Основні етапи еволюції рослинного та тваринного світу. Еволюція рослин

Перші рослинні організми виникли у волі у дуже далекі часи. Перші живі істоти були мікроскопічно дрібними грудочками слизу. Значно пізніше у деяких з них з'явилося зелене забарвлення, і ці живі організми стали схожими на одноклітинні водорості. Одноклітинні істоти дали початок багатоклітинним організмам, які, як і одноклітинні, виникли у воді. З одноклітинних водоростей розвивалися різноманітні багатоклітинні водорості.

Поверхня материків та дно океану з часом змінювалися. Піднімалися нові материки, йшли під воду раніше. Через вагання земної кори на місці морів виникала суша. Вивчення копалин залишків показує, що рослинний світ Землі також поступово змінювався.

Перехід рослин до наземного способу життя, на думку вчених, був пов'язаний з існуванням ділянок суші, що періодично заливаються і звільняються від води. Вода, що відступила, затримувалася у западинах. Вони то пересихали, то знову наповнювалися водою. Осушення цих ділянок відбувалося поступово. У деяких водоростей з'явилися пристосування до проживання поза водою.

Клімат на земній кулі був вологим і теплим. Почався перехід деяких рослин від водного до наземного способу життя. Будова цих рослин поступово ускладнювалася. Вони дали початок першим наземним рослинам. Найдавніша група з відомих наземних рослин – псилофіти.

Розвиток рослинного світу на Землі - довготривалий процес, в основі якого лежить перехід рослин від водного до наземного способу життя.

Псилофіти існували вже 420-400 млн. років тому, а пізніше вимерли. Псилофіти росли на берегах водойм і були невеликими багатоклітинними зеленими рослинами. Вони не мали коріння, стебел, листя. Роль коренів у них виконували різоїди. У псилофітів, на відміну від водоростей, складніша внутрішня будова - наявність покривної та провідної тканин. Розмножувалися суперечками.

Від псилофітів походять мохоподібні та папоротеподібні, у яких вже були стебла, листя та коріння. Розквіт папоротьподібних був близько 300 млн років тому в кам'яновугільний період. Клімат у цей час був теплим та вологим. Наприкінці кам'яновугільного періоду клімат Землі став помітно сухішим і холоднішим. Деревоподібні папороті, хвощі та плауни почали вимирати, але до цього часу з'явилися примітивні голонасінні рослини – нащадки деяких стародавніх папоротей. Як стверджують вчені, першими голонасінними рослинами були насінні папороті, які згодом повністю вимерли. Насіння у них розвивалося на листі: шишок у цих рослин не було. Насіннєві папороті були деревоподібними, ліаноподібними і трав'янистими рослинами. Від них і походять голонасінні.

Умови життя продовжували змінюватись. Там, де клімат був суворішим, древні голонасінні рослини поступово вимирали і зміну їм з'явилися досконаліші рослини - древні хвойні, потім їх змінили сучасні хвойні: сосна, ялина, модрина та інших.

Перехід рослин на сушу тісно пов'язаний не тільки з появою таких органів, як стебло, лист, корінь, але головним чином з появою насіння, особливим способом розмноження цих рослин. Рослини, що розмножувалися насінням, краще пристосувалися до життя на суші, ніж рослини, що розмножувалися спорами. Особливо чітко це виявилося, коли клімат став менш вологим.

На заростках, що розвиваються зі спор (у мохів, плаунів, папоротей) утворюються жіночі і чоловічі гамети (статеві клітини) - яйцеклітини і сперматозоїди. Для того, щоб сталося запліднення (після злиття гамет), необхідна атмосферна або ґрунтова вода, в якій сперматозоїди пересуваються до яйцеклітин.

Голосонасінна вільна вода для запліднення не потрібна, тому що воно відбувається всередині сім'язачатків. У них чоловічі гамети (сперматозоїди) підходять до жіночих (яйцеклітин) по пилкових трубках, що ростуть всередині сім'язачатків. Таким чином, запліднення у спорових рослин знаходиться в повній залежності від наявності води, рослин, що розмножуються насінням, цієї залежності немає.

Покритонасінні рослини - нащадки древніх голонасінних - з'явилися на Землі понад 130-120 млн. років тому. Вони виявилися найбільш пристосованими до життя на суші, тому що тільки у них є спеціальні органи розмноження - квітки, а їх насіння розвивається всередині плода і добре захищене навколоплідником.

Завдяки цьому покритонасінні швидко розселилися по всій Землі і зайняли найрізноманітніші місця проживання. Вже понад 60 млн. років покритонасінні рослини панують на Землі. На рис. 67 показана не тільки послідовність появи тих чи інших відділів рослин, але і їх кількісний склад, де покритонасінним відведено значне місце.

В результаті доісторичних подій, таких як пермська і крейда-палеогенова, багато сімейства рослин і деякі предки існуючих видіввимерли на початок записаної історії.

Загальна тенденція диверсифікації включає чотири основні групи рослин, які панують на планеті, починаючи з середнього силурійського періоду і до теперішнього часу:

Модель зостерофілуму

• Перша основна група, що представляє наземну рослинність, включала безнасінні судинні рослини, представлені ринієвими класами ( Rhyniophyta), зостерофілових ( Zosterophyllopsida).

Папороті

• Друга основна група, що з'явилася в пізньо-девонському періоді, складалася з папоротей.
• Третя група, насіннєві рослини, з'явилися щонайменше 380 мільйонів років тому. Вона включала голонасінні рослини ( Gymnospermae), які домінували у наземній флорі протягом більшої частини мезозойської ери до 100 мільйонів років тому.
• Остання четверта група, покритонасінні рослини, з'явилася близько 130 мільйонів років тому. У літописі скам'янілостей також показано, що ця група рослин була удосталь у більшості районів світу в межах від 30 мільйонів до 40 мільйонів років тому. Таким чином, покритонасінні домінували над рослинністю Землі протягом майже 100 мільйонів років.

Палеозойська ера

Плауноподібні

Протерозойський та архейський еони передують появі наземної флори. Безнасінні, судинні, наземні рослини з'явилися в середині силурійського періоду (437-407 мільйонів років) і були представлені рініофітами та, можливо, плауноподібними (включаючи лікоподіуми). З примітивних рініофітів та плаунових наземна рослинність швидко еволюціонувала протягом девонського періоду (407-360 мільйонів років тому).

Предки справжніх папоротей, можливо, розвивалися в середині девону. Під час пізнього девонського періоду з'явилися хвощові та голонасінні. До кінця періоду вже існували всі основні відділи судинних рослин, крім покритонасінних.

Розвиток особливостей судинних рослин під час девону дозволили збільшити географічне розмаїття флори. Однією з них було виникнення сплющеного листя, що підвищило ефективність. Інша - поява вторинної деревини, що дозволяє рослинам значно збільшуватися за формою та розмірами, що призвело до появи дерев і, ймовірно, до лісів. Поступовим процесом був репродуктивний розвиток насіння; найраніше виявлено у верхньодевонських відкладах.

Предки хвойних і саговнікоподібних з'явилися у кам'яновугільному періоді (360-287 мільйонів років тому). Під час раннього карбону у високих та середніх широтах рослинність демонструє домінування лікоподиумів та Progymnospermophyta.

Progymnospermophyta

У нижчих широтах Північної Америкиі Європи виявляється велика різноманітність лікоподіумів і Progymnospermophyta, а також інші рослинності. Зустрічаються насінні папороті (включаючи calamopityales), поряд із справжніми папоротями та хвощами ( Archaeocalamites).

Пізня карбонова рослинність у високих широтах сильно постраждала від початку пермсько-карбонового. льодовикового періоду. У північних середніх широтах літопис скам'янілостей показує домінування хвощів і примітивних насіннєвих папоротей (птеридоспермів) над іншими рослинами.

У північних низьких широтах наземні масиви Північної Америки, Європи та Китаю були охоплені неглибокими морями чи болотами і оскільки вони близькі до екватора, то відчували тропічні та субтропічні. кліматичні умови.

У цей час з'явилися перші, відомі як кам'яновугільні ліси. Величезна кількість торфу було закладено внаслідок сприятливих умов цілорічного зростання та адаптації гігантських лікоподіумів до тропічних середовищ водно-болотних угідь.

У більш сухих районах, що оточують низовини, у великій кількості існували ліси хвощів, насінні папороті, кордаїти та інші папороті.

Пермський період (287-250 мільйонів років тому) вказує на значний перехід хвойних, саговнікоподібних, глоссоптерис, гігантоптерид і пельтасперм із бідних скам'янілостей у карбоні в значну рясну рослинність. Інші рослини, такі як деревні папороті та гігантські лікоподіуми, були присутні в пермі, але не вдосталь.

Внаслідок масового пермського вимирання зникли тропічні болотяні ліси, а разом з ними і лікоподіуми; кордаїти та глоссоптеріси вимерли на більш високих широтах. Близько 96% всіх видів рослин і тварин зникли з нашої планети в цей час.

Мезозойська ера

На початку тріасового періоду (248-208 мільйонів років тому) мізерний літопис скам'янілостей вказує на скорочення флори Землі. З середини до пізнього тріасу сучасні сімействапапороті, хвойних дерев і нині вимерлої групи рослин, беннеттитових, мешкали в більшості наземних. Після масового вимирання беннеттити перемістилися у вільні екологічні ніші.

Пізня тріасова флора в екваторіальних широтах представлена ​​широким діапазоном папоротей, хвощів, саговників, беннеттитів, гінкго та хвойних дерев. Комбінації рослин у невеликих широтах подібні, але не багаті на види. Ця відсутність варіацій рослин у низьких та середніх широтах відбиває глобальний безморозний клімат.

У юрський період (208-144 мільйонів років тому) з'явилася наземна рослинність, схожа на сучасну флору, і нащадками папороті цього геологічного відрізку часу можна вважати сучасні сімейства , такі як Dipteridaceae, Matoniaceae, Gleicheniaceae, і Cyatheaceae.

До хвойних цього віку також можуть належати сучасні сімейства: підкарпових, араукарієвих, соснових та тисових. Ці хвойні породи, під час мезозою, створили значні поклади такого, як вугілля.

Під час раннього та середнього юрського періоду, в екваторіальних широтах західної частини Північної Америки, Європи, Середньої Азії та Далекого Сходу, зростала різноманітна рослинність. Вона включала: хвощі, саговники, беннеттити, гінкго, папороті та хвойні дерева.

Теплі, вологі умови також існували у північних середніх широтах (Сибір та північний захід Канади), підтримуючи гінкгові ліси. Пустелі зустрічалися в центральній та східній частинах Північної Америки та Північної Африки, а наявність беннеттитів, саговників, хейролепідієвих та хвойних дерев свідчили про пристосованість рослин до посушливих умов.

Південні широти мали подібну рослинність з екваторіальними, але через сухіших умов хвойні породи були рясні, а гінкгові - дефіцитними. Південна флора поширилася дуже високі широти, включаючи Антарктиду, через відсутність полярного льоду.

Хейроліпідієві

У крейдяному періоді (144-66,4 мільйонів років тому) Південній Америці, Центральній та Північній Африці, та Центральній Азії існували сухі, напівпустельні природні умови. Таким чином, у наземній рослинності переважали хвойні породи хейроліпідієві та матонієві папороті.

Північні середні широти Європи та Північної Америки мали різноманітнішу рослинність, що складається з беннеттитових, саговникових, папоротей і хвойних дерев, а в південних середніх широтах переважали беннеттити.

У пізньому крейдяному періоді відбулися значні зміни в рослинності Землі, з появою та поширенням квітучих насіннєвих рослин, покритонасінних. Присутність покритонасінних означало кінець типової мезозойської флори з переважанням голонасінних рослин та певне зниження беннеттитових, гінкгових та саговникових.

Нотофагус або південний бук

Під час пізньої крейди у Південній Америці, Центральній Африці та Індії переважали посушливі умови, внаслідок чого серед тропічної рослинності домінували пальми. На середні південні широти також впливали пустелі, а рослини, що оздоблювали ці райони, включали: хвощі, папороті, хвойні та покритонасінні, зокрема, нотофагус (південний бук).

Секвойя Гіперіон

Високоширотні райони були позбавлені полярного льоду; через тепліші умови клімату, покритонасінні змогли процвітати. Найрізноманітніша флора була виявлена ​​в Північній Америці, де були присутні вічнозелені рослини, покритонасінні та хвойні дерева, особливо червоне дерево, секвоя.

Крейда-палеогенове масове вимирання (К-Т вимирання) відбулося близько 66,4 мільйонів років тому. Ця подія, яка раптово викликала глобальні кліматичні зміни та зникнення багатьох видів тварин, особливо динозаврів.

Найбільший "шок" для наземної рослинності стався середніх широтах Північної Америки. Показники пилку та суперечка трохи вище кордону К-Ту літописі скам'янілостей показують переважання папоротей та вічнозелених рослин. Наступна колонізація рослин у Північній Америці демонструє переважання листяних рослин.

Кайнозойська ера

Збільшення опадів на початку палеогену-неогену (66,4-1,8 мільйонів років тому) сприяло широкомасштабному розвитку дощових лісів у південних районах.

Примітним у період була полярна лісова флора Аркто, виявлена ​​північному заході Канади. М'яке, вологе літо чергувалося з безперервною зимовою темрявою з температурою від 0 до 25°C.

Березовий гай

Ці кліматичні умови підтримували листяну рослинність, яка включала платанових горіхових, березових, луносемянникових, в'язових, букових, магнолієвих; і голонасінні рослини, такі як таксодієві, кипарисові, соснові та гінкгові. Ця флора поширилася по Північній Америці та Європі.

Приблизно одинадцять мільйонів тому, під час міоценової епохи, відбулися помітні зміни у рослинності з появою трав та його подальшим поширенням на трав'янисті рівнини і прерії. Поява цієї широко поширеної флори сприяла розвитку та еволюції рослиноїдних ссавців.

Четвертинний період (1,8 мільйона років тому і до теперішнього часу) почався з континентального заледеніння в північно-західній Європі, Сибіру та Північній Америці. Це заледеніння торкнулося наземну рослинність, при цьому представники флори мігрували на північ і південь у відповідь на льодовикові та міжльодовикові коливання. У міжльодовикові періоди були поширені кленові, березові та маслинові.

Остаточні міграції видів рослин наприкінці останнього льодовикового періоду (близько одинадцяти тисяч років тому) сформували сучасний географічний розподіл наземної флори. Деякі райони, такі як гірські схили або острови, мають незвичайний видовий розподіл у результаті їхньої ізоляції від глобальної міграції рослин.

І тварин та багато інших досліджень дозволили встановити, що Земля утворилася близько 5 мільярдів років тому.

Перші живі організми з'явилися у воді приблизно 2,5-3 мільярди років тому. Тоді воді первинного океану містилося дуже багато різних органічних і мінеральних речовин. З них і утворилися перші доклітинні форми життя – мікроскопічно дрібні грудочки слизу. Протягом багатьох мільйонів років вони ускладнювалися та вдосконалювалися. Близько 1,5-2 мільярдів років тому вони дали початок найпростішим одноклітинниморганізмів.

Живі організми використовували в їжу органічні та мінеральні речовини, що розчиняються у первинному океані. Поступово запаси поживних речовин у первинному океані стали виснажуватися. Між клітинами розпочалася боротьба за їжу. У цих умовах у деяких клітин з'явився зелений пігмент – хлорофіл і вони пристосувалися до використання енергії сонячного світла для перетворення води та вуглекислого газу на їжу. Так виник фотосинтезтобто процес утворення органічних речовин з неорганічних з використанням енергії світла. Ці живі організми були схожі на одноклітинні водорості.

З появою фотосинтезу в атмосфері став накопичуватись кисень. Склад повітря став поступово наближатися до сучасного, тобто переважно складатися з азоту, кисню і невеликої кількості вуглекислого газу. Така атмосфера сприяла розвитку досконаліших форм життя.

Стародавні одноклітинні істоти дали початок багатоклітинним організмам. Багатоклітинні організми, як і перші одноклітинні, виникли у воді. З одноклітинних водоростей розвинулися різноманітні багатоклітинні водорості.

Поверхня материків та дно океану з часом змінювалися. Піднімалися нові материки, що йшли під воду, що існували раніше. Через вагання земної кори на місці морів виникала суша. Вивчення копалин залишків показує, що рослинний світ Землі теж поступово змінювався.

Перехід рослин до наземного способу життя, мабуть, був пов'язаний з існуванням ділянок суші, що періодично заливалися і звільнялися від води. Морська вода, що відступала, затримувалася у западинах. Вони то пересихали, то знову наповнювалися водою. Осушення цих ділянок відбувалося поступово. У деяких водоростей стали з'являтися пристосування до проживання поза водою 181 .

Клімат на земній кулі був вологим і теплим. Почався перехід деяких рослин від водного до наземного способу життя. У стародавніх багатоклітинних водоростей будова поступово ускладнювалася, і вони дали початок першим наземним рослинам. Найдавніша група з відомих нам наземних рослин - псилофіти 182. Вони існували 420-400 млн років тому, і потім вимерли.

Псилофіти росли на берегах водойм і були невеликими багатоклітинними зеленими рослинами. Вони ще не мали стебел, листя, коріння, а являли собою розгалужені осі, на підземних частинах яких розвивалися ризоїди. Від водоростей псилофіти відрізнялися як зовні, а й складнішим внутрішньою будовоюУ них були розвинені покривна тканина – шкірка – та провідні тканини – деревина та луб. Розмножувалися псилофіти суперечками.

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендаціїпрограми обговорення Інтегровані уроки

У книзі викладається актуальна проблема сучасного природознавства- Походження життя. Вона написана на основі найсучасніших даних геології, палеонтології, геохімії та космохімії, які спростовують багато традиційних, але застарілих уявлень про походження та розвиток життя на нашій планеті. Глибока давнина життя та біосфери, порівнянна з віком самої планети, дозволяє автору зробити висновок: походження Землі та життя – єдиний взаємопов'язаний процес.

Для читачів, які цікавляться науками про Землю.

Книга:

<<< Назад

Вперед >>>

Рослини як типові представники фотоавтотрофних організмів нашої планети виникли в ході тривалої еволюції, яка веде свій початок від примітивних мешканців освітленої зони моря – планктонних та бентосних прокаріотів. Зіставляючи палеонтологічні дані з даними порівняльної морфології і фізіології рослин, що нині живуть, можна в загальному вигляді намітити наступну хронологічну послідовність їх появи та розвитку:

1) бактерії та синьо-зелені водорості (прокаріоти);

2) водорості ціанові, зелені, бурі, червоні та ін. (Еукаріоти, як і всі наступні організми);

3) мохи та печіночники;

4) папороті, хвощі, плауни, насіннєві папороті;

6) покритонасінні, або квіткові, рослини.

Бактерії і синьо-зелені водорості виявлені в найбільш давніх відкладах, що збереглися, докембрія, значно пізніше з'являються водорості, і тільки в фанерозої ми зустрічаємо пишний розвиток вищих рослин: плаунових, хвощів, голонасінних та покритонасінних.

Протягом усього криптозою у первинних водоймах у евфотичній зоні древніх морів розвивалися переважно одноклітинні організми – водорості різного типу.

У основних представників прокаріотів, виявлених у докембрії, харчування було автотрофним – за допомогою фотосинтезу. Найбільш сприятливі умови для фотосинтезу створювалися у освітленій частині моря на глибині від поверхні до 10 м, що відповідало також умовам бентоса.

На цей час вивчення докембрійських мікрофоссилій просунулося вперед, відповідно накопичений великий фактичний матеріал. В цілому інтерпретація мікроскопічних препаратів є важким завданням, яке не можна вирішити однозначно.

Найкраще виявляються та пізнаються трихомні бактерії, що різко відрізняються від мінеральних утворень близької форми. Отриманий емпіричний матеріал по мікрофоссиліям дозволяє укласти, що їх можна зіставити з ціанобактеріями, що нині живуть.

Строматоліти, як біогенні будівлі далекого минулого планети, утворилися при накопиченні тонкого осаду карбонату кальцію, який захоплюють фотосинтезуючими організмами мікробіологічних асоціацій. Мікрофоссилії в строматолітах складаються майже виключно з прокаріотичних мікроорганізмів, що відносяться головним чином до синьозелених водоростей - ціанофіти. При вивченні залишків бентосних мікроорганізмів, що складають строматопити, з'ясувалась одна цікава особливість, що має важливе значення. Мікрофоссилії різного вікумало змінюють свою морфологію і свідчать загалом про консервативність прокаріотів. Мікрофоссилії, що належать до прокаріотів, залишалися практично постійними досить довгий час. У всякому разі, перед нами встановлений факт - еволюція прокаріотів проходила значно повільніше, ніж вищих організмів.

Отже, під час геологічної історії бактерії-прокаріоти виявляють максимальну персистентність. До персистентних форм відносяться організми, що збереглися в процесі еволюції у незмінному вигляді. Як зазначає Г. А. Заварзін, оскільки древні спільноти мікроорганізмів виявляють значні риси подібності з сучасними, що розвиваються в гідротермах і в областях утворення евапоритів, то це дозволяє на сучасних природних і лабораторних моделях більш докладно вивчити геохімічну діяльність цих співтовариств, екстраполіруя їх час.

Перші еукаріоти виникли у планктонних асоціаціях відкритих вод. Кінець виняткового панування прокаріотів відноситься приблизно до дати 1,4 млрд років тому, хоча перші еукаріоти з'явилися значно раніше. Так, за останніми даними, вигляд викопних органічних залишків із чорних сланців та кутистих утворень району Верхнього Озера свідчить про появу еукаріотичних мікроорганізмів 1,9 млрд років тому.

Від дати 1,4 млрд. років тому до нашого часу палеонтологічний літопис докембрія значно розширюється. До цієї дати приурочена поява порівняно великих форм, що відносяться до планктонних еукаріотів і отримали назву «акритархи» (у перекладі з грецької – «істоти невідомого походження»). Слід зазначити, що група акритарх (Acritarcha) запропонована як невизначена систематична категорія, що позначає мікрофоссилії різного походження, але подібні за зовнішніми морфологічними ознаками. У літературі описані акритархи з докембрію та нижнього палеозою. Більшість акритархів були, ймовірно, одноклітинними фотосинтезуючими еукаріотами - оболонками якихось стародавніх водоростей. Деякі з них ще могли мати прокаріотичну організацію. На планктонний характер акритарх вказує їхнє космополітичне поширення в одновікових осадових відкладеннях. Найдавніші акритархи з відкладів раннього рифею Південного Уралувиявив Т. В. Янкаускас.

У ході геологічного часу розміри акритарху збільшувалися. За даними спостережень, виявилося, що чим молодші докембрійські мікрофоссилії, тим вони більші. Допускається, що значне збільшення розмірів акритарху було пов'язано зі збільшенням розмірів еукаріотичної організації клітин. Вони могли виникнути як самостійні організми чи, що найімовірніше, у симбіозі коїться з іншими. Л. Маргеліс вважає, що еукаріотичні клітини скомпонувалися з прокаріотичних, що вже існували. Однак для виживання еукаріотів необхідно було, щоб місце існування було насичене киснем і, як наслідок цього, виник аеробний метаболізм. Спочатку вільний кисень, що виділяється при фотосинтезі ціанофітів, накопичувався в обмежених кількостях у мілководних місцях проживання. Зростання його вмісту в біосфері викликало реакцію з боку організмів: вони стали заселяти безкисневі житла (зокрема, анаеробні форми).

Дані докембрійської мікропалеонтології вказують, що в середньому докембрії ще до появи еукаріотів ціанофіти становили відносно невелику частину планктону. Еукаріоти потребували вільного кисню і дедалі більше конкурували з прокаріотами у тих галузях біосфери, де з'являвся вільний кисень. За наявними даними мікропалеонтології можна судити, що перехід від прокаріотної до еукаріотної флори древніх морів відбувався повільно і обидві групи організмів тривалий час співіснували разом. Втім, це співіснування в іншій пропорції відбувається і в сучасну епоху. На початок пізнього рифею вже поширилося безліч автотрофних і гетеротрофних форм організмів.

У міру свого розвитку організми переміщалися за поживними речовинамиу більш глибокі та віддалені від шельфів області моря. У палеонтологічному літописі відзначається різке збільшення різноманітності великих сфероїдальних форм еукаріотичних акритархів у пізньорифейський час, 900-700 млн років тому. Близько 800 млн. років тому у Світовому океані з'явилися представники нового класу планктонних організмів - кубкоподібні тільця з масивними раковинами або зовнішніми покривами, мінералізованими карбонатом кальцію або кремнеземом. На початку кембрійського періоду в еволюції планктону відбулися суттєві зрушення – виникли різноманітні мікроорганізми зі складною скульптурною поверхнею та покращеною плавучістю. Вони дали початок справжнім шипуватим акритархам.

Поява еукаріотів створила важливу передумову для зародження в ранньому рифеї (близько 1,3 млрд років тому) багатоклітинних рослин та тварин. Для белтской серії з докембрія західних штатів Північної Америки їх описав ще Ч. Волкотт, Але якого типу водоростей вони ставляться (бурі, зелені чи червоні), ще неясно. Таким чином, надзвичайно тривала ера панування бактерій і близьких до них синьо-зелених водоростей змінилася ерою водоростей, що досягали у водах древніх океанів значного розмаїття форм та фарб. Протягом пізнього рифею та венду багатоклітинні водорості стають різноманітнішими, вони зіставляються з бурими та червоними.

На думку академіка Б. С. Соколова, багатоклітинні рослини та тварини з'явилися майже одночасно. У відкладеннях венда зустрічаються різноманітні представники водяних рослин. Найбільш чільне місце займають багатоклітинні водорості, слані яких нерідко переповнюють товщі вендських відкладень: аргілітів, глин, пісковиків. Часто зустрічаються макропланктонні водорості, колоніальні, спірально-нитчасті водорості Volymella, повстяні та інші форми. Дуже різноманітний фітопланктон.

Протягом більшу частину історії Землі еволюція рослин відбувалася у водному середовищі. Саме тут зародилася та пройшла різні етапирозвитку водної рослинності. У цілому нині водорості - це велика група нижчих водних рослин, містять хлорофіл і які виробляють органічні речовини шляхом фотосинтезу. Тіло водоростей ще не диференційовано на коріння, листя та інші характерні частини. Вони представлені одноклітинними, багатоклітинними та колоніальними формами. Розмноження безстатеве, вегетативне та статеве. Водорості входять до складу планктону та бентосу. В даний час їх відносять до підцарства рослин Thallophyta, у яких тіло складене щодо однорідної тканини - слані, або Thallus. Словник складається з багатьох клітин, подібних за своїм виглядом та функцій. У історичному аспектіводорості пройшли найбільш тривалий етап у розвитку зелених рослин та у загальному геохімічному кругообігу речовини біосфери зіграли роль гігантського генератора вільного кисню. Виникнення та розвитку водоростей мало вкрай нерівномірний характер.

Зелені водорості (Chlorophyta) є великою і широко поширеною групою переважно зелених рослин, яка розпадається на п'ять класів. за зовнішньому виглядувони сильно відрізняються одна від одної. Зелені водорості походять від зелених джгутикових організмів. Про це свідчать перехідні форми - пірамідомонас і хламідомонас, рухливі одноклітинні організми, що мешкають у водах. Розмножуються зелені водорості статевим шляхом. Деякі групи зелених водоростей досягли великого розвитку в період тріасу.

Джгутикові (Flagellata) поєднуються в групу мікроскопічних одноклітинних організмів. Одні дослідники відносять їх до царства рослин, інші до царства тварин. Подібно до рослин, деякі джгутико-, що містять хлорофіл. Однак, на відміну від більшості рослин, вони не мають відокремленої клітинної системи і здатні перетравлювати їжу за допомогою ферментів, а також жити в темряві, як тваринні організми. Цілком ймовірно, джгутикові існували в докембрії, але безперечні їх представники знайдені в юрських відкладах.

Бурі водорості (Phaeophyta) відрізняються присутністю бурого пігменту в такій кількості, що він фактично маскує хлорофіл і надає рослинам відповідного забарвлення. Бурі водорості відносяться до бентосу та планктону. Найбільші водорості досягають 30 м завдовжки. Майже всі вони ростуть у солоній воді, тому їх називають морською травою. До бурих відносять саргасові водорості - плаваючі планктонні форми з великою кількістю бульбашок. У викопному стані відомі з силуру.

Червоні водорості(Rhodophyta) мають таке фарбування завдяки червоному пігменту. Це переважно морські рослини, сильно розгалужені. У деяких із них вапняний скелет. Цю групу часто називають куліпорами. Вони існують і в даний час, а в викопному стані відомі з нижньої крейди. Близькі до них соміпори, з більшими та широкими клітинами, з'явилися в ордовику.

Харові водорості(Charophyta) є досить своєрідною і досить високоорганізованою групою багатоклітинних рослин, що розмножуються статевим шляхом. Вони настільки відрізняються від інших водоростей, що деякі ботаніки відносять їх до листо-стеблових через диференціацію тканин, що намітилася. Харові водорості зеленого кольору, мешкають нині в прісній воді та в солонуватих водоймах. Вони уникають морської води з нормальною солоністю, але можна припустити, що в палеозі вони населяли моря. В окремих харофітів виникають споропочки, просочені вуглекислим кальцієм. Харові водорості належать до важливих породоутворюючих організмів прісноводних вапняків.

Діатомові водорості(Diatomeae) – типові представники планктону. У них довгаста форма, зовні покрита панциром, що складається з кремнезему. Перші залишки діатомових водоростей знайдені у відкладеннях девону, але можливо, вони давніші. Загалом діатомові водорості щодо молодої групи. Еволюція їх вивчена краще, ніж інших водоростей, оскільки крем'яні панцирі та стулки діатомей можуть зберігатися у викопному стані дуже тривалий час. Ймовірно, діатомові водорості походять від джгутикових, забарвлених у жовтий колір і здатних відкладати у своїх оболонках невелику кількість кремнезему. У сучасну епоху діатомей широко поширені у прісних та морських водах, зрідка зустрічаються і у вологих ґрунтах. Залишки діатомей відомі у юрських відкладах, проте не виключено, що вони з'явилися значно раніше. Викопні діатомові водорості від ранньої крейди сягнули сучасної епохи без перерви у відкладеннях.

Дуже важливою подією, що сприяла різкому прискоренню темпів еволюції всього живого населення нашої планети, був вихід рослин із морського середовища на сушу. Вихід рослин на поверхню континентів вважатимуться справжньою революцією історія біосфери. Розвиток наземної рослинності створило передумову виходу суходол тварин. Однак масового переходу рослин на сушу передував тривалий підготовчий період. Можна припускати, що рослинне життя на суші з'явилося дуже давно, принаймні локально - у вологому кліматі на узбережжях мілководних заток і лагун, де за змін рівня води періодично відбувалося надходження водної рослинності на сушу. Радянський натураліст Л. С. Берг вперше висловив думку, що поверхня суші не була безживною пустелі ні в кембрії, ні в докембрії. Видатний радянський палеонтолог Л. Ш. Давіташвілі також припускав, що в докембрії на материках, ймовірно, вже було якесь населення, яке складалося з низькоорганізованих рослин і, можливо, навіть тварин. Проте їхня загальна біомаса була нікчемною.

Щоб жити на суші, рослини мали не втрачати воду. Слід при цьому мати на увазі, що у вищих рослин - мохів, папоротькоподібних, голонасінних і квіткових, що складають в даний час головну масу земної рослинності, стикаються з водою тільки коріння, кореневі волоски і ризоїди, інші ж їх органи знаходяться в атмосфері і випаровують воду всією поверхнею.

Найбільш розквітло рослинне життя на берегах лагунних озер та боліт. Тут з'явився тип рослини, нижня частина якого була у воді, а верхня - у повітряному середовищі, під прямими променями сонця. Дещо пізніше, з проникненням рослин на незатоплювану сушу, найперші їх представники розвинули кореневу системуі отримали можливість споживати грунтові води. Це сприяло їхньому виживанню в посушливі періоди. Таким чином, нові обставини призвели до розчленування клітин рослин на тканини та вироблення захисних пристроїв, яких не було у предків, що жили у воді.

Рис.14. Розвиток та генетичні зв'язки різних груп наземних рослин

Масове завоювання континентів рослинами відбулося в силурійський період палеозойської ери. Насамперед це були псилофіти - своєрідні спорові рослини, що нагадують плауни. Частина звивистих стебел псилофітів була вкрита щетинистим листям. Псилофіти були позбавлені коріння, а в основному і листя. Вони складалися з розгалужених зелених стебел заввишки до 23 см і кореневища, що горизонтально тягнулося в грунті. Псилофіти, як перші достовірні рослини суші, створювали цілі зелені килими на вологому ґрунті.

Ймовірно, продукція органічної речовини перших рослинних покривів суші була незначною. Рослинність силурійського періоду, безсумнівно, походить від водоростей моря і породила рослинність наступного періоду.

Після завоювання суші розвиток рослинності призвело до утворення численних та різноманітних форм. Інтенсивний поділ рослинних груп почався в девоні і продовжувався в наступне геологічне час. Загальний родовід найважливіших груп рослин даний на рис. 14.

Мохи походять від. водоростей. Їхня рання стадія розвитку дуже подібна до деяких зелених водоростей. Однак існує припущення, що мохи походять від більш простих представників бурих водоростей, що пристосувалися до життя на сирих скелях або взагалі у ґрунтах.

На поверхні ранньопалеозойських континентів століття водоростей змінилося століттям псилофітів, що дали рослинність, що нагадувала за своїм зовнішнім виглядом і розмірами сучасні зарості великих мохів. Панування псилофітів змінилося в кам'яновугільний період пануванням папоротеподібних рослин, що утворили досить великі ліси на болотистих ґрунтах. Розвиток цих рослин сприяло з того що склад атмосферного повітря змінився. Додалася істотна кількість вільного кисню та накопичилася маса харчових речовин, необхідних для виникнення та розвитку сухопутних хребетних тварин. У той самий час було накопичено величезні маси кам'яного вугілля. Кам'яновугільний період характеризувався винятковим розквітом наземної рослинності. Виникли деревоподібні плауни, що досягали заввишки 30 м, величезні хвощі, папороті, почали з'являтися хвойні. У пермський період продовжувався розвиток наземної рослинності, яка значно розширила місця свого проживання.

Період панування папоротеподібних змінився періодом шишконосних хвойних рослин. Поверхня материків стала набувати сучасного вигляду. На початку мезозойської ери велике поширення набули хвойні, цикадові, а в крейдяний період з'являються квіткові рослини. На самому початку ранньокрейдяної епохи ще існували юрські форми рослин, але потім склад рослинності сильно змінився. Наприкінці ранньокрейдової епохи зустрічається багато покритонасінних рослин. З самого початку позднемеловой епохи вони відтісняють голонасінні і займають панівне становище на суші. Загалом у наземній флорі відбувається поступова зміна мезозойської рослинності голонасінних (хвойних, цикадових, гінкгових) рослинністю кайнозойського вигляду. Рослинність пізньокремової епохи вже характеризується присутністю значної кількості таких сучасних квіткових рослин, як бук, верба, береза, платан, лавр, магнолія. Ця перебудова рослинності підготувала хорошу кормову базу для розвитку вищих наземних хребетних тварин - ссавців та птахів. Розвиток квіткових рослин було з розквітом численних комах, які грали значної ролі в запиленні.

Настання нового періоду у розвитку рослин не призводило до повного знищення стародавніх рослинних форм. Частина організмів біосфери зберігалася. Бактерії з появою квіткових рослин не тільки не зникли, але продовжували існувати, знайшовши нові джерела живлення в ґрунті та в органічній речовині рослин та тварин. Водорості різних груп змінювалися та розвивалися поряд із вищими рослинами.

Хвойні ліси, що з'явилися в мезозої, виростають і зараз поряд із листяними. Вони дають притулок папоротьподібним рослинам, оскільки ці давні мешканці туманного та вологого клімату кам'яновугільного періоду бояться. відкритих місць, освітлені сонцем.

Зрештою, слід зазначити наявність персистентних форм у складі сучасної флори. Найбільш персистентними виявилися окремі групи бактерій, які практично не змінилися з часу раннього докембрію. Але з більш високоорганізованих форм рослин також утворилися пологи і види, які мало змінилися до теперішнього часу.

Слід зазначити безперечну присутність у складі сучасної флори щодо високоорганізованих багатоклітинних пологів рослин. Пізньопалеозойські та мезозойські форми рослин, які без змін прожили десятки та сотні мільйонів років, безумовно, належать до персистентних. Таким чином, нині серед рослинного світу збереглися «живі копалини» (рис. 15) із груп папоротей, голонасінних та плаунів. Термін «жива копалина» вперше вжив Ч. Дарвін, вказавши як приклад східноазіатське дерево з голонасінних Ginkgo biloba. Зі світу наземних рослин до живих копалин відносяться найбільш відомі папоротеві пальми, гінкгове дерево, араукарії, мамонтове дерево, або секвоя.

Як зазначав знавець копалини флори А. Н. Кршптофович, багато пологів рослин, владики древніх лісів, також існували надзвичайно довго, особливо в палеозої; наприклад, Sigillaria, Lepidodendron, Calamites - щонайменше 100-130 млн років. Стільки ж - мезозойські папороті 11 хвойних Metasequoia. Рід Ginkgo налічує понад 150 млн років, а сучасний вид Ginkgo biloba, якщо включати в нього, по суті, невідмінну форму Ginkgo adiantoides - близько 100 млн років.

Живі копалини сучасного рослинного світу інакше можна назвати філогенетично законсервованими типами. Добре вивчені в палеоботанічному відношенні рослини, що відносяться до живих копалин, є консервативними групами. Вони зовсім не змінилися або дуже мало змінилися в порівнянні з спорідненими формами геологічного минулого.

Природно, наявність живих копалин у сучасній флорі ставить проблему їхньої освіти історія біосфери. Консервативні організації присутні у всіх великих філогенетичних гілках і існують у самих різних умовах: у глибоководних та мілководних зонах моря, у стародавніх тропічних лісах, на відкритих степових просторах та у всіх без винятку водоймах. Найважливіша умова для існування консервативних в еволюційному відношенні організмів - наявність житла з постійним середовищем життя. Проте стабільні умови проживання є вирішальними. Присутність лише окремих форм, а чи не всіх співтовариств флори і фауни свідчить про інші чинники збереження живих копалин. Вивчення їхнього географічного поширення свідчить про те, що вони приурочені до строго певних територій, при цьому характерна географічна ізоляція. Так, Австралія, острови Мадагаскар та Нова Зеландія – це типові області поширення наземних живих копалин.

У своїй еволюції рослинний світ створює загальний вигляд древніх ландшафтів, у яких відбувався розвиток тваринного світу. Тому підрозділ геологічного часу може бути проведений виходячи з зміни різних рослинних форм. Німецький палеоботанік В. Циммерман ще 1930 р. підрозділив все геологічне минуле з погляду розвитку рослинного світу на шість ер. Він дав їм буквене позначенняі розташував у послідовності від стародавніх ер до молодших.

Зіставлення звичайної шкали геологічного часу, побудованої переважно за палеозоологічними даними, зі шкалою розвитку рослин представлено в табл. 11.

<<< Назад

Вперед >>>

Планета Земля утворилася понад 4,5 млрд років тому. Перші одноклітинні форми життя з'явилися, можливо, з'явилися близько 3 млрд. років тому. Спочатку це були бактерії. Їх відносять до прокаріотів, оскільки вони не мають клітинного ядра. Еукаріотичні (що мають у клітинах ядра) організми з'явилися пізніше.

Рослинами вважаються еукаріоти, здатні до фотосинтезу. У процесі еволюції фотосинтез виник раніше, ніж еукаріоти. Тоді він існував у деяких бактерій. Це були синьо-зелені бактерії (ціанобактерії). Деякі їх збереглися донині.

Згідно з найбільш поширеною гіпотезою еволюції, рослинна клітина утворилася шляхом потрапляння в гетеротрофну еукаріотичну клітину фотосинтезуючої бактерії, яка не була перетравлена. Далі процес еволюції призвів до появи одноклітинного еукаріотичного фотосинтезуючого організму, що має хлоропласти (їх попередників). Так з'явилися одноклітинні водорості.

Наступним етапом в еволюції рослин було виникнення багатоклітинних водоростей. Вони досягли великої різноманітності і мешкали виключно у воді.

Поверхня Землі залишалася незмінною. Там, де земна кора піднімалася, поступово з'являлася суша. Живим організмам доводилося адаптуватися до нових умов. Деякі стародавні водорості поступово змогли пристосуватися до наземного способу життя. У процесі еволюції їхня будова ускладнювалася, з'являлися тканини, насамперед покривна та провідна.

Першими наземними рослинами є псилофіти, які з'явилися близько 400 мільйонів років тому. Донині вони не дожили.

Подальша еволюція рослин, пов'язана з ускладненням їхньої будови, йшла вже на суші.

За часів псилофітів клімат був теплим та вологим. Псилофіти виростали неподалік водойм. Вони мали ризоиды (подібність коренів), якими вони закріплювалися у грунті і всмоктували воду. Однак у них не було справжніх вегетативних органів (коренів, стебел та листя). Просування води і органічних речовин по рослині забезпечувала провідна тканина, що з'явилася.

Пізніше від псилофітів відбулися папороть і мохи. Ці рослини мають більш складну будову, у них є стебла та листя, вони краще пристосовані до проживання на суші. Однак, як і у псилофітів, у них зберігалася залежність від води. При статевому розмноженні, щоб сперматозоїд досяг яйцеклітини, їм потрібна вода. Тому «піти» далеко від вологих місць проживання вони не могли.

У кам'яно-вугільному періоді (приблизно 300 млн років тому), коли клімат був вологим, папоротеподібні досягли свого світанку, на планеті зростала безліч їх деревних форм. Пізніше, відмираючи, саме вони сформували поклади кам'яного вугілля.

Коли клімат на Землі почав ставати холоднішим і сухішим папороті почали масово вимирати. Але деякі їхні види перед цим дали початок так званим насіннєвим папоротям, які, по суті, були вже голонасінними рослинами. У наступній еволюції рослин насіннєві папороті вимерли, давши перед цим початок іншим голонасінним рослинам. Пізніше з'явилися досконаліші голонасінні - хвойні.

Розмноження голонасінних не залежало від наявності рідкої води. Запилення відбувалося з допомогою вітру. Замість сперматозоїдів (рухливих форм) у них утворювалися спермії (нерухомі форми), які доставлялися до яйцеклітини спеціальними утвореннями пилкового зерна. Крім того, у голонасінних утворювалися не суперечки, а насіння, що містить запас поживних речовин.

Подальша еволюція рослин ознаменувалася появою покритонасінних (квіткових). Це сталося близько 130 млн років тому. А близько 60 млн років тому вони стали панувати на Землі. Порівняно із голонасінними, квіткові рослини краще пристосовані для життя на суші. Можна сказати, вони стали більше використовувати можливості довкілля. Так їхнє запилення стало відбуватися не лише за допомогою вітру, а й за допомогою комах. Це підвищило ефективність запилення. Насіння покритонасінних знаходиться в плодах, які забезпечують більш ефективне їх поширення. Крім того, квіткові рослини мають складнішу тканинну будову, наприклад, у провідній системі.

В даний час покритонасінні є найбільш численною за кількістю видів групою рослин.