лекции биология / ЭтапРазвРаст

5

Основные этапы исторического развития растительного мира на земле.

В настоящее время зарегистрировано примерно 500 000 видов растений, из них 20 000 высших сосудистых растений.

Точно не установлено, когда появились на Земле первые растительные организмы. Остатки древнейших растений исчезли бесследно. Но все они возникли в процессе длительного эволюционного процесса, сопровождавшегося изменениями в геологическом прошлом Земли (вулканическая деятельность, ультрафиолетовое излучение Солнца, опускание земной коры), которые влияли на климат.

Совокупность всех эндогенных и экзогенных процессов на планете в свою очередь стимулировали очередные ароморфозы:

- автотрофное питание,

- выделение свободного кислорода

- образование хлорофилла,

- появление ядра,

- возникновение многоклеточного тела - слоевища,

- вегетативных органов (корень, стебель, лист),

- развитие двух типов спор (крупных и мелких),

- редукция заростка,

- совершенствование спорофита,

- перенос спермиев с помощью пыльцевой трубки,

- формирование цветка, семени, плода,

- появление двойного оплодотворения.

Идиоадаптации:

- появление тканей у высших растений,

- видоизменения вегетативных органов,

- симбиоз,

- приспособления к различным агентам опыления,

- приспособления к распространению плодов и семян,

- листопадность,

- появление различных жизненных форм,

- вегетативное размножение.

Дегенерации:

• редукция многоклеточных заростков у семенных растений,

• редукция архегониев у покрытосеменных и антеридиев у семенных растений,

• редукция корней и хлорофилла у цветковых растений – паразитов.

По современным данным Земля и Луна сформировались как плотные тела около 4,6 млрд. лет назад. Это – начало надэры – гайденского эона. Предположительно, в это время создавался т.н. первичный бульон из аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований, сахаров и т.д. Доказательств жизни нет.

В следующем эоне – архейском (3,9 – 2,6 млрд. лет назад) уже встречаются разнообразные доклеточные формы. появились хлорофилл и первые автотрофные организмы. В это время существовали железобактерии и цианобактерии. К архею относится возникновение древнейших осадочных пород – из частиц, осаждавшихся из водной среды: строматолитов – кораллоподобных осадочных образований, представляющих собой продукты жизнедеятельности древнейших автотрофов; микрофоссилий – микроскопических включений в осадочные породы ископаемых микроорганизмов. Биогеохимические циклы осуществлялись главным образом в форме круговорота восстановительных соединений типа сероводорода, аммиака и т.п.

В следующем, протерозойском эоне, или протерозое (2,6 – 0,6 млрд. лет назад), найдены следы жизни: строматолиты, цианобактерии, первые эукариоты, которые возникли 1,8 млрд. лет назад. Появление цианобактерий, способных к оксигенному фотосинтезу стало важнейшим ароморфозом в развитии органического мира на Земле. Повышение концентрации кислорода привело к тому, что атмосфера стала окислительной. Это стимулировало развитие аэробного хемосинтеза и аэробного дыхания. Постепенно усложняются и биогеохимические циклы.

В четвертом эоне – фанерозое уже существовала развитая система сообществ, в которых преобладали планктонные и бентосные водоросли и многоклеточные растительноядные животные. Фанерозой начался примерно 0,6 млрд. лет назад и продолжается до настоящего времени. Включает в себя эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую.

Кембрийский период палеозойской эры характеризуются наличием бактерий и красных водорослей.

В ордовике господствуют бактерии, сине-зеленые, зеленые, красные водоросли. Появляются крупные многоклеточные водоросли.

В силурийский период флора была представлена водорослями (зеленые, бурые и красные); в этот же период появились и первые наземные растения – псилофиты.

В условиях теплого и влажного климата девонского периода происходил массовый выход растений на сушу. Они обитали в основном по берегам водоемов и на болотах; в середине девонского периода от псилофитов взяли начало споровые растения – мхи, плауны, папоротники, хвощи; появились грибы.

В каменноугольный период климат стал суше и холодней. На это время пришелся расцвет споровых растений. Их отмершие остатки образовали крупные каменноугольные бассейны. Псилофиты исчезли; их место заняли семенные папоротники – первые голосеменные растения. Появляются саговники, кордаиты.

Пермский период характеризуется господством голосеменных: саговников, первых гинкговых, появлением и развитием архаичных хвойных деревьев, семенных папоротников. С изменением климата вымерли хвощевидные и плауновидные, а из древних голосеменных – кордаиты.

В мезозойскую эру климат становится более засушливым, менялась конфигурация материков и морей. Изменения окружающей среды привели к изменению растительного мира.

В триасовый период полностью исчезла каменноугольная флора. Преобладают саговники, беннеттиты, гинкговые и хвойные.

В юрский период достигли расцвета голосеменные; во второй его половине вымерли семенные папоротники.

Для мелового периода характерно появление обширных хвойных лесов. Появились покрытосеменные растения примерно 1,2 млрд. лет назад: (магнолии, лавры, эвкалипты, платаны, буки и др.), распространение древовидных однодольных (пальмы). Появились травянистые однодольные и двудольные – сначала водные, потом наземные. Климат был теплым, поэтому распространение получили преимущественно теплолюбивые растения.

В кайнозойскую эру, которая продолжается и в настоящее время, произошли значительные изменения поверхности Земли. Третичный ее период характеризуется теплым климатом и образованием ряда горных массивов (Анды, горная система от Пиренеев до Китая). Обособились современные моря – Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское. Сформировался Панамский перешеек. Все это привело к географической дифференциации флоры покрытосеменных. Весь третичный период – это развитие хвойных и лиственных лесов на земном шаре. Господствуют покрытосеменные, многочисленны некоторые реликтовые хвойные (мамонтово дерево, болотный кипарис).

К концу периода климат заметно похолодал: возникли лесостепи, а в Центральной Азии под влиянием степного климата сформировались травянистые ландшафты – луга и степи.

Четвертичные период характеризуется резким увеличением количества осадков и понижением температуры. Мощный ледяной покров в северном полушарии и продвижение льдов к югу ознаменовали начало ледникового периода. Растительность значительно изменила свой облик. Там, где она, пережив ледниковый период, двинулась за отступающими ледниками, сохранилось богатство и разнообразие лиственной и хвойной растительности.

Оледенение не затронуло Аляску и северо-восточную Азию, и здесь шло формирование новых северных видов. В тех районах, где отступление флоры ограничивали горы, растения погибли. Эпоха оледенения способствовала возникновению холодоустойчивых форм – травянистых и кустарниковых растений, шел отбор по признаку глубокого зимнего покоя и надежной защиты почек.

Покрытосеменные – потомки древних голосеменных – появились на Земле около 130 млн. лет назад. Двудольные и однодольные появились одновременно – в меловом периоде.

Дальнейшая эволюция этих классов шла независимо и параллельно. Покрытосеменные быстро расселились по все Земле и заняли разнообразные экологические ниши. Их преимущество – появление цветка, наличия двойного оплодотворения, развитие семян внутри плода.

Четвертичный период связан также с появлением и развитием человека как биологического вида. Человек стал мощной геологической силой, и его деятельность оказывает наибольшее воздействие на развитие растительного мира.

Человек изменяет окружающую среду, создает благоприятные условия для культивируемых им растений, выводит новые сорта.

Вместе с тем, его деятельность часто приводит к сокращению многообразия растительного мира, к гибели растений в результате загрязнения окружающей среды, разрушения почв, вырубки лесов.

В настоящее время во всех странах разрабатываются научные основы охраны растительного мира и его рационального использования.

История развития жизни в фанерозое

Эра	Периоды и эпоха	Начало, млн. лет назад	Длительность, млн. лет	Растительный и животный мир
Кайнозой	Четвертичный = антропогеновый	1,8 - 2	1,8 - 2	Состав флоры и фауны приближается к современному. Появление культурных растений.
	Неогеновый Палеогеновый	67± 3	65	Господство покрытосеменных, многочисленны некоторые ныне реликтовые хвойные (мамонтово дерево, болотный кипарис и т.д.). Расцвет млекопитающих и птиц.
Мезозой	Мел (эпохи раннего и позднего мела)	137± 5	70	В раннем мелу – господство современных голосеменных. Беннеттиты и часть саговников вымирают. Примерно 1,2 млрд. лет назад появляются первые покрытосеменные, в позднем мелу обилие как двудольных, так и однодольных, а также начало расцвета млекопитающих.
	Юра	195± 5	70	Преобладают различные голосеменные и многие папоротники. Расцвет рептилий. Появление первоптиц.
	Триас	230± 5	35	Преобладают саговники, беннеттиты, гинкговые и хвойные. Семенные папоротники вымирают. Господствуют рептилии, появление млекопитающих.
Палеозой	Пермь	285± 10	55	В поздней перми начинается господство голосеменных: саговников, архаичных хвойных, первых гинкговых. Вымирают древовидные хвощевидные и плауновидные, а из голосеменных - кордаиты.
	Карбон	350± 10	65	Обширны каменноугольные леса из папоротниковидных, плауновидных и хвощевидных. Появляются семенные папоротники. Обычны птеридоспермы, появляются саговники, кордаиты и хвойные. Вымирают псилофиты. Господство рыб и амфибий.
	Девон	405± 10	55	В конце девона появляются древнейшие голосеменные – птеридоспермы. Появляются грибы, мхи, папоротники, хвощи, плауны. В позднем девоне вымирают риниофиты. Из животных характерны амфибии, бескрылые насекомые, рыбы.
	Силур	440 ±10	35	В конце силура растения выходят на сушу. Появляются древнейшие риниофиты, псилофиты, некоторые мхи. Господствуют водоросли, морские беспозвоночные, возникают архаичные группы рыб.
	Ордовик	500± 15	70	Наземные растения неизвестны, разнообразие крупных многоклеточных водорослей. Господствуют бактерии, цианеи, зеленые, красные водоросли. Первые позвоночные – бесчелюстные.
	Кембрий	570 ±15	70	Наземные растения неизвестны, разнообразие водорослей, расцвет морских беспозвоночных, позвоночные отсутствуют.
	Протерозой	2600		Появляются зеленые, красные водоросли, сине-зеленые водоросли, цианобактерии.
	Архей	3500		Цианеи, бактерии

5