Краткое содержание: Параграф § 5 / Биология 7 класс

Эволюционный выход растений на сушу

Изучение ископаемых остатков флоры Земли указывает на длительный процесс адаптации растительного мира к жизни в наземной среде. Около 400 миллионов лет назад, в период осушения прибрежных водоемов, начали появляться первые организмы, способные существовать вне воды. Эти растения стали пионерами освоения суши.

К наиболее древним из известных нам предкам наземной флоры относятся риниофиты (Rhyniophyta), которые процветали приблизительно 420–400 миллионов лет назад, но впоследствии вымерли. Строение их тела было относительно простым, напоминающим многоклеточные водоросли, но уже имело ряд ключевых наземных адаптаций.

• У риниофитов не было настоящих корней и листьев.
• Для прикрепления к субстрату и поглощения воды использовались ризоиды.
• Имелась примитивная проводящая система для транспортировки питательных веществ.
• Их покровы имели кутикулу — защитную ткань, которая минимизировала потери влаги, что было критически важно для выживания вне водной среды.

Происхождение и современная классификация

Считается, что современные высшие споровые растения (мхи, плауны, хвощи, папоротники) произошли от древних форм, родственных риниофитам и водорослям. Период около 300 миллионов лет назад (каменноугольный период) стал эпохой расцвета этих растений, когда теплый и влажный климат способствовал их интенсивному росту и размножению.

К группе Высших споровых растений в настоящее время относят четыре крупных отдела:

• Моховидные (Мхи).
• Хвощевидные (Хвощи).
• Плауновидные (Плауны).
• Папоротниковидные (Папоротники).

Характеристики и цикл размножения

Ключевой особенностью всех высших споровых растений является наличие чередования поколений в их жизненном цикле. Это обеспечивает баланс между бесполым и половым размножением, что важно для выживания в различных условиях.

Процесс размножения включает следующие этапы:

• Бесполое поколение — спорофит — является обычно доминирующим и наиболее заметным (например, сам папоротник). Он производит специализированные клетки — споры — в органах, называемых спорангиями.
• Спора, попадая в благоприятные условия, прорастает, давая начало гаметофиту — половому поколению. Гаметофит, как правило, имеет небольшие размеры.
• Гаметофит формирует половые органы, в которых созревают мужские гаметы (сперматозоиды) и женские гаметы (яйцеклетки).
• Оплодотворение, то есть слияние яйцеклетки и сперматозоида, возможно только при наличии капельно-жидкой воды, что является ограничением и важным признаком, роднящим эти растения с водорослями. Сперматозоиды должны иметь возможность подплыть к яйцеклетке.
• В результате оплодотворения образуется зигота, из которой развивается зародыш. Зародыш, в свою очередь, вырастает в новое бесполое поколение — спорофит.

Таким образом, выход на сушу не был полным отрывом от водной среды, поскольку для осуществления полового размножения этим растениям все еще требуется вода. Высшие споровые растения представляют собой эволюционную ступень между полностью водными организмами и растениями, которые научились размножаться без участия внешней воды. Эти приспособления, включая дифференциацию тела на органы и ткани, позволили им расселиться в различных климатических зонах, хотя их максимальное разнообразие наблюдается во влажных условиях. Жизненный цикл обеспечивает непрерывность существования вида, а также его приспособляемость к местным климатическим условиям, поскольку наличие воды необходимо для завершения цикла размножения.