Sėkla. Kada augalai atsirado žemėje? Žydintys augalai ir jų sėklos

Pirmieji sausumos augalai ir gyvūnai

KUR KILO GYVENIMAS Gyvybė atsirado vandenyje. Čia pasirodė pirmieji augalai – dumbliai. Tačiau tam tikru momentu atsirado žemė, kurią reikėjo apgyvendinti. Gyvūnų pradininkės buvo skiltinės žuvys. O tarp augalų?

KAIP ATRODO PIRMIEJI AUGALAI Kadaise mūsų planetoje gyveno augalai, kurie turėjo tik stiebą. Jie buvo pritvirtinti prie žemės specialiomis ataugomis – rizoidais. Tai buvo pirmieji augalai, pasiekę žemę. Mokslininkai juos vadina psilofitais. Tai lotyniškas žodis. Išvertus tai reiškia „nuogi augalai“. Psilofitai tikrai atrodė „nuogi“. Jie turėjo tik išsišakojusius stiebus su ataugomis ir kamuoliukus, kuriuose buvo laikomos sporos. Jie labai panašūs į „svetimus augalus“, kurie vaizduojami mokslinės fantastikos istorijų iliustracijose. Psilofitai buvo pirmieji sausumos augalai, tačiau jie gyveno tik pelkėtose vietose, nes neturėjo šaknų ir negalėjo gauti vandens bei maistinių medžiagų iš dirvožemio. Mokslininkai mano, kad šie augalai ant pliko planetos paviršiaus kadaise sukūrė ištisus didžiulius kilimus. Buvo ir mažyčių augalų, ir labai didelių, aukštesnių už žmogaus ūgį.

PIRMIEJI GYVŪNAI ŽEMĖJE Seniausi gyvūnų gyvybės pėdsakai Žemėje siekia milijardą metų, tačiau pačių seniausių gyvūnų fosilijų amžius siekia apie 600 milijonų metų, datuojamas Vendų periodu. Pirmieji gyvūnai, atsiradę Žemėje dėl evoliucijos, buvo mikroskopiškai maži ir minkšto kūno. Jie gyveno jūros dugne arba dugno purve. Tokie padarai vargu ar galėtų suakmenėti, o vienintelis jų egzistavimo paslapties užuominas yra netiesioginiai pėdsakai, pavyzdžiui, skylių ar praėjimų liekanos. Tačiau nepaisant mažo dydžio, šie seniausi gyvūnai buvo atsparūs ir iš jų atsirado pirmieji žinomi gyvūnai Žemėje – Ediacaran fauna.

Gyvybės evoliucija Žemėje prasidėjo nuo pirmosios gyvos būtybės atsiradimo – maždaug prieš 3,7 milijardo metų – ir tęsiasi iki šiol. Visų organizmų panašumai rodo, kad yra bendras protėvis, iš kurio kilo visi kiti gyviai.

VISI

psilofitai (Psilophyta), seniausia ir primityviausia išnykusi aukštesniųjų augalų grupė (padalinys). Jiems buvo būdingas sporangijų viršūninis išsidėstymas (žr. Sporangium) ir vienodas sporingumas, šaknų ir lapų nebuvimas, dichotominis arba dvikopinis (pseudomonopodinis) išsišakojimas ir primityvi anatominė struktūra. Laidumo sistema yra tipiška Protostele. Protoksilemas buvo ksilemos centre; metaksilemą sudarė tracheidės su žieduotais arba (rečiau) skaliariniais sustorėjimais. Atraminių audinių nebuvo. R. dar neturėjo antrinio augimo galimybių (jie turėjo tik viršūnines meristemas (žr. Meristemą). Sporangijos yra primityvios, nuo sferinės (apie 1 mm skersmens) iki pailgos cilindrinės (iki 12 mm ilgio), storasienės. R. gametofitai nėra patikimai žinomi (kai kurie autoriai gametofitais laiko horizontalius į šakniastiebius panašius organus – vadinamuosius rizomoidus).

R. augo drėgnose ir pelkėtose vietose, taip pat sekliuose pajūrio vandenyse. R. skyrius apima vieną klasę – rhyniopsida (Rhyniopsida), su dviem būriais: Rhyniales (šeimos Cooksoniaceae, Rhyniaceae, Hedeiaceae) ir Psilophytales (šeimos Psilophytaceae). Rhyniales būriui būdingas dvilypis išsišakojimas ir plona, ​​menkai išsivysčiusi stela. Tracheidų ksilemas su žiedo formos sustorėjimais. Seniausias R. atstovas yra Cooksonia gentis, iš pradžių aptikta Velse vėlyvojo Silūro periodo telkiniuose (maždaug prieš 400 mln. metų). Labiausiai ištirtos žemutinio devono gentys yra rinijos ir iš dalies horneofitas, kuriose šakniastiebiai (stiebai, besitęsiantys nuo jo aukštyn, daugybė šakniastiebių, besitęsiančių žemyn) buvo išpjaustyti į aiškiai išsidėsčiusius gumbinius segmentus, neturinčius laidžių audinių ir susidedančius tik iš parenchimos ląstelių. Manoma, kad evoliucijos procese R. šakniastiebiai davė šaknis. Abiejose gentyse sporanginė sienelė buvo daugiasluoksnė, padengta kutikule (žr. Kutikulė). Horneofitui būdinga savita sporinė ertmė, kuri suformuoja kupolą, skliautiškai dengiantį centrinę sterilaus audinio koloną, kuri yra stiebo floemos tąsa. Tokiu būdu horneofitas primena šiuolaikinį Sphagnum. Rhinium šeimai taip pat priklauso Teniokrada gentis, kurios daugelis rūšių suformavo povandeninius krūmynus viduriniame ir aukštutiniame devone. Žemutinio devono Hedea ir Yaravia gentys kartais priskiriamos atskirai Hedeidae šeimai. Žemutinio devono gentis Sciadophyte, paprastai priskiriama atskirai Sciadophyte šeimai, yra nedidelis augalas, susidedantis iš paprastų arba silpnai dichotomizuotų plonų stiebų rozetės su stela. Psilophytales būriui būdingas dvikopinis išsišakojimas ir stipriau išsivysčiusi stela. Žymiausioje gentyje psilofitai (iš Žemutinio devono telkinių Rytų Kanadoje) nevienodai išsivysčiusios šakos sudarė klaidingą pagrindinę dichopodium ašį su plonesnėmis šoninėmis šakomis: stiebą juosė iškirptas epidermis su stomatomis; stiebo paviršius buvo plikas arba padengtas 2-2,5 mm ilgio dygliukais, kurių galai išsiplėtė diskiškai, o tai tikriausiai rodė jų sekrecinį vaidmenį. Sporangijos atsivėrė išilginiu įtrūkimu. Psilofitams artimos žemutinio devono trimerofitų ir pertika gentys.

Augalų sandaros ir jų evoliucinių ryšių tyrimas turi didelę reikšmę aukštesniųjų augalų evoliucinei morfologijai ir filogenezei. Matyt, pirminis aukštesniųjų augalų sporofito organas buvo dichotomiškai išsišakojęs stiebas su viršūninėmis sporangijomis; šaknys ir lapai išsivystė vėliau nei sporangija ir stiebas. Visiškai pagrįsta R. laikyti pradine protėvių grupe, iš kurios kilę briofitai, likofitai, asiūkliai ir paparčiai. Kitu požiūriu, briofitai ir likofitai turi tik bendrą kilmę su R.

Lit.: Paleontologijos pagrindai. Dumbliai, briofitai, psilofitai, likofitai, nariuotakojai, paparčiai, M., 1963; Traite de paleobotanique, t. 2, Bryophyta. Psilophyta. Lycophyta, P., 1967 m.

A. L. Takhtadžianas.

Planeta Žemė susiformavo daugiau nei prieš 4,5 milijardo metų. Pirmosios vienaląstės gyvybės formos atsirado gal prieš maždaug 3 milijardus metų. Iš pradžių tai buvo bakterijos. Jie priskiriami prokariotams, nes neturi ląstelės branduolio. Eukariotų (turinčių ląstelėse branduolius) organizmai atsirado vėliau.

Augalai yra eukariotai, galintys fotosintezė. Evoliucijos procese fotosintezė atsirado anksčiau nei eukariotai. Tuo metu jis egzistavo kai kuriose bakterijose. Tai buvo mėlynai žalios bakterijos (cianobakterijos). Kai kurie iš jų išliko iki šių dienų.

Remiantis labiausiai paplitusia evoliucijos hipoteze, augalo ląstelė susidarė į heterotrofinę eukariotinę ląstelę patekus fotosintetinės bakterijos, kuri nebuvo virškinama. Be to, evoliucijos procesas paskatino vienaląstį eukariotinį fotosintetinį organizmą su chloroplastais (jų pirmtakais). Taip atsirado vienaląsčiai dumbliai.

Kitas augalų evoliucijos etapas buvo daugialąsčių dumblių atsiradimas. Jie pasiekė didelę įvairovę ir gyveno tik vandenyje.

Žemės paviršius neliko nepakitęs. Ten, kur kilo žemės pluta, pamažu atsirado žemė. Gyvi organizmai turėjo prisitaikyti prie naujų sąlygų. Kai kurie senovės dumbliai pamažu sugebėjo prisitaikyti prie sausumos gyvenimo būdo. Evoliucijos procese jų struktūra tapo sudėtingesnė, atsirado audiniai, pirmiausia vientisi ir laidūs.

Pirmaisiais sausumos augalais laikomi psilofitai, atsiradę maždaug prieš 400 mln. Jie neišliko iki šių dienų.

Tolesnė augalų evoliucija, susijusi su jų struktūros komplikacija, vyko sausumoje.

Psilofitų laikais klimatas buvo šiltas ir drėgnas. Psilofitai augo prie vandens telkinių. Jie turėjo šakniastiebius (kaip šaknis), su kuriais įsitvirtindavo dirvoje ir sugerdavo vandenį. Tačiau jie neturėjo tikrų vegetatyvinių organų (šaknų, stiebų ir lapų). Vandens ir organinių medžiagų judėjimą visame augale užtikrino atsirandantis laidus audinys.

Vėliau iš psilofitų išsivystė paparčiai ir samanos. Šie augalai yra sudėtingesnės struktūros, turi stiebus ir lapus, geriau prisitaikę gyventi sausumoje. Tačiau, kaip ir psilofitai, jie liko priklausomi nuo vandens. Lytinio dauginimosi metu, kad spermatozoidai pasiektų kiaušinėlį, jiems reikia vandens. Todėl jie negalėjo „nueiti“ toli nuo drėgnų buveinių.

Anglies periodu (maždaug prieš 300 mln. metų), kai klimatas buvo drėgnas, paparčiai sulaukdavo aušros, planetoje išaugo daugelis jų medžių formų. Vėliau, mirdami, jie suformavo anglies telkinius.

Kai klimatas Žemėje pradėjo šaltėti ir sausėti, paparčiai pradėjo masiškai nykti. Tačiau kai kurios jų rūšys prieš tai davė pradžią vadinamiesiems sėkliniams paparčiams, kurie iš tikrųjų jau buvo gimnasėkliai. Vėlesnėje augalų evoliucijoje sėkliniai paparčiai išnyko, todėl atsirado kitų gimnasėklių. Vėliau atsirado labiau pažengę gimnasėkliai – spygliuočiai.

Pirmieji augalai Žemėje

Apdulkinimas įvyko vėjo pagalba. Vietoj spermatozoidų (judrių formų) jie suformavo spermatozoidus (stacionarias formas), kurie buvo pristatyti į kiaušinėlį specialiomis žiedadulkių grūdelių formomis. Be to, gimnasėkliai gamino ne sporas, o sėklas, kuriose yra maistinių medžiagų.

Tolesnė augalų evoliucija pasižymėjo gaubtasėklių (žydinčių augalų) atsiradimu. Tai įvyko maždaug prieš 130 milijonų metų. Ir maždaug prieš 60 milijonų metų jie pradėjo dominuoti Žemėje. Palyginti su gimnasėkliais, žydintys augalai geriau prisitaikę gyventi sausumoje. Galima sakyti, kad jie pradėjo labiau išnaudoti aplinkos galimybes. Taigi jų apdulkinimas pradėjo vykti ne tik vėjo, bet ir vabzdžių pagalba. Tai padidino apdulkinimo efektyvumą. Angiosperm sėklos randamos vaisiuose, kurios leidžia jiems efektyviau plisti. Be to, žydintys augalai turi sudėtingesnę audinių struktūrą, pavyzdžiui, laidžiojoje sistemoje.

Šiuo metu gaubtasėkliai yra gausiausia augalų grupė pagal rūšių skaičių.

Pagrindinis straipsnis: Paparčiai

Rhinofitai yra išnykusi augalų grupė. Kai kurie mokslininkai juos laiko samanų, paparčių, asiūklių ir samanų protėviais. Kiti teigia, kad riniofitai kolonizavo žemę tuo pačiu metu kaip ir samanos.

Pirmieji sausumos augalai – rinofitai – atsirado maždaug prieš 400 milijonų metų. Jų kūną sudarė žalios šakelės. Kiekviena šaka išsišakojusi, dalijasi į dvi dalis. Šakelių ląstelėse buvo chlorofilo ir įvyko fotosintezė. Medžiaga iš svetainės http://wikiwhat.ru

Rhinofitai augo drėgnose vietose. Juos prie dirvos pritvirtino rizoidai – ataugos horizontaliai išsidėsčiusių šakelių paviršiuje.

Pirmieji sausumos augalai

Šakų galuose buvo sporinės dalys, kuriose subrendo sporos. Rinofituose jau pradėjo formuotis laidūs ir mechaniniai audiniai. Evoliucijos procese, vykstant paveldimiems pokyčiams ir natūraliai atrankai, rinofitų šakų paviršiuje susidarė vientisas audinys su stomomis su vandens garavimą reguliuojančiomis stomomis.

Nuotraukos (nuotraukos, piešiniai)

Medžiaga iš svetainės http://WikiWhat.ru

Šiame puslapyje yra medžiagos šiomis temomis:

• Rinofitų ir paparčių laidūs vidiniai ir mechaniniai audiniai

• Rhionophyta gyvavimo ciklo diagrama

• Rhinophytes istorijos atsakymas

• Paskelbkite pirmąjį žemės augalą

• Kada ir iš kokios dumblių grupės atsirado pirmieji reniofitai?

Aukštųjų augalų kilmė ir taksonomija.

Aukštesni augalai tikriausiai išsivystė iš kokių nors dumblių. Tai liudija faktas, kad geologinėje augalų pasaulio istorijoje prieš aukštesniuosius augalus buvo dumbliai. Šią prielaidą patvirtina ir šie faktai: seniausios išnykusios aukštesniųjų augalų grupės – riniofitų – panašumas su dumbliais, labai panašus jų šakojimosi pobūdis; aukštesnių augalų ir daugelio dumblių kartų kaitos panašumas; žvynelių buvimas ir gebėjimas savarankiškai plaukti daugelio aukštesnių augalų vyriškose lytinėse ląstelėse; chloroplastų struktūros ir funkcijos panašumai.

Manoma, kad aukštesni augalai greičiausiai kilę iš žali dumbliai, gėlo arba sūroko vandens. Jie turėjo daugialąstę gametangiją, izomorfinę kartų kaitą vystymosi cikle.

Pirmieji iškastinio pavidalo sausumos augalai buvo rinofitai(sloga, raginė, horneofitonas, sporogonitai, psilofitas ir kt.).

Pasiekę žemę aukštesni augalai vystėsi dviem pagrindinėmis kryptimis ir suformavo dvi dideles evoliucines šakas – haploidinę ir diploidinę.

Aukštesniųjų augalų evoliucijos haploidinę šaką reprezentuoja bryofitų skyrius. Samanų vystymosi cikle vyrauja gametofitas – lytinė karta (pats augalas), o sporofitas – nelytinė karta – redukuojamas ir jį vaizduoja sporogonas dėžutės pavidalu ant kotelio.

Antrajai aukštesniųjų augalų evoliucinei šakai atstovauja visi kiti aukštesni augalai.

Sporofitas sausumos sąlygomis pasirodė esąs gyvybingesnis ir prisitaikęs prie įvairių aplinkos sąlygų. Ši augalų grupė sėkmingiau užkariavo žemę.

Šiuo metu aukštesniuose augaluose yra daugiau nei 300 000 rūšių. Jie dominuoja Žemėje, gyvena nuo Arkties teritorijų iki pusiaujo, nuo drėgnų tropikų iki sausų dykumų. Jos formuoja įvairaus tipo augaliją – miškus, pievas, pelkes, užpildo vandens telkinius. Daugelis jų pasiekia milžiniškus dydžius.

Aukštųjų augalų taksonomija yra botanikos šaka, kuri kuria natūralią aukštesniųjų augalų klasifikaciją, pagrįstą taksonominių vienetų tyrimu ir identifikavimu, bei nustato tarp jų šeimyninius ryšius jų istorinėje raidoje. Svarbiausios sistematikos sąvokos yra taksonominės (sisteminės) kategorijos ir taksonai.

Augalų evoliucija

Pagal botaninės nomenklatūros taisykles pagrindinės taksonominės kategorijos yra: rūšis (rūšis), gentis (genus), šeima (familia), būrys (ordo), klasė (classis), departamentas (devisio), karalystė (regnum). Jei reikia, gali būti naudojamos tarpinės kategorijos, pavyzdžiui, porūšis, porūšis, subfamilia, superordo, superregnum.

Rūšims nuo 1753 m. – knygos išleidimo data K. Linėjus„Augalų rūšys“ – priimta dvinariai vardai, susidedantis iš dviejų lotyniškų žodžių. Pirmasis nurodo gentį, kuriai priklauso rūšis, antrasis - specifinį epitetą: pavyzdžiui, lipnus alksnis - Alnus glutinosa.

Augalų šeimoms galūnė yra aceae, būriams - ales, poklasiams - idae, klasėms - psida, skyriams - fita. Standartinis vienavardis pavadinimas remiasi į šią šeimą, būrį, klasę ir pan. priklausančios genties pavadinimu.

Šiuolaikinis mokslas apie organinį pasaulį padalija gyvus organizmus į dvi superkaralystes: ikibranduolinius organizmus (Procariota) ir branduolinius organizmus (Eucariota). Ikibranduolinių organizmų superkaralystei atstovauja viena karalystė – sparnuočiai (Mychota) su dviem subkaralystėmis: bakterijomis (Bacteriobionta) ir cianotėmis, arba melsvadumbliais (Cyanobionta).

Branduolinių organizmų superkaralystę sudaro trys karalystės: gyvūnų (Animalia), grybų (Mycetalia, Fungi arba Mycota) ir augalų (Vegetabilia arba Plantae).

Gyvūnų karalystė yra padalinta į dvi subkaralystes: pirmuonius ir daugialąsčius gyvūnus (Metazoa).

Grybų karalystė skirstoma į dvi subkaralystes: žemesniuosius (Myxobionta) ir aukštesniuosius (Mycobionta).

Augalų karalystę sudaro trys subkaralystes: raudona(Rhodobionta), tikri jūros dumbliai(Phycobionta) ir aukštesni augalai(Embryobionta).

1 klausimas. Kada atsirado pirmieji sausumos augalai?
Paleozojaus eros pradžioje augalai gyveno daugiausia jūrose, tačiau Ordovike – Silūre atsirado pirmieji sausumos augalai – psilofitai (1 pav.).

Ryžiai. 1. Pirmasis žemės augalas

Tai buvo maži augalai, užimantys tarpinę padėtį tarp dumblių ir sausumos kraujagyslių augalų. Psilofitai jau turėjo laidžiąją (kraujagyslių) sistemą, pirmuosius menkai diferencijuotus audinius ir galėjo sustiprėti dirvoje, nors šaknų (kaip ir kitų vegetatyvinių organų) dar nebuvo. Tolesnė augalų evoliucija sausumoje buvo skirta organizmo diferencijavimui į vegetatyvinius organus ir audinius bei kraujagyslių sistemos gerinimui (užtikrinant greitą vandens kilimą į aukštį).

2 klausimas. Kokia kryptimi pasuko augalų evoliucija sausumoje?
Pasirodžius psilofitams, augalų evoliucija sausumoje pakrypo kūno dalijimosi į vegetatyvinius organus ir audinius bei kraujagyslių sistemos gerinimo (užtikrinant greitą vandens judėjimą į aukštį) kryptimi. Jau sausringame devone buvo plačiai paplitę asiūkliai, samanos ir pteridofitai. Sausumos augmenija dar labiau išsivystė karbono periodu (angl. Carboniferous), kuriam būdingas drėgnas ir šiltas klimatas ištisus metus. Atsiranda gimnasėkliai, kilę iš sėklinių paparčių. Perėjimas prie dauginimo sėklomis davė daug privalumų: embrionas sėklose yra apsaugotas nuo nepalankių sąlygų membranomis ir aprūpinamas maistu, turi diploidinį chromosomų skaičių. Kai kuriuose gimnosėkliuose (spygliuočiuose) lytinio dauginimosi procesas nebėra susijęs su vandeniu. Gimnosėklių apdulkinimą vykdo vėjas, o sėklos yra pritaikytos platinti gyvūnams. Šie ir kiti pranašumai prisidėjo prie plataus sėklinių augalų paplitimo. Stambūs sporiniai augalai permo periodu išnyksta dėl džiūstančio klimato.

3 klausimas. Apibūdinkite gyvūnų evoliuciją paleozojaus epochoje.
Paleozojaus eros fauna vystėsi itin sparčiai ir buvo atstovaujama daugybe įvairių formų. Gyvenimas jūrose klesti. Kambro laikotarpiu jau egzistavo visos pagrindinės gyvūnų rūšys, išskyrus chordatus. Kempinės, koralai, dygiaodžiai, įvairūs moliuskai, didžiuliai plėšrūs vėžiagyviai – tai neišsamus Kambrijos jūrų gyventojų sąrašas.
Ordovike tęsėsi pagrindinių tipų tobulinimas ir specializacija. Pirmą kartą aptinkamos gyvūnų, turinčių vidinį ašinį skeletą, liekanos – bežandikaulių stuburinių, kurių tolimi palikuonys yra šiuolaikiniai nėgiai ir žiobriai. Šių savotiškų organizmų burna buvo paprasta anga, vedanti į virškinamąjį traktą. Virškinimo vamzdelio priekinė dalis buvo pradurta žiaunų plyšiais, tarp kurių buvo atraminiai kremzliniai žiaunų lankai. Bežandikauliai gyvūnai maitinosi dumblėtame upių ir ežerų dugne gyvenusiais organizmais ir detritu (organinėmis liekanomis), siurbdami maistą į burną. Kai kuriems gyvūnams be žandikaulio atsirado žiaunų lankų padalijimas, dėl kurio žiaunų raumenų pagalba buvo galima pakeisti ryklės spindį ir dėl to išlaikyti mobilų grobį, patekusį į virškinimo vamzdelį.
Sugriebiamos burnos dalies atsiradimas - didelė aromorfozė - sukėlė visos stuburinių gyvūnų organizacijos pertvarkymą.
Suporuotų pelekų – galūnių – atsiradimas yra kita pagrindinė aromorfozė stuburinių gyvūnų evoliucijoje.
Silūro laikotarpiu pirmieji oru kvėpuojantys gyvūnai – nariuotakojai – į sausumą atkeliavo kartu su psilofitais. Rezervuaruose tęsėsi intensyvus apatinių stuburinių gyvūnų vystymasis. Daroma prielaida, kad stuburiniai gyvūnai atsirado sekliuose gėlo vandens telkiniuose ir tik tada persikėlė į jūras. Devono laikotarpis pasižymėjo kitų nariuotakojų – vorų – vystymu sausumoje; laikotarpio pabaigoje pasirodo pirmieji sausumos stuburiniai gyvūnai – varliagyviai (stegocefalai). Karbono periodu pasirodė ropliai (kotilozaurai), skraidantys vabzdžiai ir plaučių moliuskai. Paskutiniuoju, permo periodu paleozojaus epochoje buvo stebimas spartus sistemingų roplių grupių vystymasis ir gausėjimas; atsiranda gyvūnų dantytų roplių – žinduolių protėviai.

4 klausimas. Kokios stuburinių gyvūnų struktūros ypatybės buvo prielaidos jiems atsirasti sausumoje?
Silūro laikotarpiu pirmieji oru kvėpuojantys gyvūnai nariuotakojai į sausumą atkeliavo kartu su psilofitais. Rezervuaruose tęsėsi intensyvus apatinių stuburinių gyvūnų vystymasis. Daroma prielaida, kad stuburiniai gyvūnai atsirado sekliuose gėlo vandens telkiniuose ir tik tada persikėlė į jūras. Devono laikais stuburinius gyvūnus sudaro trys grupės: plautinės žuvys, rajospelekės ir skiltinės žuvys. Tai buvo skiltelinės žuvys, dėl kurių išsivystė sausumos stuburiniai gyvūnai. Skiltelinės žuvys paprastai buvo vandens gyvūnai, tačiau galėjo kvėpuoti atmosferos oru naudodamos primityvius plaučius, kurie buvo žarnyno sienelės išsikišimai. Tik skiltelinės žuvys sugebėjo prisitaikyti prie gyvenimo sausumoje. Jų pelekai buvo ašmenys, sudaryti iš atskirų kaulų, prie kurių buvo pritvirtinti raumenys (2 pav.). Pelekų pagalba dugnu galėjo šliaužioti skiltinės žuvys – dideli gyvūnai, kurių ilgis nuo 1,5 iki kelių metrų. Taigi jie turėjo dvi pagrindines prielaidas pereiti į sausumos buveinę: raumeningas galūnes ir plaučius. Devono pabaigoje iš skilčių pelekų žuvų atsirado pirmieji varliagyviai – stegocefalai.

Ryžiai. 2. Skilties pelekų ir stegocefalijos porinio peleko skeletas:
A - skiltelinių žuvų pečių juosta ir pelekas;
B - vidinis peleko skeletas;
B - stegocefalijos priekinės galūnės skeletas:
1 - elementas, atitinkantis žastikaulį;
2 - elementas, atitinkantis spindulį;
8 - elementas, atitinkantis alkūnkaulį;
4, 5, 6 - riešo kaulai; 7 - pirštų falangos.

1 klausimas. Kada atsirado pirmieji sausumos augalai? Kaip jie vadinosi ir kokiais išskirtiniais bruožais pasižymėjo?

Paleozojaus eros (senovės gyvenimo eros) pradžioje augalai daugiausia gyvena jūrose, tačiau po 150–170 milijonų metų atsiranda pirmieji sausumos augalai - psilofitai, užimantys tarpinę padėtį tarp dumblių ir sausumos kraujagyslių augalų. Psilofitai jau turėjo menkai diferencijuotus audinius, gebančius pernešti vandenį ir organines medžiagas, galėjo įsitvirtinti dirvožemyje, nors jiems dar trūko tikrų šaknų (taip pat ir tikrų ūglių). Tokie augalai galėjo egzistuoti tik esant drėgnam klimatui, kai susidarė sausos sąlygos, psilofitai išnyko. Tačiau iš jų atsirado labiau prisitaikę sausumos augalai.

2 klausimas. Kokia kryptimi pasuko augalų evoliucija sausumoje?

Tolesnė augalų evoliucija sausumoje ėjo kūno dalijimosi į vegetatyvinius organus ir audinius bei kraujagyslių sistemos gerinimo (užtikrinant greitą vandens judėjimą į aukštį) kryptimi. Paplitę sporiniai augalai (arklio uodegos, samanos, paparčiai).

3 klausimas. Kokius evoliucinius pranašumus suteikia augalų perėjimas prie dauginimosi sėklomis?

Perėjimas prie dauginimo sėklomis suteikė augalams daug privalumų: sėkloje esantis embrionas dabar yra apsaugotas nuo nepalankių sąlygų lukštais ir aprūpinamas maistu. Kai kuriuose gimnosėkliuose (spygliuočiuose) lytinio dauginimosi procesas nebėra susijęs su vandeniu. Gimnosėklių apdulkinimą atlieka vėjas, o sėklose yra įtaisai, skirti paskirstyti gyvūnams. Visa tai prisidėjo prie sėklinių augalų plitimo.

4 klausimas. Apibūdinkite paleozojaus gyvūnų pasaulį.

Paleozojaus eros fauna vystėsi itin sparčiai ir buvo atstovaujama daugybe įvairių formų. Gyvenimas jūrose klestėjo. Pačioje šios eros pradžioje (prieš 570 milijonų metų) jau egzistavo visi pagrindiniai gyvūnų tipai, išskyrus chordatus. Kempinės, koralai, dygiaodžiai, moliuskai, didžiuliai plėšrūs vėžiagyviai – tai neišsamus to meto jūrų gyventojų sąrašas.

5 klausimas. Įvardykite pagrindines paleozojaus stuburinių evoliucijos aromorfozes.

Paleozojaus eros stuburiniuose gyvūnuose galima atsekti daugybę aromorfozių. Iš jų pastebimas šarvuotų žuvų žandikaulių atsiradimas, plaučių kvėpavimo metodas ir pelekų struktūra skiltelinėse žuvyse. Vėliau pagrindinės stuburinių gyvūnų vystymosi aromorfozės buvo vidinio apvaisinimo atsiradimas ir daugybės kiaušinėlių lukštų, apsaugančių embrioną nuo išsausėjimo, susidarymas, širdies ir plaučių struktūros komplikacijos bei odos keratinizacija. Dėl šių esminių pokyčių atsirado roplių klasė.

6 klausimas. Kokios stuburinių gyvūnų aplinkos sąlygos ir struktūriniai ypatumai buvo būtinos sąlygos jiems atsirasti sausumoje?

Didžioji dalis žemės buvo negyva dykuma. Prie gėlo vandens telkinių krantų tankiuose augalų tankmėje gyveno anelidai ir nariuotakojai. Klimatas sausas, staigūs temperatūros svyravimai per dieną ir tarp sezonų. Vandens lygis upėse ir telkiniuose dažnai keitėsi. Daugelis rezervuarų visiškai išdžiūvo ir žiemą užšalo. Išdžiūvus vandens telkiniams žuvo vandens augalija, kaupėsi augalų liekanos. Jų skilimas sunaudojo vandenyje ištirpusį deguonį. Visa tai sukūrė labai nepalankią aplinką žuvims. Tokiomis sąlygomis juos galėtų išgelbėti tik kvėpavimas atmosferos oru.

7 klausimas. Kodėl karbono laikotarpio varliagyviai pasiekė biologinį klestėjimą?

Ropliai (šliaužiantys daiktai) įgijo tam tikrų savybių, kurios leido jiems pagaliau nutraukti ryšį su vandens buveine. Vidinis apvaisinimas ir trynio kaupimasis kiaušinyje leido embrionui daugintis ir vystytis sausumoje. Odos keratinizacija ir sudėtingesnė inkstų struktūra smarkiai sumažino vandens netekimą organizme ir dėl to plačiai išplito. Krūtinės išvaizda suteikė efektyvesnį kvėpavimo būdą nei varliagyviams - siurbimą. Dėl konkurencijos stokos ropliai išplito sausumoje ir kai kurie iš jų – ichtiozaurai – sugrįžo į vandens aplinką.

8 klausimas. Iš šios pastraipos gautą informaciją apibendrinkite vienoje lentelėje „Floros ir faunos raida paleozojaus eroje“.

9 klausimas. Pateikite ryšių tarp augalų ir gyvūnų evoliucinių virsmų paleozojaus pavyzdžius.

Paleozojuje lygiagrečiai su vabzdžių evoliucija tobulėjo ir gaubtasėklių dauginimosi ir kryžminio apvaisinimo organai;

10 klausimas. Ar galima teigti, kad aromorfozės yra pagrįstos idioadaptacija – ypatingu prisitaikymu prie konkrečių aplinkos sąlygų? Pateikite pavyzdžių.

Aromorfozės iš tikrųjų yra pagrįstos ypatingu prisitaikymu prie konkrečių aplinkos sąlygų. To pavyzdys yra gimnasėklių atsiradimas dėl klimato kaitos – tapo šilčiau ir drėgniau. Gyvūnams toks pavyzdys yra suporuotų galūnių atsiradimas dėl pablogėjusių aplinkos sąlygų ir vėlesnio patekimo į žemę.

Žiūrėdamas į savo naminį kaktusą negalėjau susimąstyti: „Kaip augalai pradėjo kelionę sausumoje, o kada tai atsitiko? Norėčiau pakalbėti šia labai įdomia tema.

Kaip ir kada atsirado pirmieji suši augalai?

Kaip žinoma, visa žemiška gyvybė atsirado vandens. Ir augalai nėra išimtis. Kadaise jie visi buvo pirmuonių dumblių, bet tada atėjo etapas, kai jie pradėjo dygti sausumoje.

Ir jie pradėjo iškilti į paviršių pabaigoje Silura (zonoje 4 05-440 milijonų metų prieš) kas yra Paleozojaus era. Tada aktyviai vyko galingi įvykiai kasybos procesai, vedantis į seklumą ir daugelio jūrų išdžiūvimas. Štai kodėl kai kurie dumbliai „išėjo“ į žemę.

Patys pirmieji augalai ant paviršiaus yra psilofitai. Jie turėjo tik pliką stiebą, kuris buvo pritvirtintas prie žemės specialių ataugų - rizoidų pagalba. Patys psilofitai buvo labai paprastos struktūros, tačiau turėjo išsišakojusius stiebus su ataugomis, kurios saugojo ginčų.

Psilofitai pirmenybę teikė pelkėtoms ir drėgna vieta, nes jie neturėjo galingos šaknų sistemos vandeniui išgauti. Šiandien manoma, kad tokie augalai kažkada ant pliko Žemės paviršiaus išklojo begalę kilimų.

Be to, psilofitai galėtų būti kaip labai aukštas(daug didesnis už žmogaus ūgį) ir labai žemas ir mažytis.

Kaip prisitaikė pirmieji sausumos augalai?

Verta išskirtinio paminėjimo tvirtinimo sistema, kuriuos augalai įvaldė gyvenimui sausumoje. Juk jie labai skiriasi nuo gyvenimo po vandeniu. Taigi šiuos sunkumus galima pavadinti:

• būtinybė vandens tausojimas nuo jo išgaravimo ore;
• išsilavinimo poreikis kietas apsauginis dangtelis;
• prisitaikymas prie nuolatinio besikeičiančios sąlygos aplinką.

Ir daugelis kitų. Tokiems augalams taip pat reikėjo išmokti atlikti daugiau sudėtinga fotosintezė, inkaras dirvoje ir gauti iš jo reikiamą mineralai.

Visus šiuos sunkumus įveikė augalų organizmai. Ir to įrodymas yra mūsų gyvenimas Žemėje.

Prieš 400 milijonų metų didžiulę mūsų planetos žemės paviršiaus dalį užėmė jūros ir vandenynai. Pirmieji gyvi organizmai atsirado vandens aplinkoje. Jie buvo gleivių dalelės. Po kelių milijonų metų šie primityvūs mikroorganizmai įgijo žalią spalvą. Išvaizda jie pradėjo panašėti į dumblius.

Augalai anglies periodu

Klimato sąlygos palankiai paveikė dumblių augimą ir dauginimąsi. Laikui bėgant žemės paviršius ir vandenynų dugnas pasikeitė. Atsirado nauji žemynai, o seni dingo po vandeniu. Žemės pluta aktyviai keitėsi. Šie procesai lėmė vandens atsiradimą žemės paviršiuje.

Atsitraukdamas jūros vanduo krito į plyšius ir įdubas. Tada jie išdžiūvo ir vėl užpildomi vandeniu. Dėl to tie dumbliai, kurie buvo jūros dugne, pamažu persikėlė į žemės paviršių. Tačiau kadangi džiovinimo procesas vyko labai lėtai, per tą laiką jie prisitaikė prie naujų gyvenimo sąlygų žemėje. Šis procesas vyko daugiau nei milijoną metų.

Klimatas tuo metu buvo labai drėgnas ir šiltas. Tai palengvino augalų perėjimą iš jūros į sausumos gyvybę. Evoliucija lėmė sudėtingesnę įvairių augalų struktūrą, pasikeitė ir senovės dumbliai. Jie paskatino naujų žemiškų augalų – psilofitų – vystymąsi. Išvaizda jie priminė mažus augalus, esančius netoli ežerų ir upių krantų. Jie turėjo stiebą, kuris buvo padengtas mažais šeriais. Tačiau, kaip ir dumbliai, psilofitai neturėjo šaknų sistemos.

Augalai naujame klimate

Paparčiai išsivystė iš psilofitų. Patys psilofitai nustojo egzistuoti prieš 300 milijonų metų.

Drėgnas klimatas ir dideli vandens kiekiai paskatino sparčiai plisti įvairūs augalai – paparčiai, asiūkliai, samanos. Karbono periodo pabaiga pasižymėjo klimato kaita: tapo sausesnė ir šaltesnė. Didžiuliai paparčiai pradėjo nykti. Negyvų augalų liekanos supuvo ir virto anglimis, kuriomis žmonės tada šildydavo namus.

Paparčių lapuose buvo sėklų, kurios buvo vadinamos gimnasėkliais. Iš milžiniškų paparčių atsirado šiuolaikinės pušys, eglės ir eglės, kurios vadinamos gimnasėkliais.

Keičiantis klimatui, senovės paparčiai išnyko. Šaltas klimatas sunaikino jų švelnius daigus. Juos pakeitė sėkliniai paparčiai, vadinami pirmaisiais gimnasėkliais. Šie augalai puikiai prisitaikė prie naujų sauso ir šalto klimato sąlygų. Šios augalų rūšies dauginimosi procesas nepriklausė nuo vandens išorinėje aplinkoje.

Prieš 130 milijonų metų Žemėje atsirado įvairių krūmų ir žolelių, kurių sėklos buvo vaisiaus paviršiuje. Jie buvo vadinami gaubtasėkliais. Angiospermai mūsų planetoje gyveno 60 milijonų metų. Šie augalai išliko beveik nepakitę nuo tada iki šių dienų.