Добрый день, уважаемые коллеги, сегодня мы поговорим с вами об основных ароморфозах растений и их эволюции, но прежде давайте вспомним, что такое “ароморфоз”, чем он отличается от идиоадаптации и какую роль сыграли ароморфозы в эволюции органического мира Ароморфозом в биологии называют способность живых организмов в процессе эволюции адаптироваться к изменению окружающей среды, при этом значительно повышая свой уровень организации, приобретая новые полезные способности и умения. Ярким примером ароморфоза может служить появление хлорофилла и возникновение фотосинтеза. Интересен факт, что первые автотрофы и использовали энергию солнечного излучения, но еще не выкладывали в атмосферу много свободного кислорода. Только с появлением цианобактерий, более энергично осуществляющих фотосинтез, началось постепенное накопление кислорода в атмосфере Земли. Это создало возможность развития организмов, которым для процесса дыхания необходим кислород. По сути, ароморфоз – это главное направление в эволюции и его изучение помогает ученым более детально проследить все основные этапы эволюции живых существ в каждую эру. Также помимо этого в эволюции известны такие трансформации, как идиоадаптация и дегенерация. Идиоадаптация – небольшое усовершенствование в рамках одного вида, в то время как ароморфоз – это качественный скачок на более высокий уровень. Дегенерация - это процесс упрощения организации, связанный с исчезновением органов и функций, а также целых систем органов. Например, Повилка Европейская, растение с атрофированными листьями, вместо корней образует присоски Примеры в органическом мире Прежде всего, ароморфозы сыграли большую роль в эволюции органического мира, и самым первым и важным тут является ароморфоз образования многоклеточных организмов, которые в ходе эволюции стали доминировать над более примитивными одноклеточными. По времени это произошло в архейскую эру, то есть около 4 миллиардов (плюс минус пару миллионов) лет назад. Также к весьма важному ароморфозу органического мира можно отнести и половое деление клеток, как и половое размножение в целом. Именно благодаря ему, все мы, как люди, так и животные с растениями разделены на два разных пола. Далее детально разберем, какие есть виды ароморфозов у растений. Если приводить в пример основные отделы растений, то можно выделить следующие важные ароморфозы у водорослей, моховидных, хвощевидных, плауновидных, папоротниковых, голосеменных и колониальность к покрытосеменных: У водорослей произошло: - усложнение от одноклеточности через многоклеточности; - разделение жизненного цикла на два поколения: бесполое (спорофит) и половое (гаметофит); - появление специальных фотосинтетических пигментов, которые находятся в специальных органоидах — хроматофорах. Некоторые одноклеточные водоросли в процессе эволюции пошли по пути идиоадаптации и освоили новые среды жизни – наземно-воздушную и внутри – организменную. Так, хлорококковые водоросли стали обитать на влажной почве, на поверхности камней и на коре деревьев. Отдельные зелёные и красные водоросли приспособились к жизни даже на снегу и вызывают его зелёное и красное «цветение». Ряд одноклеточных водорослей, например хлорелла, образовали с грибами совместную форму существования – лишайник – или стали постоянными симбионтами коралловых полипов и моллюсков. У мхов в процессе их эволюции возникли: - ткани (покровные, проводящие, механические и другие), - появились органы: листья и стебли. У папоротников, хвощей и плаунов можно было наблюдать: - доминирование спорофита в жизненном цикле - появление придаточных корней и корневищ - появление сосудов - образование заростка Важнейшим ароморфозом в эволюции растений стало появление семенного размножения. Это произошло путём дальнейшего уменьшения доли гаплоидной стадии (гаметофита) в жизненном цикле. При этом гаметофит не существует у семенных растений как самостоятельный организм, а развивается внутри специализированных органов диплоидного спорофита. Происходящее в этих органах оплодотворение яйцеклетки даёт зиготу, развивающуюся на материнском растении в новый организм, снабжённый запасом питательных веществ и окружённый защитной оболочкой. Такая структура называется семя. В настоящее время семенные растения представлены двумя отделами: голосеменные и покрытосеменные. У голосеменных семена развиваются на поверхности спорофилла (спороносного листа) и защищаются путём смыкания спорофиллов. Позже, появились и покрытосеменные, которые отличились появлением цветка, плода и повышением эффективности опыления разными способами; У них появилось двойное оплодотворение, при котором развивается не гаплоидный, как у голосеменных, а триплоидный эндосперм; Семяпочка у покрытосеменных скрыта внутри завязи, защищена от внешних воздействий и развиваются внутри плода; Так же именно у покрытосеменных появилась наибольшая степень дифференциации вегетативного тела. В истории развития цивилизации эволюционное развитие растений насытилось событиями и претерпело большое количество различных преобразований. Например, на развитие видового разнообразия повлияли такие события, как массовые и мел – палеогеновые вымирания. В результате этого многие виды растений вымерли до начала летоисчисления. Что касается всей палеозойской эры и ее периодов, то появлению наземной флоры предшествовали протерозойский и архейский периоды. В середине силура появились бессемянные, сосудистые, а также наземные растения. В основном это были риниофиты и, скорее всего, плауновидные. Считается, что из указанных примитивных форм растительность эволюционировала в течение всего девона. К середине девона развивались предки настоящих папоротников. В позднем девоне уже отмечали наличие хвощевидных и голосеменных. К концу периода уже выделялись сосудистые растения. В девоне значительно увеличилось географическое разнообразие флоры. Среди основных ароморфозов описанного отрезка эволюции растений можно выделить: - возникновение сплющенных листьев и повышение эффективности фотосинтеза; - появление вторичной древесины, увеличение растений по форме и размерам; - репродуктивное развитие семени; - совершенствование строения клеточных стенок. Каменноугольный период был ознаменован тем, что появились предки саговниковых и хвойных растений. В течение раннего карбона в высоких и средних широтах доминировали ликоподиумы. Кроме того, встречаются семенные папоротники, наряду с истинными хвощами и папоротниками. Растительность позднего карбона серьезно пострадала от пермско- карбонового ледникового периода. Наблюдается доминирование хвощей и примитивных семенных папоротников. Также в это время появились каменноугольные тропические леса. В более сухих районах наблюдались хвощовые леса, а также семенные папоротники. В пермский период можно отметить расселение саговниковых и пельтасперм. Результатом массового вымирания пермского периода стало исчезновение тропических болотных лесов. Кроме того, в это время значительно сократилось видовое разнообразие хвойных растений. Мезозойская эра характеризуется сокращением флоры Земли. Ближе к концу триаса возникают современные папоротники, хвойные деревья, беннетитовые, а также другие обитатели наземных экосистем. Флора позднего триаса представлена высоким видовым разнообразием папоротников, саговников и хвощей. В юрском периоде появляется наземная растительность, которая очень похожа на современную флору и потомками этого эволюционного отрезка времени признают такие семейства, как Dipteridaceae (диптеридацеа) и Cyatheaceae (Циатеацеа). Хвойные этого периода относят современные семейства сосновых и тисовых. Все хвойные породы этого периода создали залежи каменного угля, что в последствии способствовало развитию других форм растительных организмов. В меловой период существовали сухие, поупустынные условия и господствовали матониевые папоротники. В северных и средних широтах наблюдались саговниковые, хвойные и беннеттитовые. Поздний меловой период характеризовался значительным изменением в растительности планеты. В это время появились первые цветущие семенные растения, покрытосеменные. Присутствие покрытосеменных означало конец типичной мезозойской флоры с преобладанием голосеменных растений и определенное снижение беннеттитовых, гинкговых и саговниковых. Во время кайнозойской эры наблюдалось увеличение количества осадков (палеоген- неоген), что спровоцировало широкое распространение дождевых лесов в южных районах Земли. Такие климатические условия поддерживали растительность лиственных форм, и включала ореховых, березовых, магнолиевых, кипарисовых, сосновых, вязовых и буковых, а также гинкговых. Миоценовая эпоха ознаменована появлением трав и их распространением по равнинным территориям Во время четвертичного периода растительность мигрировала на северные территории. В это время были распространены кленовые, березовые, маслиновые. Типичные и окончательные миграции всех видов растений в конце ледникового периода позволили сформировать географическое распределение разнообразной наземной флоры. Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что вся диверсификация флоры включает в себя четыре основных периода образования господствующих растительных групп, начиная со среднего силурийского периода: - сперва появилась наземная растительность, включавшая сосудистые растения, не имеющие семян, представленная классами риниевых, а также зостерофилловых; - после чего появились древние папоротники в позднедевонском периоде; - после них в мезозое в наземной флоре начали доминировать семенные растения, включавшие в себя группу голосеменных; - покрытосеменные же растения появились от 30 миллионов лет назад и доминировали над другими растительными формами в течение 100 миллионов лет. Таким образом, эволюция растений включала в себя различные периоды и временные отрезки, которые способствовали современных видов растительных организмов. На этом всё, дорогие коллеги, до новых встреч появлению
