Las primeras plantas en la tierra. El origen de la vida. Primeras plantas terrestres ¿Cuándo aparecieron 1 plantas terrestres?
Nuestro planeta no siempre ha sido verde. Hace mucho tiempo, cuando la vida estaba emergiendo, la tierra estaba vacía y sin vida: las primeras formas eligieron los océanos como su hábitat. Pero gradualmente la superficie de la tierra también comenzó a ser dominada por varias criaturas. Las primeras plantas en la Tierra son también los primeros habitantes de la tierra. ¿Cuáles fueron los antepasados de los representantes modernos de la flora?
Foto: pikabu.ruEntonces, imagina la Tierra hace 420 millones de años, en una era llamada el período Silúrico. Esta fecha no fue elegida por casualidad: fue en este momento, según creen los científicos, que las plantas finalmente comenzaron a conquistar la tierra.
Por primera vez, se descubrieron restos de cooksonia en Escocia (el primer representante de la flora terrestre lleva el nombre de Isabella Cookson, una famosa paleobotánica). Pero los científicos sugieren que se distribuyó por todo el mundo.
No fue tan fácil salir de las aguas de los océanos y empezar a desarrollar la tierra. Para hacer esto, las plantas tenían que reconstruir literalmente todo el cuerpo: adquirir un caparazón parecido a una cutícula que evita que se seque, y adquirir estomas especiales, con los que era posible regular la evaporación y absorber las sustancias necesarias para la vida.
Cooksonia, que es un delgado tallo verde, que no supera los cinco centímetros de altura, fue considerada una de las plantas más desarrolladas. Pero la atmósfera de la Tierra y sus habitantes estaban cambiando rápidamente, y el representante más antiguo de la flora perdía terreno cada vez más. Por el momento, la planta se considera extinta.
Foto: stihi.ru Los restos del nematotalo no se parecen ni remotamente a las plantas, se parecen más a puntos negros sin forma. Pero a pesar de la extraña apariencia, en términos de desarrollo, esta planta ha ido muy por delante de sus camaradas en su hábitat. El caso es que la cutícula del nematotalo ya es más parecida a las disponibles actualmente. plantas existentes partes: consistía en formaciones que se asemejaban a las células modernas, por lo que se llamó pseudocelular. Cabe señalar que en otras especies este caparazón parecía una película continua.
Nematothallus ha dado mucho que pensar al mundo científico. Algunos científicos lo atribuyeron a las algas rojas, otros se inclinaron a creer que tenían un liquen frente a ellos. Y hasta ahora, el misterio de este antiguo organismo no ha sido resuelto.
Foto: amgpgu.ru Rinia y casi todas las demás plantas antiguas con una estructura vascular se clasifican como rinofitas. Los representantes de este grupo no han crecido en la Tierra durante mucho tiempo. Sin embargo, este hecho no impide en absoluto que los científicos estudien estas criaturas vivientes que una vez dominaron la tierra: muchos fósiles encontrados en muchas partes del mundo permiten juzgar tanto la apariencia como la estructura de tales plantas.
Los riniófitos tienen varias características importantes que nos permiten afirmar que estos seres vivos son completamente diferentes de sus descendientes. Primero, su tallo no estaba cubierto con una corteza blanda: en él crecían procesos escamosos. En segundo lugar, los rinofitos se reproducían exclusivamente con la ayuda de esporas, que se formaban en órganos especiales llamados esporangios.
Pero la diferencia más importante es que estas plantas no tenían un sistema de raíces como tal. En cambio, había formaciones de raíces cubiertas de "pelos": rizoides, con la ayuda de los cuales rhinia absorbió agua y sustancias necesarias para la vida.
Foto: bio.1september.ru Esta planta fue considerada recientemente como representante del mundo animal. El hecho es que sus restos, pequeños, de forma redondeada, se confundieron originalmente con huevos de ranas o peces, algas o incluso huevos de escorpiones crustáceos extintos hace mucho tiempo. Las esporas de la parka, encontradas en 1891, acabaron con los malentendidos.
La planta vivió en nuestro planeta hace unos 400 millones de años. Este tiempo se refiere al comienzo del período Devónico.
Foto: bio.1september.ru Los restos de pahiteki, así como los fósiles encontrados parka, son bolas talla pequeña(el más grande encontrado tiene un diámetro de 7 milímetros). Se sabe bastante poco sobre esta planta: los científicos lograron establecer solo el hecho de que consistía en túbulos ubicados radialmente y convergiendo en el centro donde se encontraba el núcleo.
Esta planta es una rama sin salida del desarrollo de la flora, de hecho, como parques y rhinia. No fue posible establecer con certeza cuál fue el ímpetu para su surgimiento y por qué se extinguieron. La única razón, según los científicos, es el desarrollo de plantas vasculares, que simplemente reemplazaron a sus parientes menos desarrollados.
Las plantas que salieron a la tierra eligieron un camino de desarrollo completamente diferente. Fue gracias a ellos que nació el mundo animal y, en consecuencia, apareció una forma de vida razonable: el hombre. ¿Y quién sabe cómo sería nuestro planeta ahora si los rhinii, parkas y cooksonia no se hubieran decidido a explorar la tierra?..
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Hace 400 millones de años, una gran parte de la superficie terrestre de nuestro planeta estaba ocupada por mares y océanos. Los primeros organismos vivos surgieron en el medio acuático. Eran pedazos de limo. Después de varios millones de años, estos microorganismos primitivos desarrollaron un color verde. En apariencia, comenzaron a parecerse a las algas.
Las condiciones climáticas influyeron favorablemente en el crecimiento y reproducción de las algas.
Con el tiempo, la superficie de la tierra y el fondo de los océanos fueron sometidos a cambios. Surgieron nuevos continentes, mientras que los viejos desaparecieron bajo el agua. La corteza terrestre estaba cambiando activamente. Estos procesos llevaron al hecho de que apareció agua en el sitio de la superficie terrestre.
Al retirarse, el agua de mar cayó en grietas, depresiones. Luego se secaron y luego se llenaron nuevamente con agua. Como resultado, aquellas algas que estaban en el fondo del mar se trasladaron gradualmente a superficie de la Tierra. Pero como el proceso de secado fue muy lento, durante este tiempo se adaptaron a las nuevas condiciones de vida en la tierra. Este proceso ha estado ocurriendo durante millones de años.
El clima en esa época era muy húmedo y cálido. Contribuyó a la transición de las plantas de la vida marina a la terrestre. La evolución condujo a la complicación de la estructura de varias plantas, y las algas antiguas también cambiaron. Dieron lugar al desarrollo de nuevas plantas terrestres: las psilófitas. En apariencia, se parecían a pequeñas plantas que se ubicaban cerca de las orillas de los lagos de los ríos. Tenían un tallo que estaba cubierto de pequeñas cerdas. Pero, como las algas, las psilófitas no tenían un sistema de raíces.
Plantas en un nuevo clima
Los helechos se originaron a partir de psilófitas. Las propias psilofitas dejaron de existir hace 300 millones de años.
clima húmedo y un gran número de Las aguas condujeron a la rápida propagación de varias plantas: helechos, colas de caballo, musgos de club. El final del período Carbonífero estuvo marcado por un cambio en el clima: se volvió más seco y frío. Enormes helechos comenzaron a extinguirse. Los restos de plantas muertas se pudrieron y se convirtieron en carbón, con el que la gente calentaba sus casas.
Los helechos tenían semillas en sus hojas, que se llamaban gimnospermas. Los pinos modernos, piceas, abetos, que se llaman gimnospermas, se originaron a partir de helechos gigantes.
Con el cambio climático, los antiguos helechos han desaparecido.
El clima frío destruyó sus tiernos brotes. Fueron reemplazadas por semillas de helecho, que se llaman las primeras gimnospermas. Estas plantas se han adaptado perfectamente a las nuevas condiciones de un clima seco y frío. En esta especie vegetal, el proceso de reproducción no dependía del agua que se encuentra en el ambiente externo.
Hace 130 millones de años surgieron en la Tierra varios arbustos y hierbas, cuyas semillas se encontraban en la superficie del fruto. Se les llamó angiospermas. Durante 60 millones de años, las angiospermas han vivido en nuestro planeta. Estas plantas se han mantenido prácticamente sin cambios desde entonces hasta la actualidad.
Sin plantas, nuestro planeta sería un desierto sin vida. Y las hojas de los árboles son pequeñas fábricas o laboratorios químicos, donde las sustancias se transforman bajo la influencia de la luz solar y el calor. Los árboles no solo mejoran la composición del aire y suavizan su temperatura. El bosque tiene valor medicinal, también proporciona la mayor parte de nuestras necesidades de alimentación, así como de materiales como la madera y el algodón; también son materias primas para la producción de medicamentos.
I. ¿Cuáles fueron las primeras plantas en la tierra?
La vida en la Tierra comenzó en el mar. Las plantas fueron las primeras en aparecer en nuestro planeta. Muchos de ellos salieron a tierra y se volvieron completamente diferentes. Pero los que quedaron en el mar permanecieron casi sin cambios. Son los más antiguos, todo empezó con ellos. Sin plantas, la vida en la Tierra no sería posible. Solo las plantas pueden absorber dióxido de carbono y liberar oxígeno. Para ello, utilizan los rayos del sol. Las algas estuvieron entre las primeras plantas en la tierra.
Se conocen más de 20.000 especies de algas. Pueden anclarse a las rocas o al lecho marino con un "soporte" en forma de pie que se convierte en una rama frondosa. Las algas pardas crecen en aguas frías y alcanzan tamaños enormes. Las algas rojas son características de los mares cálidos. Las algas verdes y azul-verdes se pueden encontrar tanto en aguas cálidas como frías. De las algas marrones obtener mucho sustancias útiles utilizado en la fabricación de plásticos, barnices, pinturas, papel e incluso explosivos. Se utilizan para fabricar medicamentos, fertilizantes y alimentos para el ganado. Entre los pueblos del sudeste asiático, las algas son la base de muchos platos.
Algas "Bosque flotante".
En los viejos tiempos, había leyendas sobre el Mar de los Sargazos, donde los barcos morían atrapados en las algas. Pero aún así, en algunos lugares los matorrales de algas son tan densos que pueden retrasar un bote ligero. Estas son algas pardas-sargazo, que dan nombre al mar. Los sargazos parecen arbustos salpicados de "bayas" - burbujas de aire permitiendo que la planta flote en la superficie del agua. A diferencia de otras algas grandes, los sargazos no se adhieren al fondo y viajan en grandes grupos a lo largo de las olas y forman un bosque flotante. Una miríada de moluscos, gusanos y briozoos se adhieren a las hojas del sargazo y los cangrejos, camarones y peces se esconden en sus matorrales. Casi todos los "residentes" son de color amarillo parduzco, en tono de sargazo, y sus cuerpos suelen copiar la forma de las "hojas" de esta alga. Algunos se esconden para no asustar a la víctima. Entonces toda esta comunidad nada, sin tocar nunca la orilla.
II. Se alimentan, visten, se deleitan.
1. Árboles que dan alimento.
El café es una de las bebidas más populares del mundo.
¿Quién y cómo nos dio esta maravillosa bebida? Según una antigua leyenda árabe, estamos obligados a buscar café. cabras Un pastor etíope, dice la leyenda, notó que sus cabras, después de haber comido algunas bayas de un arbusto, continuaron pastando toda la noche, sin pensar en descansar. El pastor le contó esto al anciano sabio, y él, después de haber probado estas bayas, descubrió su poder milagroso e inventó la bebida de café.
A los etíopes les gustaba tanto el café que más tarde una de las tribus, que se mudó a la Península Arábiga, se llevó sus granos con ellos. Este fue el comienzo de las primeras plantaciones de café. Y sucedió, como se sabe por los manuscritos antiguos, en el siglo IX. El café durante mucho tiempo fue conocido solo por los árabes, pero también por los turcos, que lo conquistaron en los siglos XV-XVI. parte de los territorios árabes, también aprecian el sabor y las maravillosas propiedades de la bebida. Así apareció el famoso método de hacer café turco: el café se elabora sobre arena caliente en recipientes especiales de cobre con asa: "Turcos".
Los europeos conocieron el café por primera vez gracias a un italiano que regresó de Turquía. Médico de profesión, recomendaba a sus pacientes beber café con fines medicinales. Venecia fue la primera en importar café a Europa. Y en 1652 se abrió la primera cafetería en Inglaterra. Turquía era el monopolio proveedor de café de Europa, pero los astutos holandeses, después de robar plántulas de cafetos de los turcos, las transportaron a Indonesia, donde el clima era bastante adecuado para cultivar café.
Brasil es ahora el líder mundial en la producción de café.
El café llegó a Rusia gracias a Pedro el Grande.
La bebida de café se elabora a partir de semillas procesadas del cafeto. Esta es una planta de hoja perenne de la familia de las rubias. Las exuberantes inflorescencias blancas del cafeto, ubicadas en las axilas de las hojas, después de la polinización por insectos, se convierten en frutos: las bayas rojas les quitan la pulpa, las semillas se pulen en tambores especiales y se envasan en bolsas. Los granos de café se tuestan antes de prepararlos.
El lugar de nacimiento del café es África. La especie árabe es considerada la de mayor calidad y la más deliciosa. El café brasileño (no es una especie, sino sólo un lugar donde se cultiva café), que llena todos los mercados del mundo, es mucho peor en calidad que el café cultivado en otros países.
2. Amigos nobles.
Los cedros son cedros reales. Fenicia, Egipto, Asiria fueron poderosas potencias de la antigüedad. Pero los territorios que ocuparon estaban desiertos, casi no había bosques allí. Y se necesita madera para la construcción de viviendas y para barcos. La madera es fuerte y no se pudre. El cedro que amaban los antiguos no es el cedro que crece en la taiga y es famoso por sus deliciosas nueces. Los pinos siberianos son "homónimos" de cedros reales: cedros.
Los fenicios cortaron los cedros en barcos, los egipcios en sarcófagos para las ceremonias funerarias de sus nobles, los griegos y los romanos utilizaron el cedro para construir templos y fabricar muebles. Más tarde, los cruzados comenzaron a talar el cedro. Y durante la Primera Guerra Mundial, los cedros más valiosos con su madera rosada, por falta de otro combustible, fueron quemados en cámaras de combustión de locomotoras. Así que solo quedan 4 arboledas de cedros libaneses. Es cierto que otros tipos de cedro: Atlas, Chipriota e Himalaya, aunque son árboles muy raros, pero, a diferencia del cedro libanés, todavía no están desapareciendo.
Los cedros libaneses son árboles majestuosos con poderosas ramas horizontales. Sus agujas son de color azulado, recogidas en borlas. Conos del tamaño de un puño, densos, casi lisos, como barriles. Cuando las semillas maduran en ellos, los conos no se abren, sino que se desmoronan, y la tierra se cubre con una capa de escamas. El viento les quita las semillas aladas y las esparce. Si las cabras, que son criadas en abundancia por los lugareños, no comen los brotes jóvenes, una nueva generación de hermosos cedros puede crecer de ellos. La fama de la belleza de los cedros libaneses también ha llegado a Rusia. Por eso, cuando los pioneros rusos vieron pinos siberianos, altos, majestuosos, con grandes piñas, los llamaron cedros.
El cedro siberiano es un pino increíble. La principal riqueza del cedro son sus nueces. Contienen grasas, proteínas, almidón, vitaminas B y D, y las agujas contienen muchas sustancias curativas. Las nueces contienen más del 60% de aceite, que en muchos aspectos supera a las grasas animales y no es inferior en valor nutricional a la carne y los huevos. Bajo Iván el Terrible, estas nueces se exportaron al extranjero, y bajo Pedro I, comenzaron a preparar un remedio curativo y fortalecedor en Rusia: la leche de nuez.
Los piñones juegan un papel muy importante en la vida de los animales. “Donde no hay cedro”, dicen los cazadores, “no hay sable”. Los osos y las ardillas listadas, las ardillas y varios pájaros comen nueces.
Cicatrizante y resina de cedro - resina. Durante los años de la Gran guerra patriótica bálsamo de cedro salvado de heridas y quemaduras. La resina es una materia prima necesaria para obtener un medicamento tan valioso como el alcanfor. La resina también es necesaria en la tecnología óptica.
La madera de cedro también es valiosa: se fabrican palitos de lápiz, instrumentos musicales, hacer muebles. La trementina y otros productos útiles se obtienen del aserrín.
tercero El estudio de la corteza de un árbol.
arce de Noruega
El arce que estaba viendo es joven. Tiene un tronco de árbol, que se engrosa cada año, las ramas laterales forman una copa, que consta de ramas más pequeñas, hojas. El árbol se mantiene en el suelo por medio de raíces que absorben la humedad y los minerales disueltos en él. Por lo tanto, la parte inferior del tronco del árbol es más ancha.
Si hueles la corteza, entonces el olor es amargo, astringente. En primavera, el olor de la corteza se intensifica y se vuelve dulzón.
No hay hueco en mi árbol. Pero encontré árboles con un hueco. Varias aves hacen sus hogares en el hueco.
No hay líquenes, musgos y hongos en el arce que observo. A veces, los hongos forman raíces de hongos en las raíces, suministrando a los árboles nitrógeno y minerales.
En la corteza de mi árbol hay huellas dejadas por un hombre: corteza pelada y rasguños de un cuchillo, que con el tiempo pudo curar.
IV. ¿Por qué mi amigo es el mejor?
Arce de Noruega - rama con frutas
El arce es uno de los árboles más elegantes que crecen en nuestros bosques. En primavera, cuando las ramas de los árboles aún no están cubiertas de hojas, el arce florece. Sus flores de color amarillo verdoso, recogidas en una inflorescencia, deleitan la vista. El arce no es menos elegante en verano, cuando su copa se vuelve “rizada”. El atuendo de otoño no cederá en belleza a ninguna otra planta. El árbol parece estar en llamas, impactando con la riqueza de los tonos carmesí y verde, naranja y amarillo. Cada hoja tiene su propio color y cada hoja es hermosa a su manera. Y todos tienen la misma forma: redondeados con 5-7 protuberancias afiladas, de ahí el nombre de arce de Noruega. El arce es una buena planta de miel. De un árbol se obtienen hasta 10 kg de miel. El jugo de arce es muy sabroso. En Rusia, se prepararon kvas y varios refrescos a partir de él.
La bandera de Canadá presenta una hoja del arce azucarero. Su jugo dulce se usaba para hacer jarabes de arce, melazas e incluso cerveza de arce, que fue muy popular en el siglo XIX. Canadá fue el líder en la producción de productos de jugo. La hoja de arce se ha convertido en el símbolo nacional de este país.
La madera de arce se utilizó para fabricar instrumentos musicales fuertes y ligeros. El equipo deportivo también está hecho de arce. Los farmacéuticos y químicos utilizan las hojas y la corteza. Maple tiene otra propiedad interesante: puede predecir el clima. De los pecíolos de las hojas, en la misma rama, a veces fluyen gota a gota "lágrimas", el arce parece estar llorando. Esta es la propiedad del arce para eliminar el exceso de humedad. Y las "lágrimas" del arce dependen de si el aire está seco o húmedo. Cuanto más seco el aire, más fuerte la evaporación y viceversa. El aire se vuelve húmedo cuando llueve. Si aparecieron "lágrimas" en las hojas de arce, significa que en unas pocas horas lloverá.
V. Árboles fósiles que han quedado sobre la tierra.
¡Árbol de ginkgo antiguo, antiguo! Apareció en la tierra ya en la época de los dinosaurios, hace 125 millones de años.
hace años que. Y desde entonces, esta planta no ha cambiado mucho. El ginkgo es un hermoso árbol de hasta 30 m de altura, con grandes hojas en forma de abanico. La apariencia del ginkgo se asemeja a nuestro álamo común. ¡Pero no estaba allí! El ginkgo es una gimnosperma, más estrechamente relacionada con el abeto que con el álamo temblón, una planta con flores. En primavera aparecen “aretes” en las ramas junto con el follaje. Para el otoño, grandes semillas que se asemejan a ciruelas cuelgan de las ramas. La pulpa de la semilla, que parece una fruta, es en realidad solo la cubierta de la semilla. Es comestible y tiene un sabor salado. Un problema: huele a carne podrida. Esta es una forma de atraer animales dispersores de semillas. Ginkgo, aunque sobrevivió a los dinosaurios, no sobrevivió en la naturaleza. Este árbol se ha convertido en un árbol de jardín. En Japón y China, se considera sagrado: se cultiva cerca de los templos. Ahora el ginkgo aparece en las calles de las ciudades europeas. Ginkgo resiste fácilmente la contaminación del aire, las enfermedades y los insectos. Las hojas y la madera del ginkgo contienen sustancias que repelen a los insectos. Los marcadores de hojas secas de ginkgo protegerán los manuscritos antiguos de los ratones de biblioteca. Y las paredes cubiertas con tejas de ginkgo no permitirán que cucarachas o chinches entren en la casa.
CONCLUSIÓN.
¿Qué puedo hacer por todos los árboles?
Viniendo al bosque, no encenderé fuegos.
Esto puede provocar incendios.
No destruiré nidos de pájaros. Las aves comen insectos que dañan los árboles. No romperé ramas de árboles y arbustos. Plantaré nuevas plántulas en el jardín y las cuidaré en el futuro.
La lluvia ácida también causa daños irreparables: la muerte de cultivos, flora y fauna, la destrucción de edificios.
Las primeras plantas terrestres
La vida se originó en el agua. Aquí aparecieron las primeras plantas: algas. Sin embargo, en algún momento aparecieron tierras que había que poblar. Los pioneros entre los animales fueron los peces con aletas lobuladas. ¿Y entre las plantas?
¿Cómo eran las primeras plantas?
Érase una vez, nuestro planeta estaba habitado por plantas que tenían solo un tallo. Estaban unidos al suelo con excrecencias especiales: rizoides. Estas fueron las primeras plantas en llegar a tierra.
Los científicos los llaman psilófitos. Esta es una palabra latina. En la traducción, significa "plantas desnudas". Los psilófitos sí se veían "desnudos". Solo tenían tallos ramificados con excrecencias en forma de bola en las que se almacenaban las esporas. Son muy similares a las "plantas alienígenas" que se representan en las ilustraciones de las historias fantásticas.
Las psilófitas se convirtieron en las primeras plantas terrestres, pero vivían solo en áreas pantanosas, ya que no tenían raíz y no podían extraer agua y nutrientes del suelo. Los científicos creen que una vez que estas plantas crearon enormes alfombras sobre la superficie desnuda del planeta. Había plantas diminutas y muy grandes, más altas que el crecimiento humano.
¿Cómo descubrieron los científicos las primeras plantas?
El hecho de que tales plantas alguna vez existieron en nuestro planeta, los científicos se enteraron solo a principios del siglo pasado, en 1912, gracias a un médico rural escocés aficionado a la geología. Explorando el suelo, descubrió los restos de plantas hasta entonces desconocidas, que más tarde se llamaron rhinia, por el nombre del pueblo en el que se encontró por primera vez. Se cree que fue la primera planta terrestre, de la que se originaron otras psilófitas.
Las plantas antiguas dominaron el planeta durante millones de años, pero se extinguieron mucho antes de la aparición del hombre. Pero dejaron a sus "descendientes": eran colas de caballo, musgos y helechos. Algunos científicos creen que los psilófitos inferiores se convirtieron en los progenitores de los musgos modernos.
la etapa germinal de una planta de semilla, que se forma en el proceso de reproducción sexual y sirve para establecerse. Dentro de la semilla hay un embrión, que consta de una raíz embrionaria, un tallo y una o dos hojas o cotiledones. Las plantas con flores se dividen en dicotiledóneas y monocotiledóneas según el número de cotiledones. En algunas especies, como las orquídeas, las partes individuales del embrión no se diferencian y comienzan a formarse a partir de ciertas células inmediatamente después de la germinación.
Una semilla típica contiene un suministro de nutrientes para el embrión, que tendrá que crecer durante algún tiempo sin la luz necesaria para la fotosíntesis. Esta reserva puede ocupar la mayor parte de la semilla y, a veces, se encuentra dentro del propio embrión, en sus cotiledones (por ejemplo, en guisantes o frijoles); luego son grandes, carnosas y determinan la forma general de la semilla. Cuando la semilla germina, se pueden sacar de la tierra en un tallo alargado y convertirse en las primeras hojas fotosintéticas de una planta joven. En monocotiledóneas (por ejemplo, trigo y maíz), el suministro de alimentos es el llamado. el endospermo siempre está separado del embrión. El endospermo molido de los cultivos de cereales es una harina bien conocida.
En las angiospermas, la semilla se desarrolla a partir del óvulo, un pequeño engrosamiento en la pared interior ovarios, es decir la parte inferior del pistilo ubicado en el centro de la flor. El ovario puede contener de uno a varios miles de óvulos.
Cada uno de ellos contiene un huevo. Si, como resultado de la polinización, es fertilizado por esperma que penetra en el ovario desde el grano de polen, el óvulo se convierte en una semilla. Crece y su caparazón se vuelve denso y se convierte en una cubierta de semillas de dos capas. Su capa interna es incolora, viscosa y es capaz de hincharse fuertemente, absorbiendo agua. Esto será útil más adelante, cuando el embrión en crecimiento tenga que atravesar la cubierta de la semilla. La capa exterior puede ser aceitosa, suave, transparente, dura, parecida al papel e incluso leñosa. En la cáscara de la semilla, los llamados. hilio: el área por la cual la semilla estaba conectada al pedúnculo, que la unía al organismo padre.
La semilla es la base para la existencia de la flora y la fauna modernas. Sin una semilla, no habría taiga de coníferas, bosques caducifolios, prados floridos, estepas, campos de cereales en el planeta, no habría pájaros ni hormigas, abejas y mariposas, humanos y otros mamíferos. Todo esto apareció solo después de que las plantas en el curso de la evolución tuvieran semillas, dentro de las cuales la vida puede, sin declararse de ninguna manera, conservarse durante semanas, meses e incluso durante muchos años. El germen de la planta en miniatura en la semilla es capaz de viajar largas distancias; no está atado a la tierra por raíces, como sus padres; no necesita agua ni oxígeno; espera en las alas para llegar a un lugar adecuado y esperar condiciones favorables, para comenzar el desarrollo, lo que se llama la germinación de la semilla.
La evolución de las semillas.
Durante cientos de millones de años, la vida en la Tierra prescindió de las semillas, como lo hace ahora en dos tercios de la superficie del planeta cubierta de agua. La vida se originó en el mar, y las primeras plantas que conquistaron la tierra aún no tenían semillas, pero solo la aparición de las semillas permitió que los organismos fotosintéticos dominaran por completo este nuevo hábitat para ellas.
Las primeras plantas terrestres.
Entre los organismos grandes, el primer intento de afianzarse en la tierra probablemente fue realizado por macrófitos marinos, algas que se encontraban sobre piedras calentadas por el sol durante la marea baja. Se reproducen por esporas, estructuras unicelulares dispersadas por el organismo original y capaces de convertirse en una nueva planta. Las esporas de algas están rodeadas de finas conchas, por lo que no toleran la desecación. Bajo el agua, tal protección es suficiente. Las esporas se propagan allí por las corrientes y, dado que la temperatura del agua fluctúa relativamente poco, no es necesario esperar mucho para que se produzcan condiciones favorables para la germinación.
Las primeras plantas terrestres también se reproducían por esporas, pero el obligado cambio de generaciones ya estaba fijado en su ciclo de vida. El proceso sexual incluido en él aseguró la combinación de las características hereditarias de los padres, como resultado de lo cual la descendencia combinó las ventajas de cada uno de ellos, volviéndose más grande, más duradera y de estructura más perfecta. En un momento dado, esta evolución progresiva dio lugar a la aparición de hepáticas, musgos, juncos, helechos y colas de caballo, que ya habían abandonado por completo los embalses en tierra. Sin embargo, la reproducción de esporas aún no les permitía extenderse más allá de lugares pantanosos con aire húmedo y cálido.
Plantas de esporas del período Carbonífero.
En esta etapa del desarrollo de la Tierra (hace unos 250 millones de años), aparecieron formas gigantes con troncos parcialmente lignificados entre los helechos y licopsidos. Las colas de caballo no eran inferiores en tamaño a ellos, cuyos tallos huecos estaban cubiertos con corteza verde empapada en sílice. Dondequiera que aparecieron plantas, fueron seguidas por animales, dominando nuevos tipos de hábitats. En el crepúsculo húmedo de la jungla de carbón, había muchos insectos grandes (de hasta 30 cm de largo), ciempiés gigantes, arañas y escorpiones, anfibios que parecían enormes cocodrilos y salamandras. Había libélulas con una envergadura de 74 cm y cucarachas de 10 cm de largo.
Los helechos arborescentes, los musgos y las colas de caballo poseían todas las cualidades necesarias para vivir en la tierra, excepto por una cosa: no formaban semillas. Sus raíces absorbieron efectivamente agua y sales minerales, el sistema vascular de los troncos transportó de manera confiable las sustancias necesarias para la vida a todos los órganos, y las hojas sintetizaron activamente sustancias orgánicas. Incluso las esporas han mejorado y adquirido una cubierta de celulosa resistente. Sin miedo a secarse, son transportadas por el viento a distancias considerables y no pueden germinar inmediatamente, sino después de un cierto período de latencia (las llamadas esporas latentes). Sin embargo, incluso la espora más perfecta es una formación unicelular; a diferencia de las semillas, se seca rápidamente y no contiene un suministro de nutrientes, por lo que no puede esperar mucho tiempo para que se desarrollen las condiciones favorables. Sin embargo, la formación de esporas en reposo fue un hito importante en el camino hacia las plantas con semillas.
Durante muchos millones de años, el clima de nuestro planeta se mantuvo cálido y húmedo, pero la evolución en las fértiles tierras salvajes de las ciénagas de carbón no se detuvo. Las plantas portadoras de esporas parecidas a árboles primero desarrollaron formas primitivas de semillas verdaderas. Aparecieron semillas de helechos, lycopsids (representantes famosos del género lepidodendro- en griego, este nombre significa "árbol escamoso") y cordaitas con troncos leñosos macizos.
Aunque hay pocos fósiles de estos organismos que vivieron hace cientos de millones de años, se sabe que las semillas de helechos arborescentes existieron incluso antes del Carbonífero. En la primavera de 1869, Skohary Creek en Catskills, Nueva York, se inundó fuertemente. La inundación arrasó puentes, derribó árboles y arrasó fuertemente la costa cerca del pueblo de Gilboa. Este incidente habría sido olvidado por mucho tiempo si el agua que caía no hubiera revelado a los observadores una impresionante colección de extraños tocones. Sus bases se expandieron mucho, como las de los árboles de los pantanos, el diámetro alcanzó 1,2 my su edad fue de 300 millones de años. Los detalles de la estructura de la corteza estaban bien conservados, fragmentos de ramas y hojas estaban esparcidos cerca. Naturalmente, todo esto, incluido el limo del que se levantaron los tocones, quedó petrificado. Los geólogos han fechado los fósiles en el Devónico superior, precarbonífero, y han determinado que corresponden a helechos arborescentes. Durante los siguientes cincuenta años, solo los paleobotánicos recordaron el hallazgo, y luego el pueblo de Gilboa presentó otra sorpresa. Junto a los troncos fosilizados de antiguos helechos, esta vez se descubrieron sus ramas con semillas reales. Ahora bien, estos árboles extintos pertenecen al género Eospermatopteris, que se traduce como "helecho semilla del amanecer". ("amanecer", porque eso estamos hablando sobre las primeras plantas con semillas en la Tierra).
El legendario período Carbonífero terminó cuando los procesos geológicos complicaron el relieve del planeta, aplastando su superficie en pliegues y desmembrándola con cadenas montañosas. Los pantanos de las tierras bajas quedaron enterrados bajo una gruesa capa de rocas sedimentarias arrastradas por las laderas. Los continentes cambiaron de forma, empujando el mar y desviando las corrientes oceánicas de su curso anterior, los casquetes polares comenzaron a crecer en algunos lugares y la arena roja cubrió vastas extensiones de tierra. Los helechos gigantes, los musgos y las colas de caballo se extinguieron: sus esporas no se adaptaron al clima más duro, y el intento de cambiar a la propagación por semillas resultó ser demasiado débil e incierto.
Las primeras plantas con semillas verdaderas.
Los bosques de carbón perecieron y fueron cubiertos con nuevas capas de arena y arcilla, pero algunos árboles sobrevivieron formando semillas aladas con una fuerte concha. Tales semillas podrían propagarse más rápido, durante más tiempo y, por lo tanto, en distancias más largas. Todo esto aumentó sus posibilidades de encontrar condiciones favorables para la germinación o esperar a que llegaran.
Las semillas estaban destinadas a revolucionar la vida en la Tierra a principios de la era Mesozoica. En ese momento, dos tipos de árboles, las cícadas y los ginkgos, habían escapado al triste destino de otra vegetación carbonífera. Estos grupos comenzaron a copoblar los continentes mesozoicos. Al no encontrar competencia, se extendieron desde Groenlandia hasta la Antártida, haciendo que la cubierta vegetal de nuestro planeta sea casi homogénea. Sus semillas aladas viajaron por los valles de las montañas, volaron sobre rocas sin vida, brotaron en zonas arenosas entre piedras y entre gravas aluviales. Probablemente, pequeños musgos y helechos, que sobrevivieron al cambio climático en el planeta en el fondo de los barrancos, a la sombra de los acantilados ya lo largo de las orillas de los lagos, les ayudaron a explorar nuevos lugares. Fertilizaron el suelo con sus restos orgánicos, preparando su capa fértil para el asentamiento de especies de mayor tamaño.
Las cadenas montañosas y las vastas llanuras permanecieron desnudas. Dos tipos de árboles "pioneros" con semillas aladas, que se extendieron por el planeta, fueron atados a lugares húmedos, ya que sus huevos fueron fertilizados por espermatozoides flagelados que nadaban activamente, como los de musgos y helechos.
Muchas plantas de esporas forman esporas de diferentes tamaños: grandes megasporas, que dan lugar a gametos femeninos, y pequeñas microsporas, durante cuya división surgen espermatozoides móviles. Para fertilizar un huevo, necesitan nadar hasta él a través del agua, mientras que una gota de lluvia y rocío es suficiente.
En las cícadas y los ginkgos, las megasporas no son dispersadas por la planta madre, sino que permanecen en ella y se convierten en semillas; sin embargo, los espermatozoides son móviles, por lo que se necesita humedad para la fertilización. Estructura externa de estas plantas, especialmente sus hojas, también las acerca a los antepasados helechos. La preservación del antiguo método de fertilización por espermatozoides que flotan en el agua condujo al hecho de que, a pesar de las semillas relativamente resistentes, la sequía prolongada siguió siendo un problema insuperable para estas plantas, y se suspendió la conquista de la tierra.
El futuro de la vegetación terrestre lo proporcionaban árboles de otro tipo, que crecían entre las cícadas y los ginkgos, pero que habían perdido los espermatozoides flagelados. Estas fueron las araucarias (género Araucaria), coníferas descendientes de cordaitas del Carbonífero. En la era de las cícadas, la araucaria comenzó a formar cantidades ingentes de granos de polen microscópicos, correspondientes a microsporas, pero secos y densos. Fueron transportados por el viento a megasporas, más precisamente, a los óvulos formados a partir de ellos con huevos, y germinaron con tubos polínicos que entregaron esperma inmóvil a los gametos femeninos.
Así apareció el polen en el mundo. La necesidad de agua para la fertilización desapareció y las plantas ascendieron a una nueva etapa evolutiva. La formación de polen condujo a un enorme aumento en el número de semillas que se desarrollaban en cada árbol individual y, en consecuencia, a la rápida propagación de estas plantas. La antigua araucaria también tuvo un método de asentamiento, preservado en las coníferas modernas, con la ayuda de semillas de alas duras, fácilmente transportadas por el viento. Entonces, aparecieron las primeras coníferas y, con el tiempo, es bueno para todos. especies conocidas familia de los pinos.
El pino produce dos tipos de conos. Longitud de los hombres aprox. 2,5 cm y 6 mm de diámetro se agrupan en los extremos de las ramas superiores, a menudo en racimos de diez o más, de modo que un árbol grande puede tener varios miles de ellos. Esparcen polen, bañando todo a su alrededor con un polvo amarillo. Los conos femeninos son más grandes y crecen en el árbol debajo de los masculinos. Cada una de sus escamas se parece a una cuchara en forma - ancha en el exterior y estrechándose hacia la base, con lo que se une al eje leñoso del cono. En el lado superior de la escala, más cerca de este eje, se ubican abiertamente dos megasporas, esperando polinización y fertilización. Los granos de polen transportados por el viento vuelan dentro de los conos femeninos, bajan por las escamas hasta los óvulos y entran en contacto con ellos, lo cual es necesario para la fertilización.
Las cícadas y los ginkgos no podían competir con las coníferas más avanzadas, que, al dispersar eficazmente el polen y las semillas aladas, no solo las expulsaron, sino que también dominaron nuevos rincones de la tierra que antes eran inaccesibles. Las taxodiáceas se convirtieron en las primeras coníferas dominantes (ahora incluyen, en particular, secuoyas y cipreses de pantano). Extendiéndose por todo el mundo, estos árboles hermosos cubrió por última vez todas las partes del mundo con una vegetación homogénea: sus restos se encuentran en Europa, América del Norte, Siberia, China, Groenlandia, Alaska y Japón.
Plantas con flores y sus semillas.
Las coníferas, las cícadas y los ginkgos pertenecen a los llamados. gimnospermas. Esto significa que sus óvulos están ubicados abiertamente en las escamas de semillas. Las plantas con flores constituyen el departamento de las angiospermas: sus óvulos y las semillas que se desarrollan a partir de ellos están ocultos del ambiente externo en una base expandida del pistilo, llamada ovario.
Como resultado, el grano de polen no puede llegar directamente al óvulo. Para la fusión de los gametos y el desarrollo de la semilla, se necesita una estructura vegetal completamente nueva: una flor. Su parte masculina está representada por estambres, la parte femenina por pistilos. Pueden estar en la misma flor o en flores diferentes, incluso sobre plantas diferentes, que en este último caso se denominan dioicas. Las especies dioicas incluyen, por ejemplo, fresnos, acebos, álamos, sauces, palmeras datileras.
Para que ocurra la fertilización, el grano de polen debe aterrizar en la parte superior del pistilo, el estigma pegajoso, a veces pinnado, y adherirse a él. El estigma libera sustancias químicas, bajo cuya influencia germina el grano de polen: el protoplasma vivo, que emerge de debajo de su caparazón duro, forma un largo tubo polínico que penetra en el estigma, se extiende más profundamente en el pistilo a lo largo de su parte alargada (columna) y finalmente llega al ovario con los óvulos. Bajo la influencia de atrayentes químicos, el núcleo del gameto masculino se mueve a lo largo del tubo polínico hasta el óvulo, penetra en él a través de un pequeño orificio (micrópilo) y se fusiona con el núcleo del óvulo. Así es como se produce la fecundación.
Después de eso, la semilla comienza a desarrollarse, en un ambiente húmedo, rico en nutrientes, protegido por las paredes del ovario de influencias externas. También se conocen transformaciones evolutivas paralelas en el mundo animal: la fertilización externa, que es típica, digamos, para los peces, se reemplaza por la fertilización interna en la tierra, y el embrión de los mamíferos no se forma en los huevos puestos en el ambiente externo, como, para ejemplo, en reptiles típicos, pero dentro del útero. El aislamiento de la semilla en desarrollo de influencias extrañas permitió que las plantas con flores "experimentaran" audazmente con su forma y estructura, y esto, a su vez, condujo a una aparición similar a una avalancha de nuevas formas de plantas terrestres, cuya diversidad comenzó a desaparecer. aumentar a un ritmo sin precedentes en eras anteriores.
El contraste con las gimnospermas es obvio. Sus semillas "desnudas" que se encuentran en la superficie de las escamas, independientemente del tipo de planta, son aproximadamente iguales: en forma de lágrima, cubiertas con una piel dura, a la que a veces se une un ala plana, formada por las células que rodean el semilla. No es de extrañar que durante muchos millones de años la forma de las gimnospermas se mantuvo muy conservadora: pinos, abetos, abetos, cedros, tejos, cipreses son muy similares entre sí. Es cierto que en los enebros, las semillas de tejo y ginkgo se pueden confundir con bayas, pero esto no cambia el panorama general: la uniformidad extrema del plan general de la estructura de las gimnospermas, el tamaño, el tipo y el color de sus semillas en comparación con el gran riqueza de formas florales.
A pesar de la escasez de información sobre las primeras etapas de la evolución de las angiospermas, se cree que aparecieron al final de la era Mesozoica, que terminó hace unos 65 millones de años, y al comienzo de la era Cenozoica ya conquistaron el mundo. . El género floreciente más antiguo conocido por la ciencia - Claytonia. Sus fósiles se han encontrado en Groenlandia y Cerdeña, es decir, es probable que incluso hace 155 millones de años estuviera tan extendido como las cícadas. Sale a las Claytonia palmadamente complejo, como en los actuales castaños de Indias y altramuces, y los frutos son como bayas de 0,5 cm de diámetro al final de un fino pedúnculo. Quizás estas plantas eran de color marrón o verde. Los colores brillantes de las flores y frutos de las angiospermas llegaron más tarde, en paralelo con la evolución de los insectos y otros animales que debían atraer. baya Claytonia cuatro semillas; en él se puede discernir algo parecido al remanente de un estigma.
Además de los restos fósiles extremadamente raros, inusuales plantas modernas, unidos en el orden de los gnetales (Gnetales). Uno de sus representantes es una conífera (género efedra), que se encuentra particularmente en los desiertos del suroeste de los Estados Unidos; exteriormente, se ve como varias varillas sin hojas que se extienden desde un tallo grueso. Otro género es velvichia ( Welwitschia) crece en el desierto frente a la costa suroeste de África, y el tercero es gnetum ( Gnetum) es un arbusto bajo de los trópicos indio y malayo. Estos tres géneros pueden considerarse "fósiles vivientes" mostrando formas posibles Transformación de gimnospermas en angiospermas. Los conos de la conífera se parecen exteriormente a las flores: sus escamas se dividen en dos partes, que se asemejan a los pétalos. Velvichia tiene solo dos hojas anchas en forma de cinta de hasta 3 m de largo, completamente diferentes de las agujas de las coníferas. Las semillas de Gnetum cuentan con una cubierta adicional, lo que las hace parecer drupas de angiospermas. Se sabe que las angiospermas difieren de las gimnospermas en la estructura de la madera. Entre los opresores, combina las características de ambos grupos.
Dispersion de semillas.
La viabilidad y la diversidad del mundo vegetal dependen de la capacidad de propagación de las especies. La planta madre está enraizada en un lugar toda su vida, por lo tanto, su descendencia debe encontrar otro. Esta tarea de desarrollar nuevos espacios fue encomendada a las semillas.
Primero, el polen debe aterrizar en el pistilo de una flor de la misma especie, es decir la polinización debe tener lugar. En segundo lugar, el tubo polínico debe llegar al óvulo, donde se fusionarán los núcleos de los gametos masculino y femenino. Finalmente, la semilla madura tiene que abandonar la planta madre. La probabilidad de que una semilla germine y eche raíces con éxito en un nuevo lugar es una pequeña fracción de un porcentaje, por lo que las plantas se ven obligadas a confiar en la ley de los grandes números y dispersar tantas semillas como sea posible. El último parámetro es generalmente inversamente proporcional a sus posibilidades de supervivencia. Comparemos, por ejemplo, una palma de coco y orquídeas. La palma de coco tiene las semillas más grandes del mundo vegetal. Son capaces de nadar indefinidamente en los océanos hasta que las olas los arrojan a la suave arena costera, donde la competencia de las plántulas con otras plantas será mucho más débil que en el bosque con mayor frecuencia. Como resultado, las posibilidades de establecerse para cada una de ellas son bastante altas, y una palmera madura, sin riesgo para la especie, suele producir solo unas pocas docenas de semillas por año. Las orquídeas, por otro lado, tienen las semillas más pequeñas del mundo; en los bosques tropicales, son transportados por corrientes de aire débiles entre copas altas y germinan en grietas húmedas en la corteza de las ramas de los árboles. La situación se complica por el hecho de que en estas ramas necesitan encontrar clase especial hongo, sin el cual la germinación es imposible: las pequeñas semillas de orquídeas no contienen reservas de nutrientes y en las primeras etapas del desarrollo de las plántulas los reciben del hongo. No es sorprendente que en un fruto de una orquídea en miniatura haya varios miles de estas semillas.
Las angiospermas no se limitan a producir una variedad de semillas como resultado de la fertilización: los ovarios y, a veces, otras partes de las flores, se desarrollan en estructuras únicas que contienen semillas: frutos. El ovario puede convertirse en una judía verde que protege las semillas hasta que maduren, convertirse en un coco fuerte que puede hacer largas travesías por mar, en una jugosa manzana que un animal comerá en un lugar apartado, usando la pulpa, pero no las semillas. Las bayas y las drupas son un manjar favorito de las aves: las semillas de estas frutas no se digieren en sus intestinos y caen al suelo junto con los excrementos, a veces a muchos kilómetros de la planta madre. Los frutos son alados y esponjosos, y la forma de los apéndices que aumentan la volatilidad es mucho más diversa que la de las semillas de pino. El ala del fresno se asemeja a un remo, en el olmo parece el ala de un sombrero, en el arce las frutas emparejadas - dípteros - se asemejan a pájaros en vuelo, en el ailanto las alas de la fruta están torcidas en ángulo entre sí. otro, formando, por así decirlo, una hélice.
Estas adaptaciones permiten que las plantas con flores usen factores externos de manera muy efectiva para la dispersión de semillas. Sin embargo, algunas especies no cuentan con ayuda externa. Entonces, los frutos de la sensibilidad son una especie de catapulta. Los geranios utilizan un mecanismo similar. Una vara pasa dentro de su largo fruto, a la que se unen cuatro valvas, por el momento rectas y unidas entre sí: se sujetan firmemente desde arriba, débilmente desde abajo. Cuando están maduros, los extremos inferiores de las valvas se desprenden de la base, giran bruscamente hacia la parte superior de la varilla y esparcen las semillas. En el arbusto ceanoto conocido en América, el ovario se convierte en una baya, de estructura similar a una bomba de relojería. La presión del jugo en el interior es tan alta que después de la maduración, un rayo de sol lo suficientemente cálido como para hacer que sus semillas se dispersen como metralla viva en todas direcciones. Cajas de violetas ordinarias, habiéndose secado, estallan y esparcen semillas a su alrededor. Los frutos de Hamamelis actúan como un obús: para que las semillas caigan más lejos, las disparan en un ángulo alto hacia el horizonte. En la nudillo virgen, en el lugar donde se unen las semillas a la planta, se forma una estructura parecida a un resorte que desecha las semillas maduras. En oxalis, las cáscaras de la fruta primero se hinchan y luego se agrietan y encogen tan bruscamente que las semillas salen volando por las grietas. Arceutobium es diminuto, debido a la presión hidráulica dentro de las bayas, empuja las semillas fuera de ellas como torpedos en miniatura.
Viabilidad de las semillas.
Los embriones de muchas semillas están provistos de nutrientes y no sufren por secarse bajo una cáscara hermética, por lo que pueden esperar condiciones favorables durante muchos meses e incluso años: en trébol de olor y alfalfa - 20 años, en otras leguminosas - más de 75, en trigo, cebada y avena - a diez. Las semillas de malezas se distinguen por su buena viabilidad: en acedera rizada, gordolobo, mostaza negra y nudillo de pimienta, germinan después de estar en el suelo durante medio siglo. Se cree que 1,5 toneladas de semillas de malas hierbas están enterradas por 1 hectárea de suelo agrícola ordinario, que esperan la oportunidad de acercarse a la superficie y brotar. Las semillas de casia y loto siguen siendo viables durante siglos. El récord de viabilidad aún lo tienen las semillas del loto de nuez, descubiertas hace varios años en el sedimento del fondo de uno de los lagos secos de Manchuria. Se estableció por método de radiocarbono que su edad es de 1040 ± 120 años.
Pregunta 1. ¿Cuándo aparecieron las primeras plantas terrestres?
Al comienzo de la era Paleozoica, las plantas habitaban principalmente los mares, pero en el Ordovícico - Silúrico, aparecieron las primeras plantas terrestres: psilófitas (Fig. 1).
Arroz. 1. La primera planta terrestre
Eran pequeñas plantas intermedias entre las algas y las plantas vasculares terrestres. Los psilófitos ya tenían un sistema conductor (vascular), los primeros tejidos débilmente diferenciados podían fortalecerse en el suelo, aunque las raíces (como otros órganos vegetativos) aún estaban ausentes. La evolución posterior de las plantas en la tierra tuvo como objetivo diferenciar el cuerpo en órganos y tejidos vegetativos, mejorando sistema vascular(proporcionando un rápido aumento en el agua a una gran altura).
Pregunta 2. ¿En qué dirección fue la evolución de las plantas en la tierra?
Tras la aparición de las psilófitas, la evolución de las plantas terrestres fue en el sentido de dividir el cuerpo en órganos y tejidos vegetativos, mejorando el sistema vascular (asegurando el rápido movimiento del agua a gran altura). Ya en el árido Devónico, las colas de caballo, los musgos y los helechos están ampliamente distribuidos. La vegetación del suelo alcanza un desarrollo aún mayor en el período Carbonífero (Carbonífero), caracterizado por un clima húmedo y cálido durante todo el año. Aparecen gimnospermas, descendientes de semillas de helechos. La transición a la reproducción de semillas brindó muchas ventajas: el embrión en semillas está protegido de condiciones desfavorables por membranas y provisto de alimento, y tiene un número diploide de cromosomas. En algunas gimnospermas (coníferas), el proceso de reproducción sexual ya no está asociado con el agua. La polinización en las gimnospermas la lleva a cabo el viento y las semillas tienen adaptaciones para su distribución por los animales. Estas y otras ventajas contribuyeron a la amplia distribución de plantas con semillas. Las grandes plantas de esporas se extinguen en el Pérmico debido a la desecación del clima.
Pregunta 3. Describe la evolución de los animales en la era Paleozoica.
El mundo animal en la era Paleozoica se desarrolló extremadamente rápido y estuvo representado por una gran cantidad de formas diversas. La vida florece en los mares. En el período Cámbrico ya existen todos los principales tipos de animales, excepto los cordados. Esponjas, corales, equinodermos, varios moluscos, enormes crustáceos depredadores: esta es una lista incompleta de los habitantes de los mares del Cámbrico.
En el Ordovícico continuó la mejora y especialización de los principales tipos. Por primera vez, se encuentran los restos de animales con un esqueleto axial interno: vertebrados sin mandíbula, cuyos descendientes lejanos son las lampreas modernas y los mixinos. La boca de estos peculiares organismos era una simple abertura que conducía al tubo digestivo. La parte anterior del tubo digestivo estaba perforada por hendiduras branquiales, entre las cuales se ubicaban arcos branquiales cartilaginosos de apoyo. Jawless comía organismos que vivían en el fondo fangoso de ríos y lagos, y detritos (residuos orgánicos), chupando comida en la boca. En una parte de los animales sin mandíbula, se produjo la división de los arcos branquiales, lo que permitió cambiar la luz de la faringe con la ayuda de los músculos branquiales y, en consecuencia, mantener las presas móviles que ingresaron al tubo digestivo.
La aparición del prensil. aparato oral- gran aromorfosis - provocó una reestructuración de toda la organización de los vertebrados.
La aparición de aletas emparejadas (extremidades) es la próxima gran aromorfosis en la evolución de los vertebrados.
En el período Silúrico, los primeros animales que respiraban aire, los artrópodos, llegaron a la tierra junto con los psilófitos. El desarrollo intensivo de los vertebrados inferiores continuó en los cuerpos de agua. Se supone que los vertebrados surgieron en depósitos de agua dulce poco profundos y solo luego se trasladaron a los mares. El período Devónico estuvo marcado por el desarrollo de la tierra por otros artrópodos: arañas; al final del período, aparecen los primeros vertebrados terrestres: anfibios (estegocéfalos). En el Carbonífero surgieron reptiles (cotilosaurios), insectos voladores y moluscos pulmonares. En el último período Pérmico de la era Paleozoica, se observa un rápido desarrollo y aumento de grupos sistemáticos de reptiles; Aparecen reptiles con dientes de animales, los antepasados de los mamíferos.
Pregunta 4. ¿Qué características de la estructura de los vertebrados sirvieron como requisitos previos para su liberación en tierra?
En el período Silúrico, los primeros animales que respiraban aire, los artrópodos, llegaron a la tierra junto con los psilófitos. El desarrollo intensivo de los vertebrados inferiores continuó en los cuerpos de agua. Se supone que los vertebrados surgieron en depósitos de agua dulce poco profundos y solo luego se trasladaron a los mares. En el Devónico, los vertebrados están representados por tres grupos: peces pulmonados, peces con aletas radiadas y peces con aletas lobuladas. Fueron los peces de aletas lobuladas los que dieron origen a los vertebrados terrestres. Los peces con aletas lobuladas eran típicamente animales acuáticos, pero podían respirar aire atmosférico con la ayuda de pulmones primitivos, que eran protuberancias de la pared intestinal. Solo los peces con aletas lobuladas podrían adaptarse a la vida en la tierra. Sus aletas eran hojas que consistían en huesos individuales con músculos adheridos a ellos (Fig. 2). Con la ayuda de las aletas, los peces con aletas lobuladas, animales grandes de 1,5 a varios metros de largo, podían arrastrarse por el fondo. Por lo tanto, tenían dos requisitos previos principales para la transición al hábitat terrestre: extremidades musculosas y pulmones. Al final del Devónico, los peces con aletas lobuladas dieron lugar a los primeros anfibios: los estegocéfalos.
Arroz. 2. Esqueleto de la aleta emparejada de un pez con aletas lobuladas y un estegocéfalo:
A - cintura escapular y aleta de un pez con aletas lobuladas;
B - esqueleto interno de la aleta;
B - esqueleto de la extremidad anterior de un estegocéfalo:
1 - elemento correspondiente al húmero;
2 - elemento correspondiente al radio;
8 - elemento correspondiente al cúbito;
4, 5, 6 - huesos de la muñeca; 7 - falanges de los dedos.
Primeras plantas y animales terrestres
DONDE SE ORIGINÓ LA VIDA La vida se originó en el agua. Aquí aparecieron las primeras plantas: algas. Sin embargo, en algún momento aparecieron tierras que había que poblar. Los pioneros entre los animales fueron los peces con aletas lobuladas. ¿Y entre las plantas?
ASPECTO DE LAS PRIMERAS PLANTAS Érase una vez, nuestro planeta estaba habitado por plantas que sólo tenían un tallo. Estaban unidos al suelo con excrecencias especiales: rizoides. Estas fueron las primeras plantas en llegar a tierra. Los científicos los llaman psilófitos. Esta es una palabra latina. Traducido, significa "plantas desnudas". Los psilófitos realmente se veían "desnudos". Solo tenían tallos ramificados con excrecencias de bolas en las que se almacenaban las esporas. Son muy similares a las "plantas alienígenas" que se representan en las ilustraciones de las historias fantásticas. Las psilófitas se convirtieron en las primeras plantas terrestres, pero vivían solo en áreas pantanosas, ya que no tenían raíz y no podían extraer agua y nutrientes del suelo. Los científicos creen que una vez que estas plantas crearon enormes alfombras sobre la superficie desnuda del planeta. Había plantas diminutas y muy grandes, más altas que el crecimiento humano.
LOS PRIMEROS ANIMALES EN LA TIERRA Los rastros más antiguos de vida animal en la Tierra se remontan a mil millones de años, pero los fósiles más antiguos de los animales en sí tienen aproximadamente 600 millones de años y se remontan al período vendiano. Los primeros animales que aparecieron en la Tierra como resultado de la evolución eran microscópicamente pequeños y de cuerpo blando. Vivían en el fondo del mar o en el limo del fondo. Tales criaturas difícilmente podrían petrificarse, y la única pista para desentrañar el misterio de su existencia son las huellas indirectas, como los restos de madrigueras o pasadizos. Pero a pesar de su pequeño tamaño, estos animales más antiguos eran resistentes y dieron origen a los primeros animales conocidos en la Tierra: la fauna de Ediacara.
La evolución de la vida en la Tierra comenzó con la aparición del primer ser vivo -hace unos 3.700 millones de años- y continúa hasta nuestros días. La similitud entre todos los organismos indica la presencia de un ancestro común del que descienden todos los demás seres vivos.
TODOS
psilophyta (Psilophyta), el grupo (departamento) extinto más antiguo y primitivo de plantas superiores. Se caracterizaron por la disposición apical de los esporangios (Sm. Sporangium) y equisporosos, ausencia de raíces y hojas, ramificación dicotómica o dicotómica (pseudomonopodial) y una estructura anatómica primitiva. El sistema conductor es un Protostele típico. El protoxilema estaba ubicado en el centro del xilema; el metaxilema consistía en traqueidas con engrosamientos anulares o (raramente) escalariformes. Los tejidos de soporte estaban ausentes. R. aún no poseía la capacidad de crecimiento secundario (solo tenían meristemos apicales). Los esporangios son primitivos, desde esféricos (alrededor de 1 mm de diámetro) hasta oblongo-cilíndricos (hasta 12 mm de largo), de paredes gruesas. Los gametofitos de R. no se conocen con certeza (algunos autores consideran que los órganos horizontales similares a rizomas, los llamados rizomoides, son gametofitos).
R. creció en lugares húmedos y pantanosos, así como en aguas costeras poco profundas. El departamento de R. incluye una clase: rhyniopsida (Rhyniopsida) con dos órdenes: Rhyniales (familias Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) y Psilophytales (familia Psilophytaceae). El orden Rhyniales se caracteriza por una ramificación dicotómica y una estela delgada y poco desarrollada. Xilema de traqueidas con engrosamientos anillados. El representante más antiguo de R. es el género Cooksonia, descubierto originalmente en Gales en los depósitos de finales del período Silúrico (hace unos 400 millones de años). Los más estudiados son los géneros del Devónico Inferior: rhynia y en parte horneophyte, en los que el rizomoide (los tallos partían de él hacia arriba, numerosos rizoides hacia abajo) se dividía en segmentos tuberosos claramente dispuestos, desprovistos de tejidos conductores y consistían completamente en células parenquimatosas. Se cree que en el curso de la evolución los rizomoides de R. dieron lugar a raíces. En ambos géneros, la pared del esporangio era de varias capas, cubierta con una cutícula (ver cutícula). El horneophyte se caracteriza por una peculiar cavidad portadora de esporas, que forma una cúpula que cubre en forma de arco la columna central de tejido estéril, que es una continuación del floema del tallo. Este horneophyte se parece al Sphagnum moderno. Las familias de Rhynia también incluyen el género teniokrada, muchas de las cuales formaron matorrales submarinos en el Devónico medio y superior. Los géneros Khedea y Yaravia del Devónico inferior a veces se distinguen en una familia separada de Hedei. El género Sciadophyte del Devónico Inferior, generalmente clasificado como una familia separada de Sciadophytes, es una planta pequeña que consiste en una roseta de tallos delgados simples o débilmente dicotomizados con una estela. El orden Psilophytales se caracteriza por una ramificación bipodial y una estela más fuertemente desarrollada. En el género más famoso, psilophyte (de depósitos del Devónico Inferior en el este de Canadá), las ramas desigualmente desarrolladas formaban un falso eje principal de dicopodio con ramas laterales más delgadas: el tallo estaba rodeado por una epidermis cutinizada con estomas; la superficie del tallo estaba desnuda o cubierta con espinas de 2 a 2,5 mm de largo, cuyos extremos se ensanchaban en forma de disco, lo que probablemente indicaba su función secretora. Los esporangios se abrieron con una fisura longitudinal. Los géneros Trimerophyte y Pertika del Devónico Inferior están cerca de psilophyte.
El estudio de la estructura de R. y sus relaciones evolutivas ha gran importancia para la morfología evolutiva y la filogenia de las plantas superiores. Aparentemente, el órgano original del esporofito de las plantas superiores era un tallo ramificado dicotómicamente con esporangios apicales; las raíces y las hojas son más tardías que los esporangios y el tallo. Hay muchas razones para considerar a R. como el grupo ancestral original del que se originaron los briófitos, los licopsidos, las colas de caballo y los helechos. Según otro punto de vista, los briófitos y los licopsidos sólo tienen un origen común con P.
Lit.: Fundamentos de paleontología. Algas, briófitas, psilófitas, licopsidas, artrópodos, helechos, M., 1963; Traité de paleobotanique, t. 2, briofitas. psilófita. Lycophyta, P., 1967.
A. L. Takhtadzhyan.
El planeta Tierra se formó hace más de 4.500 millones de años. Las primeras formas de vida unicelulares aparecieron, posiblemente hace unos 3 mil millones de años. Primero fueron las bacterias. Se clasifican como procariotas porque no tienen núcleo celular. Los organismos eucariotas (con núcleos en las células) aparecieron más tarde.
Las plantas son eucariotas capaces de realizar la fotosíntesis. En el proceso de evolución, la fotosíntesis apareció antes que los eucariotas. En ese momento existía en algunas bacterias. Estas eran bacterias azul-verdes (cianobacterias). Algunos de ellos han sobrevivido hasta nuestros días.
Según la hipótesis evolutiva más común, la célula vegetal se formó al entrar en una célula eucariota heterótrofa de una bacteria fotosintética que no fue digerida. Además, el proceso de evolución condujo a la aparición de un organismo fotosintético eucariótico unicelular con cloroplastos (sus predecesores). Así aparecieron las algas unicelulares.
La siguiente etapa en la evolución de las plantas fue la aparición de algas multicelulares. Alcanzaron una gran diversidad y vivieron exclusivamente en el agua.
La superficie de la tierra no se mantuvo sin cambios. Donde la corteza terrestre se elevaba, la tierra se elevaba gradualmente. Los organismos vivos tuvieron que adaptarse a nuevas condiciones. Algunas algas antiguas fueron gradualmente capaces de adaptarse a la forma de vida terrestre. En el proceso de evolución, su estructura se volvió más complicada, aparecieron tejidos, principalmente tegumentarios y conductores.
Las psilófitas, que aparecieron hace unos 400 millones de años, se consideran las primeras plantas terrestres. No han sobrevivido hasta el día de hoy.
La evolución posterior de las plantas, asociada con la complicación de su estructura, ya estaba en tierra.
Durante la época de los psilófitos, el clima era cálido y húmedo. Los psilófitos crecían cerca de los cuerpos de agua. Tenían rizoides (como raíces), con los que se fijaban en el suelo y absorbían agua. Sin embargo, no tenían verdaderos órganos vegetativos (raíces, tallos y hojas). El movimiento de agua y sustancias orgánicas a través de la planta estaba asegurado por el tejido conductor emergente.
Más tarde, los helechos y musgos se originaron a partir de psilófitas. Estas plantas tienen una estructura más compleja, tienen tallos y hojas, están mejor adaptadas a vivir en la tierra. Sin embargo, al igual que los psilófitos, siguieron dependiendo del agua. Durante la reproducción sexual, para que los espermatozoides lleguen al óvulo, necesitan agua. Por lo tanto, no podían "irse" lejos de los hábitats húmedos.
En el período Carbonífero (hace unos 300 millones de años), cuando el clima era húmedo, los helechos alcanzaron su aurora, muchas de sus formas leñosas crecieron en el planeta. Más tarde, muriendo, fueron ellos quienes formaron depósitos de carbón.
Cuando el clima de la Tierra comenzó a volverse más frío y seco, los helechos comenzaron a extinguirse en masa. Pero algunas de sus especies antes de eso dieron origen a los llamados helechos semilla, que, de hecho, ya eran gimnospermas. En la evolución posterior de las plantas, las semillas de helecho se extinguieron, dando lugar a otras gimnospermas antes de esta. Más tarde, aparecieron gimnospermas más avanzadas: coníferas.
Las primeras plantas en la tierra.
La polinización tuvo lugar con la ayuda del viento. En lugar de espermatozoides (formas móviles), formaron espermatozoides (formas inmóviles), que fueron entregados al óvulo mediante formaciones especiales de granos de polen. Además, las gimnospermas no formaban esporas, sino semillas que contenían un aporte de nutrientes.
La evolución posterior de las plantas estuvo marcada por la aparición de las angiospermas (floración). Esto sucedió hace unos 130 millones de años. Y hace unos 60 millones de años comenzaron a dominar la Tierra. En comparación con las gimnospermas, las plantas con flores se adaptan mejor a la vida en la tierra. Se puede decir que comenzaron a usar las oportunidades más medioambiente. Entonces su polinización comenzó a ocurrir no solo con la ayuda del viento, sino también a través de insectos. Esto aumentó la eficiencia de la polinización. Las semillas de angiospermas se encuentran en las frutas, lo que proporciona una distribución más eficiente. Además, las plantas con flores tienen una estructura de tejido más compleja, por ejemplo, en el sistema de conducción.
Actualmente, las angiospermas son el grupo de plantas más numeroso en cuanto al número de especies.
Artículo principal: helechos
Rinófitos es un grupo extinto de plantas. Algunos científicos los consideran los ancestros de los musgos, helechos, colas de caballo y musgos. Otros sugieren que los rinofitos dominaron la tierra al mismo tiempo que los musgos.
Las primeras plantas terrestres, las rinofitas, aparecieron hace unos 400 millones de años. Su cuerpo consistía en ramitas verdes. Cada rama se ramificó, dividiéndose en dos partes. Las células de las venas contenían clorofila y se llevó a cabo la fotosíntesis. Material del sitio http://wikiwhat.ru
Los rinófitos crecían en lugares húmedos. Estaban unidos al suelo por rizoides, crecimientos en la superficie de controles de veto ubicados horizontalmente.
Las primeras plantas terrestres
En los extremos de las ramas había partes con esporas, en las que maduraban las esporas. En los rinofitos ya se han comenzado a formar tejidos conductores y mecánicos. En el proceso de evolución, debido a la ocurrencia de cambios hereditarios y selección natural, se formó en la superficie de las ramas de rinofitas un tejido tegumentario con estomas que regulan la evaporación del agua.
Cuadros (fotos, dibujos)
Material del sitio http://WikiWhat.ru
En esta página, material sobre los temas:
Tejidos tegumentarios y mecánicos conductores en rinofitas y helechos
Diagrama del ciclo de vida de las rionófitas
La historia de la respuesta de rhinophyta.
Mensaje primera planta terrestre
¿Cuándo y de qué grupo de algas aparecieron las primeras reniofitas?
Origen y sistemática de las plantas superiores.
Las plantas superiores probablemente evolucionaron a partir de algún tipo de alga. Esto se evidencia por el hecho de que en la historia geológica del mundo vegetal, las plantas superiores fueron precedidas por algas. Los siguientes hechos dan testimonio a favor de esta suposición: la similitud del grupo extinto más antiguo de plantas superiores, las rinofitas, con las algas, una naturaleza muy similar de su ramificación; similitud en la alternancia de generaciones de plantas superiores y muchas algas; la presencia de flagelos y la capacidad de nadar de forma independiente en las células germinales masculinas de muchas plantas superiores; similitud en estructura y función de los cloroplastos.
Se cree que las plantas superiores evolucionaron a partir de alga verde, agua dulce o agua salobre. Tenían gametangios pluricelulares, alternancia isomórfica de generaciones en el ciclo de desarrollo.
Las primeras plantas terrestres encontradas en estado fósil fueron rinofitas(rhinia, hornea, horneophyton, sporogonites, psilophyte, etc.).
Después de llegar a la tierra, las plantas superiores se desarrollaron en dos direcciones principales y formaron dos grandes ramas evolutivas: haploides y diploides.
La rama haploide de la evolución de las plantas superiores está representada por la división briófita (Bryophyta). En el ciclo de desarrollo de los musgos predomina el gametofito, la generación sexual (la propia planta), mientras que el esporofito, la generación asexual, se reduce y se representa por un esporogón en forma de caja sobre una pata.
La segunda rama evolutiva de las plantas superiores está representada por todas las demás plantas superiores.
El esporofito en condiciones terrestres resultó ser más viable y adaptado a diversas condiciones ambientales. Este grupo de plantas conquistó la tierra con más éxito.
Actualmente, las plantas superiores suman más de 300.000 especies. Dominan la Tierra, la habitan desde los territorios árticos hasta el ecuador, desde los trópicos húmedos hasta los desiertos secos. Ellos forman Varios tipos vegetación - bosques, prados, pantanos, embalses de relleno. Muchos de ellos alcanzan proporciones gigantescas.
Taxonomía de las plantas superiores- Esta es una rama de la botánica que desarrolla una clasificación natural de las plantas superiores a partir del estudio y selección de unidades taxonómicas, establece lazos familiares entre ellas en su desarrollo histórico. Los conceptos más importantes de la taxonomía son las categorías taxonómicas (sistemáticas) y los taxones.
evolución de las plantas
Según las reglas de la nomenclatura botánica, las principales categorías taxonómicas son: especie (species), género (genus), familia (familia), orden (ordo), clase (classis), departamento (devisio), reino (regnum). Si es necesario, también se pueden utilizar categorías intermedias, por ejemplo, subespecie (subspecies), género (subgénero), subfamilia (subfamilia), superorden (superordo), superregnum (superregnum).
Para especies a partir de 1753 - la fecha de publicación del libro K. Linneo"Especies de plantas" - aceptado nombres binomiales, que consta de dos palabras latinas. El primero designa el género al que pertenece la especie dada, el segundo, el epíteto específico: por ejemplo, aliso pegajoso - Alnus glutinosa.
Para familias de plantas, el final es aceae, para órdenes - ales, para subclases - idae, para clases - psida, para divisiones - phyta. El nombre uninominal estándar se basa en el nombre de cualquier género incluido en esta familia, orden, clase, etc.
La ciencia moderna del mundo orgánico divide a los organismos vivos en dos reinos: organismos prenucleares (Procariota) y organismos nucleares (Eucariota). El suprarreino de los organismos prenucleares está representado por un reino: escopetas (Mychota) con dos subreinos: bacterias (Bacteriobionta) y cyanothea, o algas verdeazuladas (Cyanobionta).
El superreino de los organismos nucleares incluye tres reinos: animales (Animalia), hongos (Mycetalia, Fungi o Mycota) y plantas (Vegetabilia o Plantae).
El reino animal se divide en dos sub-reinos: los protozoos y los animales pluricelulares (Metazoos).
El reino de los hongos se divide en dos sub-reinos: hongos inferiores (Myxobionta) y hongos superiores (Mycobionta).
El reino vegetal incluye tres sub-reinos: escarlata(Rodobionta), algas reales(Phycobionta) y plantas superiores(Embriobionta).