Mikor jelentek meg az első szárazföldi növények? Az élet a paleozoikus korban. Virágzó növények és azok magjai
embrionális stádium magnövény, amely a nemi szaporodás és a letelepítés szolgálatában állt. A mag belsejében van egy embrió, amely embrió gyökérből, szárból és egy vagy két levélből vagy sziklevélből áll. Virágzó növények a sziklevelek száma szerint kétszikűek és egyszikesek. Egyes fajokban, például az orchideákban az embrió egyes részei nem differenciálódnak, és közvetlenül a csírázás után kezdenek kialakulni bizonyos sejtekből.
Egy tipikus vetőmag tápanyagot tartalmaz az embrió számára, amelynek egy ideig növekednie kell a fotoszintézishez szükséges fény nélkül. Ez a tartalék foglalhatja el a vetőmag nagy részét, és néha magában az embrióban helyezkedik el - szikleveleiben (például borsóban vagy babban); akkor nagyok, húsosak és meghatározzák a mag általános alakját. Amikor a mag kicsírázik, egy hosszúkás száron kivihetik a földből, és egy fiatal növény első fotoszintetizáló leveleivé válhatnak. Az egyszikűek (például a búza és a kukorica) esetében az élelmiszerellátás az ún. az endospermium mindig elkülönül az embriótól. A gabonafélék őrölt endospermája jól ismert liszt.
Szögcseppekben a mag a petesejtből fejlődik ki, a petefészek belső falán apró megvastagodás, azaz a bibe alja, amely a virág közepén helyezkedik el. A petefészek egy-több ezer petesejtet tartalmazhat.
Mindegyik tartalmaz egy tojást. Ha a beporzás eredményeként sperma megtermékenyíti, amely a pollenszemcséből behatol a petefészkébe, a petesejt magvá fejlődik. Növekszik, héja sűrűvé válik, és kétrétegű maghéjvá válik. Belső rétege színtelen, nyálkás és erősen duzzadhat, elnyeli a vizet. Ez később hasznos lesz, amikor a növekvő embriónak át kell törnie a maghéjat. A külső réteg lehet olajos, puha, filmszerű, kemény, papírszerű, sőt fás is. A maghéjon az ún. heg - az a terület, amelyen a mag összekapcsolódott a magszárral, amely az anyaszervezethez kötötte.
A mag a modern növény- és állatvilág létének alapja. A mag nélkül nem lenne tűlevelű tajga, lombhullató erdők, virágzó rétek, sztyeppék, gabonamezők a bolygón, nem lennének madarak és hangyák, méhek és lepkék, emberek és más emlősök. Mindez csak azután jelent meg, hogy a növények az evolúció során magok keletkeztek, amelyek belsejében az élet, anélkül, hogy kijelentette volna magát, hetekig, hónapokig, sőt sok évig fennmaradhat. A magban lévő miniatűr növényi embrió képes nagy távolságokat megtenni; gyökerek nem kötik a földhöz, mint szülei; nincs szüksége vízre vagy oxigénre; a szárnyakban várja, hogy eltalálja megfelelő helyreés várja kedvező feltételeket, indítson el egy magcsírázás nevű fejlesztést.
A mag evolúciója.
Több száz millió éven át a Földön az élet magok nélkül ment, mint most nélkülük a bolygó vízzel borított felületének kétharmadán. Az élet a tengerben kezdődött, és az első növény, amely meghódította a földet, még mindig mag nélküli volt, de csak a magok megjelenése tette lehetővé a fotoszintetikus organizmusok számára, hogy teljes mértékben elsajátítsák számukra ezt az új élőhelyet.
Az első szárazföldi növények.
A nagy organizmusok közül az első kísérletet a szárazföldön való megélhetésre a tengeri makrofiták tették lehetővé - algák, amelyek apály idején a nap által fűtött köveken találták magukat. Megszorozódtak spórákkal - egysejtű struktúrákkal, amelyeket az anyaszervezet szétszórt és képesek új növényekké fejlődni. Az algaspórákat vékony héjak veszik körül, ezért nem tolerálják a kiszáradást. Az ilyen védelem víz alatt elegendő. Az ottani spórák áramlatban terjednek, és mivel a víz hőmérséklete viszonylag kevéssé ingadozik, nem kell sokáig várniuk a csírázás kedvező feltételeire.
Az első szárazföldi növények is spórákkal szorozódtak, de életciklusukban a generációk kötelező cseréje már rögzült. A benne foglalt szexuális folyamat biztosította a szülők örökletes tulajdonságainak kombinációját, amelynek eredményeként az utódok egyesítették mindegyikük érdemeit, nagyobbá, kitartóbbá, tökéletesebbé váltak. Egy bizonyos szakaszban egy ilyen progresszív evolúció májfű, moha, moha, páfrány és zsurló megjelenéséhez vezetett, amelyek már teljesen elhagyták a szárazföldi víztesteket. A spórák szaporodása azonban még nem tette lehetővé, hogy tovább terjedjenek mocsaras helyek párás és meleg levegővel.
A karbon korszak spóranövényei.
A Föld fejlődésének ebben a szakaszában (körülbelül 250 millió évvel ezelőtt) részben lignifikált törzsű óriás formák jelentek meg a páfrányok és a nyirokfélék között. A zsurlószerű, amelynek üreges szárát szilícium-dioxiddal telített zöld kéreg borította, méretei nem voltak alacsonyabbak. Bárhol is jelentek meg a növények, az állatok követték őket, elsajátítva az új típusú élőhelyeket. A karbon dzsungel párás félhomályában sok nagy rovar (legfeljebb 30 cm hosszú), óriási százlábúak, pókok és skorpiók, kétéltűek voltak hasonlóak a hatalmas krokodilokhoz és szalamandra. Voltak szitakötők 74 cm szárnyfesztávolsággal és 10 cm hosszú csótányokkal.
A fahasábú páfrányoknak, a szántózsáknak és a zsurlónak minden olyan tulajdonsággal rendelkeztek, amelyek a szárazföldön való élethez szükségesek, kivéve egyet - nem képeztek magokat. Gyökereik hatékonyan felszívták a vizet és az ásványi sókat, a törzsek érrendszere megbízhatóan minden szervbe szállította az élethez szükséges anyagokat, a levelek aktívan szintetizálták a szerves anyagokat. Még a spórák is javultak és erős cellulóz burkolatot nyertek. A kiszáradás félelme nélkül a szél jelentős távolságokon hordozta őket, és nem tudtak azonnal csírázni, de egy bizonyos nyugalmi periódus után (az úgynevezett alvó spórák). A legtökéletesebb spóra azonban egysejtű képződés; a magvakkal ellentétben gyorsan szárad és nem tartalmaz tápanyagot, ezért nem várhat sokáig a fejlődés kedvező feltételeire. A szunnyadó spórák kialakulása mégis fontos mérföldkő volt a magnövények felé vezető úton.
Sok millió éven át bolygónk éghajlata meleg és párás maradt, de a szénmocsarak termékeny vadjaiban az evolúció nem állt le. Arborealis spóranövényekben először a valódi magok primitív formái jelentek meg. Megjelentek a magpáfrányok, a lycopsidák (a nemzetség híres képviselői Lepidodendron- görögül ez a név "pikkelyes fa") és tömör fás törzsű cordaites.
Bár kevés olyan fosszilis maradvány található ezekből a szervezetekből, amelyek százmillió évvel ezelőtt éltek, ismert, hogy a fa magpáfrányai a karbon időszak előtt jelentek meg. 1869 tavaszán a Skohari Creek folyó a New York-i Catskills-ben erősen elönt. Az árvíz hidakat robbant le, fákat döntött le, és Gilboa falu közelében súlyos partokat mosott el. Ezt az esetet már régen elfelejtették volna, ha az alvó víz nem fedné fel a megfigyelők szemében a furcsa tuskók lenyűgöző gyűjteményét. Alapjaik nagymértékben kibővültek, akárcsak a mocsárfáké, átmérőjük elérte az 1,2 m-t, életkoruk pedig 300 millió év volt. A kéreg szerkezetének részletei jól megőrződtek, az ágak és levelek töredékei szétszóródtak a közelben. Természetesen mindez, beleértve az iszapot is, amelyből a tuskókat emelték, megkövesedett. A geológusok a fosszilis maradványokat a felső-devonra, a karbon előtti időszakra datálták, és megállapították, hogy azok megfelelnek a fapáfrányoknak. A következő ötven évben csak paleobotanisták emlékeztek a leletre, majd Gilboa falu újabb meglepetést okozott. Az ősi páfrányok megkövesedett törzseivel együtt ezúttal valódi magvú ágakat találtak. Most ezek a kihalt fák a nemzetségbe tartoznak Eospermatopteris, amely fordításban "hajnali magpáfrány". ("Hajnal", mivel a Föld legkorábbi magnövényeiről beszélünk).
A legendás karbon periódus akkor ért véget, amikor a geológiai folyamatok bonyolították a bolygó domborművét, felszínét redőkké zúzva és szétdarabolva a hegyláncokat. Az alacsonyan fekvő lápokat a lejtőkről lemosott vastag üledékes kőzet alá temették el. A kontinensek megváltoztatták körvonalaikat, a tenger nyomására és az óceáni áramlások korábbi irányától való eltérésre helyenként jégsapkák kezdtek nőni, és vörös homok borította hatalmas szárazföldi területeket. Az óriási páfrányok, lúgok és zsurlók kihaltak: spóráik nem voltak alkalmazkodva a zordabb éghajlathoz, és a kísérlet a magok szaporodására való áttéréshez túl gyenge és tétova volt.
Az első igazi magnövények.
A karbon erdők elhaltak, és új homok- és agyagrétegek borították őket, de néhány fa kemény héjú szárnyas magokat alkotva maradt fenn. Az ilyen magok gyorsabban, hosszabb ideig, és ennélfogva nagyobb távolságokra is terjedhetnek. Mindez növelte esélyeiket arra, hogy kedvező feltételeket találjanak a csírázáshoz, vagy várják, amíg eljönnek.
A magok a mezozoikus korszak kezdetén a földi élet forradalmának szánták. Ekkorra más karbon növényzet szomorú sorsa megúszta a kétféle fát - a cikádokat és a ginkgo fákat. Ezek a csoportok együtt kezdték benépesíteni a mezozoikus kontinenseket. Anélkül, hogy bármilyen versenyt teljesítettek volna, Grönlandról az Antarktiszra terjedtek, így bolygónk növénytakarója szinte egyenletes lett. Szárnyas magjaik hegyi völgyekben haladtak, élettelen sziklákon repültek át, homokos foltokban csíráztak kövek között és hordalékkavics között. Valószínűleg a kis mohák és páfrányok, amelyek túlélték a klímaváltozást a bolygón szakadékok alján, sziklák árnyékában és a tavak partjai mentén, segítették őket új helyek kialakításában. Szerves maradványaikkal megtermékenyítették a talajt, előkészítve annak termékeny rétegét nagyobb fajok betelepítésére.
A hegyláncok és a hatalmas sík területek csupaszok maradtak. Kétféle "úttörő" fát szárnyas maggal, elterjedtek a bolygón, nedves helyekre kötöttek, mivel petéiket lobogó, aktívan lebegő spermiumok, például mohák és páfrányok termékenyítették meg.
Sok spóranövény alkot spórát különböző méretű- nagy megaszpórák, amelyek női ivarsejteket eredményeznek, és kicsi mikrospórák, amelyek megoszlása során mozgékony spermiumok keletkeznek. A petesejt megtermékenyítéséhez fel kell úszniuk a vízbe - és elegendő egy csepp eső és harmat.
A cikádokban és a ginkgo-ban a megaszpórákat az anyanövény nem szórja szét, hanem rajta marad, magokká alakulva, a spermiumok azonban mozgékonyak, ezért nedvességre van szükség a megtermékenyítéshez. Ezeknek a növényeknek a külsõ szerkezete, különösen a leveleik, közelebb hozzák õket páfrányszerû õseikhez is. Az ősi megtermékenyítési módszer megóvása a vízben úszó spermiumok révén oda vezetett, hogy a viszonylag szívós magok ellenére a hosszan tartó aszály megoldhatatlan problémát jelentett ezeknek a növényeknek, és a földhódítás felfüggesztésre került.
A földi növényzet jövőjét más típusú fák szolgáltatták, amelyek a cikádok és a ginkgo között nőttek, de elvesztették a spermiumokat. Ezek a mai napig fennmaradt araucaria (nemzetség Araucaria), a karbon cordaites tűlevelű leszármazottai. A cikládok korában az araucaria hatalmas mennyiségű mikroszkopikus pollenszemcsét kezdett kialakítani, amely megfelel a mikrospóráknak, de száraz és sűrű. A szél a megaszpórákba, pontosabban a petesejtekbe vezette őket, amelyekből peték alakultak ki, és virágporcsövek csíráztatták, amelyek mozdulatlan spermiumokat juttattak a női ivarsejtekbe.
Így a virágpor megjelent a világon. Megszűnt a trágyázáshoz szükséges víz iránti igény, és a növények új fejlődési szakaszba léptek. A pollentermelés az egyes fákon kifejlődő magok számának óriási növekedéséhez, és e növények gyors elterjedéséhez vezetett. Az ókori araukariának volt egy szétszórási módszere is, amelyet a modern tűlevelűek megőriztek, kemény szárnyas magvak segítségével, amelyeket a szél könnyen hordozott. Tehát megjelentek az első tűlevelűek, és az idő múlásával a fenyőfélék családjának ismert fajai.
A fenyő kétféle kúpot termel. Férfi hosszúság kb. 2,5 cm és 6 mm átmérőjűek vannak csoportosítva a legfelső ágak végein, gyakran tízes vagy annál nagyobb csomókban, így egy nagy fán több ezer lehet. Szétszórják a pollent, amely sárga porral mindent körülölel. A női kúpok nagyobbak és a fán alacsonyabban nőnek, mint a hím kúpok. Mindegyik mérlegük alakjában hasonlít egy gombócra - kívül széles és elvékonyodik az aljához, amellyel a kúp fás tengelyéhez kapcsolódik. A skála felső oldalán, közelebb ehhez a tengelyhez, két megaspora nyíltan helyezkedik el, várva a beporzást és a megtermékenyítést. A szél által szállított pollenszemek nőstény kúpokba repülnek, a pikkelyeket lefelé görgetik az ovulákig, és érintkezésbe kerülnek velük, ami a megtermékenyítéshez szükséges.
A kükádok és az ínyencek nem tudták ellenállni a progresszívebb tűlevelűekkel, amelyek a pollent és a szárnyas magokat hatékonyan szétszórva nem csak kinyomták, hanem elsajátították a föld új, korábban megközelíthetetlen zugait is. A Taxodiaceae lett az első tűlevelű domináns (ezek közé tartoznak különösen a szekvencia és a mocsári ciprusok). Ezek az egész világon elterjedtek gyönyörű fák utoljára a világ minden részét homogén növényzettel borította: maradványaik Európában, Észak-Amerikában, Szibériában, Kínában, Grönlandon, Alaszkában és Japánban találhatók.
Virágzó növények és azok magjai.
A tűlevelűek, a cikádok és a ginkgoidok az ún. tornászok. Ez azt jelenti, hogy petesejtjeik nyíltan a magpikkelyeken helyezkednek el. A virágos növények alkotják az angiospermium osztódást: petesejtjeiket és a belőlük kialakuló magokat a külső környezet elől elrejtik a bibe kibővített tövében, amelyet petefészeknek neveznek.
Ennek eredményeként a virágporszem nem érheti el közvetlenül az petesejtet. Az ivarsejtek összeolvadásához és a mag fejlődéséhez egy teljesen új növényszerkezetre - a virágra - van szükség. Férfi részét porzó, a női részét bibék képviselik. Lehetnek ugyanabban a virágban vagy különböző virágok, még a különféle növényeken is, amelyeket az utóbbi esetben kétlakónak nevezünk. Kétlaki fajok közé tartozik például a kőris, magyal, nyár, fűz, datolyapálma.
A megtermékenyülés érdekében a virágpornak a bibe tetejére kell haladnia - egy ragacsos, néha tollas megbélyegzésre -, és be kell tartania azt. A megbélyegzésből olyan vegyi anyagok szabadulnak fel, amelyek hatására a virágpor szemcsírázik: a kemény héja alól előbukkanó élő protoplazma hosszú pollencsövet képez, amely behatol a megbélyegzésbe, hosszúkás részén (oszlopán) tovább nyúlva a bibébe, és végül petesejtekkel eljutva a petefészket. Kémiai attraktorok hatására a hím ivarsejt magja a pollencsövön át az ovulusba mozog, egy apró nyíláson (mikropilén) keresztül behatol belé és összeolvad a petesejt magjával. Így történik a megtermékenyítés.
Ezt követően a mag fejlődni kezd - nedves környezetben, bőségesen ellátva tápanyagok a petefészek falai védik a külső behatásoktól. Párhuzamos evolúciós átalakulások az állatvilágban is ismertek: a mondjuk a halakra jellemző külső megtermékenyítést a szárazföldi belső megtermékenyítés váltja fel, és az emlősök embriója nem a külső környezetben rakott petékben képződik, mint például tipikus hüllőknél, de a méhen belül. A fejlődő mag elkülönítése a külső hatásoktól lehetővé tette a virágzó növények számára, hogy bátran "kísérletezzenek" az alakjával és felépítésével, ez pedig a szárazföldi növények új formáinak lavinaszerű megjelenéséhez vezetett, amelyek változatossága növekedni kezdett a korábbi korszakokban nem látott ütemben.
A gymnospermákkal ellentét nyilvánvaló. A mérleg felszínén fekvő "meztelen" magjaik, a növény fajtájától függetlenül, megközelítőleg azonosak: csepp alakúak, kemény héjjal borítottak, amelyhez néha lapos szárny kapcsolódik, amelyet a mag. Nem meglepő, hogy sok millió éven át a tornaterem alakja nagyon konzervatív maradt: a fenyők, a fenyők, a fenyők, a cédrusok, a tiszafák, a ciprusok nagyon hasonlítanak egymásra. Igaz, a borókáknál, a tiszafa és a ginkgo magokban a magok összetéveszthetők a bogyókkal, de ez nem változtatja meg az összképet - a gymnospermák szerkezetének általános tervének, a magok méretének, típusának és színének rendkívüli egyöntetűsége a virágzó formák hatalmas gazdagságával.
Annak ellenére, hogy kevés információ van az angiospermiumok fejlődésének első szakaszairól, úgy gondolják, hogy ezek a mezozoikum korszak végére jelentek meg, amely körülbelül 65 millió évvel ezelőtt ért véget, és a kenozoikus korszak elején már meghódították a világ. Legrégebbi a tudomány ismert virágzó nemzetség - Claytonia... Fosszíliáit Grönlandon és Szardínián találták meg, vagyis valószínű, hogy 155 millió évvel ezelőtt olyan elterjedt volt, mint a cikádok. Távozik Claytonia palmát-komplexum, hasonlóan a mai vadgesztenyéhez és csillagfürthöz, valamint bogyószerű gyümölcsök, amelyek vékony kocsány végén 0,5 cm átmérőjűek. Ezek a növények barna vagy zöld színűek lehetnek. Később megjelentek az élénk színek a virágokban és az orrszarvúak termésében - párhuzamosan a rovarok és más állatok fejlődésével, amelyeket vonzani terveztek. Bogyó Claytonia négymagos; rajta meg lehet különböztetni valamit, ami hasonlít a megbélyegzés maradványára.
A rendkívül ritka fosszilis maradványok mellett a szokatlan modern növények, az elnyomás (Gnetales) sorrendjében kombinálva, lehetővé teszik, hogy képet kapjanak az első virágzó növényekről. Egyik képviselőjük egy efedra (nemzetség Ephedra), amelyet különösen az Egyesült Államok délnyugati részének sivatagaiban találtak; kifelé úgy néz ki, mint egy vastag szárból kinyúló több levél nélküli rúd. Egy másik nemzetség a Velvichia ( Welwitschia) Afrika délnyugati partjainál a sivatagban növekszik, a harmadik pedig a gnetum ( Gnetum) Alacsony cserje az indiai és a maláj trópusokon. Ez a három nemzetség "élő kövületeknek" tekinthető, bemutatva a tornaterem spermiumok végződésekké történő átalakulásának lehetséges útjait. Az efedrai kúpok kifelé hasonlítanak a virágokra: pikkelyeik két részre oszlanak, szirmokra emlékeztetnek. A Velvichiának csak két széles, legfeljebb 3 m hosszú, szalagszerű levele van, amelyek teljesen eltérnek a tűlevelűek tűitől. A gnetum magjait egy további héjjal látják el, amely olyan képet mutat, mintha az orsócsípő csomók lennének. Ismeretes, hogy az orrszármazékok faszerkezetükben különböznek a tornatermőktől. Az elnyomók egyesítik mindkét csoport jellemzőit.
Mag elterjedt.
Életerő és sokszínűség növényvilág a faj letelepedési képességétől függ. Az anyanövény egész életében egy helyre gyökerezik, ezért utódainak másikat kell találniuk. Az új hely visszaszerzésének ezt a feladatát a magokra bízták.
Először is a pollennek az azonos fajú virág bibéjére kell esnie, azaz beporzásnak kell megtörténnie. Másodszor, a pollencsőnek el kell érnie az ovulust, ahol a hím és a női ivarsejt magjai összeolvadnak. Végül az érett magnak el kell hagynia az anyanövényt. Annak a valószínűsége, hogy a mag el fog csírázni, és a csemete sikeresen meggyökerezik egy új helyen, elhanyagolható százalékos hányada, ezért a növények kénytelenek a nagy számok törvényére támaszkodni és minél több magot szórni. Ez utóbbi paraméter fordítottan arányos a túlélési esélyeikkel. Hasonlítsuk össze például a kókuszfát és az orchideákat. A kókuszfának a legnagyobb a magja a növényvilágban. A végtelenségig képesek úszni az óceánokon, amíg a hullámok ki nem dobják őket a puha parti homokra, ahol a palánták versengése más növényekkel sokkal gyengébb lesz, mint az erdei sűrűben. Ennek eredményeként mindegyikük meggyökeresedési esélye meglehetősen magas, és egy érett pálmafa a faj veszélyeztetése nélkül általában csak néhány tucat magot hoz évente. Az orchideák ezzel szemben a legkisebb maggal rendelkeznek a világon; ban ben esőerdő gyenge légáramlatok viszik magas koronák között, és nedves repedésekben nőnek a faágak kérgében. A helyzetet bonyolítja, hogy ezeken az ágakon meg kell találniuk egy speciális gombafajtát, amely nélkül a csírázás lehetetlen: a kis orchideák magjai nem tartalmaznak tápanyagokat, és a palánta fejlődésének első szakaszában a gombától kapják őket. Nem meglepő, hogy egy miniatűr orchidea egyetlen gyümölcsében több ezer ilyen mag található.
Az angyalsejtek nem korlátozódnak a különféle magok képződésére a megtermékenyítés következtében: a petefészkek, és néha a virágok más részei is egyedi szerkezetekké fejlődnek, amelyek magokat - gyümölcsöket tartalmaznak. A petefészekből zöldbab válhat, amely megvédi a magokat érésük előtt, erős kókusszá válhat, amely hosszú tengeri utakat tehet, lédús almává, amelyet az állat eldugott helyen fog megenni a pép segítségével, a magokat azonban nem. A bogyók és a csonthéjasok a madarak kedvenc csemegéje: ezeknek a gyümölcsöknek a magja nem emészthető meg a belükben, és az ürülékkel együtt néha sok kilométerre a szülőnövénytől a talajba jut. A gyümölcsök szárnyasak és bolyhosak, az illékonyságot növelő függelékek alakja sokkal változatosabb, mint a fenyőmagoké. A kőrisfa szárnya egy evezőre hasonlít, a szilban kalapszegélyre hasonlít, juharban a párosított gyümölcsök - két szárnyas szárny - szárnyaló madarakra emlékeztetnek, ailantban a gyümölcs szárnyai szögben csavarodnak egyfajta propellert alkotva.
Ezek az adaptációk lehetővé teszik, hogy a virágzó növények nagyon hatékonyan használják a külső tényezőket a magok terjesztésére. Azonban bizonyos típusú külső segítség ne számolj. Tehát a nehezen megszerezhető gyümölcs egyfajta katapult. A muskátlik hasonló mechanizmust alkalmaznak. Hosszú gyümölcsük belsejében egy rúd halad át, amelyhez egyelőre négy egyenes és összekapcsolt szelep van rögzítve - felülről szilárdan, alulról gyengén tartanak. Éréskor a szelepek alsó végei letörnek az alapról, élesen csavarodnak a szár tetejére és szétszórják a magokat. A jól ismert amerikai tseanotus cserjében a petefészek bogyóvá válik, amely felépítésében hasonló az időzített bombához. A lé nyomása olyan magas, hogy az érés után egy meleg napsugár elegendő ahhoz, hogy magjai minden irányba szétszóródjanak, mint az élő repeszek. A közönséges ibolya dobozai megszáradva repednek és magokat szórnak maguk köré. A boszorkánymogyoró gyümölcsei a haubica elvén hatnak: a magok messzebb eséséhez annak érdekében, hogy a horizont felé nagy szögben lőjenek. A highlander virginiana-ban, azon a helyen, ahol a magok a növényhez kapcsolódnak, rugószerű szerkezet alakul ki, amely az érett magokat elveti. A savas gyümölcsben a gyümölcs héja először megduzzad, majd olyan élesen repedezik és zsugorodik, hogy a magok a repedéseken keresztül kirepülnek. Az Artseutobium miatt apró hidraulikus nyomás a bogyók belsejében a magokat kiszorítja belőlük, mint a miniatűr torpedókat.
A vetőmag életképessége.
Sok mag embriója tápanyaggal van ellátva, és nem szenved levegőmentes héj alatt történő kiszáradástól, ezért sok hónapig, sőt évig várhatják a kedvező feltételeket: édes lóhere és lucerna - 20 év, más hüvelyesek - tovább mint 75, búzában, árpában és zabban - tízig. A gyommagokat jó vitalitás jellemzi: a göndör sóska, az ökörfarkfű, a fekete mustár és a borsmenta fél évszázadnyi földi fekvés után csírázik. Úgy gondolják, hogy 1 hektár közönséges mezőgazdasági talajon 1,5 tonna gyomfaj magot temetnek el, amelyek csak arra várnak, hogy közelebb kerüljenek a felszínhez és kihajtanak. A kasszia és a lótusz magjai évszázadokig életképesek maradnak. Az életképességi rekordot továbbra is a diót tartalmazó lótusz magjai őrzik, amelyeket néhány évvel ezelőtt fedeztek fel az egyik kiszáradt mandzsúri tó alsó iszapjában. Radiokarbon dátummal megállapították, hogy életkoruk 1040 ± 120 év.
Bolygónk nem mindig volt zöld. Nagyon régen, amikor az élet még csak gyerekcipőben járt, a föld üres és élettelen volt - az első formák az óceánokat választották élőhelyüknek. De a föld felszínét fokozatosan asszimilálni kezdték a különféle lények is. A Föld első növényei a legkorábbi szárazföldi lakosok is. Melyek voltak a növényvilág modern képviselőinek ősei?
Fotó: pikabu.ruTehát képzelje el a Földet 420 millió évvel ezelőtt, a szilúr korszaknak nevezett korszakban. Ezt a dátumot nem véletlenül választották - a tudósok szerint ekkor kezdtek a növények végül meghódítani a földet.
Először Skóciában fedezték fel Kuksonia maradványait (a földi flóra első képviselőjét Isabella Cooksonról, híres paleobotanikusról nevezték el). De a tudósok szerint az egész világon elterjedt.
Az óceánok vizeiből kilépni és a földfejlődést elindítani nem volt olyan egyszerű. Ehhez a növényeknek szó szerint újjá kellett építeniük az egész testet: megszereztek egy kutikulára emlékeztető héjat, amely megvédi a kiszáradástól, és speciális sztómákat szereztek, amelyekkel szabályozni lehetett a párolgást és felszívni az élethez szükséges anyagokat.
A Cuchsoniat, amely egy öt centiméter magasságot nem meghaladó vékony zöld szár, az egyik legfejlettebb növénynek tekintették. De a Föld légköre és lakói gyorsan változtak, és a növényvilág legősibb képviselője egyre jobban elvesztette terepét. Jelenleg a növény kihaltnak tekinthető.
Fotó: stihi.ru A fonálféreg maradványai távolról sem hasonlítanak a növényekre - inkább formátlan fekete foltokra hasonlítanak. De a furcsa megjelenés ellenére e növény fejlődése messze megelőzte társait az élőhelyen. Az a tény, hogy a nematotallus kutikulája már jobban hasonlít a meglévő növényekben rendelkezésre álló részekhez - olyan formációkból állt, amelyek hasonlóak a modern sejtek, ezért kapta az álsejt nevet. Érdemes megjegyezni, hogy más fajokban ez a héj pontosan úgy nézett ki, mint egy folytonos film.
A Nematotallus rengeteg gondolkodásmódot adott a tudományos világnak. Egyes tudósok a vörös algáknak tulajdonították, míg mások hajlamosak voltak azt hinni, hogy zuzmó van előttük. És mindeddig ennek az ősi organizmusnak a rejtélyét nem sikerült megoldani.
Fotó: amgpgu.ru A rinia és szinte minden más, érrendszerű ősi növény rhinophyták közé tartozik. Ennek a csoportnak a képviselői sokáig nem nőttek a Földön. Ez a tény azonban egyáltalán nem akadályozza a tudósokat abban, hogy tanulmányozzák az egykor a szárazföldön uralkodó élőlények adatait - a bolygó számos részén található sok kövület lehetővé teszi, hogy az ilyen növények megjelenése és szerkezete egyaránt megítélhető legyen.
A riniophytáknak több van fontos jellemzői, amelyek lehetővé teszik számunkra az állítást: ezek az élőlények teljesen különböznek utódaiktól. Először is, szárukat nem borította puha kéreg: skálaszerű folyamatok nőttek rajta. Másodszor, a rhinophyták kizárólag spórák segítségével szaporodtak, amelyek a sporangia nevű speciális szervekben képződtek.
De a legfontosabb különbség az, hogy ezekből a növényekből hiányzott ilyen gyökérzet. Ehelyett "szőrszálakkal" - rizoidokkal borított gyökéralakzatok voltak, amelyek segítségével a rhinia felszívta a vizet és az élethez szükséges anyagokat.
Fotó: bio.1september.ru Ezt a növényt nemrégiben az állatvilág képviselőjének tartották. A helyzet az, hogy maradványait - kicsi, kerek alakú - eredetileg tévesen békák vagy halak, algák vagy akár régóta kihalt rákfélék tojásaival tévesztették össze. Az 1891-ben talált parkok vitája véget vetett a tévhiteknek.
A növény körülbelül 400 millió évvel ezelőtt élt bolygónkon. Ez az idő a devon időszak kezdetére utal.
Fotó: bio.1september.ru A pachytheca maradványai, valamint a park talált kövületei kis gömbök (a találtak közül a legnagyobb átmérője 7 milliméter). Kevéssé ismert ez a növény: a tudósok csak azt tudták megállapítani, hogy sugárirányban elrendezett csövekből áll, amelyek a mag középpontjában konvergálnak.
Ez a növény egy zsákutca a növényvilág fejlődésében, valójában, mint a parkok és a rhinia. Nem lehetett biztosan megállapítani, mi volt a lendületük a megjelenésüknek, és miért haltak ki. Az egyetlen ok a tudósok szerint az érnövények fejlődésének köszönhető, amelyek egyszerűen elűzték kevésbé fejlett rokonaikat.
A szárazföldre került növények teljesen más fejlődési utat választottak. Nekik köszönhető állatvilágés ennek megfelelően megjelent egy intelligens életforma - az ember. És ki tudja, hogy nézne ki most bolygónk, ha a Ryniai-szigetek, a parkok és a kuxonok nem a föld fejlesztése mellett döntenek?
Nekünk ennyi... Nagyon örülünk, hogy megnézted az oldalunkat és egy kis időt töltöttél azzal, hogy új ismeretekkel gazdagodj.
Csatlakozzon
Mi, kortársak, nagyon keveset tudunk a növényvilág első képviselőiről. Sajnos kevés kövületüket is megtalálták. A tudósok azonban az ősi növények által megmaradt megkövesedett nyomatokat felhasználva mégis helyreállították megjelenésüket, és figyelembe vették a növények első
A fosszilis növények szerkezetének és életének jellemzőit tanulmányozó tudományt "paleobotanikának" nevezik. A paleobotanisták keresik a választ a flóra eredetével kapcsolatos kérdésekre.
A spóranövények osztályozása
A Föld első növényei spórákkal szorozva. A növényvilág modern képviselői között vannak spóranövények is. A besorolás szerint mindegyiket egy csoportba - "magasabb spórájú növények" - egyesítik. Riniophytes, Zosterophilophytes, Trimsrophytes, Psilotophytes, Bryophytes (Bryophytes), Lycopodiophytes (Arid), Equisetophytes (Horsetail) és Polypodiophytes (Páfrányok) képviselik őket. Ezen felosztások között az első három teljesen kihalt, míg a többiek kihalt és jelenleg is létező csoportokat tartalmaznak.
Riniophytes - az első sushi növények
Az első szárazföldi növények a növényvilág képviselői voltak, akik körülbelül 450 millió évvel ezelőtt gyarmatosították a Földet. Különböző víztestek közelében vagy sekély vizekben nőttek fel, amelyeket időszakos áradás és kiszáradás jellemzett.
Minden növénynek, amely elsajátította a földet, van egy közös vonás. A testnek ez a felosztása két részre - a földre és a földre. Ez a szerkezet a Riniophytesre is jellemző volt.
Az ősi növények maradványait először a 19. század második felében fedezték fel a modern Kanada területén. De ismeretlen okokból ez a lelet nem érdekelte a botanikusokat. 1912-ben pedig a skót Rainey falu közelében egy helyi faluorvos még több megkövesedett növényt talált. Nem tudta, hogy az első földlakók maradványait tartja a kezében, de nagyon kíváncsi volt, úgy döntött, hogy alaposan tanulmányozza egy érdekes leletet. Vágást követően jól megőrzött növényi maradványokat talált. A szár nagyon vékony, csupasz és hosszúkás alakú (a hosszúkás gömbökhöz hasonló) folyamatok voltak, nagyon vastag falakkal. A leletre vonatkozó információk gyorsan eljutottak a paleobotanistákhoz, akik megtudták, hogy a megtalált maradványok az első szárazföldi növények. Kétségek merültek fel ezen ősi maradványok nevével kapcsolatban. De ennek eredményeként úgy döntöttek, hogy a legegyszerűbb utat követik, és Riniophyteknek nevezték el őket a falu neve után, amely közelében találták őket.
Szerkezeti jellemzők
A Rhinophytes külső szerkezete nagyon primitív. A test dichotóm módon, tehát két részre ágazott el. Még nem voltak leveleik és valódi gyökereik. A talajhoz való rögzítést rizoidok segítségével hajtották végre. Ami a belső szerkezetet illeti, éppen ellenkezőleg, meglehetősen összetett volt, különösen az algákkal összehasonlítva. Tehát volt egy sztómás készüléke, amelynek segítségével a gázcsere és a víz elpárologtatása zajlott. Hiányuk miatt az első növények a Földön viszonylag kicsi voltak (legfeljebb 50 cm) és szárátmérőjűek (kb. 0,5 cm).
A paleobotanikusok úgy vélik, hogy az összes modern földi növény a Riniophytes-ből származik.
A pszilofiták az első szárazföldi növények. Igaz ez?
Valószínűleg nem, mint igen. A "psilophytes" név valójában már 1859-ben megjelent. Ez az amerikai paleobotanista, Dawson nevezte meg a talált növények egyikét. Ezt a lehetőséget választotta, mivel fordításban ez a szó "csupasz növényt" jelent. A 20. század elejéig az ősi növények nemzetségét Psilophytes-nak hívták. De a későbbi felülvizsgálatok eredményeként ez a nemzetség megszűnt, és e név használata jogosulatlanná vált. Jelenleg a legteljesebben leírt Rinia nemzetség adja a nevét a szárazföldi növényvilág legősibb képviselőinek teljes osztályának. Következésképpen az első szárazföldi növények a Riniophytes voltak.
Az első szárazföldi növények tipikus képviselői
Feltehetően az első szárazföldi növények a cuxonia és a rhinia voltak.
A növényvilág egyik legősibb képviselője a cuxonia volt, amelynek legfeljebb 7 cm magas kis bokor volt a megjelenése, a mocsári síkság pedig kedvező termesztési környezet volt számára. A kuksonia és a rokon fajok megkövesedett maradványait Csehországban, az Amerikai Egyesült Államokban és Nyugat-Szibéria egyes területein találták.
Szorosan összefüggésben a rhinia sokkal jobban tanulmányozott, mint a cuxonia. Teste masszívabb volt: a növény elérte az 50 cm-es magasságot, és a szár átmérője - 5 mm. Az orrszár végén egy kupola volt, amelyben spórák voltak.
A Rinia nemzetség ősi képviselői számos növényt hoztak létre a trópusokon és a szubtrópusi területeken. A modern osztályozás szerint a Psilophyta osztályba egyesítik őket. Számban nagyon kevés, mert körülbelül 20 fajt tartalmaz. Bizonyos szempontból nagyon hasonlítanak ősi őseikre. Különösen mind azoknak, mind másoknak a Psilophytes hozzávetőleges magassága 25 és 40 cm között van.
Modern leletek
Egészen a közelmúltig a paleontológusok a 425 millió évnél régebbi üledékekben csak a primitív, háromrétegű, sima héjú spórák maradványait találták meg. Ilyen leleteket találtak Törökországban. Felső-ordovikusnak nevezik őket. A talált példányok nem tudtak rávilágítani az érinövények megjelenésének idejére vonatkozó információkra, mivel egyedülállók voltak, és tőlük teljesen érthetetlen, hogy a sima spórák mely növényfajok konkrét képviselőihez tartoznak.
De nem is olyan régen, Szaúd-Arábiában megbízható maradványokat fedeztek fel díszes héjú hármas spórákról. Megállapították, hogy a talált minták kora 444 és 450 millió év között változik.
Az érnövények virágzása a jegesedés után
Az ordovícium második felében a mai Szaúd-Arábia és Törökország nyilvánvalóan a szuperkontinens északi részét alkotta, és az érinövények eredeti élőhelye volt. Hosszú történelmi időszakban csak "evolúciós bölcsőjükben" éltek, miközben a bolygót a primitív bryophyták képviselői lakták kriptoszporáikkal. A vaszkuláris növények tömeges szétszóródása nagy valószínűséggel az ordovi és siluri határán bekövetkezett nagy eljegesedés után kezdődött.
Telome elmélet
A Riniophytes vizsgálata során megjelent az úgynevezett telomelmélet, amelyet Zimmermann német botanikus készített. Feltárta a Riniophyták szerkezeti jellemzőit, amelyeket addigra az első szárazföldi növényeként ismertek el. Zimmermann megmutatta a fontos vegetatív és reproduktív szervek feltételezett képződési módjait is. magasabb növények.
A német tudós szerint a Riniophyták teste sugárirányban szimmetrikus tengelyekből állt, amelyek terminális ágait Zimmermann telomoknak nevezte (a görög telókból - "vég").
Az evolúciós út során a telomák, amelyeken számos változás ment keresztül, a magasabb rendű növények fő szerveivé váltak: szárak, levelek, gyökerek, sporophilok.
Tehát most egyértelműen megválaszolhatjuk a "Hogyan hívták az első szárazföldi növényeket?" Kérdést. A válasz ma egyértelmű. Riniophytes voltak. Elsőként jutottak a Föld felszínére, és a modern növényvilág képviselőinek őseivé váltak, annak ellenére, hogy külső és belső felépítése primitív volt.
400 millió évvel ezelőtt bolygónk földfelszínének hatalmas részét tengerek és óceánok foglalták el. Az első élő szervezetek a vízi környezetben keletkeztek. Nyálka részecskék voltak. Néhány millió évvel később ezek a primitív mikroorganizmusok zöld színt kaptak. Által megjelenés kezdtek hasonlítani az algákra.
A karbon kori növények
Az éghajlati viszonyok kedvezően befolyásolták az algák növekedését és szaporodását. Az idő múlásával a föld felszíne és az óceánok feneke megváltozott. Új kontinensek keletkeztek, a régiek eltűntek a víz alatt. A földkéreg aktívan változott. Ezek a folyamatok ahhoz a tényhez vezettek, hogy a víz megjelent a föld felszíne helyett.
Visszavonuló, tengervíz hasadékokba, mélyedésekbe hullott. Ezután kiszáradtak, majd ismét megtöltötték vízzel. Ennek eredményeként azok az algák, amelyek a tengerfenéken voltak, fokozatosan a föld felszínére költöztek. De mivel a kiszáradás folyamata nagyon lassan zajlott, ez idő alatt alkalmazkodtak a föld új életkörülményeihez. Ez a folyamat egymillió éve tart.
Az akkori éghajlat nagyon párás és meleg volt. Megkönnyítette a növények tengeri életből a szárazföldi életbe való átmenetét. Az evolúció a különböző növények szerkezetének bonyodalmához vezetett, és az ősi algák is megváltoztak. Új szárazföldi növények - pszilofiták - kifejlődését eredményezték. Megjelenésükben olyan kis növényekre hasonlítottak, amelyek a folyó tavainak partjai közelében helyezkedtek el. Finom sörtékkel borított szár volt náluk. De az algákhoz hasonlóan a pszilofitáknak sem volt gyökérzetük.
Növények új éghajlaton
A páfrányok a pszilofitákból származnak. Maguk a pszilofiták 300 millió évvel ezelőtt megszűntek.
A párás éghajlat és a nagy mennyiségű víz a különféle növények - páfrányok, zsurló és líra - gyors elterjedéséhez vezetett. A karbon periódus végét az éghajlat változása jellemezte: egyre szárazabb és hidegebb lett. A hatalmas páfrányok elkezdtek kihalni. Az elhalt növények maradványai korhadtak és szénné váltak, amellyel aztán az emberek melegítették otthonukat.
A páfrányok levelein magok voltak, amelyeket gymnospermáknak neveztek. A modern fenyők, lucfenyők és fenyők, amelyeket tornatermeknek neveznek, óriási páfrányokból származtak.
A klímaváltozással az ősi páfrányok eltűntek. A hideg éghajlat tönkretette gyengéd csíráikat. Helyüket vetőpáfrányok váltották fel, amelyeket első gymnospermáknak neveznek. Ezek a növények tökéletesen alkalmazkodtak a száraz és hideg éghajlat új körülményeihez. Ebben a növényfajban a szaporodási folyamat nem függött a külső környezetben lévő víztől.
130 millió évvel ezelőtt különféle cserjék és füvek jelentek meg a Földön, amelyek magjai a gyümölcs felszínén voltak. Orrszívóknak hívták őket. 60 millió éven át az orrszívók élnek bolygónkon. Ezek a növények azóta gyakorlatilag változatlanok maradtak.
