, pomocí tvrdých okřídlených semen, snadno unášených větrem. Objevily se tedy první jehličnany a postupem času je to dobré pro všechny slavný druh borová rodina.
Borovice produkuje dva druhy šišek. Pánská délka cca. 2,5 cm a 6 mm v průměru jsou seskupeny na koncích nejvyšších větví, často ve svazcích po deseti nebo více, takže velký strom jich může mít několik tisíc. Rozptylují pyl a zasypávají vše kolem žlutým práškem. Samičí šištice jsou větší a rostou na stromě pod samčími. Každá z jejich šupin připomíná tvarem kopeček – zvenčí široký a zužující se směrem k základně, pomocí které je připevněn k dřevnaté ose kužele. Na horní straně stupnice, blíže k této ose, jsou otevřeně umístěny dvě megaspory, které čekají na opylení a oplodnění. Pylová zrnka unášená větrem létají uvnitř samičích šišek, kutálejí se po šupinách k vajíčkům a přicházejí s nimi do kontaktu, který je nezbytný pro oplodnění.
Cykasy a jinany nemohly konkurovat vyspělejším jehličnanům, které účinně rozptylovaly pyl a okřídlená semena, nejen že je vytlačily, ale zvládly i nová, dříve nepřístupná zákoutí země. Prvními jehličnatými dominantami se staly Taxodiaceae (nyní k nim patří zejména sekvojovce a cypřiše bahenní). Tyto se šíří po celém světě krásné stromy naposledy pokryly všechny části světa homogenní vegetací: jejich pozůstatky se nacházejí v Evropě, Severní Americe, na Sibiři, v Číně, Grónsku, na Aljašce a v Japonsku.
Kvetoucí rostliny a jejich semena.
Jehličnany, cykasy a jinany patří mezi tzv. nahosemenné rostliny. To znamená, že jejich vajíčka jsou otevřeně umístěny na semenných šupinách. Kvetoucí rostliny tvoří oddělení krytosemenných rostlin: jejich vajíčka a z nich vyvíjející se semena jsou skryta před vnějším prostředím v rozšířené základně pestíku, zvaném vaječník.
V důsledku toho se pylové zrno nemůže dostat přímo do vajíčka. Pro splynutí gamet a vývoj semene je potřeba zcela nová rostlinná struktura – květ. Jeho samčí část představují tyčinky, samičí část pestíky. Mohou být ve stejné květině nebo v různé květiny, a to i na různých rostlinách, které se v druhém případě nazývají dvoudomé. Mezi dvoudomé druhy patří např. jasany, cesmíny, topoly, vrby, datlové palmy.
Aby došlo k oplodnění, musí pylové zrno přistát na vrcholu pestíku – lepkavé, někdy zpeřené blizny – a přilnout k němu. Blizna uvolňuje chemické látky, pod jejichž vlivem pylové zrno vyklíčí: živá protoplazma, vynořující se zpod jeho tvrdého obalu, vytvoří dlouhou pylovou láček, která pronikne do blizny, šíří se dále hluboko do pestíku podél jeho protáhlé části (sloupce) a nakonec dosáhne vaječníku s vajíčky. Pod vlivem chemických atraktantů se jádro samčí gamety posouvá po pylové láčici k vajíčku, proniká do něj malinkým otvorem (mikropylem) a splyne s jádrem vajíčka. Tak dochází k oplodnění.
Poté se začíná vyvíjet semínko – ve vlhkém prostředí, bohatě zásobené živinami, chráněné stěnami plodnice před vnějšími vlivy. Paralelní evoluční přeměny jsou známy i ve světě zvířat: vnější oplodnění, řekněme pro ryby, je nahrazeno vnitřním oplodněním na souši a embryo savců se tvoří nikoli ve vejcích snesených ve vnějším prostředí, jako např. u typických plazů, ale uvnitř dělohy. Izolace vyvíjejícího se semene od vnějších vlivů umožnila kvetoucím rostlinám směle „experimentovat“ s jeho tvarem a strukturou, a to zase vedlo k lavinovitému výskytu nových forem suchozemských rostlin, jejichž rozmanitost se začala měnit. růst tempem nebývalým v předchozích dobách.
Kontrast s nahosemennými je zřejmý. Jejich „nahá“ semena ležící na povrchu šupin, bez ohledu na druh rostliny, jsou přibližně stejná: kapkovitá, pokrytá tvrdou slupkou, ke které je někdy připojeno ploché křídlo, tvořené buňkami obklopujícími semínko. Není divu, že po mnoho milionů let zůstala forma nahosemenných rostlin velmi konzervativní: borovice, smrky, jedle, cedry, tisy, cypřiše jsou si navzájem velmi podobné. Je pravda, že u jalovců lze semena tisu a ginkga zaměnit s bobulemi, ale to nemění celkový obraz - extrémní jednotnost obecného plánu struktury nahosemenných rostlin, velikost, typ a barva jejich semen ve srovnání s obrovské bohatství kvetoucích forem.
Navzdory nedostatku informací o prvních fázích evoluce krytosemenných rostlin se věří, že se objevily na konci druhohor, která skončila asi před 65 miliony let, a na začátku kenozoické éry již dobyli svět. . Nejstarší známý vědě kvetoucí rod - Claytonia. Jeho fosilie byly nalezeny v Grónsku a na Sardinii, je tedy pravděpodobné, že ještě před 155 miliony let byl stejně rozšířený jako cykasy. Odchází v Claytonia dlanitě komplexní, jako u současných jírovců a vlčího bobu, a plody jsou bobulovité o průměru 0,5 cm na konci tenké stopky. Možná měly tyto rostliny hnědou nebo zelenou barvu. Jasné barvy květů a plodů krytosemenných se objevily později, paralelně s vývojem hmyzu a dalších zvířat, které měli přitahovat. bobule Claytoniačtyřsemenný; na něm můžete rozeznat něco, co připomíná pozůstatek stigmatu.
Kromě extrémně vzácných fosilních pozůstatků neobvyklé moderní rostliny, sjednoceni v řádu gnetales (Gnetales). Jedním z jejich zástupců je jehličnan (rod Ephedra), nalezený zejména v pouštích jihozápadních Spojených států; navenek to vypadá jako několik bezlistých tyčinek vyčnívajících ze silného stonku. Dalším rodem je velvichia ( Welwitschia) roste v poušti u jihozápadního pobřeží Afriky a třetí je gnetum ( Gnetum) je nízký keř indických a malajských tropů. Tyto tři rody lze považovat za „živé zkameněliny“. možné způsoby přeměna nahosemenných rostlin na krytosemenné rostliny. Kužele jehličnanů navenek připomínají květiny: jejich šupiny jsou rozděleny na dvě části, připomínající okvětní lístky. Velvichia má pouze dva široké páskovité listy dlouhé až 3 m, zcela odlišné od jehličí jehličnatých. Semena Gnetum jsou opatřena další skořápkou, takže vypadají jako peckovice krytosemenného. Je známo, že krytosemenné rostliny se od nahosemenných liší strukturou dřeva. Mezi utlačovateli spojuje rysy obou skupin.
Rozptyl semen.
Životaschopnost a rozmanitost rostlinného světa závisí na schopnosti druhů se šířit. Mateřská rostlina je celý život zakořeněna na jednom místě, proto si její potomci musí najít jiné. Tento úkol rozvoje nového prostoru byl svěřen semenům.
Nejprve musí pyl přistát na pestíku květu stejného druhu, tzn. musí dojít k opylení. Za druhé, pylová láčka musí dosáhnout vajíčka, kde dojde ke splynutí jádra samčích a samičích gamet. Nakonec musí zralé semeno opustit mateřskou rostlinu. Pravděpodobnost, že semínko vyklíčí a úspěšně zakoření na novém místě, je nepatrný zlomek procenta, takže rostliny jsou nuceny spoléhat se na zákon velkého počtu a rozptýlit co nejvíce semen. Poslední parametr je obecně nepřímo úměrný jejich šanci na přežití. Srovnejme například kokosovou palmu a orchideje. Kokosová palma má největší semena ve světě rostlin. Jsou schopni neomezeně plavat v oceánech, dokud je vlny neshodí na měkký pobřežní písek, kde bude konkurence sazenic s jinými rostlinami mnohem slabší než častěji v lese. Výsledkem je, že šance na usazení každého z nich jsou poměrně vysoké a jedna vzrostlá palma bez rizika pro daný druh obvykle produkuje jen několik desítek semen ročně. Orchideje mají naopak nejmenší semena na světě; v tropických lesích jsou unášeny slabými proudy vzduchu mezi vysokými korunami a klíčí ve vlhkých puklinách kůry na větvích stromů. Situaci komplikuje skutečnost, že na těchto pobočkách potřebují najít zvláštní druh houba, bez níž je klíčení nemožné: malá semena orchidejí neobsahují zásoby živin a v prvních fázích vývoje semenáčků je přijímají z houby. Není divu, že v jednom plodu miniaturní orchideje je několik tisíc těchto semen.
Krytosemenné rostliny nejsou omezeny na produkci různých semen v důsledku oplodnění: vaječníky a někdy i jiné části květů se vyvinou do jedinečných struktur obsahujících semena - ovoce. Vaječník se může stát zeleným fazolem, který chrání semena, dokud nedozrají, proměnit se v tvrdý kokosový ořech, který může podnikat dlouhé námořní plavby, ve šťavnaté jablko, které bude zvíře jíst na odlehlém místě pomocí dužiny, ale ne semen. Bobule a peckovice jsou oblíbenou pochoutkou ptáků: semena těchto plodů nejsou trávena ve střevech a padají do půdy spolu s exkrementy, někdy i mnoho kilometrů od mateřské rostliny. Plody jsou křídlaté a nadýchané a forma příloh, které zvyšují těkavost, je mnohem rozmanitější než u semen borovice. Křídlo jasanového plodu připomíná veslo, u jilmu jako okraj klobouku, u javoru párové plody - dvoukřídlé - připomínají vznášející se ptáky, u ailanthu jsou křídla plodů zkroucená pod úhlem jiné, tvořící jakoby vrtuli.
Tyto úpravy umožňují kvetoucím rostlinám velmi efektivně využívat vnější faktory pro šíření semen. Některé druhy však s cizí pomocí nepočítají. Takže plody touchy jsou jakýmsi katapultem. Muškáty používají podobný mechanismus. Uvnitř jejich dlouhého plodu je tyč, ke které jsou připevněny zatím čtyři rovné a spojené chlopně - shora drží pevně, zdola slabě. Když jsou zralé, spodní konce ventilů se oddělují od základny, prudce se kroutí směrem k horní části tyče a rozhazují semena. U v Americe známého keře ceanothus se plodnice mění v bobule, podobnou stavbou časované bombě. Tlak šťávy uvnitř je tak vysoký, že po uzrání se sluneční paprsek zahřeje natolik, že se jeho semena rozptýlí do všech stran jako živý šrapnel. Krabice obyčejných fialek, které vyschly, praskly a rozházely kolem nich semena. Plody hamamelis fungují jako houfnice: aby semena spadla dále, vystřelí je pod vysokým úhlem k horizontu. U křídlatky, v místě, kde jsou semena připojena k rostlině, se vytvoří struktura podobná pružině, která odhodí zralá semena. U oxalis skořápky plodů nejprve nabobtnají a poté praskají a smršťují se tak prudce, že semena vylétají štěrbinami ven. Arceutobium je malinké, díky hydraulickému tlaku uvnitř bobulí z nich vytlačuje semena jako miniaturní torpéda.
Životaschopnost semen.
Zárodky mnoha semen jsou zásobeny živinami a netrpí vysycháním pod vzduchotěsnou skořápkou, a proto mohou čekat na příznivé podmínky řadu měsíců i let: u jetele a vojtěšky - 20 let, u ostatních luštěnin - více než 75, v pšenici, ječmeni a ovsu - na deset. Semena plevelů se vyznačují dobrou životaschopností: u křídlatky kadeřavé, divizny, černé hořčice a pepře klíčí po půlstoletí ležení v zemi. Předpokládá se, že na 1 hektar běžné zemědělské půdy je zakopáno 1,5 tuny semen plevelů, která jen čekají na příležitost dostat se blíže k povrchu a vyklíčit. Semena kasie a lotosu zůstávají životaschopné po staletí. Rekord v životaschopnosti stále drží semena lotosu vlašského ořechu, objevená před několika lety v dně jednoho z vyschlých jezer v Mandžusku. Radiokarbonovou metodou bylo zjištěno, že jejich stáří je 1040 ± 120 let.
Otázka 1. Kdy se objevily první suchozemské rostliny?
Na počátku paleozoika osídlily rostliny především moře, ale v ordoviku - siluru se objevily první suchozemské rostliny - psilofyty (obr. 1).
Rýže. 1. První suchozemská rostlina
Byly to malé rostliny mezi řasami a suchozemskými cévnatými rostlinami. Psilofyty již měly vodivý (cévní) systém, první slabě diferencovaná pletiva mohla v půdě zesílit, i když kořeny (jako ostatní vegetativní orgány) stále chyběly. Další vývoj rostlin na souši byl zaměřen na diferenciaci těla na vegetativní orgány a tkáně, zlepšení cévní systém(poskytuje rychlý vzestup vody do velké výšky).
Otázka 2. Jakým směrem se ubíral vývoj rostlin na souši?
Po objevení se psilofytů se vývoj rostlin na souši ubíral směrem k rozdělení těla na vegetativní orgány a pletiva, zlepšení cévního systému (zajištění rychlého pohybu vody do velké výšky). Již ve vyprahlém devonu jsou hojně rozšířeny přesličky, kyjovité mechy a kapradiny. Ještě většího rozvoje dosahuje přízemní vegetace v období karbonu (karbon), vyznačujícím se vlhkým a teplým klimatem po celý rok. Objevují se nahosemenné rostliny, pocházející ze semenných kapradin. Přechod k rozmnožování semenem přinesl mnoho výhod: embryo v semenech je chráněno před nepříznivými podmínkami membránami a zásobeno potravou a má diploidní počet chromozomů. U některých nahosemenných rostlin (jehličnanů) již není proces pohlavního rozmnožování spojen s vodou. Opylování v nahosemenných rostlinách se provádí větrem a semena mají úpravy pro distribuci zvířaty. Tyto a další výhody přispěly k širokému rozšíření semenných rostlin. Velké výtrusné rostliny odumírají v permu v důsledku vysychání klimatu.
Otázka 3. Popište vývoj zvířat v paleozoické éře.
Živočišný svět se v paleozoické éře vyvíjel extrémně rychle a byl zastoupen velkým množstvím rozmanitých forem. V mořích kvete život. V období kambria již existují všechny hlavní druhy zvířat, kromě strunatců. Houby, korály, ostnokožci, různí měkkýši, obrovští draví korýši - to je neúplný seznam obyvatel kambrických moří.
V ordoviku pokračovalo zdokonalování a specializace hlavních typů. Poprvé jsou zde nalezeny pozůstatky zvířat s vnitřní osovou kostrou - bezčelisťových obratlovců, jejichž vzdálenými potomky jsou novodobí mihule a jestřáb. Ústa těchto zvláštních organismů byla jednoduchým otvorem vedoucím do trávicího traktu. Přední část trávicí trubice byla proražena žaberními štěrbinami, mezi kterými byly umístěny podpůrné chrupavčité žaberní oblouky. Jawless jedli organismy žijící na bahnitém dně řek a jezer a detritus (organické zbytky), sající potravu v ústech. U části bezčelistých zvířat došlo k rozdělení žaberních oblouků, což umožnilo pomocí žaberních svalů změnit průsvit hltanu a následně udržet pohyblivou kořist, která se dostala do trávicí trubice.
Vzhled prehensile ústní aparát- velká aromorfóza - způsobila restrukturalizaci celé organizace obratlovců.
Vznik párových ploutví - končetin - je další významnou aromorfózou ve vývoji obratlovců.
V siluru přistáli spolu s psilofyty první živočichové dýchající vzduch – členovci. Na vodních plochách pokračoval intenzivní rozvoj nižších obratlovců. Předpokládá se, že obratlovci vznikli v mělkých sladkovodních nádržích a teprve poté se přesunuli do moří. Období devonu bylo poznamenáno rozvojem souše dalšími členovci – pavouky; koncem období se objevují první suchozemští obratlovci - obojživelníci (stegocefalci). V karbonu vznikli plazi (kotylosauři), létající hmyz a plicní měkkýši. V posledním, permském období paleozoika je pozorován prudký rozvoj a nárůst systematických skupin plazů; objevují se zvířecí plazi – předci savců.
Otázka 4. Jaké vlastnosti stavby obratlovců sloužily jako předpoklady pro jejich vypuštění na pevninu?
V siluru přistáli spolu s psilofyty první živočichové dýchající vzduch – členovci. Na vodních plochách pokračoval intenzivní rozvoj nižších obratlovců. Předpokládá se, že obratlovci vznikli v mělkých sladkovodních nádržích a teprve poté se přesunuli do moří. V devonu jsou obratlovci zastoupeni třemi skupinami: plicník, paprskoploutvý a lalokoploutvý. Právě lalokoploutvá ryba dala vzniknout suchozemským obratlovcům. Pro lalokoploutvé ryby byli typicky vodní živočichové, ale uměli dýchat atmosférický vzduch pomocí primitivních plic, což byly výběžky střevní stěny. Pouze lalokoploutvé ryby se mohly přizpůsobit životu na souši. Jejich ploutve byly čepele skládající se z jednotlivých kostí s připojenými svaly (obr. 2). Pomocí ploutví se po dně mohly plazit laločnaté ryby - velká zvířata dlouhá 1,5 až několik metrů. Měli tedy dva hlavní předpoklady pro přechod do suchozemského prostředí: svalnaté končetiny a plíce. Na konci devonu daly lalokoploutvé ryby vzniknout prvním obojživelníkům - stegocefalům.
Rýže. 2. Kostra párové ploutve lalokoploutvé ryby a stegocefalus:
A - ramenní pletenec a ploutev laločnaté ryby;
B - vnitřní kostra ploutve;
B - kostra přední končetiny stegocefalu:
1 - prvek odpovídající humeru;
2 - prvek odpovídající poloměru;
8 - prvek odpovídající ulně;
4, 5, 6 - kosti zápěstí; 7 - falangy prstů.
První suchozemské rostliny a zvířata
KDE VZNIKL ŽIVOT Život vznikl ve vodě. Zde se objevily první rostliny – řasy. V určitém okamžiku se však objevila země, která musela být osídlena. Průkopníky mezi zvířaty byly lalokoploutvé ryby. A mezi rostlinami?
JAK VYPADALI PRVNÍ ROSTLINY Kdysi dávno naši planetu obývaly rostliny, které měly pouze stonek. Byly připevněny k zemi speciálními výrůstky - rhizoidy. Byly to první rostliny, které se dostaly na zem. Vědci je nazývají psilofyty. Toto je latinské slovo. V překladu to znamená „nahé rostliny“. Psilofyti skutečně vypadali „nazí“. Měli pouze větvící se stonky s výrůstky kuliček, ve kterých byly uloženy výtrusy. Jsou velmi podobné „mimozemským rostlinám“, které jsou vyobrazeny v ilustracích fantastických příběhů. Psilofyty se staly prvními suchozemskými rostlinami, ale žily pouze v bažinatých oblastech, protože neměly kořen a nemohly extrahovat vodu a živiny z půdy. Vědci se domnívají, že kdysi tyto rostliny vytvořily obrovské koberce nad holým povrchem planety. Byly tam jak drobné, tak i velmi velké rostliny, vyšší než lidský růst.
PRVNÍ ZVÍŘATA NA ZEMI Nejstarší stopy života zvířat na Zemi pocházejí z doby před miliardou let, ale nejstarší zkameněliny samotných zvířat jsou staré přibližně 600 milionů let a pocházejí z vendského období. První zvířata, která se objevila na Zemi v důsledku evoluce, byla mikroskopicky malá a měla měkké tělo. Žili na mořském dně nebo ve spodním bahně. Takoví tvorové by jen stěží mohli zkamenět a jediným vodítkem k odhalení záhady jejich existence jsou nepřímé stopy, jako jsou zbytky nor nebo chodeb. Ale navzdory své malé velikosti byla tato nejstarší zvířata odolná a dala vzniknout prvním známým zvířatům na Zemi - ediakarské fauně.
Evoluce života na Zemi začala objevením se první živé bytosti - asi před 3,7 miliardami let - a pokračuje dodnes. Podobnost mezi všemi organismy ukazuje na přítomnost společného předka, z něhož pocházejí všechny ostatní živé bytosti.
VŠECHNO
psilophyta (Psilophyta), nejstarší a primitivní vyhynulá skupina (oddělení) vyšších rostlin. Vyznačovaly se apikálním uspořádáním sporangií (viz Sporangium) a ekvispor, absencí kořenů a listů, dichotomickým nebo dichopodiálním (pseudomonopodiálním) větvením a primitivní anatomickou stavbou. Vodivý systém je typický Protostele. Protoxylém byl umístěn ve středu xylému; metaxylém se skládal z tracheid s prstencovým nebo (vzácně) skalariformním ztluštěním. Podpůrné tkáně chyběly. R. ještě neměly schopnost sekundárního růstu (měly pouze apikální meristémy). Sporangia jsou primitivní, od kulovitého (asi 1 mm v průměru) po podlouhle válcovité (až 12 mm dlouhé), silnostěnné. Gametofyty R. nejsou spolehlivě známy (někteří autoři považují za gametofyty horizontální oddenkovité orgány, tzv. rhizomoidy).
R. rostl na vlhkých a bažinatých místech a také v mělkých pobřežních vodách. R. oddělení zahrnuje jednu třídu - rhyniopsida (Rhyniopsida) se dvěma řády - Rhyniales (čeleď Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) a Psilophytales (čeleď Psilophytaceae). Řád Rhyniales se vyznačuje dichotomickým větvením a tenkou, málo vyvinutou stélou. Xylém tracheid s prstencovými zesíleními. Nejstarším zástupcem R. je rod Cooksonia, původně objevený ve Walesu v ložiskách konce siluru (asi před 400 miliony let). Nejúplněji prozkoumané jsou rody spodního devonu - rhynia a částečně horneofyt, u nichž byl rhizomoid (stonky z něj odcházející nahoru, četné rhizoidy dolů) rozdělen na jasně uspořádané hlízovité segmenty, bez vodivých pletiv a sestával výhradně z parenchymatických buněk. Předpokládá se, že v průběhu evoluce R.'s rhizomoids dal vzniknout kořenům. U obou rodů byla stěna sporangia vícevrstevná, pokrytá kutikulou (viz Kutikula). Horneofyt se vyznačuje zvláštní výtrusnou dutinou, která tvoří kupoli, která obloukovitě pokrývá centrální sloupec sterilní tkáně, která je pokračováním kmenového floému. Tento horneofyt připomíná moderní Sphagnum. Mezi čeledi Rhynia patří také rod teniokrada, z nichž mnohé druhy tvořily ve středním a svrchním devonu podmořské houštiny. Spodní devonské rody Khedea a Yaravia jsou někdy rozlišovány do samostatné čeledi Hedei. Spodní devonský rod Sciadophyte, obvykle řazený jako samostatná čeleď Sciadophytes, je drobná rostlina skládající se z růžice jednoduchých nebo slabě dichotomizovaných tenkých stonků se stélou. Řád Psilophytales se vyznačuje dichopodiálním větvením a silněji vyvinutou stélou. U nejznámějšího rodu psilophyte (z nalezišť spodního devonu ve východní Kanadě) tvořily nestejně vyvinuté větve falešnou hlavní osu dichopodium s tenčími bočními větvemi: stonek byl obklopen kutinizovanou epidermis s průduchy; povrch stonku byl holý nebo pokrytý ostny dlouhými 2–2,5 mm, jejichž konce se diskovitě rozšiřovaly, což pravděpodobně naznačovalo jejich sekreční roli. Výtrusnice se otevřela podélnou trhlinou. Psilofytu jsou blízké spodnodevonské rody Trimerophyte a Pertika.
Studium struktury R. a jejich evolučních vztahů má velká důležitost pro evoluční morfologii a fylogenezi vyšších rostlin. Zřejmě původní orgán Sporofytu vyšších rostlin byl dichotomicky se větvící stonek s vrcholovými sporangiemi; kořeny a listy jsou pozdější než sporangium a stonek. Jsou všechny důvody považovat R. za původní rodovou skupinu, z níž pocházejí mechorosty, lykopsidy, přesličky a kapradiny. Podle jiného pohledu mají mechorosty a lykopsidy pouze společný původ s P.
Lit .: Základy paleontologie. Řasy, mechorosty, psilofyty, lykopsidy, členovci, kapradiny, M., 1963; Traite de paleobotanique, t. 2, mechorost. psilophyta. Lycophyta, P., 1967.
A. L. Takhtadzhyan.
Planeta Země vznikla před více než 4,5 miliardami let. První jednobuněčné formy života se objevily asi před 3 miliardami let. Nejprve to byly bakterie. Jsou klasifikovány jako prokaryota, protože nemají buněčné jádro. Později se objevily eukaryotické (s jádry v buňkách) organismy.
Rostliny jsou eukaryota schopná fotosyntézy. V procesu evoluce se fotosyntéza objevila dříve než eukaryota. V té době existoval v některých bakteriích. Jednalo se o modrozelené bakterie (sinice). Některé z nich přežily dodnes.
Podle nejběžnější evoluční hypotézy rostlinná buňka vznikla vstupem do heterotrofní eukaryotické buňky fotosyntetické bakterie, která nebyla natrávena. Dále proces evoluce vedl ke vzniku jednobuněčného eukaryotického fotosyntetického organismu s chloroplasty (jejich prekurzory). Tak se objevily jednobuněčné řasy.
Další fází evoluce rostlin byl vznik mnohobuněčných řas. Dosáhli velké rozmanitosti a žili výhradně ve vodě.
Povrch země nezůstal nezměněn. Tam, kde se zvedala zemská kůra, postupně vznikala země. Živé organismy se musely přizpůsobit novým podmínkám. Některé prastaré řasy se postupně dokázaly přizpůsobit suchozemskému způsobu života. V procesu evoluce se jejich struktura zkomplikovala, objevily se tkáně, především krycí a vodivé.
Psilofyty, které se objevily asi před 400 miliony let, jsou považovány za první suchozemské rostliny. Do dnešních dnů se nedochovaly.
Další evoluce rostlin, spojená s komplikací jejich stavby, probíhala již na souši.
V době psilofytů bylo podnebí teplé a vlhké. Psilofyty rostly v blízkosti vodních ploch. Měli rhizoidy (jako kořeny), kterými byly fixovány v půdě a absorbovaly vodu. Neměli však skutečné vegetativní orgány (kořeny, stonky a listy). Pohyb vody a organických látek rostlinou zajišťovalo vznikající vodivé pletivo.
Později z psilofytů vznikly kapradiny a mechy. Tyto rostliny mají složitější stavbu, mají stonky a listy, jsou lépe přizpůsobeny životu na souši. Stejně jako psilofyti však zůstali závislí na vodě. Během sexuálního rozmnožování potřebují spermie vodu, aby se dostaly k vajíčku. Nemohli se proto „odjít“ daleko od vlhkých stanovišť.
V období karbonu (asi před 300 miliony let), kdy bylo podnebí vlhké, kapradiny dosáhly svého úsvitu, na planetě rostlo mnoho jejich dřevnatých forem. Později, když vymřeli, vytvořili ložiska uhlí.
Když klima na Zemi začalo být chladnější a sušší, kapradiny začaly hromadně vymírat. Ale některé z jejich druhů před tím daly vzniknout takzvaným semenným kapradinám, což ve skutečnosti byly již nahosemenné rostliny. V následné evoluci rostlin vymřely semenné kapradiny, což dalo vzniknout dalším nahosemenným rostlinám. Později se objevily pokročilejší gymnospermy – jehličnany.
První rostliny na Zemi
Opylení probíhalo za pomoci větru. Místo spermií (mobilní formy) tvořily spermie (nehybné formy), které byly do vajíčka dodávány speciálními formacemi pylových zrn. Nahosemenné rostliny navíc nevytvářely výtrusy, ale semena obsahující zásobu živin.
Další vývoj rostlin byl poznamenán výskytem krytosemenných rostlin (kvetoucí). Stalo se to asi před 130 miliony let. A asi před 60 miliony let začali na Zemi dominovat. Ve srovnání s nahosemennými rostlinami jsou kvetoucí rostliny lépe přizpůsobeny životu na souši. Dá se říci, že začali více využívat příležitosti životní prostředí. K jejich opylování tedy začalo docházet nejen pomocí větru, ale také prostřednictvím hmyzu. Tím se zvýšila účinnost opylení. Semena krytosemenných rostlin se nacházejí v ovoci, která umožňují efektivnější distribuci. Kvetoucí rostliny mají navíc složitější tkáňovou strukturu, například ve vodivém systému.
V současnosti jsou krytosemenné rostliny co do počtu druhů nejpočetnější skupinou rostlin.
Hlavní článek: Kapradiny
Rhyniofyty je vyhynulá skupina rostlin. Někteří vědci je považují za předky mechů, kapradin, přesliček a kyjovitých mechů. Jiní naznačují, že nosorožci ovládali zemi ve stejnou dobu jako mechy.
První suchozemské rostliny - nosorožci se objevili asi před 400 miliony let. Jejich tělo se skládalo ze zelených větviček. Každá větev se rozvětvila a rozdělila se na dvě části. Žilní buňky obsahovaly chlorofyl a probíhala fotosyntéza. Materiál z webu http://wikiwhat.ru
Na vlhkých místech rostly nosorožce. K půdě byly přichyceny rhizoidy - výrůstky na povrchu horizontálně umístěných veto-kontrol.
První suchozemské rostliny
Na koncích větví byly výtrusné části, ve kterých dozrávaly výtrusy. U nosorožců se již začala tvořit vodivá a mechanická pletiva. V procesu evoluce, vlivem výskytu dědičných změn a přirozeného výběru, se na povrchu větví nosorožců vytvořila krycí tkáň s průduchy regulujícími výpar vody.
Obrázky (fotky, kresby)
Materiál z webu http://WikiWhat.ru
Na této stránce jsou materiály k tématům:
Vodivé kožní a mechanické tkáně u nosorožců a kapradin
Diagram životního cyklu rionofytů
Odpověď na příběh nosorožců
Zpráva první pozemní rostlině
Kdy a z jaké skupiny řas se objevily první reniofyty?
Původ a systematika vyšších rostlin.
Vyšší rostliny se pravděpodobně vyvinuly z nějakého druhu řas. Svědčí o tom skutečnost, že v geologické historii rostlinného světa předcházely vyšší rostliny řasy. Ve prospěch tohoto předpokladu svědčí následující skutečnosti: podobnost nejstarší vyhynulé skupiny vyšších rostlin - nosorožců - s řasami, velmi podobný charakter jejich větvení; podobnost ve střídání generací vyšších rostlin a mnoha řas; přítomnost bičíků a schopnost plavat samostatně v samčích zárodečných buňkách mnoha vyšších rostlin; podobnost ve struktuře a funkci chloroplastů.
Předpokládá se, že se z nich vyvinuly vyšší rostliny zelené řasy, sladkovodní nebo brakická voda. Měli mnohobuněčnou gametangii, izomorfní střídání generací ve vývojovém cyklu.
První suchozemské rostliny nalezené ve fosilním stavu byly nosorožci(rhinia, hornea, horneofyton, sporogonity, psilofyt atd.).
Po dosažení souše se vyšší rostliny vyvíjely dvěma hlavními směry a vytvořily dvě velké evoluční větve – haploidní a diploidní.
Haploidní větev evoluce vyšších rostlin představuje oddělení mechorostů (Bryophyta). Ve vývojovém cyklu mechů převládá gametofyt, pohlavní generace (samotná rostlina), zatímco sporofyt, nepohlavní generace, je redukovaný a je reprezentován sporogonem ve formě krabice na noze.
Druhou evoluční větev vyšších rostlin představují všechny ostatní vyšší rostliny.
Ukázalo se, že sporofyt v suchozemských podmínkách je životaschopnější a adaptovaný na různé podmínky prostředí. Tato skupina rostlin dobývala zemi úspěšněji.
V současnosti vyšší rostliny čítají přes 300 000 druhů. Dominují Zemi, obývají ji od arktických území po rovník, od vlhkých tropů po suché pouště. Tvoří se odlišné typy vegetace - lesy, louky, bažiny, naplňte nádrže. Mnohé z nich dosahují obřích rozměrů.
Taxonomie vyšších rostlin- Jedná se o obor botaniky, který rozvíjí přirozenou klasifikaci vyšších rostlin na základě studia a výběru taxonomických jednotek, zakládá mezi nimi rodinné vazby v jejich historickém vývoji. Nejdůležitějšími pojmy taxonomie jsou taxonomické (systematické) kategorie a taxony.
evoluce rostlin
Podle pravidel botanické nomenklatury jsou hlavními taxonomickými kategoriemi: druh (species), rod (genus), čeleď (familia), řád (ordo), třída (classis), oddělení (devisio), království (regnum). V případě potřeby lze použít i mezikategorie, například poddruh (poddruh), rod (podrod), podčeleď (podčeleď), nadřád (superordo), nadvláda (superregnum).
U druhů počínaje rokem 1753 - datum vydání knihy K. Linné"Druhy rostlin" - přijato binominální jména, skládající se ze dvou latinských slov. První označuje rod, do kterého tento druh patří, druhý - specifické epiteton: například olše lepkavá - Alnus glutinosa.
Pro čeledi rostlin je koncovka aceae, pro řády - ales, pro podtřídy - idae, pro třídy - psida, pro divize - phyta. Standardní jednojmenné jméno je založeno na jménu jakéhokoli rodu zahrnutého v této rodině, řádu, třídě atd.
Moderní věda o organickém světě rozděluje živé organismy do dvou království: předjaderné organismy (Procariota) a jaderné organismy (Eucariota). Superříši předjaderných organismů představuje jedna říše - brokovnice (Mychota) se dvěma podříšemi: bakterie (Bacteriobionta) a cyanothea, neboli modrozelené řasy (Cyanobionta).
Superříše jaderných organismů zahrnuje tři království: zvířata (Animalia), houby (Mycetalia, Fungi nebo Mycota) a rostliny (Vegetabilia nebo Plantae).
Živočišná říše se dělí na dvě podříše: prvoci a mnohobuněční živočichové (Metazoa).
Říše hub se dělí na dvě podříše: nižší houby (Myxobionta) a vyšší houby (Mycobionta).
Rostlinná říše zahrnuje tři podříše: šarlatový(Rhodobionta), skutečné řasy(Phycobionta) a vyšší rostliny(Embryobionta).