Виникнення і розвиток багатоклітинної організації

Перші багатоклітинні тварини і рослини з'явилися на Землі в протерозої близько 700-900 млн. років тому. У рослин виникнення багатоклітинного рівня організації відбулося на основі диференціації стрічкоподібних колоній. У колоній, прикріплених одним кінцем до субстрату, різні ділянки перебували в різних умовах у відношенні до падаючого світла, субстрату і водного середовища. У зв'язку з цим природний добір сприяв виникненню деякої диференціації частин колонії. На одному кінці колонії виділялися клітини, що служили для прикріплення до субстрату (для них характерно ослаблення фотосинтезу, втрата здатності до поділу), на іншому ж кінці - верхівкові клітини, інтенсивно делилися і утворили свого роду "точку зростання" колонії. Природний додбір сприяв придбанню клітинами колонії здатності ділитися в різних напрямках; це призводило до розгалуження, що збільшувало поверхню колонії. Це вело до виникнення багатошарового тіла. У процесі подальшої диференціації сформувалися органи, які виконували різні функції (фіксація на субстраті, фотосинтез, розмноження).

Серед численних гіпотез про походження багатоклітинних тварин найбільш відомі гіпотези німецького зоолога Е. Геккеля та російського вченого І. І. Мечникова. Гіпотеза Е. Геккеля заснована на сформульованому їм біогенетичному законі. У відповідності з цим Е. Геккель вважав, що філогенез найдавніших Metazoa певною мірою повторюється в онтогенезі сучасних нижчих багатоклітинних тварин. За Геккелем, предками Metazoa були колоніальні найпростіші, що володіли сферичними колоніями з одношаровою стінкою, подібними бластулі. Геккель назвав цю гіпотетичну предковую форму "бластеей". Біля бластів на передньому полюсі виникло вп’ячування її стінки всередину, подібно до того, як це відбувається при гаструляції в онтогенезі деяких сучасних Metazoa. Цю предковую форму за схожість з ембріональною гаструлою дало підставу Е. Геккелю назвати її гастреей. Гастрея мала рот, сліпо замкнуту кишкову порожнину та двошарову стінку тіла, що складається з екто- і ендодерми. Гастрея Геккеля близька за організацією до кишковопорожнинних.

Архейської ера. Виявлені перші залишки фотосинтезуючих організмів (одноклітинні синьо-зелені водорості). Передбачувані найдавніші рештки організмів були описані з різних районів земної кулі віком 3,1-3,8 млрд. років. У цей час життя існувало в умовах безкисневої атмосфери у водоймах на глибині близько 10-50 метрів. Десятиметровий шар води захищав організми від згубної дії жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Вважається, що в проміжку між 3,3-3,5 млрд. років тому відбулася розбіжність прокаріотів на гетеротрофні організми (бактерії) і автотрофні (синьозелені водорості).

Протерозойська ера. В протерозойську еру бактерії і водорості досягли розквіту, з їх участю інтенсивно відбуваються процеси відкладення опадів. В результаті життєдіяльності залізобактерій в протерозої утворилися найбільші поклади залізних руд. Більшість з первинних рослин вільно плавала в морській воді, частина прикріплювалася до дна.

Палеозойська ера. Кембрійський період. У кембрійському періоді життя було зосереджене у воді. Крім одноклітинних водоростей, рослини були представлені багатоклітинними водоростями. Вони активно синтезували органічні речовини. Багатоклітинні водорості з'явилися вихідною гілкою для наземних листостеблових рослин.

Ордовикский період. Силурійські період. Наприкінці силурійського періоду горотворні процеси і скорочення площі морів підготували можливість виходу рослин на сушу. У нових умовах багато видів водоростей загинули. Інші дали початок першим наземним споровим рослинам - псилофітам. Як адаптація до життя на суші з'являються покривні, механічні та провідні тканини. Формуються товсті оболонки, що оберігають організм від висихання.

Девонський період. В девоні чисельність псилофітів різко скоротилася. В кінці цього періоду деревоподібні хвощі, плауни і папороті утворили низинні ліси, чому сприяли інтенсивні грунтоутворювальні процеси і особливі кліматичні умови. У цей же період з'явилися й перші голонасінні, що виникли від древніх папоротей і успадкували від них зовнішній деревовидний вигляд. Виниклі насінні рослини могли поселятися в більш сухих місцях, так як їх розмноження вже не залежало від наявності вологого середовища.

Пермський період. У пермському періоді відбувся найбільший в історії Землі відступ моря, знов посилилася вулканічна діяльність. Утворилися великі простори суші, у внутрішніх районах материків клімат став різко континентальним, більш сухим і холодним. Відбулося значне заледеніння практично всієї сучасної Африки, Австралії, Антарктиди. Болотні ліси карбону зникли. На зміну деревоподібним споровим рослинам прийшли голонасінні, які мають розвинену стрижневу кореневу систему і розмножуються насінням.

Мезозойська ера. Тріасовий період. У тріасі з рослин широко поширені голонасінні, особливо хвойні, занявши панівне становище.

Юрський період. У юрському періоді клімат став теплішим і вологішим; утворилися великі болота і озера. Як і раніше були широко поширені голонасінні.

Крейдяний період. Всередині крейдяного періоду з'явилися перші справжні квіткові рослини, що беруть початок від голонасінних. Перші представники покритонасінних були чагарниками або низькорослими деревами з дрібним листям. Потім досить швидко квіткові досягли величезної різноманітності форм зі значними розмірами і великими листками (наприклад, виникли родини магнолієвих, платанових, лаврових). Паралельно з ними розвивалися комахи, які, будучи запилювачами квіткових рослин, у великій мірі сприяли їх прогресивній еволюції. Запилення комахами і внутрішнє запліднення створили значні переваги квіткових над голонасінними. В даний час число видів покритонасінних становить близько 250 тисяч, тобто майже половину всіх відомих нині видів рослин.

Кайнозойська ера. Палеоген. У палеогені були поширені ліси тропічного і субтропічного типу. Для Європи виділяють дві палеогенові флори: тургайську (більш північну, представлену листопадними видами) і полтавську (більш південну, тропічну).

Основні особливості еволюції рослинного світу:

1. поступовий перехід до переважання диплоїдного покоління над гаплоїдним. У багатьох водоростей всі клітини (окрім зиготи) гаплоїдні, у голонасінних і покритонасінних майже повністю редукується гаметофіт і значно подовжується в життєвому циклі диплоїдна фаза.

2. незалежне від вологого середовища розмноження. Перехід від зовнішнього запліднення до внутрішнього, виникнення подвійного запліднення і забезпечення зародка запасами поживних речовин.

3. диференціювання наземних рослин на корінь, стебло і лист, розвиток судинної провідної системи, опорних і захисних тканин.

4. вдосконалення органів розмноження і перехресного запилення у квіткових в коеволюції з комахами.

5. розвиток зародкового мішка для захисту рослинного ембріона від несприятливих впливів зовнішнього середовища;

6. виникнення різноманітних способів розповсюдження насіння і плодів фізичними і біотичними факторами.

Поиск по сайту: