EWOLUCJA ROŚLIN: POCHODZENIE - ROŚLINY NOWOCZESNE - BIOLOGIA - 2026

Ewolucja roślin ewentualnie rozpoczął z grupy przypominają słodkowodne dzisiejszej alg zielonych i od tego wszystkie grupy obecne pochodzi: mchów, klub mchy, skrzypy, paprocie, nagonasiennych i okrytonasiennych.

Rośliny charakteryzują się bardzo zróżnicowaną grupą i niezwykłą plastycznością. Z punktu widzenia biologii ewolucyjnej pozwalają na badanie ważnych serii mechanizmów i wyjątkowych zdarzeń, na przykład specjacji przez poliploidię u roślin okrytonasiennych.

Źródło: Autor: Maulucioni, źródło Wikimedia Commons

Podczas tego ewolucyjnego procesu, który dał początek tej monofiletycznej grupie, pojawiły się innowacje, takie jak ściana komórkowa zbudowana głównie z celulozy - polimeru składającego się z powtarzających się jednostek glukozy.

Monofiletyczne rozważanie roślin implikuje początkową inkorporację cyjanobakterii, która dała początek różnorodności plastydów (w tym chloroplastów, związanych z procesem fotosyntezy) przez zdarzenia endosymbiotyczne. To wydarzenie miało miejsce u wspólnego przodka tej linii.

Pojawiła się także wielokomórkowość (organizmy z więcej niż jedną komórką) i proliferacja merystemu wierzchołkowego, rodzaj asymetrycznego podziału komórek i retencji zygotycznej. Jednak najbardziej uderzającą innowacją roślin była kolonizacja środowiska lądowego.

Poniżej opiszemy kilka ogólnych aspektów ewolucji roślin, a następnie zagłębimy się w pochodzenie każdej grupy.

Mechanizmy ewolucyjne

Mechanizmy ewolucyjne związane z pochodzeniem roślin są takie same, jak te, które spowodowały zmiany w innych żywych grupach: dobór naturalny i dryf genetyczny lub genetyczny.

Darwinowski dobór naturalny jest mechanizmem ewolucji, na który składa się zróżnicowany sukces reprodukcyjny jednostek. Kiedy rośliny posiadały jakąś dziedziczną cechę (to znaczy przekazywaną z rodziców na dzieci) i ta cecha pozwalała im pozostawić więcej potomków, ta przemiana wzrosła w populacji.

Drugim mechanizmem jest dryf genów, na który składa się losowa lub stochastyczna zmienność częstości alleli.

W ten sam sposób procesy koewolucyjne ze zwierzętami odegrały fundamentalną rolę. Podobnie jak zapylanie i rozprzestrzenianie się nasion u roślin okrytozalążkowych.

Ewolucja planów budowy roślin

Zmiana planów budowy roślin jest związana z podstawowymi zmianami, które wystąpiły w fazach sporofitów i gametofitów. Z przeprowadzonych badań wynika, że ​​faza haploidalna była wcześniej bardziej złożona.

Jednak trend ten uległ odwróceniu: gametofit zaczął być najbardziej widoczną fazą. Zjawisko to drastycznie zwiększyło zróżnicowanie morfologiczne z dewonu.

Geologiczne okresy pojawienia się każdej grupy

Zapis kopalny dostarcza nam niesamowitego źródła informacji o ewolucji wszystkich żywych organizmów, chociaż nie jest on doskonały i nie jest kompletny.

Bryofity, bardzo proste organizmy pozbawione tkanek naczyniowych, są znane od czasów ordowiku.

Najstarsze warstwy składają się z bardzo prostych struktur roślin naczyniowych. Później, w dewonie i karbonie, nastąpiło ogromne rozmnożenie paproci, mchów szponiastych, skrzypu polnego i roślin nasiennych.

W dewonie pojawiły się pierwsze rośliny nasienne. Stąd flora mezozoiczna składała się głównie z osobników przypominających nagonasienne. Wreszcie okrytozalążkowe pojawiają się w kredzie.

Ewolucja alg

Glony to najbardziej prymitywna grupa. Odpowiada im pochodzenie pierwszej komórki fotosyntetycznej w wyniku zdarzenia endosymbiozy: komórka połknęła bakterię o zdolnościach fotosyntetycznych.

Było to dość akceptowane wyjaśnienie ewolucji chloroplastów i dotyczy to również mitochondriów.

Ewolucja mszaków

Uważa się, że Bryophytes są pierwszymi organizmami, które oddzieliły się od alg. Odpowiadają one pierwszej grupie roślin lądowych. Charakteryzuje się brakiem systemu korzeniowego oraz układu naczyniowego złożonego z ksylemu i łyka.

Bryofity dominowały w środowiskach prehistorycznych przez pierwsze 100 milionów lat od powstania roślin.

Ewolucja roślin naczyniowych bezpestkowych

Rośliny naczyniowe bezpestkowe

Rośliny naczyniowe zaczęły różnicować się w okresie karbońskim, szczególnie w bezpestkowe rośliny naczyniowe.

Podobnie jak mszaki, pływające gamety roślin bez pestek potrzebują wody, aby mogły się spotkać komórki obu płci. Z tego powodu przyjmuje się, że pierwsze formy roślin naczyniowych ograniczały się do wilgotnych środowisk sprzyjających rozmnażaniu.

Skamieniałości i przodkowie roślin naczyniowych pochodzą sprzed 420 milionów lat. Organizmy charakteryzowały się rozgałęzionym sporofitem, niezależnym od fazy gametofitycznej dla ich wzrostu i rozwoju. Te konsekwencje rekompensowały ich niewielki rozmiar - rzadko przekraczały pięćdziesiąt centymetrów.

Taki układ ułatwił produkcję zarodników, a tym samym zwiększył prawdopodobieństwo przeżycia i rozmnażania.

Najbardziej prymitywną grupą roślin naczyniowych są współczesne gatunki likofitów (mchowy, selaginella, paprocie lub izoety). Likofity rozwijały się na bagnach i podobnych terenach, aż do wymarcia form olbrzymich i tych małych, które obserwujemy dzisiaj.

Paprocie promieniowały, odkąd powstały w dewonie, wraz z ich krewnymi, ogonami włosia i paprociami.

Znaczenie tkanki naczyniowej i korzeni

Rośliny naczyniowe - jak sama nazwa wskazuje - mają tkankę naczyniową, która dzieli się na łyko i ksylem. Struktury te są odpowiedzialne za przewodzenie soli i składników odżywczych w całym organizmie rośliny.

Uzyskanie zdrewniałej tkanki pozwoliło roślinom na zwiększenie rozmiarów w porównaniu z mszakami. Te łodygi zapobiegały przewracaniu się i opadaniu oraz mogły transportować składniki odżywcze i wodę na znaczne wysokości.

Z drugiej strony korzenie pozwalają roślinom zakotwiczyć się na powierzchni gleby, umożliwiając im wchłanianie wody i składników odżywczych. Korzenie odgrywają również podstawową rolę w umożliwieniu roślinie osiągnięcia większych rozmiarów. System korzeni obserwowany w skamielinach jest dość podobny do obecnego.

Pochodzenie korzeni jest nadal niejasne w historii ewolucji. Nie wiadomo, czy pojawiły się one w jednym zdarzeniu u przodka wszystkich roślin naczyniowych, czy też w wielu zdarzeniach - tak zwanej ewolucji zbieżnej.

Ewolucja roślin naczyniowych

W karbonie rośliny rozgałęziały się na dwie duże grupy roślin nasiennych: nagonasienne i okrytonasienne.

Ewolucja nagonasiennych

Początkowo sadzonki przypominały paproć. Nagonasienne to rośliny bez kwiatów, które promieniują w bardzo podobny sposób. Obecnie najpowszechniejsze są sosny i cyprysy. Niektóre z najstarszych okazów to miłorząb, sagowce i gnetales.

Ewolucja roślin kwitnących: okrytonasienne

Rośliny kwitnące lub okrytonasienne to grupa roślin, która stanowi większość roślin istniejących na planecie Ziemia. Dziś są rozpowszechnione wszędzie i obejmują formy tak różnorodne, jak drzewa, krzewy, trawniki, pola pszenicy i kukurydzy oraz wszystkie pospolite rośliny, które obserwujemy z kwiatami.

Dla ojca biologii ewolucyjnej, Karola Darwina, nagłe pojawienie się tej grupy stanowiło zagadkowe wydarzenie, które objęło ogromną dystrybucję.

Obecnie grupa, która dała początek okrytozalążkowym, jest uważana za grupę prymitywnych nagonasiennych - organizm podobny do krzewu. Chociaż nie ma konkretnego kandydata, podejrzewa się niektóre formy życia o cechach pośrednich między dwiema grupami, z epoki mezozoicznej i paleozoicznej.

Historycznie ta transformacja była akceptowana, ponieważ łatwo sobie wyobrazić przemianę struktur zdolnych do przenoszenia zalążków (typowych dla nagonasiennych) w słupki. Ostatnio nie jest już normalne aktywne poszukiwanie tych form przejścia.

Pierwsze skamieniałości okrytozalążkowych (i inne ślady, takie jak ziarna pyłku) pochodzą sprzed ponad 125 milionów lat.

Kwiat

Najbardziej istotną innowacją roślin okrytozalążkowych jest struktura kwiatowa. Spekuluje się, że prymitywne kwiaty miały morfologię współczesnej magnolii, składającej się z wielu owocolistków, pręcików i kawałków okwiatu.

Pod względem bodźców wzrokowych i węchowych kwiat stanowi atrakcyjny organ dla zapylaczy. Mogą to być kręgowce (np. Ptaki i nietoperze) lub bezkręgowce (np. Pszczoły, osy lub muchy). Zapylanie stanowi oczywistą zaletę dla rośliny: rozprasza pyłki znacznie lepiej niż wiatr.

Zapylanie było wydarzeniem wybranym, ponieważ im więcej zwierząt odwiedziło rośliny, tym też zaszła produkcja nasion. Zatem każda zmiana, która pozytywnie zwiększyła liczbę wizyt, natychmiast dawała wielką selektywną przewagę danej osobie.

Na przykład rośliny kwitnące, które przez pewną przypadkową mutację zaczęły wydzielać składnik odżywczy przyciągający zapylacza, miały selektywną przewagę nad swoimi rówieśnikami, którym brakowało tej cechy.

Ponadto owoc stanowi również nagrodę bogatą w energię dla zwierzęcia, które go konsumuje. Po trawieniu zwierzę wypróżnia się, a tym samym rozprasza nasiona. Na przykład wiele ptaków i nietoperzy owocowych odgrywa nieodzowną rolę jako rozsiewacze nasion w lasach.

Bibliografia

1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, BE (2004). Biologia: nauka i przyroda. Edukacja Pearson.
2. Curtis, H. i Schnek, A. (2006). Zaproszenie na biologię. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S. i Herron, JC (2002). Analiza ewolucyjna. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Ewolucja. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF i Eichhorn, SE (1992). Biologia roślin (tom 2). Odwróciłem się.
6. Rodríguez, EV (2001). Fizjologia produkcji roślin tropikalnych. Redakcja University of Costa Rica.
7. Taiz, L. i Zeiger, E. (2007). Fizjologia roślin. Uniwersytet Jaume I.