Развитие растительного мира на Земле

Название|Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) Группа|Голосеменные (Gymnospermae) Среда|Светлые хвойные и смешанные леса умеренного пояса Факты|Семяпочки лежат открыто на чешуях шишек; оплодотворение не зависит от воды — пыльцевая трубка прорастает к яйцеклетке

Определение. Эволюция растений

Эволюция растений — необратимый процесс исторического развития растительного мира, в ходе которого от простых водных форм (водорослей) последовательно возникли более сложные наземные группы: мхи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные. Основное направление эволюции — выход на сушу и возрастающая независимость размножения от воды.

Путь эволюции|Водоросли → Мхи → Папоротники → Голосеменные → Покрытосеменные Ключевые «изобретения»|Ткани и органы → семя → цветок и плод Главный тренд|Уменьшение зависимости от воды в размножении

Определение. Водоросли — предки наземных растений

Водоросли (низшие растения) — самые древние растения, тело которых (слоевище, таллом) не разделено на ткани и органы. Живут преимущественно в воде. Именно от древних зелёных водорослей произошли все высшие (наземные) растения.

Термин|Слоевище (таллом) Что это|Тело низших растений, не разделённое на корень, стебель и листья Особенность|Нет тканей и органов; весь организм — одна «пластинка» или «нить» Пример|Хламидомонада, спирогира, ламинария

Определение. Мхи — первые наземные растения

Мхи (отдел Моховидные, Bryophyta) — высшие споровые растения, первыми освоившие сушу, но сохранившие зависимость от воды. У них нет настоящих корней (только ризоиды), проводящие ткани развиты слабо, поэтому мхи низкорослы и живут во влажных местах.

Термин|Ризоиды Что это|Нитевидные выросты клеток у мхов, служащие для прикрепления к субстрату Отличие от корней|Не всасывают воду активно; воду мох поглощает всей поверхностью тела

Определение. Папоротники — сосудистые споровые растения

Папоротники (отдел Папоротниковидные, Polypodiophyta) — высшие споровые растения с настоящими корнями, стеблями, листьями и хорошо развитыми проводящими тканями (ксилема, флоэма). Благодаря этому они могут быть крупными. Однако размножаются спорами, и для оплодотворения им по-прежнему нужна вода.

Термин|Спора Что это|Клетка бесполого размножения, из которой развивается новый организм без слияния с другой клеткой Особенность|Споры разносятся ветром и водой, но прорастают только во влажной среде

Определение. Голосеменные — первые семенные растения

Голосеменные (отдел Gymnospermae) — семенные растения, у которых семяпочки и семена расположены открыто на чешуях шишек и не защищены завязью. Появление семени — крупный ароморфоз: семя содержит зародыш и запас питательных веществ под защитной оболочкой, а оплодотворение происходит без воды (пыльцевая трубка).

Термин|Семя Что это|Орган размножения и расселения семенных растений, содержащий зародыш и запас питательных веществ Преимущество над спорой|Запас питания + защитная оболочка позволяют зародышу пережить неблагоприятные условия и дать начало новому растению без воды

Определение. Покрытосеменные — господствующая группа

Покрытосеменные (цветковые, отдел Magnoliophyta) — высшие растения, у которых семена развиваются внутри плода, а органом полового размножения служит цветок. Это самая молодая и самая многочисленная группа растений (около 280 000 видов).

Термин|Цветок Что это|Укороченный видоизменённый побег, орган полового размножения покрытосеменных Роль|Привлекает опылителей (насекомых, птиц), обеспечивая эффективное опыление

Термин|Плод Что это|Орган покрытосеменных, развивающийся из завязи цветка и содержащий семена Роль|Защищает семена и способствует их распространению (животными, ветром, водой)

Сравнительная характеристика отделов растений

Признак	Водоросли	Мхи	Папоротники	Голосеменные	Покрытосеменные
Среда	Вода	Влажная суша	Влажная суша	Суша	Суша
Настоящие корни	Нет	Нет (ризоиды)	Есть	Есть	Есть
Проводящие ткани	Нет	Слабо развиты	Есть	Есть	Есть
Орган размножения	—	Спора	Спора	Семя	Семя
Цветок и плод	Нет	Нет	Нет	Нет	Есть
Зависимость от воды при оплодотворении	Полная	Есть	Есть	Нет	Нет

Ароморфозы в эволюции растений

Ароморфоз — крупное эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации и открывающее новые возможности для освоения среды.

title: Ключевые ароморфозы на пути к суше chain:

• cause: Появление тканей и органов (корень, стебель, лист) у первых высших растений effect: Растения смогли закрепиться в почве и проводить воду и питательные вещества по телу
• cause: Появление семени у голосеменных effect: Размножение перестало зависеть от воды; зародыш получил запас питания и защиту
• cause: Появление цветка и плода у покрытосеменных effect: Опыление насекомыми и защита семян плодом сделали размножение максимально эффективным outcome: Каждый ароморфоз позволял новой группе осваивать всё более сухие и разнообразные местообитания

Геологическое прошлое: как менялся растительный мир

Растительный мир развивался вместе с историей Земли. В палеозойскую эру растения вышли на сушу: сначала мхи и папоротники, а в каменноугольном периоде (около 300 млн лет назад) гигантские папоротники, хвощи и плауны образовали леса, из которых образовался каменный уголь.

В мезозойскую эру господствовали голосеменные. В кайнозойскую эру (последние ~66 млн лет) расцвели покрытосеменные, которые господствуют и сегодня.

Эра|Палеозой|Мезозой|Кайнозой Господствующие растения|Водоросли, затем мхи и папоротники|Голосеменные|Покрытосеменные Ключевое событие|Выход на сушу, каменноугольные леса|Расцвет хвойных|Расцвет цветковых

Значение эволюции растений для человека

Каждая группа растений оставила след, важный для человека. Из остатков каменноугольных лесов образовался каменный уголь — топливо промышленной революции. Мхи образовали торф. Современное сельское хозяйство основано почти исключительно на покрытосеменных (пшеница, рис, кукуруза, картофель, фрукты).

Важно! Главные различия групп

⚠️ Мхи и папоротники размножаются спорами, и для их оплодотворения нужна вода. Голосеменные и покрытосеменные размножаются семенами, и вода для оплодотворения им не нужна. Это главный рубеж в эволюции растений.

⚠️ Голосеменные и покрытосеменные — обе группы семенные, но у голосеменных семена голые (на чешуях шишки), а у покрытосеменных покрыты плодом. Цветок и плод есть только у покрытосеменных.