Висши растения. Растения (Plantae или Vegetabilia) Първите сухоземни растения

Първи сухоземни растения

И така, зелената планета, която приемаме за даденост, съществува сравнително отскоро. За да започнат да завладяват земята, растенията трябваше да станат по-напреднали от водораслите джуджета, които образуват подводни рогозки. Водораслите растат, докато са във вода, но на сушата могат да останат само мокри - в противен случай умират.

Освен това водораслите могат да се възпроизвеждат само във вода: мъжките гамети просто плуват до женските. Например при зелените водорасли и много други примитивни растения поколенията се редуват между сексуално размножаване (включващо хаплоидни сперматозоиди и яйца) и безполово размножаване (размножаване вегетативно) (фиг. 7.1). Нарича се диплоидно растение, което има както женски, така и мъжки набор от хромозоми спорофит. Мейозата възниква в спорофитите: спорангииобразуват се спори и се осъществява половото размножаване. Хаплоидно растение (само с един набор от хромозоми, претърпяло мейоза) се нарича гаметофит. В него в специални органи се образуват отделни сперматозоиди, яйцеклетки или и двата вида гамети. Редуването на поколенията е често срещан репродуктивен механизъм, открит в много групи примитивни растения и животни, включително повечето корали, морски анемонии и медузи, както и група малки морски амеби, наречени фораминифери. Спорофитите в примитивната земна флора (например папрати) са видимата част на растението. Спорофитът освобождава летливи хаплоидни спори, произведени по време на процеса на мейоза. Спорите могат да попаднат на влажно място и да покълнат, за да образуват миниатюрно (по-малко от сантиметър височина) растение гаметофит. Спермата и яйцеклетките се съхраняват отделно в гаметофита, така че сперматозоидите могат да плуват до яйцеклетките само във влажна среда. Това ограничава възможностите на повечето примитивни наземни растения; по време на процеса на възпроизвеждане тази „слаба връзка“ не им позволява да колонизират по-сухи екосистеми.

Ориз. 7.1.Опростен жизнен цикъл на васкуларно растение без семена. Зрелият спорофит произвежда спори, от които израства гаметофитът, а гаметофитът от своя страна произвежда сперматозоиди и яйца, от които се появява нов спорофит чрез сексуално размножаване (чрез Доналд Р. Протеро и Робърт Х. Дот мл.Еволюция на Земята, 6-то изд. - Ню Йорк: McGraw-Hill, 2001)


Възможността за изсъхване е друг проблем, пред който са изправени земните растения. Ако повърхността на растението не е потопена във вода, то изсъхва като морски водорасли, изхвърлени на брега, освен ако растението не е защитено със специално покритие, подобно на восък, или кутикула, за задържане на вода. Но кутикулата също пречи на обмена на вода на повърхността на растението: това затруднява абсорбирането на въглероден диоксид, освобождаването на кислород и регулирането на транспирацията на водните пари. Малките пори, наречени устица, са отвори в кутикулата. Те могат да се отварят и затварят, регулирайки обмена на вода и газ. По време на процеса на отваряне на устицата обаче се губи вода.

И така, какво казват вкаменелостите за инвазиите на растенията на сушата? Първите фосилни следи са спори на мъхове и чернодробни червеи, две нискорастящи растения, които се срещат в повечето екосистеми днес (Фигура 7.2). По възраст тези спори принадлежат към ордовика (те са на около 450 милиона години), но някои от тях вероятно датират от средния камбрий (преди около 520 милиона години). Днес има около 900 рода и 25 хиляди вида от тези най-примитивни сухоземни растения. Те са заели почти всички екологични ниши на сушата, дори студеното и влажно крайбрежие на Антарктика, но не живеят в солена вода. Тези растения са претърпели много адаптации, които са им помогнали да оцелеят на сушата - по-специално способността да спират метаболизма си при неблагоприятни условия, като суша или екстремни температури; склонност към растеж на бучки; способността да покълват на фрагменти, които се превръщат в нови растения и колонизират пустинни зони от гол камък, където почти няма почва, или растат на повърхността на други организми - например дървета.

Ориз. 7.2.Четворните спори от късния ордовик, открити в Либия, са най-старите следи от сухоземни растения. 1500x увеличение (с любезното съдействие на Джейн Грей)

По външен вид, структура и биологични характеристики висшите растения са много разнообразни. Висшите растения, живеещи днес, са мъхове, мъхове, хвощ, папрати, голосеменни и покритосеменни (цъфтящи) растения. Общият брой на техните видове надхвърля 285 хиляди.

За разлика от „нисшите растения“, по-високите се характеризират с редица характеристики на по-висока организация. Тялото им е разделено на органи: издънка и корен (с изключение на бриофитите). Тези органи съдържат много различни тъкани.

Висшите растения имат добре развита проводяща система, представена от ксилема (трахеиди или съдове) и флоема (решетчати тръби със съпътстващи клетки). Наред с проводящата система има сложна система от покривни тъкани, сложен устичен апарат; Силно развитие са получили механичните.

Характерна особеност на висшите растения е правилната смяна на поколенията (гаметофит и спорофит) в цикъла на тяхното развитие. Гаметофитът - половото поколение, върху което се образуват антеридии и архегонии - се заменя с безполовото поколение на спорофита, върху което се образуват спорангии със спори. Гаметофитът винаги е хаплоидно растение, спорофитът е диплоидно растение.

При бриофитите гаметофитът доминира в жизнения цикъл, а спорофитът заема подчинено положение и живее върху гаметофита. Мъховете, хвощовете и папратите се характеризират с биологичната независимост както на спорофита, така и на гаметофита, но спорофитът преобладава в жизнения цикъл, а гаметофитът е намален в различна степен. При най-високо организираните висши растения (голосеменни, покритосеменни) се наблюдава най-голяма редукция на гаметофита.

Отделения на висшите растения

Висшите растения обикновено се разделят на 9 отдела, два от които комбинират само изчезнали форми - ринофити, зостерофилофити; седем отдела са представени от живи растения - бриофити, ликофити, псилотоиди, хвощове, птеридофити, голосеменни и др.

Отдел Rhyniophyta

Риниофитите (псилофитите) са изчезнали през средния девон. Тези първи висши растения са имали много проста структура. Те се възпроизвеждат чрез спори и имат дихотомно разклонени тела с апикални спорангии. Нямаше диференциация на корени, стъбла и листа.

Смята се, че риниофитите са първоначалната предшествена група, от която са произлезли бриофитите, ликофитите, хвощовете и птеридофитите.

Отдел Zosterophyllophyta

Този отдел включва малка група растения, съществували в ранния и средния девон. Те имаха много общо с риниофитите. Може би растенията от тази група са живели във вода. Подобно на риниофитите те нямаха листа; надземните им издънки се разклоняваха дихотомно. Спорангиите на зостерофилофитите, които имат сферична или бобовидна форма, са разположени странично на къси дръжки, това е тяхната разлика от ринофитите.

Отдел Bryophyta

Бриофитите са вечнозелени, автотрофни, предимно многогодишни растения. Те наброяват около 25 000 вида и са известни от карбона. Тази група висши растения очевидно произлиза от древните зелени водорасли.

Тялото на бриофитите е или талус (талус), притиснат към субстрата, или стъбло с листа; няма корени, има само ризоиди. Това са малки растения, размерите им варират от 1 мм до няколко десетки сантиметра. Бриофитите имат сравнително проста вътрешна организация. Тялото им съдържа асимилационна тъкан, но проводимата, механичната, складовата и покривната тъкан са слабо изразени в сравнение с други висши растения.

За разлика от всички други отдели на висшите растения, вегетативното тяло на бриофитите е представено от гаметофита, който доминира в техния жизнен цикъл, докато спорофитът заема подчинено положение, развивайки се върху гаметофита.

Върху гаметофита на бриофитите се развиват репродуктивни органи - мъжки (антеридии) и женски (архегонии). В антеридиите се образуват голям брой бифлагелатни сперматозоиди. Всеки архегоний произвежда едно яйце. При влажни условия (по време на дъжд) сперматозоидите, влизайки в тях, проникват в яйцето, разположено вътре в архегониума. Един от тях се слива с нея, произвеждайки оплождане. От оплодено яйце (зигота) расте спорофит, т.е. безполово поколение, представено от капсула, разположена на стъбло. В кутията се образуват спори.

При поникване на спора се появява протонема - тънка разклонена нишка (по-рядко плоча). На протонемата се образуват множество пъпки, пораждащи гаметофити - листни издънки или тали под формата на плоча.

Гаметофитите на бриофитите са способни на вегетативно размножаване и техният цикъл на развитие може да се случи дълго време без образуване на спорофит.

Бриофитите комбинират 3 класа: Anthocerotaceae, Чернодробни червеиИ Листни мъхове.

IN клас Anthocerotidae(Antocerotae) има около 300 вида. Разпространени са предимно в тропическите и умерено топлите райони на земното кълбо. У нас се среща само род Antoceros, представен от 3-4 вида.

Гаметофитът на антоцеротите е талус (талус). При видовете от рода Anthoceros талусът е розетков, с диаметър 1-3 cm, по-рядко листовиден, тъмнозелен, плътно прилепнал към почвата. Капсулите (спорогония) са многобройни, леко извити, четиновидни. Те придават на антоцеротните мъхове отличителен външен вид.

IN клас Чернодробни(Heraticae) има над 6 хиляди вида. Чернодробните червеи са широко разпространени. За разлика от другите бриофити, при повечето чернодробни червеи протонемата е слабо развита и краткотрайна. Гаметофитът има форма на талиформа или листно стъбло. Структурата на гаметофита при чернодробните мъхове е много разнообразна, но спорофитът е от един и същи тип.

Като пример можем да разгледаме представител на подклас Marchantiidae - Marchantia polymorpha. Това е един от най-разпространените чернодробни червеи в нашата флора (в блата и гори на пожарища). Тялото на Marchantia е представено от талус под формата на тъмнозелена плоча.

Маршанцията е двудомно растение. На някои екземпляри се образуват архегонии, на други - антеридии. Архегониите се развиват върху специална стойка, чийто връх прилича на многолъчева звезда. Мъжката стойка с антеридии прилича на плосък диск.

Подкласът Jungermanniidae съдържа както талус, така и листни растения. Повечето Jungermanniaceae имат легнали дорзовентрални издънки. Формата и закрепването им към стеблото са разнообразни, формата на кутията е от сферична до цилиндрична, обикновено се отваря с 4 врати.

ДА СЕ клас Листни мъхове(Musci) включват 3 подкласа: сфагнови, андрейкови и бри мъхове; От тях ще разгледаме два подкласа: Sphagnum и Briaceae.

Подкласът Sphagnidae е представен от едно семейство, Sphagnaceae, с един единствен род, Sphagnum. У нас се срещат 42 вида. Сфагновите мъхове са широко разпространени в умерените и студени райони на Северното полукълбо, образувайки непрекъсната покривка в блата и влажни гори.

Стъблата на мъховете сфагнум са изправени, с листни клони във формата на сноп. На върха клоните са скъсени и събрани в доста плътна глава.

Листата са еднослойни и имат два вида клетки - хлорофилоносни и водоносни (хиалинови). Клетките, носещи хлорофил, са тесни, с форма на червей и съдържат хлоропласти. Те са разположени между широки, безцветни водоносни клетки, лишени от клетъчно съдържание. Благодарение на многото си водоносни клетки, сфагнумът може бързо да абсорбира големи количества вода (почти 40 пъти повече от сухото си тегло).

В горната част на стъблата се образуват антеридии и архегонии. След оплождането на яйцеклетката от архегониума израства капсула.

Подклас Bryidae е представен във вашата страна от около 2 хиляди вида. Зелените мъхове са най-често многогодишни растения с височина от 1 мм до 50 см. Цветът им обикновено е зелен. Те са широко разпространени и образуват непрекъсната покривка в блата, иглолистни гори, ливади, планини и тундри.

Зелените мъхове се характеризират с добре развита, често нишковидна, разклонена протонема. Зелените мъхове са много разнообразни в структурата на вегетативните си органи.

Като пример, отразяващ най-важните характеристики на растенията от този подклас, помислете за кукувичия ленен мъх (Polytrichum commune), широко разпространен във влажни иглолистни гори и по краищата на блатата. Стъблото на този мъх е изправено, неразклонено, достига височина 30-40 см. Гъсто е покрито с линейно-ланцетни листа.

Кукушкин лен е двудомно растение. На върха на стъблата на някои растения се образуват архегонии, а на други - антеридии. След оплождането от зиготата се развива капсула, разположена на стъбло. Спорите узряват в кутията. Веднъж попаднали на влажна почва, спората покълва, давайки началото на нишковидна протонема. Върху протонемата се образуват пъпки, от които израстват в листа.

Значението на мъховете в природата е голямо. Представителите на бриофитите растат почти навсякъде. Изключение правят солените местообитания с подвижен субстрат; морските бриофити не са известни. Мъховете са в изобилие в блатата и горите. Те често доминират в почвената покривка на иглолистните гори (смърчови гори, борови гори и др.). Мъховете са изобилни в тундрата, високо в планините. Зоната на тундрата и влажните планини с право се наричат ​​царство на мъхове и лишеи.

Способността на бриофитите бързо да абсорбират вода и да я задържат здраво, кара тревата от мъх да стане торфена отдолу и слабо да се разлага. Покритието от мъх може да допринесе за преовлажняване на площи. Сфагновите мъхове имат антибиотични свойства и се използват в медицината. Участвайки в образуването на мъхово покритие в повдигнатите блата, те са торфообразуватели. Торфът от сфагнум се използва широко като гориво и в селското стопанство.

Много зелени мъхове образуват непрекъснат килим в низинните блата, където образуват отлагания от низинен торф, богат на хранителни вещества. Низинният торф се използва широко в селското стопанство като тор. Мъховете също имат отрицателно значение. Растящи в непрекъснат плътен килим, те възпрепятстват аерирането на почвата, причинявайки я вкисване. Това се отразява неблагоприятно на живота на много растения. Ролята на черния дроб в растителната покривка като цяло е много по-малка от ролята на сфагнума и зелените мъхове.

Отдел Lycopodiophyta

Ликоподите са една от най-древните групи растения. Първите ликофити са били тревисти растения. През карбона се появяват дървесни видове, но те измират и останките им образуват находища на въглища. Повечето от ликофитите вече са изчезнали. Само няколко вида клубни мъхове и селагинела са оцелели.

Всички съвременни представители на ликофитите са многогодишни тревисти, обикновено вечнозелени растения. Някои от тях на външен вид приличат на зелени мъхове. Листата на ликофитите са сравнително малки, това е типично за тази група растения. Дихотомичното (раздвоено) разклоняване също е характерно за ликоподите. На върха на стъблата на много ликофити се образуват класчета (стробили), в които узряват спори.

Сред ликофитите има хомоспорови и разноспорови растения. При хомоспоровите видове спорите не се различават морфологично; при покълването им се образуват двуполови гаметофити; При разноспоровите видове малките спори пораждат мъжки гаметофити, носещи антеридии, а големите спори пораждат женски гаметофити, носещи архегонии. В антеридиите се образуват дву- или многожгутикови сперматозоиди, а в архегонии се образуват яйца. След оплождането от получената зигота израства ново поколение - спорофит.

Раздел Mossaceae включва два класа: Mossaceae и Polusniformes. От класа Plaunovs ще разгледаме разреда Plaunovs и от класа Polushnikovs - разред Selaginella, представители на които живеят в момента.

Разред Lycophytes(Lycopodiales) се характеризира с хомоспорност. Представено е от едно семейство - Lycopodiaceae. Това семейство включва рода Lycopodium, който има около 400 вида. У нас се срещат 14 вида мъхове.

Много клубни мъхове са малки тревисти растения. Листата им са сравнително малки. Средна жилка, състояща се от трахеиди и паренхимни клетки, минава покрай листа.

Нека разгледаме един от видовете клубен мъх - клубен мъх (Lycopodium clavatum). Този вид е широко разпространен и се среща в иглолистни (обикновено борови) гори на бедни почви. Мохният мъх е вечнозелено многогодишно тревисто растение с пълзящо стъбло с дължина до 1-3 м. На това стъбло се образуват издигащи се надземни издънки с височина до 20 см, завършващи със спороносни класчета. Всички издънки са гъсто покрити с малки шиловидни листа. Класчетата съдържат бъбрековидни спорангии, в които се образуват голям брой еднакви малки жълти спори.

След узряване спорите падат в почвата. При покълването им се образува израстък (гаметофит). Мъхът е многогодишен и изглежда като малко възелче (2-5 мм в диаметър) с ризоиди. То е безцветно, липсва му хлорофил и не може да се храни самостоятелно. Развитието му започва едва след като гъбичните хифи (ендотрофна микориза) проникнат в тялото.

На горната повърхност на проталуса, в дълбините на неговата тъкан, се образуват антеридии и архегонии. Оплождането става в присъствието на вода. От оплодената яйцеклетка се развива зародиш, който прераства в многогодишно вечнозелено растение - спорофит.

При ликофитите има ясно изразена смяна на поколенията. Цикълът на развитие е доминиран от спорофита. Редукционното делене се извършва в спорангиума по време на образуването на спори.

Стъблата и листата на клубните мъхове съдържат алкалоиди, които се използват в медицината. Спорите се използват като прах за прахове, както и за хапчета за поръсване. За да се защитят запасите от клубни мъхове, при събиране на спори е необходимо внимателно да се отрежат само спороносните класчета.

Разред Selaginellaceae(Selaginellales), принадлежащ към класа Polushnikovye, се характеризира с разноспоровост. Представено е от едно семейство Selaginellaceae. Има почти 700 вида в рода Selaginella, предимно местни за тропическите и субтропичните региони. У нас се срещат 8 вида от този род. Selaginella са много разнообразни на външен вид. Повечето от тях са малки, обикновено пълзящи тревисти растения. Листата са прости, целокрайни, малки, дълги до 5 mm. Безполовото размножаване чрез спори е основният метод за размножаване на Selaginella.

Нека да разгледаме по-отблизо Selaginella selaginoides(Selaginella selaginoides). Това растение има къси пълзящи стъбла, покрити с удължени яйцевидни листа. На върха на летораста се образуват спороносни класчета. Основната разлика между Selaginella и клубните мъхове е, че едно и също класче съдържа два вида спорангии. Някои от тях са по-големи (мегаспорангии) и съдържат 4 големи спори (мегаспори). Други спорангии са по-малки (микроспорангии) и съдържат множество микроспори.

При покълването микроспората образува силно редуциран мъжки проталус, върху който се развива един антеридий. От мегаспората израства женски проталус, върху който се развиват няколко архегония. Движението на спермата се случва във вода след дъжд или роса. С течение на времето от оплодено яйце израства възрастно растение.

Така при Selaginella се образуват два вида спори - микроспори и мегаспори - и се развиват еднополови протли. Талосите, особено мъжките, са силно редуцирани, което е основната посока на еволюцията на висшите растения. Това може ясно да се види в други отдели на висшите растения. Selaginella се използват малко от хората.

Отдел Psilotophyta

Отдел Psilotidae включва 12 вида. Включва два рода: Psilotum и Tmesipteris. Представителите на тези родове са разпространени извън нашата страна в тропиците и субтропиците. Те са просто подредени и наподобяват риниофити. Тяхната структура запазва изключително примитивни черти, които показват техния много древен произход.

Спорофитът psilota няма корени или листа. Състои се от дихотомно разклонена надземна част с малки люспести израстъци и разклонена система от коренища с множество ризоиди.

Псилотът е едноспорово растение. Спорите се образуват в спорангии, разположени в краищата на къси странични разклонения. От спората израства подземен гаметофит, на чиято повърхност са разположени антеридии и архегонии. Сперматозоидите са многофлагелати и се нуждаят от вода, за да достигнат до яйцето.

Tmesipteris е подобен на psilot, като се различава от него по по-големи листовидни придатъци.

Отдел Equisetophyta

Equisetaceae се характеризират с разделяне на ясно очертани междувъзлия и възли с навити листа.

В момента хвощовете са представени на Земята от един клас Equisetopsida, който включва един разред Equisetales и едно семейство Equisetales. В това семейство има само един род - Хвощ (Equisetum), който включва около 30 вида, 17 от които се срещат в нашата флора (в блата, гори, ливади, обработваеми земи и др.).

Хвощът достига своето най-голямо развитие през карбонския период. Тогава много от тях бяха представени от големи дървета. По-късно дървовидните форми изчезват. Техните мъртви останки са дали началото на находища на въглища. Много тревисти форми също изчезнаха.

Съвременните хвощове са многогодишни коренищни треви с височина на стеблото до няколко десетки сантиметра. Във възлите на стъблото има вихри от клони. Малките подобни на люспи листа растат заедно с обвивките в тръба; функцията на фотосинтезата се изпълнява от зелени издънки. Някои издънки завършват със спороносен клас (strobilus), състоящ се от спорангии. Съвременните хвощове са едноспорови растения.

Половото поколение (гаметофит) в съвременния хвощ е представено от еднополови или двуполови краткотрайни, много малки, зелени издънки с размери няколко милиметра. Върху тях се образуват антеридии и архегонии. Многофлагелатните сперматозоиди се развиват в антеридии, а яйцата се развиват в архегонии. Оплождането става в присъствието на капкова вода и от зиготата израства ново безполово поколение - спорофит.

Структурата на хвощовете и техният жизнен цикъл може да се разгледа на примера на хвощ (Equisetum arvense). Това е многогодишно коренищно растение, което расте в ниви, ливади и угари. От коренището рано напролет се появяват розово-кафяви къси прави издънки, на върха на които се образува спороносно класче. По оста на класчето има спорофили, които приличат на шестоъгълни пластини. Спорофилите съдържат спорангии, които съдържат спори.

Външно всички спорове са еднакви. Всеки има два придатка под формата на тесни ленти, наречени елатер. Спорите са морфологично идентични, но физиологично различни. Някои от тях, когато покълнат, произвеждат мъжки издънки, други - женски издънки.

Мъжкият проталус е малка зелена пластинка, разделена на дялове и прикрепена към почвата с ризоиди. В краищата на лобовете се развиват антеридии, съдържащи полифлагелатни сперматозоиди. Женският проталус е по-голям и носи архегонии. Торенето става при наличие на влага. От зиготата се развива многогодишен спорофит. От коренищата на хвощ се развиват зелени вегетативни издънки, лишени от класчета.

Други видове хвощ имат само един вид издънки. Той е както спороносен, така и асимилиращ. Практическата стойност на хвощовете е малка.

Отдел Папратовидни (Polypodiophyta)

Папратите са древни растения. Значителна част от тях вече са изчезнали. Днес птеридофитите далеч превъзхождат всички други групи съвременни спорови съдови растения по брой видове; Известни са повече от 12 хиляди вида. В нашата флора има около 100 вида от тази група.

Представителите на този отдел са много разнообразни по външен вид, форми на живот и условия на живот. Сред тях има много тревисти многогодишни растения, а има и дървета. Тропическите дървесни папрати достигат до 25 м височина, а диаметърът на ствола достига 50 см. Сред тревните видове има много малки растения с размери няколко милиметра.

За разлика от ликофитите и хвощовете, птеридофитите се характеризират с „големи листа“. „Листата“ на папратите имат стволов произход и се наричат ​​„реси“. Техният произход се потвърждава от апикален растеж.

Размерите на листата на папратите варират от няколко милиметра до 30 см. Формата и структурата им са разнообразни. Листата на много папрати съчетават функциите на фотосинтеза и спорулация. Някои видове (например щраус) имат два вида листа - фотосинтезиращи и спороносни. Листата на ресата доста често са перести, често разчленени многократно.

Повечето горски папрати от умерените райони имат месести коренища, които всяка година образуват нови розетки от листа, които обикновено преобладават по тегло и размер над стъблото при папратите.

Почти всички папрати, с изключение на водните, са едноспорови растения. Техните спорангии често са разположени на долната повърхност на листата и са събрани в групи - соруси. Спорите на папратите дават начало на свободно живеещи двуполови израстъци (гаметофити), носещи антеридии и архегонии. За оплождането е необходимо наличието на капково-течна вода, в която могат да се движат многожгутикови сперматозоиди.

Спорофитът се развива от оплодено яйце. Докато спорофитът расте, той става независим и гаметофитът умира.

Разделът Fern е разделен на 7 класа. От тях 4 класа са представени изключително от фосилни форми, които се различават по външен вид от типичните папрати.

Нека разгледаме по-подробно мъжката щитовидна папрат (Dryopteris filix-mas), която по общия си строеж и цикъл на развитие е типична за папратовидните. Образува дебело пълзящо коренище, в края на което всяка година се появява розетка от големи, двойно пересто разчленени „листа“. Младите листа са с форма на охлюв в края и растат отгоре (като стъбло). Допълнителните корени се простират от коренищата.

По долната повърхност на листата през лятото се образуват кръгли соруси. В спорангиума се образуват еднакви спори. Мъжката щитовидна папрат е типично едноспорова папрат. Веднъж попаднали, спората покълва и се образува издънка. Представлява сърцевидна зелена пластинка с големина около 1 см. На долната повърхност на проталуса се образуват архегонии и антеридии. В антеридиите се развиват спираловидно усукани многофлагелатни сперматозоиди. Оплождането става в присъствието на вода. Многогодишен голям спорофит постепенно израства от оплодено яйце.

Водните папрати са разноспорови растения. Това е малка група. Пример за това е плаващата салвиния (Salvinia natans), която принадлежи към разред Salviniales. Това е малко растение, което плува по вода.

Мъжките и женските гаметофити се развиват от микро- и мегаспори, които се образуват в микро- и мегаспорангии. Мъжкият гаметофит, развиващ се от микроспора, е силно намален.

Женският гаметофит се развива вътре в мегаспора и е многоклетъчен. След оплождането се развива многогодишен спорофит. Процесът на поникване на спори, оплождане и развитие на спорофити протича във водата.

Практическото значение на папратите е малко. Ядат се младите листа на някои тревисти растения, както и сърцевината на дървесните папрати. Някои папрати са лечебни растения.

При папрати, хвощ и мъхове половото размножаване може да стане само при наличие на вода по време на оплождането.

По-нататъшната еволюция на висшите растения следва пътя на осигуряване на независимост на сексуалното размножаване от наличието на вода.

Тази възможност е реализирана в семенни растения. Тук продължава общата посока на еволюционното развитие на спорофитната линия - прогресивното развитие на спорофита и по-нататъшната редукция на гаметофита. Спорофитът достига най-сложната си структура при покритосеменните.

Сред висшите растения само два отдела се характеризират с наличие на семена: голосеменни и покритосеменни. Семената определят доминирането на семенните растения в съвременната растителност, тъй като вече съдържат ембрион на спорофит и съдържат значителен запас от хранителни вещества.

Семенните растения са разноспорови. Те произвеждат микроспори, които дават началото на мъжкия гаметофит, и мегаспори, които дават началото на женския гаметофит.

Мегаспорите на семенните растения се развиват в специални образувания - яйцеклетки (яйцеклетки), които са модифицирани мегаспорангии. Мегаспората остава постоянно затворена в мегаспорангиума. В мегаспорангиума протича развитието на женския гаметофит, процесът на оплождане и развитието на ембриона. Всичко това осигурява независимостта на торенето от капково-течна вода.

По време на развитието яйцеклетката се превръща в семе. Семето съдържа ембрион - млад, ембрионален, много малък спорофит. Има корен, пъпка и зародишни листа (котиледони). Достатъчният запас от хранителни вещества в семето осигурява първите етапи от развитието на ембриона. По този начин семената осигуряват по-надеждно разпространение на растенията от спорите.

Отдел Голосеменни (Pinophyta или Gymnospermae)

Голосеменните са вечнозелени, по-рядко широколистни дървета или храсти и рядко лиани. Листата на голосеменните се различават значително по форма, размер, морфологични и анатомични особености. Така формата на листата може да бъде люспеста, игловидна, переста, двойнопереста и др.

Голосеменните принадлежат към разноспоровите растения. Микроспорите се образуват в микроспорангии, разположени върху микроспорофили, а мегаспорите се образуват в мегаспорангии, образувани върху мегаспорофили. Микро- и мегаспорофилите, прикрепени към оста, са скъсен спороносен издънка (стробилус или конус). Структурата на стробилите в голосеменните е разнообразна.

Отдел Голосеменни включва 6 класа, като класовете Семенни папрати (Pteridospermae) и Бенетити (Bennettitopsida) са напълно изчезнали. Съвременните голосеменни растения, наброяващи около 700 вида, принадлежат към класовете Cycadopsida, Gnetopsida, Ginkgopsida и Pinoposida.

Клас Семенни папратидостига най-голямото си развитие през карбонския период. Тези растения са изчезнали напълно през триаския период. Те бяха представени от дървета и лози. Дървовидните им форми наподобяваха съвременните дървесни папрати. За разлика от съвременните папрати, те се размножават чрез семена.

Семенните папрати имаха големи, предимно перести листа. Асимилиращите листа се различават рязко от листата, носещи спори (спорофили). Последните са два вида: микроспорофили и мегаспорофили.

От семенни папрати са се развили примитивни групи голосеменни, които се характеризират с истински стробили или шишарки (Bennettiaceae, Cycadaceae).

Бенетов клас- напълно изчезнали растения. Представени са предимно от дървовидни форми. Много от тях имаха тънки, високи стволове, покрити с големи перести листа на върха.

Много бенетити имаха двуполови стробили, напомнящи по структура на цветето на съвременните покритосеменни растения. Микроспорофилите са разположени в голям брой по периферията на стробилуса, а редуцираните мегаспорофили са разположени в центъра на стробилуса. Всеки мегаспорофил имаше една яйцеклетка. Семената на Бенетит съдържаха ембрион, който изпълваше цялото семе.

Бенетитите приличат на външен вид на цикадите и се смята, че двата класа произлизат от семенни папрати.

Клас Cycadaceae- някога широко разпространена група растения. В момента този клас включва около 120 вида от 10 рода, срещащи се в тропическите и субтропичните райони на земното кълбо. Цикасите са дървовидни растения, подобни на палмите. Листата им са големи, твърди, вечнозелени. При повечето цикасови растения спорофилите са събрани в стробили (шишарки), които се образуват в края на ствола сред листата. Цикадите са двудомни растения. Мъжките и женските стробили се образуват върху различни индивиди.

Един от типичните представители на класа е увисналият цикас (Cycas revoluta), разпространен в Източна Азия. Това е дърво с колоновиден ствол с височина до 3 м. На върха на ствола има корона от перести листа с дължина до 2 м. При мъжките екземпляри се образуват мъжки стробили с дължина 50-70 см.

Микроспорите излизат от микроспорангиума и се пренасят на метър в яйцеклетката, където мъжкият проталус се развива по-нататък.

Мегаспорофилите във всички видове от рода цикас са разположени в малък брой на върха на стъблото, редувайки се с вегетативни листа. Мегаспорофилите са перести, различават се от вегетативните листа с по-малък размер и са жълти или червеникави на цвят. В долната част на мегаспорофила, на неговите клони, са разположени мегаспорангии (яйцеклетки). Те са големи, достигат до 5-6 cm дължина.

В центъра на яйцеклетката има многоклетъчна тъкан - ендосперм (модифициран женски проталус), в чиято горна част се образуват два архегония с големи яйца. Оплождането се извършва от подвижни сперматозоиди с множество флагели. Ембрионът се развива от оплодена яйцеклетка. Той има всички части, присъщи на възрастно растение: първите листа (котиледони) и рудиментарното стъбло (субкотиледон), което се превръща в корен.

Така при цикадите сексуалното поколение е силно намалено. Мъжкият гаметофит е редуциран до три клетки, две от които са антеридий. Женският гаметофит е малка формация, разположена вътре в макроспорангиума на спорофита. Женският гаметофит е загубил способността си да съществува самостоятелно.

ДА СЕ Gnetovye класвключват представители на три рода: Ephedra, Welwitschia и Gnetum.

Класът се характеризира със следните общи белези: наличие на околоцветни обвивки около микроспорофили и мегаспорофили; дихазиално разклоняване на стробилни възли; двусемеделни ембриони; наличието на съдове във вторичната ксилема; липса на проходи от смола.

Има 40 вида в рода Ephedra, местни за сухи и пустинни райони на земното кълбо. Повечето видове са представени от ниски, силно разклонени храсти, напомнящи хвощ.

Ефедрите са двудомни растения, по-рядко еднодомни. При мъжките екземпляри се образуват микростробили, при женските - мегастробили. На върха на мегастробилуса има яйцеклетка или яйцеклетка (мегаспорангиум). Ембрионът се развива от оплодена яйцеклетка, а семето се развива от яйцеклетка, заобиколена от сочна, червено оцветена външна обвивка.

В рода Велвичия има само един вид - удивителната Велвичия (Welwitschia mirabilis), която живее в пустините на югозападна Африка. Има доста дълъг корен и късо и дебело стъбло. В горната част от стъблото се простират две срещуположни лентовидни листа, дълги до 2-3 м, които лежат на земята и растат през целия живот. Велвичията е двудомно растение. Микро- и мегастробилите, образуващи сложни разклонени сглобки, се появяват точно над основите на листата, сякаш в пазвата им. Зрелият ембрион е заобиколен от ендосперм и има два котиледона, подсемедел, първичен корен и стъбло.

Родът Gnetum има около 30 вида. Те растат в тропическите гори. Това са малки дървета, храсти и лози. Те имат широки, кожести листа, разположени срещуположно. Растенията са двудомни. Микростробилите са с форма на котка и сложни. По оста на мегастробилуса, който прилича на удължена обеца, има яйцеклетки (мегаспорангий). След оплождането се развива ембрион с два котиледона. Яйцеклетките се превръщат в ярко розови семена.

Единственият съвременен представител клас Ginkgoidae еДревно реликтно растение - гинко билоба (Ginrgo biloba). Това е широколистно дърво, достигащо височина над 30 м и с диаметър на ствола над 3 м. Листата на гинко са на дръжки, острието е ветрилообразно, обикновено двуустно на върха. Гинко е двудомно растение. Микростробилите са с форма на котка. Яйцата (обикновено две на брой) се развиват върху мегастробилите. Във всяка яйцеклетка се образуват два архегония. Сперматозоидите са подвижни. Единият от тях опложда яйцеклетката. От яйцеклетката се образува семе, което по своята структура наподобява плод на слива. Външният слой на черупката, покриващ семето, е сочен, отдолу има твърда камениста обвивка и вътрешен тънък слой. Зародишът се състои от коренче, дръжка и два котиледона.

Клас Иглолистнивключва два подкласа: Cordaitales и Conifers (Pinidae). Кордаите са отдавна изчезнали растения. Те достигат най-голямото си развитие през карбона. Кордаите били големи дървета с моноподиално разклонено стъбло и висока корона. Между листата на клоните имаше репродуктивни органи - сложни колекции от стробили във формата на котка.

Иглолистните са най-обширният и най-богат подклас сред всички голосеменни. По своето значение в природата и в живота на човека тази група се нарежда на второ място след цветните растения. В момента иглолистните дървета наброяват около 610 вида, принадлежащи към 56 рода и 7 семейства. Те образуват гори в обширни райони на Северна Евразия и Северна Америка и се срещат в умерените райони на Южното полукълбо. По отношение на своята древност иглолистните дървета превъзхождат всички живи групи семенни растения, те са известни още от карбона.

Анатомичната структура на иглолистните стъбла е доста еднаква. Дървесината се състои от 90-95% трахеиди. Кората и дървесината на много иглолистни видове съдържат много хоризонтални и вертикални смолисти канали.

Стробилите на иглолистните дървета са изключително двудомни. Растенията са еднодомни, по-рядко двудомни. Стробилите се различават значително по форма и размер.

Основните характеристики на жизнения цикъл на иглолистните дървета могат да бъдат разгледани на примера на белия бор (Pinus sylvestris). Това е тънко дърво, достигащо височина до 40 м. В краищата на боровите клони има пъпки, които дават началото на нови издънки всяка година.

През пролетта в основата на някои млади леторасти се образуват колекции от зеленикаво-жълти мъжки шишарки - стробили. По оста на мъжкия конус има микроспорофили, на долната повърхност на всеки има две микроспорангии (торбички с прашец). Микроспорите се образуват вътре в микроспорангиите след редукционно делене. Микроспората започва да покълва вътре в микроспорангиума и в крайна сметка се превръща в поленово зърно, което има две клетки: вегетативна и генеративна (от последната се развиват две мъжки гамети - сперма). Поленовото зърно (прашец) напуска микроспорангиума (прашника). Зрелият боров прашец има две обвивки: външната е екзина, вътрешната е интина. Екзината образува две въздушни торбички, които улесняват пренасянето на прашеца от вятъра.

Мегастробилите се наричат ​​женски конуси. Събират се на групи по 1-3 в краищата на младите леторасти. Всеки конус представлява ос, от която се простират във всички посоки люспи от два вида: стерилни (покриващи) и носещи семена. На всяка семенна люспа от вътрешната страна се образуват две яйцеклетки. В центъра на яйцеклетката се развива ендосперма или проталусът (женски гаметофит). Образува се от мегаспора и нейните клетки имат хаплоиден набор от хромозоми. В горната част на ендосперма се снасят два архегония с големи яйца.

След процеса на опрашване започва процесът на оплождане. Периодът между опрашването и оплождането продължава около година. Дълга поленова тръба израства от поленовото зърно и се придвижва към архегониума. Два сперматозоида се движат по поленовата тръба към яйцето. Върхът на поленовата тръба, която достига до яйцето, се разкъсва и освобождава сперма. Единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, а другият умира. В резултат на оплождането се образува диплоидна зигота и от нея възниква ембрион.

Зрелият зародиш се състои от махало, първичен корен, дръжка и котиледони. Образуването на суспензия е една от отличителните черти на всички иглолистни дървета. Успоредно с развитието на ембриона, обвивката на яйцеклетката се трансформира в семенна обвивка. Цялата яйцеклетка се превръща в семе. След като семената узреят, люспите на шишарките се отделят и семената се разсипват. Зрялото семе има прозрачно крило.

Подклас Иглолистни включва седем разреда, два от които са изчезнали. В момента има следните: Araucariaceae, Nogocarpaceae, Pine, Cypress и Тис. Последните три поръчки са най-чести.

Поръчай Бор(Pinales) е представено от едно семейство - Борови (Pinaceae). В това семейство има 11 рода и около 260 вида. Най-големите родове са бор (Pinus), смърч (Picea), ела (Abies) и лиственица (Larix).

Най-големият от това семейство е родът Pine, който включва около 100 вида. У нас е широко разпространен белият бор, чиито иглички са събрани по двойки. В азиатската част на страната е доста разпространен сибирският бор (т.нар. „сибирски кедър“), чиито иглички са събрани на китки по пет. Сибирският бор произвежда ценна дървесина и ядливи семена - кедрови ядки.

Родът Смърч включва около 50 вида, живеещи в Северното полукълбо. Това са високи тънки дървета. Смърчовите дървета се характеризират с пирамидална форма на короната. Иглите са тетраедрични, заострени в края. У нас най-често срещаните два вида са: обикновен смърч (Picea abies) и сибирски смърч (Picea obovata).

Родът Ела включва 40 вида, живеещи в Северното полукълбо. Това са големи високи дървета. По външен вид приличат на смърч, но иглите им са плоски, меки, с две ивици устици от долната страна. Сибирската ела (Abies sibirica) е широко разпространена в Русия. Расте главно в южните райони на Западен Сибир и в североизточната част на европейската част на страната.

Родът Larch е представен от 15 вида, които живеят в Северното полукълбо. Това са големи дървета с прав ствол, които хвърлят иглите си през зимата. Иглите от лиственица са меки и плоски. Разположени са на гроздове на къси леторасти и поединично на удължени леторасти. У нас най-често срещаните видове са сибирска лиственица (Larix sibirica) и даурска лиственица (Larix dahurica).

Поръчай Cypress(Cupressales) е представена от две семейства. Семейство Taxodiaceae в момента включва 10 рода и 14 вида. Съвременните таксодиеви са големи дървета, по-рядко храсти. Сред тях трябва да споменем sequojadendron giganteum, или „мамутово дърво“ - едно от най-големите и най-дълголетните растения в света. Интересен е и Taxodium distichum. Расте по речните брегове и блатата в югоизточната част на Северна Америка. В това дърво хоризонталните корени образуват вертикални израстъци с конична или бутилковидна форма - дихателни корени с височина до 0,5 m.

Семейство Кипарисови (Cupressaceae) включва 19 рода и около 130 вида, широко разпространени в Южното и Северното полукълбо. Кипарис - вечнозелени храсти и дървета. Листата им са люспести или игловидни, дребни, разположени срещуположно или на вихрушки по три, рядко по четири.

Родовете Cypress и Juniper съдържат доста видове (съответно 20 и 55 вида). Видовете кипариси са еднодомни вечнозелени дървета с пирамидална или разперена корона, по-рядко храсти. В културата най-известният е вечнозеленият пирамидален кипарис. Родът хвойна е представен от малки вечнозелени дървета или храсти, понякога пълзящи. Листата са с форма на игли или люспи. При хвойните, след оплождане, люспите на мегаспорофилите стават месести и се срастват, образувайки така наречената „конусова боровинка“. Хвойните са широко разпространени. Те са светлолюбиви, сухоустойчиви, мразоустойчиви и невзискателни към почвените условия.

Поръчайте Тис(Taxales) включва вечнозелени дървета и храсти от две семейства, 6 рода и 26 вида. Най-известният род е Tiss, той е представен от 8 вида. У нас най-често срещаният тис, или обикновен тис (Taxus baccata), е с плоски иглички. Това дърво има твърда и тежка дървесина, която е почти устойчива на гниене. Семената са заобиколени от яркочервена месеста обвивка, което ги прави да изглеждат като плодове. Тисът е най-сенкоустойчивото дърво от всички иглолистни дървета.

Първи сухоземни растения

И така, зелената планета, която приемаме за даденост, съществува сравнително отскоро. За да започнат да завладяват земята, растенията трябваше да станат по-напреднали от водораслите джуджета, които образуват подводни рогозки. Водораслите растат, докато са във вода, но на сушата могат да останат само мокри - в противен случай умират.

Освен това водораслите могат да се възпроизвеждат само във вода: мъжките гамети просто плуват до женските. Например при зелените водорасли и много други примитивни растения поколенията се редуват между сексуално размножаване (включващо хаплоидни сперматозоиди и яйца) и безполово размножаване (размножаване вегетативно) (фиг. 7.1). Нарича се диплоидно растение, което има както женски, така и мъжки набор от хромозоми спорофит. Мейозата възниква в спорофитите: спорангииобразуват се спори и се осъществява половото размножаване. Хаплоидно растение (само с един набор от хромозоми, претърпяло мейоза) се нарича гаметофит. В него в специални органи се образуват отделни сперматозоиди, яйцеклетки или и двата вида гамети. Редуването на поколенията е често срещан репродуктивен механизъм, открит в много групи примитивни растения и животни, включително повечето корали, морски анемонии и медузи, както и група малки морски амеби, наречени фораминифери. Спорофитите в примитивната земна флора (например папрати) са видимата част на растението. Спорофитът освобождава летливи хаплоидни спори, произведени по време на процеса на мейоза. Спорите могат да попаднат на влажно място и да покълнат, за да образуват миниатюрно (по-малко от сантиметър височина) растение гаметофит. Спермата и яйцеклетките се съхраняват отделно в гаметофита, така че сперматозоидите могат да плуват до яйцеклетките само във влажна среда. Това ограничава възможностите на повечето примитивни наземни растения; по време на процеса на възпроизвеждане тази „слаба връзка“ не им позволява да колонизират по-сухи екосистеми.

Ориз. 7.1.Опростен жизнен цикъл на васкуларно растение без семена. Зрелият спорофит произвежда спори, от които израства гаметофитът, а гаметофитът от своя страна произвежда сперматозоиди и яйца, от които се появява нов спорофит чрез сексуално размножаване (чрез Доналд Р. Протеро и Робърт Х. Дот мл.Еволюция на Земята, 6-то изд. - Ню Йорк: McGraw-Hill, 2001)


Възможността за изсъхване е друг проблем, пред който са изправени земните растения. Ако повърхността на растението не е потопена във вода, то изсъхва като морски водорасли, изхвърлени на брега, освен ако растението не е защитено със специално покритие, подобно на восък, или кутикула, за задържане на вода. Но кутикулата също пречи на обмена на вода на повърхността на растението: това затруднява абсорбирането на въглероден диоксид, освобождаването на кислород и регулирането на транспирацията на водните пари. Малките пори, наречени устица, са отвори в кутикулата. Те могат да се отварят и затварят, регулирайки обмена на вода и газ. По време на процеса на отваряне на устицата обаче се губи вода.

И така, какво казват вкаменелостите за инвазиите на растенията на сушата? Първите фосилни следи са спори на мъхове и чернодробни червеи, две нискорастящи растения, които се срещат в повечето екосистеми днес (Фигура 7.2). По възраст тези спори принадлежат към ордовика (те са на около 450 милиона години), но някои от тях вероятно датират от средния камбрий (преди около 520 милиона години). Днес има около 900 рода и 25 хиляди вида от тези най-примитивни сухоземни растения. Те са заели почти всички екологични ниши на сушата, дори студеното и влажно крайбрежие на Антарктика, но не живеят в солена вода. Тези растения са претърпели много адаптации, които са им помогнали да оцелеят на сушата - по-специално способността да спират метаболизма си при неблагоприятни условия, като суша или екстремни температури; склонност към растеж на бучки; способността да покълват на фрагменти, които се превръщат в нови растения и колонизират пустинни зони от гол камък, където почти няма почва, или растат на повърхността на други организми - например дървета.

Ориз. 7.2.Четворните спори от късния ордовик, открити в Либия, са най-старите следи от сухоземни растения. 1500x увеличение (с любезното съдействие на Джейн Грей)

Ние, съвременниците, знаем много малко за първите представители на растителния свят. За съжаление, малко от техните фосилни останки са открити. Учените обаче, използвайки вкаменени отпечатъци, оставени от древни растения, все пак възстановиха външния им вид и също така изследваха структурните характеристики на растенията, които станаха първите

Науката, която изучава структурните характеристики и жизнените функции на изкопаемите растения, се нарича "палеоботаника". Именно палеоботаниците търсят отговори на въпросите за произхода на растителния свят.

Класификация на споровите растения

Първите растения на Земята се размножават с помощта на спори. Сред съвременните представители на флората има и спорови растения. Според класификацията всички те са обединени в една група - „висши спорови растения“. Те са представени от риниофити, зостерофити, тримсрофити, псилофити, бриофити (Bryophytes), ликоподиофити (Mocophytes), еквизетофити (Equisetaceae) и полиподиофити (папратовидни). Сред тези подразделения първите три са напълно изчезнали, докато другите съдържат както изчезнали, така и съществуващи групи.

Риниофити - първите сухоземни растения

Първите сухоземни растения са представители на флората, колонизирала Земята преди около 450 милиона години. Те растат в близост до различни водни тела или в плитки водни зони, които се характеризират с периодични наводнения и изсушаване.

Всички растения, които са усвоили земята, имат обща черта. Това е разделянето на тялото на две части - надземна и подземна. Тази структура е характерна и за риниофитите.

Останките от древни растения са открити за първи път през втората половина на 19 век на територията на съвременна Канада. Но по неизвестни причини тази находка не заинтересува ботаниците. И през 1912 г., близо до шотландското село Рини, местен селски лекар открил още няколко вкаменени растения. Той не знаел, че държи в ръцете си останките на първите земни жители, но тъй като бил много любознателен, решил да проучи обстойно интересната находка. След като направи разрез, той откри добре запазени растителни останки. Стъблото беше много тънко, голо и към него бяха прикрепени израстъци с продълговата форма (подобни на продълговати топки) с много дебели стени. Информацията за находката бързо достига до палеоботаници, които установяват, че намерените останки са първите сухоземни растения. Имаше съмнения относно името на тези древни останки. Но в резултат те решили да поемат по най-простия път и ги нарекли Риниофити на името на селото, близо до което били открити.

Конструктивни особености

Външната структура на риниофитите е много примитивна. Тялото се разклонява според дихотомичен тип, тоест на две части. Те все още нямаха листа или истински корени. Прикрепването към почвата се извършва с помощта на ризоиди. Що се отнася до вътрешната структура, напротив, тя беше доста сложна, особено в сравнение с водораслите. По този начин той имаше устичен апарат, с помощта на който се извършваха процесите на обмен на газ и изпаряване на водата. Поради липсата им, първите растения на Земята са били относително малки по височина (не повече от 50 см) и диаметър на стъблото (около 0,5 см).

Палеоботаниците смятат, че всички съвременни сухоземни растения са произлезли от риниофити.

Псилофитите са първите сухоземни растения. Това истина ли е?

По-скоро не, отколкото да. Името "псилофити" всъщност се появява още през 1859 г. Американският палеоботаник Доусън даде името на едно от откритите растения. Той избра тази конкретна опция, тъй като в превод тази дума означава „голо растение“. До началото на 20 век Псилофити е името, дадено на род древни растения. Но според резултатите от последващите ревизии този род престана да съществува и използването на това име стана неразрешено. В момента най-пълно описаният род Rinia дава името на целия отдел на най-древните представители на земната флора. Следователно първите сухоземни растения са риниофити.

Типични представители на първите сухоземни растения

Предполага се, че първите сухоземни растения са били куксония и риния.

Един от най-древните представители на флората беше куксонията, която изглеждаше като малък храст с височина не повече от 7 см. Блатните низини бяха благоприятна среда за отглеждане за него. Фосилизирани останки от Cooksonia и сродни видове са открити в Чешката република, Съединените американски щати и в някои райони на Западен Сибир.

Тясно свързана, ринията е много по-добре проучена от куксонията. Тялото му беше по-масивно: растението можеше да достигне 50 см височина, а диаметърът на стъблото можеше да бъде 5 мм. В края на стъблото на риния имаше купол, в който имаше спори.

Древните представители на рода Rinia са дали началото на много растения от тропиците и субтропиците. Според съвременната класификация те се обединяват в отдел Psilophytes. Много е малко на брой, тъй като включва около 20 вида. В някои отношения те са много подобни на техните древни предци. По-специално, и двете имат приблизителна височина на Psilophytes, варираща от 25 до 40 cm.

Съвременни находки

Доскоро палеонтолозите откриваха в седименти на възраст над 425 милиона години само останки от примитивни трилетни спори с гладка черупка. Такива находки са открити в Турция. Те са класифицирани като горен ордовик. Намерените екземпляри не можаха да хвърлят светлина върху информацията за времето на възникване на васкуларните растения, тъй като бяха единични и от тях беше напълно неясно към кои конкретни представители на растителния вид принадлежат гладките спори.

Но не толкова отдавна в Саудитска Арабия бяха открити надеждни останки от трилетни спори с орнаментирана черупка. Установено е, че възрастта на откритите проби варира от 444 до 450 милиона години.

Цъфтеж на васкуларни растения след заледяване

През втората половина на ордовик днешните Саудитска Арабия и Турция са формирали северната част на суперконтинента, очевидно и са били първоначалното местообитание на васкуларни растения. За дълъг исторически период те са живели само в своята „еволюционна люлка“, докато планетата е била обитавана от представители на примитивни бриофити с техните криптоспори. Най-вероятно масовото разпространение на васкуларните растения е започнало след голямото заледяване, настъпило на границата на ордовик-силур.

Теория на теломата

По време на изучаването на риниофитите се появява така наречената теломна теория, създадена от немския ботаник Цимерман. Той разкри структурните особености на риниофитите, които по това време бяха признати за първите сухоземни растения. Цимерман показа и предполагаемите пътища за образуване на важни вегетативни и репродуктивни органи на висшите растения.

Според немския учен тялото на риниофитите се състои от радиално симетрични оси, крайните клони на които Цимерман нарича теломи (от гръцки telos - „край“).

Чрез еволюцията теломите, претърпели многобройни промени, се превърнаха в основните органи на висшите растения: стъбла, листа, корени, спорофили.

И така, сега можем недвусмислено да отговорим на въпроса "Какви бяха имената на първите сухоземни растения?" Днес отговорът е очевиден. Това бяха риниофити. Те бяха първите, които достигнаха повърхността на Земята и станаха прародители на представители на съвременната флора, въпреки факта, че тяхната външна и вътрешна структура беше примитивна.

В тази статия ще обсъдим важна и интересна тема - появата и развитието на растителния свят на планетата. Днес, разхождайки се в парка по време на цъфтеж на люляк, събирайки гъби в есенната гора, поливайки домашни цветя на перваза на прозореца, вливайки отвара от лайка по време на болест, рядко се замисляме как е изглеждала Земята преди появата на растенията. Какъв беше пейзажът по времето, когато едноклетъчните организми току-що се появиха или се появиха първите слаби сухоземни растения? Как са изглеждали горите през палеозоя и мезозоя? Представете си, че предците на тези половинметрови папрати, които сега скромно се крият в сянката на смърчовите дървета, преди 300 милиона години са достигнали височина от 30 метра или повече!

Нека изброим основните етапи от възникването на живия свят.

Произход на живота

1. 3, 7 милиардапреди години възникна първи живи организми. Времето на тяхната поява (много приблизително, с разлика от стотици милиони години) днес може да се гадае по отлаганията, които са образували. За милион и половина години цианобактериинаучих кислородна фотосинтезаи се размножиха толкова много, че станаха отговорни за пренасищането на атмосферата с кислород преди приблизително 2,4 милиарда години - това доведе до изчезването на анаеробни организми, за които кислородът беше отрова. Живият свят на Земята се промени коренно!

2. 2 милиардапреди години вече имаше различни едноклетъчни: както автотрофи, така и хетеротрофи.Тези п първо едноклетъчноне са имали ядра и пластиди – т.нар хетеротрофни прокариоти (бактерии). Те бяха тези, които дадохатласък за появата на първите едноклетъчни организмирастения.

3. 1, 8 милиардапреди години се появиха ядрени едноклетъчни организми,тоест еукариоти, скоро (по геоложки стандарти)Появяват се типични животински и растителни клетки.

Появата на многоклетъчните растения

1. Близо до 1, 2 милиардагодини преди възникнали въз основа на едноклетъчни организмимногоклетъчни водорасли.

2. По това време животът е съществувал само в топлите морета и океани, но живите организми активно се развиват и напредват - подготвят се за развитието на сушата.

Растения, идващи на земята

1. 4 20 милионапреди години се появяват първите сухоземни растения - мъховеИ псилофити (риниофити). Те се появиха на много места на планетатанезависимо един от друг, от различни многоклетъчни водорасли.Разбира се, отначало те изследваха само крайбрежния ръб.

2. Псилофити(Например, rinia) живееше по бреговете, в плитки води,подобно на съвременните mossocks. Това бяха малки, слаби растения, чийто живот беше усложнен от липсата на издънки и корени.. Вместо корени, с които правилно да се придържат към почвата, псилофитите имахаризоиди. Горната част на псилофита съдържа зелен пигмент и е способен на фотосинтеза. Тези пионери, смели нашественици на земята, изчезнаха,но те са били в състояние да дадат начало на птеридофити.

4. мъхове - въпреки цялата си необичайност, красота и вездесъщност в наши дни - те са се превърнали в задънена улицаклон ю на еволюцията. Възникнали преди стотици милиони години, те никога не са били в състояние да дадат начало на други групи растения.

Споделете с приятели или запазете за себе си:

Зареждане...