Первыми наземными растениями считаются

Когда на суше появились первые растения: "молекулярные часы" против ископаемых

На протяжении сотен миллионов лет жизнь на Земле существовала исключительно в водной среде. Выход на сушу стал событием планетарного значения и навсегда изменил облик нашей планеты. Новое исследование предполагает, что первые растения совершили этот непростой эволюционный скачок намного раньше, чем считали ученые.

Молекулярные часы генетиков

Согласно новым исследованиям, опубликованным в Proceedings of the National Academy of Sciences, первые наземные растения нашей планеты появились примерно 500 миллионов лет назад. Это удивительная цифра, учитывая, что самые древние из найденных ископаемых растений насчитывают всего 420 миллионов лет. Исследователи из Университета Бристоля, которые проводили исследование, проанализировали гены живых организмов, а затем сопоставили полученные данные с тем, что узнали из «летописи» окаменелостей, что позволило пересмотреть срок появления растений на суше.

Ученые называют эту технологию «молекулярными часами» и обычно используют ее в тех случаях, когда ископаемых образцов слишком мало. Она заключается в том, что, согласно гипотезе, последовательности ДНК и белковые структуры развиваются со скоростью, которая относительно одинакова как во временном диапазоне, так и в биологическом, то есть даже у разных организмов изменения происходят примерно с одинаковой скоростью. Прямым следствием этого постоянства является то, что что генетическая разница между любыми двумя видами пропорциональна времени, прошедшему с того периода, когда эти виды отделились от общего предка. Поэтому, если гипотеза молекулярных часов верна, то она служит чрезвычайно полезным инструментом оценки эволюционных временных масштабов. Это имеет особое значение при изучении организмов, которые оставили мало следов своей биологической истории в летописи окаменелостей — к примеру, плоских червей или вирусов, у которых не было жесткого скелета.

«Предыдущие попытки смоделировать эти изменения в атмосфере основывались на анализе ископаемых, но наши исследования показывают, что возраст появления наземной растительной жизни был ошибочным, и поэтому старые модели необходимо пересмотреть»

В этом случае исследователи могут заключить, что первые растения планеты выглядели как мох или водоросли. Попав на сушу, они постепенно развивались в более сложные формы, образовав в итоге деревья, цветы и травы. Их активность привела к химическому выветриванию горных пород, важному элементу углеродного цикла, связанного с регулированием баланса атмосферы.

Ранняя флора Земли

Дженнифер Моррис (Jennifer Morris), ведущий автор нового исследования, объясняет, что глобальное распространение растений и их адаптация к жизни на суше привели к увеличению показателей континентального выветривания, что в конечном итоге привело к резкому снижению уровня CO2 в атмосфере и, как следствие, глобальному охлаждению.

Марк Паттик (Mark Puttick), соавтор исследования, указывает на то, что окаменелости не могут быть надежным источником, по которому можно определить дату появления наземных растений. Вместо этого команда провела сравнительный анализ генов различных видов, благодаря которому удалось отследить появление общих предков вглубь веков. «наши результаты показывают, что предок наземных растений жил в середине кембрийского периода (примерно 500 миллионов лет назад), что также совпадает с примерным сроком появления наземных животных». Поскольку генетическое древо ранних растений неизвестно, исследователи решили провести комплексный анализ. Но даже когда они проверяли различные гипотезы об отношениях между ранними наземными организмами, возраст их появления оставался неизменным.

Почему это важно? Чтобы узнать о том, когда и как зародилась жизнь, ученые должны иметь как можно более точное представление о характере окружающей среды и составе атмосферы молодой Земли. Впрочем, осталось подтвердить гипотезу фактами, лучше всего — поиском следов ископаемых растений означенного периода.

Источник

Первые наземные растения

В этой статье мы обсудим важную и интересную тему — возникновение и развитие растительного мира на планете. Сегодня мы, гуляя в парке во время цветения сирени, собирая грибы в осеннем лесу, поливая домашние цветы на подоконнике, настаивая во время болезни отвар ромашки, редко задумываемся о том, как выглядела Земля до появления растений. Каким был ландшафт в ту пору, когда только зарождались одноклеточные или появились первые слабые наземные растения? Как выглядели леса в палеозое и мезозое? Представьте, что предки тех полуметровых папоротников, которые нынче скромно прячутся в тени елей, 300 миллионов лет назад достигали высоты 30 метров и больше!

Давайте перечислим основные этапы возникновения живого мира.

Зарождение жизни

1. 3, 7 млрд лет назад возникли первые живые организмы . Время их появления (очень приблизительно, с «вилкой» в сотни миллионов лет) сегодня можно предположить по образованным ими отложениям. За миллион с хвостиком лет цианобактерии научились кислородному фотосинтезу и так расплодились, что стали виновниками перенасыщения атмосферы кислородом примерно 2,4 млрд лет назад, — это привело к вымиранию анаэробных организмов, для которых кислород был ядом. Живой мир Земли изменился радикально!

2. 2 млрд лет назад уже существовали разные одноклеточные: и автотрофы, и гетеротрофы. Эти п ервые одноклеточные не имели ядер и пластид — так называемые гетеротрофные прокариоты (бактерии). Именно они дали толчок к появлению первых одноклеточных растений.

3. 1, 8 млрд лет назад возникли ядерные одноклеточные, то бишь эукариоты, вскоре (по геологическим меркам) появились типичные животные и растительные клетки.

Появление многоклеточных растений

1. Около 1, 2 млрд лет назад на основе одноклеточных возникли многоклеточные водоросли.

2. В тот период жизнь существовала только в теплых морях и океанах, но зато живые организмы активно развивались и прогрессировали — готовились к освоению суши.

Выход растений на сушу

1. 4 2 0 млн лет назад появились первые наземные растения — мхи и псилофиты (риниофиты). Возникли они во многих местах планеты независимо друг от друга, от разных многоклеточных водорослей. Разумеется, вначале они осваивали только прибрежную кромку.

2. Псилофиты ( например, риния) обитали по берегам, на мелководье, подобно современны м осокам. Это были небольшие слабые растения, чья жизнь осложнялась отсутствием побегов и корней . Вместо корней, которыми можно как следует вцепиться в почву, псилофиты имели ризоиды. Верхняя часть псилофита содержала зеленый пигмент, была способна к фотосинтезу. Эти первопроходцы, смелые захватчики суши, вымерли, но смогли дать начало папоротникообразным.

4. Мхи — при всей их необычности, красоте и повсеместному распространению в наши дни — стали тупиковой ветвь ю эволюции. Возникнув сотни миллионов лет назад, они так и не смогли дать начало никаким другим группам растений.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ОГЭ по биологии 9 класс

Источник



Первыми наземными растениями были. Первые растения на Земле

Нам, современникам, совсем немного известно о первых представителях растительного мира. К сожалению, и их ископаемых остатков найдено мало. Однако ученые, используя окаменелые отпечатки, оставленные древними растениями, все же восстановили их внешний вид, а также рассмотрели особенности строения растений, ставших первыми обитателями суши.

Наука, которая изучает особенности строения и жизнедеятельности ископаемых растений, носит название «палеоботаника». Именно палеоботаники занимаются поисками ответов на вопросы происхождения растительного мира.

Классификация споровых растений

Первые растения на Земле размножались с помощью спор. Среди современных представителей флоры также есть споровые растения. Согласно классификации, все они объединены в одну группу — «высшие споровые растения». Они представлены Риниофитами, Зостерофилофитами, Тримсрофитами, Псилотофитами, Бриофитами (Мохообразные), Ликоподиофитами (Плауновидные), Эквизетофитами (Хвощевидные) и Полиподиофитами (Папоротникообразные). Среди этих отделов первые три являются полностью вымершими, а в составе других есть как вымершие, так и ныне существующие группы.

Риниофиты — первые растения суши

Первыми наземными растениями были представители флоры, освоившие Землю примерно 450 млн. лет назад. Произрастали они вблизи различных водоемов или на местах мелководья, для которых было характерно периодическое подтапливание и подсыхание.

У всех растений, освоивших сушу, имеется общий признак. Это разделение тела на две части — надземную и подземную. Такое строение было характерно и для Риниофитов.

Остатки древних растений впервые были обнаружены во второй половине XIX века на территории современной Канады. Но по невыясненным причинам эта находка не заинтересовала специалистов-ботаников. А в 1912 вблизи шотландского села Райни местный сельский доктор нашел еще несколько окаменелых растений. Он не знал, что держит в руках остатки первых наземных обитателей, но, будучи весьма любознательным, решил досконально изучить интересную находку. Сделав срез, он обнаружил хорошо сохранившиеся остатки растений. Стебель был очень тонкий, голый, а к нему прикреплялись продолговатой формы отростки (похожие на вытянутые шарики) с очень толстыми стенками. Информация о находке быстро дошла до палеоботаников, которые и выяснили, что найденные остатки являются первыми наземными растениями. Были сомнения относительно названия этих древних остатков. Но в результате решили пойти по самому простому пойти и нарекли вымершие растения Риниофитами по названию села, около которого их обнаружили.

Особенности строения

Внешнее строение Риниофитов очень примитивно. Тело разветвлялось по дихотомическому типу, то есть на две части. Листьев и настоящих корней они еще не имели. Прикрепление к почве осуществлялось с помощью ризоидов. Что касается внутреннего строения, то оно, напротив, было достаточно сложным, особенно по сравнению с водорослями. Так, покровная ткань имела устьичный аппарат, с помощью которого осуществлялись процессы газообмена и испарения воды. Вследствие отсутствия у них механических тканей, первые растения на Земле были относительно небольшими по высоте (не более 50 см) и диаметру стебля (около 0,5 см).

Палеоботаники полагают, что все современные наземные растения произошли от Риниофитов.

Псилофиты – первые наземные растения. Верно ли это?

Скорее нет, чем да. Название «псилофиты» действительно фигурировало еще в 1859 году. Это американский палеоботаник Даусон назвал так одно из найденных растений. Он выбрал именно этот вариант, так как в переводе данное слово означает «голое растение». Вплоть до начала XX века Псилофитами назывался род древнейших растений. Но по результатам последующих ревизий этот род перестал существовать, и применение этого названия стало неправомочным. На данный момент наиболее полно описанный род Риния дает название всему отделу древнейших представителей наземной флоры. Следовательно, первыми наземными растениями были Риниофиты.

Типичные представители первых наземных растений

Предположительно, первыми наземными растениями были куксония и риния.

Одним из самых древних представителей флоры была куксония, которая имела вид небольшого кустика высотой не более 7 см. Благоприятной средой произрастания для нее были болотные низменности. Окаменелые остатки куксонии и родственных ей видов найдены на территории Чехии, Соединенных Штатов Америки и в некоторых областях Западной Сибири.

Близкая по родству, риния гораздо лучше изучена, чем куксония. Ее тело было более массивным: в высоту растение могло достигать 50 см, а диаметр стебля – 5 мм. На конце стебля ринии находился купол, в котором были споры.

Древние представители рода Риния дали начало многим растениям тропиков и субтропиков. Согласно современной классификации, их объединяют в отдел Псилофиты. Он весьма немногочисленный, ведь включает в себя около 20 видов. По некоторым признакам они очень похожи на своих древних предков. В частности, и те, и другие имеют дихотомическое ветвление. Примерный рост Псилофитов составляет от 25 до 40 см.

Современные находки

До недавних пор палеонтологи находили в отложениях старше 425 миллионов лет лишь остатки примитивных трилетных спор с гладкой оболочкой. Такие находки обнаружены на территории Турции. Их относят к верхнему ордовику. Найденные экземпляры не могли пролить свет на информацию о времени возникновения сосудистых растений, так как были единичны и по ним было совершенно непонятно, каким же конкретно представителям растительного вида принадлежали гладкие споры.

Но не так давно в Саудовской Аравии были обнаружены достоверные остатки трилетных спор с орнаментированной оболочкой. Было определено, что возраст найденных образцов варьируется от 444 до 450 млн. лет.

Расцвет сосудистых растений после оледенения

Во второй половине ордовика нынешняя Саудовская Аравия и Турция составляли северную часть суперконтинента Гондвана. Это, видимо, и было первоначальной территорией обитания сосудистых растений. Длительный исторический период они обитали только в своей «эволюционной колыбели», тогда как планету заселяли представители примитивных моховидных со своими криптоспорами. Скорее всего, массовое расселение сосудистых растений началось после великого оледенения, произошедшего на рубеже ордовика и силура.

Теломная теория

В ходе изучения Риниофитов появилась так называемая теломная теория, которую создал немецкий ботаник Циммерманн. В ней раскрывались особенности строения Риниофитов, которые к тому времени были признаны первыми наземными растениями. Были Циммерманом показаны и предполагаемые пути становления важных вегетативных и репродуктивных органов высших растений.

По мнению немецкого ученого, тело Риниофитов состояло из радиально-симметричных осей, конечные веточки которых Циммерман назвал теломами (от греч. telos — «конец»).

Эволюционным путем теломы, претерпев многочисленные изменения, стали основными органами высших растений: стеблями, листьями, корнями, спорофиллами.

Итак, теперь можно однозначно ответить на вопрос «Как назывались первые наземные растения?». Сегодня ответ очевиден. Это были Риниофиты. Они первыми выбрались на поверхность Земли и стали прародителями представителей современной флоры, несмотря на то что их внешнее и внутреннее строение было примитивно.

Источник

Первыми наземными растениями считаются

Первые наземные растения

Жизнь зародилась в воде. Здесь появились первые растения – водоросли. Однако в какой-то момент появилась суша, которую предстояло заселить. Первопроходцами среди животных стали кистеперые рыбы. А среди растений?

Как выглядели первые растения?

Когда-то нашу планету населяли растения, у которых был лишь стебель. К земле они крепились специальными выростами – ризоидами. Это были первые растения, выбравшиеся на сушу. Ученые называют их псилофитами. Это латинское слово. В переводе оно означает «голые растения». Псилофиты действительно выглядели «голыми». У них были лишь ветвящиеся стебли с выростами-шариками, в которых хранились споры. Они очень похожи на «инопланетные растения», которые изображают на иллюстрациях к фантастическим рассказам.

Псилофиты стали первыми наземными растениями, однако они жили лишь в болотистой местности, так как у них не было корня, и они не могли добывать воду и питательные вещества в толще почвы. Ученые считают, что когда-то эти растение создавали целые огромные ковры над обнаженной поверхностью планеты. Существовали как крошечные растения, так и очень крупные, выше человеческого роста.

Как учёные узнали о первых растениях?

О том, что на нашей планете когда-то существовали такие растения, ученые узнали лишь в начале прошлого века, в 1912 году, благодаря одному шотландскому сельскому врачу, увлекавшемуся геологией. Исследуя почву, он обнаружил останки неизвестных доселе растений, которые впоследствии назвали ринией, по названию деревни, в которой оно было впервые найдено. Считается, что это было первое наземное растение, от него произошли другие псилофиты.

Древние растения господствовали на планете миллионы лет, но вымерли задолго до появления человека. Зато они оставили своих «потомков» — ими стали хвощи, плауны и папоротники. Некоторые ученые считают, что низшие псилофиты стали прародителями современных мхов.

Источник

Первыми наземными растениями считаются

Первые наземные растения

Жизнь зародилась в воде. Здесь появились первые растения – водоросли. Однако в какой-то момент появилась суша, которую предстояло заселить. Первопроходцами среди животных стали кистеперые рыбы. А среди растений?

Как выглядели первые растения?

Когда-то нашу планету населяли растения, у которых был лишь стебель. К земле они крепились специальными выростами – ризоидами. Это были первые растения, выбравшиеся на сушу. Ученые называют их псилофитами. Это латинское слово. В переводе оно означает «голые растения». Псилофиты действительно выглядели «голыми». У них были лишь ветвящиеся стебли с выростами-шариками, в которых хранились споры. Они очень похожи на «инопланетные растения», которые изображают на иллюстрациях к фантастическим рассказам.

Псилофиты стали первыми наземными растениями, однако они жили лишь в болотистой местности, так как у них не было корня, и они не могли добывать воду и питательные вещества в толще почвы. Ученые считают, что когда-то эти растение создавали целые огромные ковры над обнаженной поверхностью планеты. Существовали как крошечные растения, так и очень крупные, выше человеческого роста.

Как учёные узнали о первых растениях?

О том, что на нашей планете когда-то существовали такие растения, ученые узнали лишь в начале прошлого века, в 1912 году, благодаря одному шотландскому сельскому врачу, увлекавшемуся геологией. Исследуя почву, он обнаружил останки неизвестных доселе растений, которые впоследствии назвали ринией, по названию деревни, в которой оно было впервые найдено. Считается, что это было первое наземное растение, от него произошли другие псилофиты.

Древние растения господствовали на планете миллионы лет, но вымерли задолго до появления человека. Зато они оставили своих «потомков» — ими стали хвощи, плауны и папоротники. Некоторые ученые считают, что низшие псилофиты стали прародителями современных мхов.

Источник

Adblock
detector