Меню

Что появилось у растений при выходе на сушу

Растения. Появление тканей и органов растений

Появление тканей и органов растений. Появление тканей и органов в эволюции растений было связано с выходом на сушу. У водорослей отсутствуют органы и специализированные ткани, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещённость, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.

Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворёнными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала всё растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.

Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.

Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворёнными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу. Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра – это потребовало развития механической ткани.

У высших растений различают вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворённых в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.

Генеративные органы – это спорангии, спороносные колоски, шишки и цветки, образующие плоды и семена. Они появляются в определённые периоды жизни и выполняют функции, связанные с размножением растений.

Источник

Выход растений на сушу

Жизнь зародилась в условиях водной среды, и в течение многих миллионов лет водная стихия оставалась колыбелью жизни. В этой стихии жизнь прошла свои первые описанные нами ступени и достигла большого разнообразия своих форм.

Если судить по ископаемым остаткам живых существ, то исключительно водный период жизни на Земле продолжался до конца силурийской эпохи палеозойской эры. Лишь в отложениях суши самого конца этой эпохи и начала следующей эпохи — девонской — были обнаружены окаменелые остатки и отпечатки, несомненно, наземных растений. Таким образом, 350—400 миллионов лет назад на Земле уже были настоящие сухопутные растения. Выход растений из воды на сушу знаменовал собой начало нового, исключительно важного этапа в развитии не только растительного мира, но и в истории всего живого населения Земли.

Условия наземного существования не только резко отличны от условий жизни в воде, они гораздо изменчивей и разнообразней.

Всё дальнейшее развитие органического мира пошло по пути приспособления к этой новой и гораздо более сложной среде. Действительно, в воде растение поглощало пищу всей поверхностью своего тела, на суше же необходимо иметь специальные органы для поглощения воды и минеральных веществ из почвы, с одной стороны, и газообразных веществ — углекислоты и кислорода — из атмосферы, с другой. В воде растение не нуждалось в тканях: механических, придающих прочность и устойчивость телу растения, защищающих тело растения с поверхности, в так называемых покровных и в проводящих воду. На суше же необходимость придать телу прочность, укрепить его в вертикальном положении и обеспечить проведение значительных количеств воды с растворёнными в ней минеральными солями могла быть разрешена лишь путём построения соответственных систем тканей в теле растения. В воде растению не угрожало высыхание, на суше же борьба с этой угрозой встала как первейшая жизненная необходимость; у растения должна была выработаться специальная покровная ткань, защищающая от высыхания все органы растения и особенно его нежные органы размножения. Одним словом, всё, что было приобретено растениями в течение длительной жизни в водной среде, должно было резко измениться в процессе приспособления к жизни на суше, в новых, резко изменённых условиях.

Только после выхода растений на сушу и известного развития зелёной наземной флоры на суше мог начать свое развитие и животный мир, который до этого развивался также в водной среде. С появлением наземной флоры могли поселиться на суше и другие гетеротрофные организмы, как бактерии и грибы, зависимые в своём питании от автотрофных растений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Выход растений на сушу?

Появление наземных, или высших, растений ознаменовало начало новой эры в жизни нашей планеты. Освоение растениями суши сопровождалось появлением новых, наземных, форм животных; сопряженная эволюция растений и животных привела к колоссальному разнообразию жизни на земле, изменила ее облик. Первые достоверные наземные растения, известные только по спорам, датируются началом силурийского периода . Из верхнесилурийских и нижнедевонских отложений по сохранившимся макроостаткам или по отпечаткам органов описаны наземные растения. Эти первые известные нам высшие растения объединены в группу риниофитов . Несмотря на анатомическую и морфологическую простоту строения, это были уже типичные наземные растения. Об этом свидетельствует наличие кутинизированной эпидермы с устьицами, развитой водопроводящей системы, состоящей из трахеид, и наличие многоклеточных спорангиев с кутинизированными спорами. Следовательно, можно предположить, что процесс освоения суши растениями начался значительно раньше — в кембрии или в ордовике .

Читайте также:  Растение для волокна 4 буквы

Предпосылок для появления наземных растений было, по-видимому, несколько. Во-первых, независимый ход эволюции растительного мира подготовил появление новых, более совершенных форм. Во-вторых, за счет фотосинтеза морских водорослей в атмосфере земли произошло увеличение количества кислорода; к началу силурийского периода оно достигло такой концентрации, при которой оказалась возможной жизнь на суше. В-третьих, в начале палеозойской эры на обширных территориях земли происходили крупнейшие горообразовательные процессы, в результате которых возникли Скандинавские горы, горы Тянь-Шань, Саяны. Это вызвало обмеление многих морей и постепенное появление суши на месте бывших мелких водоемов. Если раньше водоросли, населявшие литоральную зону, только в отдельные кратковременные периоды жизни оказывались вне воды, то по мере обмеления морей они переходили к более длительному пребыванию на суше. Это, очевидно, сопровождалось массовой гибелью водорослей; выживали лишь те немногие растения, которые смогли противостоять новым условиям жизни.

В ходе длительного эволюционного процесса возникали новые виды, постепенно формировавшие типичные наземные растения.

К сожалению, промежуточные формы палеонтологическая летопись не сохранила. Новая воздушно-наземная среда обитания оказалась чрезвычайно противоречивой, принципиально отличной от первоначальной водной. Прежде всего она характеризовалась повышенной солнечной радиацией, дефицитом влаги и сложными контрастами двухфазной воздушно-наземной среды. Вполне вероятно допустить, что у некоторых переходных форм в процессе обмена веществ мог вырабатываться кутин, который откладывался, на поверхности растений. Это было первым этапом формирования эпидермы . Чрезмерное выделение кутина неминуемо приводило к гибели растений, так как сплошная пленка кутина препятствовала газообмену. Только те растения, у которых выделялось умеренное количество кутина, смогли сформировать сложную специализированную ткань — эпидерму с устьицами, способную и защищать растение от высыхания, и осуществлять газообмен. Таким образом, важнейшей тканью наземных растений, без которой невозможно освоение суши, следует считать эпидерму. Однако возникновение эпидермы лишало наземные растения возможности поглощать воду всей поверхностью, как это происходит у водорослей.
У самых первых наземных растений, имевших еще небольшие размеры, поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов — одноклеточных или многоклеточных однорядных нитей. Однако по мере увеличения размеров тела происходил процесс формирования сложных специализированных органов — корней с корневыми волосками . По-видимому, образование корней, начавшееся с верхнедевонского периода, в разных систематических группах растений происходило разными путями.
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]

Источник

Что появилось у растений при выходе на сушу

Выход растений и животных на сушу – это важнейший этап эволюционного развития органического мира, на протяжении которого живые организмы освоили принципиально новую среду обитания.

История выхода растений и животных на сушу

В палеозое вследствие неоднократного затопления наземных частей континентов образовывались моря небольшой глубины. В них весьма активно развивалась жизнь. Климат значительной части суши того периода можно охарактеризовать как аридный, сухой с высокой температурой воздуха. Количество осадков в то время также было минимальным. При этом некоторые участки территории характеризовались влажным тропическим климатом. Ближе к концу палеозоя климат на планете стал еще более суровым, и это во многом обуславливало закономерности развития растительных организмов.

Готовые работы на аналогичную тему

На рубеже каменноугольного и пермского периодов ледники охватили следующие территории:

  • Южная Америка, Антарктида;
  • Африка и Индия;
  • Южная Австрия.

Биосфера палеозоя того времени оценивается по сведениям, которые были получены на основе исследования осадочных горных пород, и ископаемым остаткам, которые были обнаружены внутри них.

Если говорит о заре палеозоя, то можно отметить, что развитие животных и растений происходило в морских условиях. В это время господствовали различные группы водорослей. Именно в палеозое животные и растения впервые вышли на сушу. Это событие произошло в начале девона на берегах мелководных морей и сопровождалось формированием зарослей наземных древних групп – псилофитов. Согласно общепризнанной теории считается, что водоросли, обитающие вблизи берега «высунули голову на воздух», адаптировались к изменениям атмосферы и заселили приливно-отливную зону.

Филогенез – это процесс развития органического мира (в том числе и растений) в различные исторические эпохи протекающий с разнообразными особенностями.

В качестве предков современных наземных растений биологи чаще всего выделяют харовые водоросли. Они имеют ряд признаков анатомии тела, которые объединяют их с высшими растениями. Эта группа водорослей изначально формировалась на дне пресных и соленых водоемов в виде достаточно плотных зарослей.

Существует и другая теория о том, что первопроходцами суши могли стать мохообразные, а именно печеночники, которые обитали на наземных пленках из водорослей в мелководных водоемах и почве.

Этот факт подтверждается тем, что споры позднеордовикских и раннесилурийских отложений имеют много черт сходств со спорами печеночных мхов. При этом каким бы не был предок современных наземных растений, суша должна была покрыться растительностью уже к концу девона. Дело в том, что с начала следующего периода (каменноугольного) на планете Земля образовались уже практически все разновидности осадков.

На континентах в это время накопилось большое количество угля. В связи с этим на пути стока вод образовывались своеобразные растительные фильтры. Если бы такой естественный растительный фильтр не существовал, то остатки растений смешивались с песком и глиной.

В таком случае формировались обломочные породы, которые были обогащены растительными остатками и представляли собой углистые сланцы и углистые песчаниками, а не настоящий уголь.

В связи с этими событиями в начале каменноугольного периода прибрежная полоса была усеяна растениями, которые интенсивно отцеживали весь обломочный материал, сносимый с суши.

Освоение новой среды обитания содействовало возникновению различных адаптаций у многих живых организмов, в том числе и растений.

Возможные причины выхода растений на сушу

Среди основных причин выхода растений на сушу можно отметить:

  • в процессе жизнедеятельности бактерий сформировались некоторые новые слои почвы;
  • суша стала более защищенной от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, что было связано с тем, что в атмосфере появился озоновый слой. Это способствовало существенной смене климата;
  • климат менялся и стал умеренным и более влажным.
Читайте также:  У корнеотпрысковых растений корень выполняет функцию размножения

Таким образом, считается, что растения вышли на сушу, чтобы избежать поедания растительноядными животными, обитающими в водных пространствах. Также они искали новую почву, которая сформировалась в результате деятельности грибов и лишайников.

Примитивный тип почвы, который создавался строматолитами уже был пригоден для произрастания некоторых растений. Суша накопила большое количество органического вещества.

Тем самым выход растений на сушу стал крупнейшим ароморфозом в развитии жизни на Земле. Такое события было подготовлено предыдущим ходом органической и неорганической эволюции. Среди таких процессов можно выделить:

  • почвообразование;
  • накопление в атмосфере молекулярного кислорода;
  • формирование озонового экрана;
  • процесс дифференцировки клеток.

Считается, что сухопутные растений произошли от зеленых водорослей, так как в их клетках был обнаружен хлорофилл. Неизвестная предковая форма дала две эволюционные ветви: одна из них привела к возникновению риниофитов, а другая – к появлению мхов.

Первыми наземными растениями стали риниофиты, которые не имели отчетливого деления на стебли, корни, листья. Они занимали промежуточное положение между водорослями и наземными растениями.

У таких растений развивалась покровная и проводящая ткань, которая обеспечила им защиту от высыхания в наземно-воздушной среде и позволяли транспортировать растворы питательных веществ.

У наземных растений преобладал спорофит или то поколение, которое дает бесполые клетки или споры. У наземных растений также развивались специализированные функции. Например, в стеблях появились проводящие пучки, которые находились на нижней части побегов. Эти пучки напоминали корневые волоски. В дальнейшем происходила более сложная эволюция процессов размножения растений, которая привела к появлению настоящих современных наземных растений, имеющих возможности к более качественной адаптации к условиям суши и ее освоению.

Источник

Выход растений на сушу

И так, мы видим, что жизнь зародилась в условиях водной среды, и в течение многих миллионов лет водная стихия оставалась колыбелью жизни. В этой стихии жизнь прошла свои первые описанные нами ступени и достигла большого разнообразия своих форм.

Если судить по ископаемым остаткам живых существ, то исключительно водный период жизни на Земле продолжался до конца силурийской эпохи палеозойской эры. Лишь в отложениях суши самого конца этой эпохи и начала следующей эпохи-девонской — были обнаружены окаменелые остатки и отпечатки, несомненно, наземных растений. Таким образом, 350-400 миллионов лет назад на Земле уже были настоящие сухопутные растения. Выход растений из воды на сушу знаменовал собой начало нового, исключительно важного этапа в развитии не только растительного мира, но и в истории всего живого населения Земли.

Условия наземного существования не только резко отличны от условий жизни в воде, они гораздо изменчивей и разнообразней.

Всё дальнейшее развитие органического мира пошло по пути приспособления к этой новой и гораздо более сложной среде. Действительно, в воде растение поглощало пищу всей поверхностью своего тела, на суше же необходимо иметь специальные органы для поглощения воды и минеральных веществ из почвы, с одной стороны, и газообразных веществ — углекислоты и кислорода — из

атмосферы, с другой. В соде растение не нуждалось в тканях: механических, придающих прочность и устойчивость телу растения, защищающих тело растения с поверхности, в так называемых покровных и в проводящих воду. На суше же необходимость придать телу прочность, укрепить его в вертикальном положении и обеспечить проведение значительных количеств воды с растворёнными в ней минеральными солями могла быть разрешена лишь путём построения соответственных систем тканей в теле растения. В воде растению не угрожало высыхание, на суше же борьба с этой угрозой встала как первейшая жизненная необходимость; у растения должна была выработаться специальная покровная ткань, защищающая от высыхания все органы растения и особенно его нежные органы размножения. Одним словом, всё, что было приобретено растениями в течение длительной жизни в водной среде, должно было резко измениться в процессе приспособления к жизни на суше, в новых, резко изменённых условиях.

Только после выхода растений на сушу и известного развития зелёной наземной флоры на суше мог начать свое развитие и животный мир, который до этого развивался также в водной среде. С появлением наземной флоры могли поселиться на суше и другие гетеротрофные организмы, как бактерии и грибы, зависимые в своём питании от автотрофных растений.

Источник

Основные ароморфозы растений, позволившие занять сушу

Ароморфоз (морфофизиологический прогресс) — это возникновение в ходе эволюции признаков, значительно повышающих уровень организации живых организмов или уровень жизнедеятельности. Ароморфозы дают преимущества в борьбе за существование и дают возможность освоения новой среды обитания. К ароморфозам растений относят фотосинтез, многоклеточность, редукцию полового поколения (гаметофита) у высших растений.

При выходе растений на сушу, произошло достаточно много изменений в морфологии, анатомии и физиологии растений.

1. Образование и усложнение покровной ткани от тонкого эпидермиса (плотно сомкнутых клеток, лежащих одним слоем и покрытых кутикулой) до пробки (образующейся из эпидермиса или пробкового камбия (филлогена), состоящей из нескольких слоев мертвых клеток, чьи клеточные стенки содержат суберин или корки, которая заменяет пробку при росте побега в толщину.

2. Образование специальных структур, выполняющих функцию газообмена, устьица на листе (у наземных цветковых они на нижней, затененной стороне листа, а у ведущих полуводный образ жизни на верхней стороне листа) или молодой части побега там, где орган покрыт эпидермисом, и чечевички, образующиеся на пробке.

3. Образование механической ткани: колленхима, волокна и склереиды. Колленхима располагается под эпидермисом и входит в состав сосудисто-волокнистых пучков, живая ткань, клетки которой не лигнифицированы, волокна часто сопровождают ксилему и флоэму, склереиды распределены в паренхиме, и волокна и склереиды – мертвые лигнифицированные клетки. Общая функция всех типов механической ткани – поддержание органов растения в воздушной среде, где влияние силы тяжести больше, чем в водной, где также действует сила Архимеда.

Читайте также:  Категории редкости растений и животных

4. Появление проводящей ткани: сосуды и ситовидные трубки, обеспечивающие перенос воды и питательных веществ по всему организму растения, от места поглощения или образования до места использования или запасания.

5. Появление запасающей ткани, прежде всего ткани, запасающей воду. Первые зачатки такой ткани появляются у сфагновых мхов (мертвые лигнифицированные клетки, заполняющиеся водой в период ее изобилия).

6. Появление всасывающей ткани во всасывающей зоне корня, выполняющей функцию поглощения воды и минеральных солей.

7. Помимо образования новых типов тканей при выходе растений на сушу произошло также образование новых органов при дифференциации слоевища (таллома), характерного для низших растений (водорослей).

8. Уже у мохообразных происходит начальная дифференциация тела растения на побег и корень (у мохообразных появляются ризоиды), но уже у папоротникообразных появляются настоящий побег, на котором выделяются листья и стебель (или корневище), и корень. У голосеменных происходит дальнейшее развитие и усложнение этой системы, которая достигает своего совершенства, относительно других типов этой системы, в отделе покрытосеменных.

9. Новый орган- корень также имеет ряд особенностей, связанных с жизнью на суше, т. к. появление этого органа связано с выходом растений на сушу, Прежде всего, корень закрепляет растение в субстрате, кроме того, корень осуществляет поглощение веществ растением (вода и минеральные соли), в связи с этой функцией у корня имеется зона всасывания, образованная всасывающей тканью, проводящей системой, осуществляющей проведение этих веществ к побегу, а также проведение продуктов анаболизма растения (прежде всего продуктов фотосинтеза) к тканям корня.

10. Способность к синтезу кутина, обеспечило защиту от лишнего испарения воды тканями растения. Появление способности к синтезу лигнина, привело к образованию механических элементов в тканях растения.

11. Появление спор с прочными оболочками, способными переносить высыхание, приспособленными для переноса в воздушной среде (расселение ветром), а затем образование семени, защищающего зародыш спорофита от высыхания и других неблагоприятных факторов среды.

12. Переход к двум формам существования в жизненном цикле: гаметофит и спорофит, в дальнейшем развитие происходит по пути доминирования спорофита над гаметофитом, диплоидный спорофит может накапливать большее количество мутаций в гетерозиготном состоянии, что позволяет ему с большей скоростью реагировать на изменения среды, чем гаплоидному гаметофиту, в чьем генотипе содержится меньше генетических изменений, это повышает выживаемость гаметофита в стабильной среде, но снижает выживаемость в изменяющейся среде (считается, что водная среда более стабильна, чем воздушная.).

13. Переход распространения гамет и оплодотворения от водного (низшие, мохообразные), к капельному (папоротникообразные), а затем и полный отказ от использования воды: образование пыльцевой трубки, по которой безжгутиковый спермий проникает к яйцеклетке (голосеменные и покрытосеменные).

14. Появление корневого давления и транспирации, позволяющих поглощать воду из почвы и транспортировать ее к листьям, цветкам и плодам, за счет таких физических сил как капиллярные силы и неразрывность водяного столба в сосудах.

При выходе растений на сушу произошло образование огромного количества ароморфозов, позволивших растениям занять новую для них среду обитания.

Основная ботаническая дисциплина — систематика растений — разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы — таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений.

Таксономические характеристики в ботанике:
Царство — Растения или растительный мир
· Подцарство
· Отдел (группа)
· Подотдел (подгруппа)
· Класс
· Подкласс
· Порядок
· Семейство
· Род
· Вид

Царство растения по древности происхождения, строению и образу жизни делятся на два больших подцарства: низ­шие и высшие.

НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ(слоевцовые, или талломные, растения) — подцарство растений. Тело низшего растения (таллом, или слоевище) не расчленено на корень, стебель и лист. Среди них много одно­клеточных и колониальных форм. Низшие растения развиваются в водной или влажной среде (за некоторым исключением). К ним относятся Красные водоросли (Багрянки), Настоящие водоросли и Лишайники.

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ — подцарство растений. Синонимы — зародышевые растения (Embryobionta, Embryophyta), побеговые растения (Cormophyta, Cormobionta), теломные растения (Telomophyta, Telomobionta). В отличие от низших растений тело высших растений разделено на специализированные органы — листья, стебель и корень. Для высших растений характерны в основном наземные условия суще­ствования. Насчитывают свыше 300 тысяч видов. К высшим растениям относятся отделы: риниофиты, моховидные, псилотовидные; плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и цветковые (покрытосеменные) растения. Моховидные, Плауновидные, Хвощевид­ные, Папоротниковидные расселяются при помощи спор (споровые), Голосеменные и Покрытосемен­ные (Цветковые) — при помощи семян (семенные).

Размножение растений.Для всех высших растений характерно чередование в жизненном цикле полового и бесполого размножения и связанное с этим чередование поколений (фаз развития) — гаплоидной (п) (гаметофит) и диплоидной (2п) (спорофит). На спорофите возникают мешковидные образования — спорангии (органы бесполого размножения), в которых в результате спорогенеза, со­провождающегося мейотическим делением, формируются гаплоидные споры. Из спор развивается гаметофит. На нем формируются особые половые структуры — гаметангии (органы полового размножения), в которых образуют­ся гаметы.

Мужские половые органы, где формируются спермато­зоиды, называются антеридии, женские половые органы, где формируются яйцеклетки, называются архегонии. Если на гаметофите развиваются и архегонии, и антеридии, то он называется обоеполым, если только антеридии, то муж­ским, если только архегонии, то женским. При слиянии гамет образуется зигота. Из зиготы развивается споро­фит.

Эволюция растений шла в направлении увеличения раз­меров бесполого поколения (спорофита) и редукции поло­вого поколения (гаметофита). У подавляющего большин­ства высших растений (за исключением моховидных) в жизненном цикле преобладает спорофитная фаза.

ПОДЦАРСТВО ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ, ИЛИ ВЫСШИЕ СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ

К высшим споровым растениям относятся моховидные, плауновидные, хвощевидные, пслотовидные и папоротниковидные.

Источник