Psilofity są pierworodnymi roślinności lądowej. Pochodzenie i ewolucja roślin lądowych

Pochodzenie i ewolucja roślin lądowych

W proterozoiku ziemię zamieszkiwały prokarioty, później dołączyły do ​​nich jednokomórkowe eukarionty (około 1 miliarda lat temu). Pierwszymi mieszkańcami lądu były prawdopodobnie sinice i promieniowce. Heterotroficzne promieniowce tworzą liczne rozgałęzione struktury podobne do grzybni grzybowej. Potrafią łączyć się z fototroficznymi cyjanobakteriami w niesamowite symbiotyczne „superorganizmy” (tzw. Actinolichens).

Być może najważniejszym wydarzeniem ewolucyjnym fanerozoiku była kolonizacja lądu przez wielokomórkowe eukarionty. W rezultacie wyłoniły się znane nam krajobrazy, w których dominowały rośliny lądowe, owady i czworonogi (czworonogi).

Wskazują na to rekonstrukcje filogenetyczne oparte na porównaniach genomów współczesnych organizmów rośliny lądowe wywodzą się z alg charophyte. Przedstawiciele tej grupy zielonych alg słodkowodnych obejmują zarówno formy jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe. Najwyraźniej jedno z przejść do wielokomórkowości około 1 miliarda lat temu nastąpiło podczas ewolucji glonów charofitowych. Do chwili obecnej nie są znane żadne pozostałości kopalne form przejściowych między roślinami lądowymi a ich wodnymi przodkami.

Główne problemy, z jakimi borykają się rośliny wodne po dotarciu na ląd, i ich rozwiązania. Suszenie (roztwór - tkanki powłokowe lub wpadanie w stan zawieszenia animacji u mszaków), potrzeba wymiany gazowej i parowania (szparki), wchłanianie substancji (tkanki chłonne, mikoryza), transport substancji (tkanki przewodzące - z wyjątkiem mszaków), konkurencja, grawitacja (tkanki mechaniczne).

Jednymi z pierwszych mieszkańców lądu były grzyby, które również weszły w symbiozę z cyjanobakteriami. Systemy genetyczne i biochemiczne, które grzyby lądowe rozwinęły w celu symbiozy z cyjanobakteriami, przydały się im później do „nawiązania relacji” z pierwszymi roślinami lądowymi. Cała ta ziemska mikroflora stopniowo przygotowywała grunt (dosłownie i w przenośni) do kolonizacji lądu przez rośliny. Rośliny lądowe od samego początku żyły w ścisłej symbiozie z grzybami glebowymi, bez których najprawdopodobniej nie byłyby w stanie opuścić rodzimego żywiołu wody.

Najstarszymi kopalnymi roślinami lądowymi są fragmenty mchu wątrobowego zawierające zarodniki (około 460 milionów lat temu). Według rekonstrukcji filogenetycznych ta grupa mchów jest najstarszą rośliną lądową. Rośliny naczyniowe (wszystkie rośliny lądowe z wyjątkiem mszaków) powstały w trakcie ewolucji nie później niż 420 milionów lat temu. W obrębie tej grupy wyróżnia się dwie linie ewolucyjne. W roślinach zarodnikowych (skrzypach, mchach i paprociach, które pojawiły się nie później niż 350 milionów lat temu) zarówno sporofit, jak i gametofit są organizmami niezależnymi. W roślinach nasiennych haploidalny gametofit utracił swoją niezależność. Jako pierwsze na ląd dotarły rośliny zarodnikowe (nosorożce) – stało się to pod koniec syluru. Rosły w płytkich wodach przybrzeżnych, nie miały prawdziwych korzeni, a do mocowania do podłoża służyły specjalne nitkowate procesy.

Pod koniec okresu dewonu zaczęły pojawiać się pierwsze lasy. Składały się z roślin zarodnikowych - paproci, mchów klubowych i skrzypów. W węglu(Okres karboński) zapewnione znaczne ocieplenie i nawilżenie klimatu szerokie zastosowanie lasy tropikalne (Europa, Ameryka północna, Azja Południowa - wówczas terytoria te znajdowały się w pasie równikowym), utworzone przez paprocie drzewiaste, gigantyczne skrzypy drzewiaste i mchy (do 40 m wysokości). Lasy te, położone na nizinach przybrzeżnych, nie mają współczesnych odpowiedników. Były to płytkie zbiorniki przepełnione pozostałościami organicznymi. Systemy korzeniowe drzew znajdowały się poniżej torfopodobnej masy organicznej, przez którą przerastały pnie i gruba warstwa martwego drewna. To właśnie w miejscu tych „leśnych zbiorników” powstały później duże zagłębia węglowe.

Na terytorium współczesnej Syberii i Daleki Wschód, które wówczas znajdowały się w pobliżu koła podbiegunowego, podstawę roślinności stanowiły drzewa iglaste dorastające do 20 m wysokości (kordyty). W ich drewnie widoczne są wyraźne słoje, co świadczy o istnieniu tam sezonowego klimatu (coś w rodzaju współczesnej tajgi). Terytoria nowożytne Ameryka Południowa i Afryka (ich południowe połówki), Indie i Australia znajdowały się wówczas w pobliżu południowego koła podbiegunowego. Dominowały w nim lasy liściaste miłorzębu.

W karbonie pojawił się i pierwsze nagonasienne(zbiorowa grupa zwana „paprociami nasiennymi”). Ich nasiona przykryto łupiną, która chroniła je przed wyschnięciem. Rozmnażanie za pomocą nasion uniezależniło proces rozmnażania od środowiska wodnego. Ta aromorfoza umożliwiła dalsze zagospodarowanie terenu i przeniesienie roślin w głąb kontynentów.

W chłodniejszym i bardziej suchym okresie permu rozpowszechniły się nagonasienne. Spośród nich do dziś przetrwało tylko kilka - miłorzęby, araukaria i sagowce.

Najstarsze wiarygodne znaleziska roślin okrytozalążkowych (kwitnących) mają 140-130 milionów lat i są to pojedyncze ziarna pyłku znalezione w Izraelu. Najwcześniejsze makroskopowe skamieniałości (liście, kwiaty, owoce) okrytozalążkowych mają około 125 milionów lat. Ponieważ są już dość zróżnicowane, okrytozalążkowe najwyraźniej powstały znacznie wcześniej (oddzieliły się od nagonasiennych nie później niż 300 milionów lat temu). W porównaniu do nagonasiennych, okrytozalążkowe przeżyły istotną aromorfozę - pojawiło się podwójne zapłodnienie, co zapobiegło marnowaniu składników odżywczych (bielmo rozwija się tylko razem z zarodkiem), jajnik działa funkcję ochronną. Ewolucyjny sukces okrytozalążkowych tłumaczy się ich krótkim cyklem życiowym, skłonnością do zapylania przez owady i tworzeniem różnorodnych form zielnych. Część okrytonasiennych, które powstały w okresie kredowym, przetrwała do dziś - są to palmy i platany.

Obecnie na Ziemi istnieją setki tysięcy gatunków roślin kwiatowych, a powiązania filogenetyczne między nimi są dość dobrze zbadane. Ważna rola w powstaniu nowoczesna różnorodność rośliny kwitnące odegrały rolę w ich koewolucji z owadami.

Jedynymi zwierzętami są zwierzęta wielokomórkowe i rośliny lądowe znane przypadki występowanie wielotkankowe, co doprowadziło do pojawienia się złożonych dużych organizmów. Co ciekawe, mechanizmy genetyczne tych dwóch niezależne wydarzenia bardzo podobna. Po pierwsze, pojawieniu się złożonego organizmu wielokomórkowego nie towarzyszył znaczący wzrost liczby genów kodujących białka. Zamiast tego interakcje między genami i ich elementami regulacyjnymi – specjalnymi sekwencjami DNA – stały się bardziej złożone. Po drugie, zwierzęta i rośliny niezależnie wyewoluowały specjalne geny regulujące indywidualny rozwój organizmu.

Monografia poświęcona jest rozważeniu najbardziej złożonego problemu w botanice, jakim jest pochodzenie i ewolucja mszaków - unikalnych dwutorowych roślin wyższych o gametofitycznym kierunku rozwoju. Rozwój tego problemu opiera się na modelowaniu logicznym wykorzystującym porównawczą metodę morfologiczną jako wiodące narzędzie poznania. Na podstawie analizy materiałów dotyczących organizacji mszaków od poziomu molekularnego do narządowego, biorąc pod uwagę istniejące poglądy na ten problem, autor opracował holistyczny model pojęciowy pochodzenia i ewolucji mszaków, począwszy od struktury glonopodobnej przodkowie archegoniatów. Szczególną uwagę poświęcono Anthocerotaceae i Takakiaceae jako najstarszym roślinom lądowym, swoistej „żywej skamieniałości” – taksonom kluczowym dla zrozumienia początkowego etapu ewolucji embriofitów.
Przeznaczony szeroki zasięg specjaliści z zakresu botaniki, ekologii, geografii, studenci i nauczyciele uczelni biologicznych oraz wszyscy zainteresowani ewolucją roślin wyższych.

Glony jako formy przodków archegoniatów.
Z uwagi na fakt, że mszaki wykazują znacznie większe podobieństwo do tracheofitów niż do glonów, posiadając praktycznie wszystkie główne cechy roślin wyższych, w pierwszej kolejności należy poruszyć możliwe drogi pochodzenia tych ostatnich jako całości jako nowy poziom organizacji w rozwoju świata roślin.

Zaznaczyło się pojawienie się roślin wyższych (archegoniatów lub embriofitów). ważny etap postępujący, stopniowy rozwój roślin, ich wejście na zasadniczo nową arenę ekologiczną, rozwój znacznie bardziej złożonego, zintegrowanego środowiska lądowego, żywy przejaw rozprzestrzeniania się żywej materii na całej planecie, „wszędzie” życia (w trafne wyrażenie V.I. Vernadsky'ego, 1960). Z tego jasno wynika, że ​​ewolucja organizmów jest zasadniczo adaptogenezą.

W opracowaniu problemu pochodzenia roślin wyższych ważne są wszechstronne badania zarówno różnych grup roślin wyższych, jak i glonów, które uważa się za przodków archegoniatów.

Do chwili obecnej poczyniono znaczne postępy w badaniach glonów, w tym w ich formach współczesnych i kopalnych. W szczególności uwagę przyciągają prace K. D. Stewarta, K. R. Mattoxa (1975, 1977, 1978), K. J. Niklasa (1976), L. E. Grahama (1984, 1985), Yu. E. Petrovy (1986) i innych.

TREŚĆ
Przedmowa
Metodologia badań ewolucji
Teoria ewolucji
Stan aktulany doktryna ewolucyjna
Idee dotyczące podstawowych praw ewolucji
Pochodzenie roślin wyższych
Glony jako formy przodków archegoniatów
Zmiana faz jądrowych (cykl rozwojowy roślin wyższych)
Apomiksja i jej rola w ewolucji roślin wyższych. Pojęcie „pokolenia” w odniesieniu do embriofitów
Możliwa pewność cytologiczna przodków form roślin wyższych
Poprzednicy roślin wyższych i ich przemiana w archegoniaty pierwotne
Sytuacja ekologiczna w momencie dotarcia na ląd form początkowych roślin wyższych
Pojawienie się embriofii
Transformacja chloroplastów podczas wschodów roślin wyższych
Najstarsze rośliny lądowe. Formy przejściowe między glonami a roślinami wyższymi. Rhiniofity
Drogi przemian wczesnych roślin lądowych
Pochodzenie i ewolucja głównych grup mszaków
Antocerotofit
Wyjątkowość organizacji grupy jako przyczyna niepewności co do jej pozycji filogenetycznej i powiązań genetycznych
Rośliny kopalne wykazujące cechy podobne do Anthocerotes i ich analiza porównawcza
Przodkowa forma anthocerotów
Cechy analogii Anthocerotes z innymi roślinami wyższymi i geneza adaptacyjna tej grupy mszaków
Wątrobowce (Marchantiophyta)
Najstarsze formy kopalne wątrobowców
Wątrobowce jako organizmy „najmniej lądowe” wśród mszaków
Wstępne uwarunkowania ekologiczne wątrobowców
Historyczne związki między morfotypami łodygi liścia i plechy gametofitu
Zmiany w budowie sporogonu w dewonie dolno-środkowym
Ewolucja gametofitu wątrobowca w późnym dewonie i wczesnym karbonie
Protonema (sadzonka), jej znaczenie w cyklu rozwojowym i przemianie
Transformacja struktury sporogonu w dewonie górnym
Ewolucja wątrobowców w karbonie
Początkowy morfotyp gametofitu mszaka
Symetria w morfogenezie wątrobowców w związku z ich trybem życia
Dywergencja podziału wątrobowca
Objawy organizacji paproci jako sposób na zrozumienie ścieżek rozwojowych mszaków
Cechy organizacji Jungermanniophytina
W konsekwencji organizacja Marchantiophytina
ich specyficzną ekologię. Rozbieżność grupowa
Ciała oleiste i ich przemieszczanie się u wątrobowców
Taksony o mieszanych cechach dwóch głównych grup wątrobowców oraz modele pochodzenia tych grup
Czas pojawienia się współczesnych rodzin i rodzajów wątrobowców
Najnowsza klasyfikacja wątrobowców
Mchy (Bryophyta)
Specyfika organizacji grupowej
Starożytne kopalne mchy
Charakter pokrewieństwa mchów i wątrobowców
Najwyższy stopień naziemności mchów wśród mszaków
Przywrócenie procesu powstawania głównego morfotypu mchów
Porównawcze serie morfologiczne sporogonów jako model ich zmian podczas ewolucji mchów
Takakiophytina
Mchy właściwe (Bryophytina)
Mchy torfowe (Sphagnopsida)
Mchy Andrzeja (Andreaeopsida)
Mchy Lndreobryopsida (Andreaeobryopsida)
Mchy Bry (Bryopsida)
Zmiany podstawowej liczby chromosomów u mszaków w trakcie ich ewolucji
Mszaki w paleocenie i eocenie
Wpływ zmian klimatycznych na mszaki w oligocenie i neogenie
Mszaki poddane silnemu stresowi antropogenicznemu
Ekologiczne inwersje mszaków
Prognoza ewolucji mszaków w związku z naturalnymi i antropogenicznymi zmianami biosfery
Powiązania filogenetyczne pomiędzy największymi taksonami mszaków, a także pomiędzy mszakami i innymi roślinami wyższymi
Wniosek
Przegląd ewolucji mszaków według zaproponowanego przez nas modelu koncepcyjnego (podsumowanie)
Literatura.

Aby uzasadnić teorię ewolucji, Karol Darwin szeroko wykorzystał liczne dowody z dziedzin paleontologii, biogeografii i morfologii. Następnie uzyskano fakty odtwarzające historię rozwoju organiczny świat i służąc jako nowy dowód jedności pochodzenia organizmów żywych i zmienności gatunków w przyrodzie.

Znaleziska paleontologiczne - być może najbardziej przekonujący dowód procesu ewolucyjnego. Należą do nich skamieniałości, odciski, pozostałości skamieniałości, skamieniałe formy przejściowe, serie filogenetyczne, sekwencja form kopalnych. Przyjrzyjmy się bliżej niektórym z nich.

1. Skamieniałe formy przejściowe- formy organizmów łączące cechy grup starszych i młodszych.

Szczególnie interesujące wśród roślin są psilofity. Pochodzą z alg, jako pierwsze z roślin przedostały się na ląd i dały początek wyższym roślinom zarodnikowym i nasiennym. Paprocie nasienne - forma przejściowa między paprociami i nagonasiennymi oraz sagowcami - między nagonasiennymi i okrytozalążkowymi.

Wśród kręgowców kopalnych można wyróżnić formy przejściowe pomiędzy wszystkimi klasami tego podtypu. Na przykład najstarsza grupa ryba płetwiasta dał początek pierwszym płazom - stegocefal (ryc. 3.15, 3.16). Było to możliwe dzięki charakterystycznej budowie szkieletu par płetw ryb płetwiastych, który miał anatomiczne przesłanki do ich przekształcenia w pięciopalczaste kończyny płazów pierwotnych. Znane są formy tworzące przejście między gadami i ssakami. Obejmują one bestie jaszczurki (choroba cudzoziemska) (ryc. 3.17). I istniało ogniwo łączące między gadami i ptakami na ptaka (Archeopteryks) (ryc. 3.18).

Obecność form przejściowych świadczy o istnieniu powiązań filogenetycznych pomiędzy organizmami współczesnymi i wymarłymi oraz pomaga w budowaniu systemu przyrodniczego i drzewa genealogicznego flory i fauny.

2. Seria paleontologiczna- szereg form kopalnych powiązanych ze sobą w procesie ewolucji i odzwierciedlających przebieg filogenezy (z gr. filon- klan, plemię, geneza- pochodzenie). Klasycznym przykładem wykorzystania serii form kopalnych do wyjaśnienia historii określonej grupy zwierząt jest ewolucja konia. Rosyjski naukowiec V.O. Kovalevsky (1842-1883) pokazał stopniową ewolucję konia, stwierdzając, że kolejne formy kopalne stawały się coraz bardziej podobne do współczesnych (ryc. 3.20).

Współczesne zwierzęta jednopalczaste wywodzą się od małych, pięciopalczastych przodków, którzy żyli w lasach 60–70 milionów lat temu. Zmiany klimatyczne doprowadziły do ​​zwiększenia powierzchni stepów i rozprzestrzenienia się na nich koni. Poruszanie się na duże odległości w poszukiwaniu pożywienia i ochrony przed drapieżnikami przyczyniło się do przekształcenia kończyn. Jednocześnie zwiększył się rozmiar ciała i szczęk, struktura zębów stała się bardziej złożona itp.

Do chwili obecnej znana jest wystarczająca liczba serii paleontologicznych (trąby, mięsożercy, walenie, nosorożce, niektóre grupy bezkręgowców), które świadczą o istnieniu procesu ewolucyjnego i możliwości powstania jednego gatunku od drugiego.

Dowody morfologiczne opierają się na zasadzie: głębokie wewnętrzne podobieństwo organizmów może wykazać pokrewieństwo porównywanych form, zatem im większe podobieństwo, tym bliższy jest ich związek.

1. Homologia narządów. Nazywa się narządy, które mają podobną budowę i wspólne pochodzenie homologiczny. Zajmują tę samą pozycję w ciele zwierzęcia, rozwijają się z podobnych podstaw i mają ten sam plan budowy. Typowym przykładem homologii są kończyny kręgowców lądowych (ryc. 3.21). Zatem szkielet ich wolnych kończyn przednich koniecznie ma kość ramienną, przedramię składające się z kości promieniowej i łokciowej oraz rękę (nadgarstek, śródręcze i paliczki palców). Ten sam wzór homologii obserwuje się porównując szkielet kończyn tylnych. U konia kości rysika są homologiczne z kościami śródręcza drugiego i czwartego palca innych kopytnych. Jest oczywiste, że u współczesnego konia palce te zanikły w procesie ewolucji.

Udowodniono, że jadowite gruczoły węży są homologiem gruczołów ślinowych innych zwierząt, użądlenie pszczoły jest homologiem pokładełka, a trąba ssąca motyli jest homologiem dolnej pary szczęk innych zwierząt. owady.

Rośliny mają również narządy homologiczne. Na przykład wąsy grochu, kolce kaktusa i berberysu to zmodyfikowane liście.

Ustalenie homologii narządów pozwala określić stopień pokrewieństwa pomiędzy organizmami.

2. Analogia.Podobne ciała - są to narządy podobne zewnętrznie i pełniące te same funkcje, ale mają różne pochodzenie. Narządy te wskazują jedynie podobny kierunek adaptacji organizmów, określony w

proces ewolucji poprzez działanie doboru naturalnego. Zewnętrzne skrzela kijanek, skrzela ryb, pierścienice wieloszczetów i larwy owadów wodnych (takich jak ważki) są podobne. Kły morsa (zmodyfikowane kły) i kły słonia (przerośnięte siekacze) są typowymi analogicznymi narządami, ponieważ ich funkcje są podobne. U roślin podobne są kolce berberysu (modyfikowane liście), kolce akacji białej (modyfikowane przylistki) i owoce dzikiej róży (rozwijają się z komórek kory).

Zasady.Szczątkowy (od łac. rudyment- podstawa, podstawa pierwotna) to narządy, które powstają podczas rozwoju embrionalnego, ale później przestają się rozwijać i pozostają w postaci dorosłej w stanie słabo rozwiniętym. Innymi słowy, podstawy to narządy, które utraciły swoje funkcje. Zaczątki są najcenniejszym dowodem historycznego rozwoju świata organicznego i wspólnego pochodzenia form żywych. Na przykład mrówkojady mają prymitywne zęby, ludzie mają mięśnie ucha, mięśnie skóry, trzecią powiekę, a węże mają kończyny (ryc. 3.22).

Atawizmy. Nazywa się pojawienie się w poszczególnych organizmach dowolnego rodzaju cech, które istniały u odległych przodków, ale zostały utracone podczas ewolucji atawizm (od łac. atavus- przodek). U ludzi atawizmami są ogon, włosy na całej powierzchni ciała i liczne sutki (ryc. 3.23). Wśród tysięcy koni jednopalczastych znajdują się okazy z kończynami trójpalczastymi. Atawizmy nie pełnią żadnych ważnych dla gatunku funkcji, lecz ukazują historyczne powiązania pomiędzy formami wymarłymi i obecnie istniejącymi pokrewnymi.

Dowód embriologiczny stva. W pierwszej połowie XIX w. Rosyjski embriolog K.M. Baer (1792-1876) sformułował prawo podobieństwa zarodkowego: im wcześniejsze etapy rozwój indywidualny są badane, tym więcej podobieństw można znaleźć pomiędzy różnymi organizmami.

Na przykład we wczesnych stadiach rozwoju zarodki kręgowców nie różnią się od siebie. Dopiero w stadiach środkowych pojawiają się cechy charakterystyczne dla ryb i płazów, a w stadiach późniejszych pojawiają się cechy rozwoju gadów, ptaków i ssaków (ryc. 3.24). Ten wzór rozwoju zarodków wskazuje na związek i kolejność rozbieżności w ewolucji tych grup zwierząt.

Głęboki związek między jednostką a historią wyraża się w prawo biogenetyczne, powstała w drugiej połowie XIX wieku. Niemieccy naukowcy E. Haeckel (1834-1919) i F. Müller (1821-1897). Zgodnie z tym prawem każdy osobnik w swoim indywidualnym rozwoju (ontogenezie) powtarza historię rozwoju swojego gatunku, czyli ontogeneza jest krótka

i szybkie powtarzanie filogenezy. Na przykład u wszystkich kręgowców podczas ontogenezy tworzy się struna grzbietowa, co było cechą charakterystyczną ich odległych przodków. Kijanki bezogoniastych płazów rozwijają ogon, który jest powtórzeniem cech ich ogoniastych przodków.

Następnie dokonano zmian i uzupełnień w prawie biogenetycznym. Szczególny wkład w wyjaśnienie powiązań między onto- i filogenezą wniósł rosyjski naukowiec A.N. Severtsov (1866-1936).

Oczywiste jest, że w tak krótkim czasie, jak rozwój indywidualny, nie można powtórzyć wszystkich etapów ewolucji. Dlatego powtarzanie etapów rozwój historyczny gatunki w rozwoju embrionalnym występują w formie skompresowanej, z utratą wielu etapów. Jednocześnie zarodki organizmów jednego gatunku są podobne nie do dorosłych form innego gatunku, ale do ich zarodków. Zatem szczeliny skrzelowe w miesięcznym zarodku ludzkim są podobne do tych u zarodka ryby, ale nie u dorosłej ryby. Oznacza to, że podczas ontogenezy ssaki przechodzą etapy podobne do embrionów ryb, a nie ryb dorosłych.

Warto zauważyć, że Karol Darwin zwrócił uwagę na zjawisko powtarzania się w ontogenezie cech strukturalnych form przodków.

Wszystkie powyższe informacje mają ogromne znaczenie dla udowodnienia ewolucji i wyjaśnienia powiązanych powiązań między organizmami.

Dowody biogeograficzne. Biogeografia to nauka o wzorcach współczesnego osadnictwa zwierząt i roślin na Ziemi.

Z kursu geografii fizycznej wiesz już, że współczesne strefy geograficzne powstały w trakcie historycznego rozwoju Ziemi, w wyniku działania czynników klimatycznych i geologicznych. Wiesz też, że często podobne strefy naturalne okazują się być zamieszkane przez różne organizmy, a różne strefy są do siebie podobne. Wyjaśnienia tych faktów można znaleźć jedynie z punktu widzenia ewolucji. Na przykład oryginalność flory i fauny Australii tłumaczy się jej izolacją w odległej przeszłości, dlatego rozwój świata zwierząt i roślin nastąpił w izolacji od innych kontynentów. W rezultacie biogeografia dostarcza wielu dowodów na ewolucję świata organicznego.

Obecnie w celu udowodnienia procesów ewolucyjnych szeroko stosuje się metody biochemii i biologii molekularnej, genetyki i immunologii.

Zatem badając skład i sekwencję nukleotydów w kwasach nukleinowych i aminokwasów w białkach różnych grup organizmów i wykrywając podobieństwa, można ocenić ich związek.

Biochemia dysponuje metodami badawczymi, które można wykorzystać do określenia „pokrewieństwa krwi” organizmów. Porównując białka krwi, bierze się pod uwagę zdolność organizmów do wytwarzania przeciwciał w odpowiedzi na wprowadzenie obcych białek do krwi. Przeciwciała te można wyizolować z surowicy krwi i określić, przy jakim rozcieńczeniu surowica ta będzie reagować z surowicą organizmu porównawczego. Analiza ta wykazała, że ​​najbliższymi krewnymi człowieka są małpy człekokształtne, a najdalszymi z nich są lemury.

Ewolucję świata organicznego na Ziemi potwierdza wiele faktów ze wszystkich dziedzin biologii: paleontologii (seria filogenetyczna, formy przejściowe), morfologii (homologia, analogia, podstawy, atawizmy), embriologii (prawo podobieństwa embrionalnego, prawo biogenetyczne), biogeografia itp.

Pojawienie się glonów jednokomórkowych i wielokomórkowych, pojawienie się fotosyntezy: pojawienie się roślin na lądzie (psilofity, mchy, paprocie, nagonasienne, okrytozalążkowe).

Rozwój świata roślin przebiegał dwuetapowo i wiąże się z pojawieniem się roślin niższych i wyższych. Według nowej taksonomii glony zaliczane są do niższych (wcześniej zaliczały się do nich bakterie, grzyby i porosty. Obecnie podzielono je na niezależne królestwa), a mchy, pteridofity, nagonasienne i okrytozalążkowe zaliczane są do wyższych.

W ewolucji organizmów niższych wyróżnia się dwa okresy, które znacznie różnią się organizacją komórki. W pierwszym okresie dominowały organizmy podobne do bakterii i sinic. Komórki tych form życia nie posiadały typowych organelli (mitochondiria, chloroplasty, aparat Golgiego itp.) Jądro komórkowe nie było ograniczone błoną jądrową (jest to prokariotyczny typ organizacji komórkowej). Okres 2 związany był z przejściem roślin niższych (glonów) na autotroficzny typ odżywiania i utworzeniem komórki ze wszystkimi typowymi organellami (jest to eukariotyczny typ organizacji komórkowej, który zachował się na kolejnych etapach rozwoju świat roślin i zwierząt). Okres ten można nazwać okresem dominacji zielonych glonów, jednokomórkowych, kolonialnych i wielokomórkowych. Najprostszymi organizmami wielokomórkowymi są algi nitkowate (ulotrix), które nie mają w swoim ciele żadnych rozgałęzień. Ich ciało jest długi łańcuch składający się z pojedynczych komórek. Inne glony wielokomórkowe są rozczłonkowane duża ilość narośla, więc ich ciała rozgałęziają się (w Hara, w Fucus).

Glony wielokomórkowe, ze względu na swoją aktywność autotroficzną (fotosyntetyczną), rozwijały się w kierunku zwiększania powierzchni ciała w celu lepszego wchłaniania składników odżywczych ze środowiska wodnego i energia słoneczna. Glony mają bardziej postępową formę rozmnażania - rozmnażanie płciowe, w którym nowe pokolenie zaczyna się od diploidalnej (2n) zygoty, łączącej dziedziczność 2 form rodzicielskich.

Drugi etap ewolucyjny rozwoju roślin należy wiązać z ich stopniowym przechodzeniem od trybu życia wodnego do lądowego. Pierwotnymi organizmami lądowymi okazały się psilofity, które zachowały się jako pozostałości kopalne w osadach syluru i dewonu. Struktura tych roślin jest bardziej złożona w porównaniu do glonów: a) miały ciała specjalne mocowanie do podłoża - ryzoidy; b) narządy łodygowe z drewnem otoczonym łykiem; c) podstawy tkanek przewodzących; d) naskórek ze szparkami.

Zaczynając od psilofitów, należy prześledzić 2 linie ewolucji roślin wyższych, z których jedną reprezentują mszaki, a drugą paprocie, nagonasienne i okrytozalążkowe.

Najważniejszą cechą charakteryzującą mszaki jest przewaga gametofitu nad sporofitem w ich indywidualnym cyklu rozwojowym. Gametofit to cała zielona roślina zdolna do samoodżywiania się. Sporofit jest reprezentowany przez kapsułkę (len z kukułką) i jest całkowicie zależny od gametofitu pod względem odżywiania. Dominacja kochającego wilgoć gametofitu u mchów w warunkach powietrzno-ziemskiego stylu życia okazała się niepraktyczna, dlatego mchy stały się specjalną gałęzią ewolucji roślin wyższych i nie dały jeszcze początek doskonałym grupom roślin. Sprzyjał temu również fakt, że gametofit w porównaniu do sporofitu miał słabą dziedziczność (haploidalny (1n) zestaw chromosomów). Ta linia ewolucji roślin wyższych nazywana jest gametofityczną.

Druga linia ewolucji na ścieżce od psilofitów do okrytonasiennych jest sporofityczna, ponieważ u paproci, nagonasiennych i okrytozalążkowych sporofit dominuje w cyklu rozwoju indywidualnej rośliny. Jest to roślina posiadająca korzeń, łodygę, liście, narządy zarodnikujące (u paproci) lub owocujące (u okrytozalążkowych). Komórki sporofitów mają diploidalny zestaw chromosomów, ponieważ rozwijają się z diploidalnej zygoty. Gametofit jest znacznie zmniejszony i jest przystosowany jedynie do tworzenia męskich i żeńskich komórek rozrodczych. U roślin kwitnących gametofit żeński jest reprezentowany przez woreczek zarodkowy, w którym znajduje się jajo. Gametofit męski powstaje podczas kiełkowania pyłku. Składa się z jednej komórki wegetatywnej i jednej generatywnej. Kiedy pyłek kiełkuje, z komórki generatywnej powstają 2 plemniki. Te 2 męskie komórki rozrodcze biorą udział w podwójnym zapłodnieniu u roślin okrytozalążkowych. Zapłodnione jajo daje początek nowej generacji rośliny - sporofitowi. Postęp okrytozalążkowych wynika z poprawy funkcji rozrodczych.

Grupy roślin Oznaki rosnącej złożoności organizacji roślin (aromorfozy) 1. Algi Pojawienie się chlorofilu, pojawienie się fotosyntezy, wielokomórkowość. 2. Psilofity jako forma przejściowa Specjalnymi narządami mocowania do podłoża są ryzoidy; narządy macierzyste z podstawami tkanek przewodzących; naskórek ze szparkami. 3. Mchy Pojawienie się liści i łodyg, tkanek zapewniających możliwość życia w środowisku lądowym. 4. Paprocie Pojawienie się prawdziwych korzeni, a w łodydze - tkanek zapewniających przewodzenie wody pobranej przez korzenie z gleby. 5. Nagonasienne Pojawienie się nasion to zapłodnienie wewnętrzne, rozwój zarodka w zalążku. 6. Okrytozalążkowe Pojawienie się kwiatu, rozwój nasion wewnątrz owocu. Różnorodność korzeni, łodyg, liści pod względem struktury i funkcji. Opracowanie układu przewodzącego zapewniającego szybki przepływ substancji w instalacji.

Wnioski:

1. Badanie przeszłości geologicznej Ziemi, struktury i składu jądra oraz wszystkich powłok, lotów statków kosmicznych na Księżyc, Wenus oraz badanie gwiazd przybliża człowieka do zrozumienia etapów rozwoju naszej planety i życie na tym.
2. Proces ewolucji był naturalny.
3. Świat roślin jest różnorodny, różnorodność ta jest wynikiem jego długiego rozwoju. Powodem jego rozwoju nie jest boska moc, ale zmiana i komplikacja struktury roślin pod wpływem zmieniających się warunków środowiskowych.

Dowody naukowe: struktura komórkowa rośliny, początek rozwoju z jednej zapłodnionej komórki, zapotrzebowanie wody do procesów życiowych, odnalezienie odcisków różnych roślin, obecność „żywych” skamieniałości, wymieranie niektórych gatunków i powstawanie nowych.