План урока:

Происхождение растений

Этапы эволюции растений

Антропогенное воздействие на растения

 

Происхождение растений

Изначально на Земле было полно питательных веществ. Первые организмы были гетеротрофными одноклеточными и безъядерными, то есть не могли самостоятельно синтезировать органические соединения. Они питались тем, что находили в Мировом океане. Постепенно запасы истощались, а организмов становилось всё больше. Для выживания в такой конкуренции требовалась кардинально новая стратегия.

Так появились первые фотосинтезирующие организмы. Они могли питаться энергией солнечного света и сами производили органические вещества. 2,7млрд лет назад возникли цианобактерии — предки современных растений, которые живы и по сей день.

Раньше их называли синезелёными водорослями, но это не совсем верно. Хоть цианобактерии и умеют фотосинтезировать, они относятся не к растениям, а к бактериям.

У древних бактерий одиночная клетка, в которой нет оформленного ядра, митохондрий, эндоплазматической сети и вакуолей, заполненных клеточным соком. Клетка окружена прочной клеточной стенкой, которая состоит из четырёх слоёв. Часто снаружи стенки расположен ещё и слизистый слой.

Клетки могутфотосинтезировать благодаря наличию в них пигментов: хлорофилла, каротиноидов, фикоцианина и фикоэритрина. Пигменты придают цианобактериям определённую окраску:

1. Хлорофилл — зелёная окраска;
2. Каротиноиды — жёлтая и оранжевая окраска;
3. Фикоцианин — синяя окраска;
4. Фикоэритрин — красная окраска.

Цианобактерии размножались, заселяли планету и выделяли кислород как побочный продукт фотосинтеза. Это навсегда изменило атмосферу планеты. За почти весь кислород, которым мы дышим, можно сказать спасибо цианобактериям. Появление огромного количество кислорода в атмосфере привело к вымиранию почти всей анаэробной фауны Земли, то есть тех живых организмов, которым для развития не нужен был кислород. Это событие именуется кислородной катастрофой Земли.

Цианобактерии: Источник

Цианобактерии — одноклеточные организмы. Далее эволюция растений разработала многоклеточные организмы. Затем — водоросли. У водорослей нет тканей и органов. Их тело представлено неорганизованным многоклеточным образованием — талломом. По-другому таллом называют слоевищем. К прикреплённым ко дну водорослей развиваются аналоги корней — ризоиды.

У водорослей тоже есть в составе различные пигменты, поэтому они могут по-разному окрашиваться. Окраску зелёных водорослей (хламидомонада, хлорелла) определяет хлорофилл, окраску бурых водорослей (ламинария, фукус) — фукоксантин, окраску красных водорослей (порфира, филлофора) — сочетание хлорофилла, каротиноидов и фикобилина.

Водоросли: Источник

После жизни перестало хватать Мирового океана: так растения вышли на сушу.

 

Этапы эволюции растений

Водоросли решили развиваться в двух направлениях: одни выбрали дорогу мохообразных, другие — риниофитов.

Мохообразные. У мхов, как и у водорослей, нет настоящих корней: они прикрепляются к земле ризоидами. В отличие от корней, ризоиды — одноклеточные нитевидные образования. У них нет специальных зон со своей специализацией. Мхи относятся к элементарным растениям, не способным к запасанию.

Мхи: Источник

Риниофиты. Другое название — псилофиты. Растения, которые выбрали это направление, выиграли в эволюционной гонке. Сами риниофиты вымерли, но большинство растительных организмов, которые мы наблюдаем сейчас, являются их потомками. У риниофитов не было листьев. Это были первые высшие растения с развитыми проводящими (древесина, луб) и покровными тканями (эпидерма). Благодаря сосудам, их останки хорошо сохранились в окаменевших породах. Остатки служат доказательством эволюции растений.

Риниофиты: Источник

Также учёные находят остатки папоротникообразных в залежах каменного угля и цианобактериальные маты — отложения древних сообществ. Всё это служит напоминанием об эволюции растительных организмов.

Цианобактериальные маты: Источник

Псилофиты существовали совсем недолго. От риниофитов произошли папоротникообразные: папоротники, хвощи и плауны. У них развиты ткани, но имеется один существенный недостаток. Половое размножение папоротникообразных зависит от воды: сперматозоид и яйцеклетка сливаются с друг другом и образуют зиготу только во время дождя.

Папоротникообразные: Источник

Далее появились голосеменные растения. У них вместо сперматозоида образуется спермий — неподвижная мужская половая клетка. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения. Однако, всё это время семена беззащитны перед неблагоприятными условиями среды.

Голосеменные растения: Источник

Покрытосеменные довели процесс полового размножения практически до совершенства. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм. Этот процесс именуется двойным оплодотворением. В отличие от голосеменных растений, далее семя защищается от неблагоприятных воздействий мощным околоплодником.

Покрытосеменные растения: Источник

Именно в таком порядке появились привычные растения. Порядок их образования изображают в виде дерева, которое называется филогенетическим.

Филогенетическое древо растительного мира: Источник

 

Источник: 100urokov.ru

Филогенетическое дерево растений

Еще более сложной задачей для эволюционистов стала разработка филогенетического дерева для растений (по сравнению с филогенетическим деревом животного мира). И это объясняется несколькими причинами. Только за последнее десятилетие было опубликовано как минимум 15 вариантов филогенетических деревьев цветковых растений.34 Одна из главных проблем – сложность разработки естественной схемы классификации, которая распределяет «растения по степени примитивности или продвинутости. Для этого нужно было бы определить характеристики, которые следует считать примитивными или продвинутыми. Как мы увидим далее, определить это не так уж просто. А в большинстве случаев, из-за полного отсутствия доказательств, определить это просто невозможно. Перед каждым из нас стоит выбор – либо довольствоваться неполной системой, либо произвольно принимать решения о важности определенных характеристик. Факт в том, что такая неполная система не удовлетворит никого, поэтому неизбежно приходится принимать произвольные решения. Но как только такое произвольное решение войдет в схему классификации, сама эта система станет в такой же степени искусственной».35

Как следует из приведенной ниже цитаты, эволюционисты вынуждены ссылаться на существующую палеонтологическую летопись, а также на известные сегодня растения, чтобы делать предположения о том, что из чего эволюционировало.

«На сегодняшний день принято считать, что покрытосеменные эволюционировали из неких примитивных голосеменных, возможно из кустарников. Возможных вариантов в меловом периоде не выявлено, однако в более ранних мезозойском и палеозойском периодах присутствуют голосеменные, в которых проявляются определенные характеристики, сходные с признаками покрытосеменных. Это само по себе свидетельствует о более раннем происхождении покрытосеменных, по сравнению с появлением палеонтологической летописи». 36

Доказательства эволюции растений

Палеонтологическая летопись свидетельствует о процессах статики и вымирания, в то время как доказательства в пользу эволюции всех основных групп растений отсутствуют. Автор по фамилии Кронкист пришел к следующему выводу: «Происхождение покрытосеменных было «отвратительной тайной» для Чарльза Дарвина и до сих пор остается таковой для современных исследователей эволюции».37 Данная проблема привела авторов Бриггса и Ультерза к выводу о том, что наличие окаменелостей больше гармонирует с библейской историей и свидетельствует, скорее, о вариациях в пределах видов; и такие изменения они называют «микроэволюцией».38

С 1859 … после издания книги «О происхождении видов» все исследования проводились в свете глубокого обобщения эволюции посредством естественного отбора, предложенного Дарвиным. И хотя эту теорию не всегда принимали, она оказала глубочайшее влияние та все сферы биологии.
сегодняшний день факт эволюции принимается, как должное, частично из-за обилия доказательств, собранных Дарвиным и другими учеными. Однако в то же время зачастую мы сталкиваемся со слепым принятием данной теории — склонностью считать «наверное, это правда, ведь об этом написано столько книг». Согласно идеям Дарвина, подразумевается, что эволюция происходит и по сей день. Поэтому в данной книге мы попытаемся не просто рассмотреть проблемы видов и модели вариаций, а также изучить доказательства эволюции, в частности, экспериментальные доказательства эволюции в малых масштабах, которую часто называют «микроэволюцией». 39

Дженсен и Селисбури признают, что верят в истинность эволюции, поэтому считают, что долженбыл существовать ‘ … некий общий предок всех современных растений. Однако палеонтологическая летопись составлялась на протяжении многих миллионов лет, и от великой эпопеи эволюции растений осталось только несколько выживших экземпляров, а также несколько захороненных, неполных видоизмененных остатков растений. И все эти пробелы человек может заполнить с помощью своего воображения и изобретательности». 40

В поддержку эволюции растений не просто нет доказательств.
удно даже в своем воображении представить себе картину того, каким образом она могла бы произойти. Именно поэтому Даддингтон пришел к выводу о том, что «растения-хищники – это удивительная группа растений, поражающая воображение ученых, пытающихся понять, каким образом они могли эволюционировать». 41

Ботаники выражают предположения о том, что эволюция растений, предположительно, происходила в семь основных этапов, которые можнo резюмировать так:

1. Древние бактерии эволюционировали в докембрийский период и были первыми организованными живыми существами, появившимися более двух миллиардов лет назад.


2. Водоросли (Uralgae) – растения докембрийского периода, которые, предположительно, стали первыми растениями, вырабатывающими кислород. Предполагается, что они эволюционировали около двух миллиардов лет назад.
3. Зеленые водоросли (Chlorophyta) – растения кембрийского периода, которые, предположительно, эволюционировали 600 миллионов лет назад, как первые высокоорганизованные хлоропласты.
4. Псилофиты стали первыми стеблевыми растениями, которые, по предположениям ученых, эволюционировали 420 миллионов лет назад во время в силурийский период.
5. Папоротники были первыми листовыми растениями, которые, предположительно, эволюционировали в девонский период, то есть 390 миллионов лет назад.
6. Голосеменные, предположительно, эволюционировали в камнеугольный период, 345 миллионов лет назад, и были первыми семенными растениями.
7. Покрытосеменные, согласно предположениям ученых, эволюционировали в меловой период, 135 миллионов лет назад, и стали первыми известными цветковыми растениями.

Из-за того, что в палеонтологической летописи отсутствуют доказательства существования этих семи этапов, приверженцы теории Дарвина признают, что «никто не в состоянии с полной уверенностью сказать, как эти семь групп взаимосвязаны друг с другом. Однако палеоботаники предполагают, что по мере того, как каждая из групп разветвлялась, в ней появлялся, по меньшей мере, один потомок с достаточной степенью генетической гибкости для того, чтобы сделать скачок в развитии. Пока формировалась новая группа, старая группа продолжала эволюционировать, постепенно утрачивая потенциал для глубоких эволюционных изменений, поскольку ее представители все больше адаптировались». 42

Очень часто высказывается мнение о том, что проблема прослеживания эволюции растений заключается в том, что палеонтологическая летопись «слишком фрагментарна» по своей сути, или ее недостаточно, чтобы продемонстрировать доказательства эволюции. Эту мысль очень часто повторяют и эволюционисты и креационисты (например, см. работу Футюма 28).

Если более точно оценить ситуацию, то окаменевших остатков более чем достаточно, однако в них прослеживаются, скорее, четкие доказательства статики, чем эволюции от водоросли до покрытосеменных растений. Недавно обнаруженные окаменелости предлагают нам еще большее количество примеров известных типов современных или древних растений, или, в редких случаях, новые примеры древних жизненных форм. А это, в свою очередь, требует еще больше примеров переходных форм в окаменелостях, которые могли бы доказать состоятельность теории эволюции.

Источник: ss69100.livejournal.com

Таблица основные этапы развития растительного мира

Основные этапы	Характеристика этапов развития растительного мира
Появление первых одноклеточных организмов	Первые одноклеточные растительные организмы появились на планете около 3,5 млрд лет назад. Жизнь зародилась в океане. Первые организмы были примитивными одноклеточными, не имеющими сформировавщегося ядра. Питались органическими веществами растворившимися в воде, поглощая их всей поверхностью своего тела.
Появление водорослей (появление фотосинтеза)	Около 3 млрд лет у некоторых организмов сформировались пигменты и они стали способны к фотосинтезу — созданию органических веществ из неорганических с использованием солнечных лучей. Около 1,5 млрд лет назад появились более развитые одноклеточные организмы. У некоторых появилось ядро, у других — ядро и хлоропласты. Органический мир поделился на одноклеточных животных и одноклеточные растения.
Первые многоклеточные растения	Около 1 млрд лет назад в морях от древних одноклеточных водорослей произошли первые многоклеточные водоросли.
Выход растений на сушу и первые наземные многоклеточные растения	Благодаря фотосинтезу на Земле появился кислород, и у организмов появилась возможность дышать. Из кислорода — озон, который стал защищать Землю от радиации. Благодоря этому растения стали развиваться на суше. Примерно 450-400 млн лет назад на суше появились первые многоклеточные наземные растения — это мхи и псилофиты. Они произошли от разных групп водорослей. Псилофиты не имели корней, стеблей и листьев. Их тело состояло из тонких ветвящихся цилиндрических образований. Псилофиты имели примитивную покровную и проводящую ткани (древесину, луб), размножались спорами.
Появление папоротникообразных и их господство	Около 400 млн лет назад было время господства разнообразных папоротникообразных, которые произошли от псилофитов. Тогда благоприятный климат для размножения древних папоротникообразных: развитие заростков и оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами.
Появление семенных растений	Голосеменные растения появились более 300 млн лет назад, еще до того как папоротникообразные достигли своего господства. Возможно произошли от примитивных папоротникообразных. Около 250 млн лет назад климат стал холодным и засушливым. Папоротникообразные не смогли выжить и наступило время голосеменных растений. Покрытосеменные растения появились около 150 млн лет назад, их господство на данный момент связано с резким изменением климата и появлением более эффективного способа опыления с помощью насекомых.

Усложнение в строении органов растений основных групп

Бак­терии	Грибы	Водо­росли	Мохо­образ­ные	Папорот­никообраз­ные	Голосе­менные	Покрытосе­менные
НЕТ корней, стеблей, листьев, цветков, семян			ЕСТЬ стебель, листья	ЕСТЬ ко­рень, сте­бель, ли­стья	ЕСТЬ ко­рень, сте­бель, ли­стья, семя	ЕСТЬ ко­рень, сте­бель, листья, семя, цветок

Источник: infotables.ru