Первые цветковые растения появились в: «Когда появились цветковые растения?» – Яндекс.Кью

Содержание

Жизнь в мезозойскую эру. Биология 9 класс Мамонтов



Вопрос 1. Когда появились цветковые растения? Укажите их эволюционные преимущества.

Около 240 млн. лет назад наступила следующая, мезозойская эра развития жизни на Земле. В это время появились первые покрытосеменные (цветковые) растения, постепенно распространившиеся на все материки. Это было обусловлено рядом их преимуществ в борьбе за существование: покрытосеменные имеют сильно развитую проводящую систему, цветок привлекает насекомых-опылителей, что обеспечивает надёжность перекрёстного опыления, зародыш снабжён запасами пищи (благодаря двойному оплодотворению развивается триплоидный эндосперм) и защищён оболочками и т. д.

Вопрос 2. Какие ароморфозы привели к возникновению пресмыкающихся?

Возникновение пресмыкающихся связано с изменениями климата, которые произошли в конце древней эры. Климат стал более сухим, в связи с этим пересыхали водоёмы, а болота — в большие территории суши.

Ароморфозы возникновения пресмыкающихся:

• Возникновение защитных оболочек вокруг яйца;

• Возникновение ячейстых легких с развитыми дыхательными путями;

• Прямое развитие;

• Внутреннее оплодотворение;

• Возникновение частичной, а у крокодилов полной перегородки в желудочке сердца, что привело к частичному разделению потоков венозной и артериальной крови.

Вопрос 3. Когда и вследствие каких ароморфозов возникли млекопитающие? Кто был их предками?

Млекопитающие возникли ещё в начале мезозойской эры , но не могли конкурировать с хищными динозаврами, интенсивно истреблялись ими и на протяжении 100 млн. лет занимали подчинённое положение.

Возникновение млекопитающих как класса связано с рядом крупных ароморфозов, развившихся у представителей одного из подклассов рептилий. К ним относятся: образование волосяного покрова и четырёхкамерного сердца, полное разделение артериального и венозного кровотоков благодаря утрате одной из двух дуг аорты, внутриутробное развитие потомства и вскармливание детёнышей молоком. Вынашивание зародышей в теле матери и забота о потомстве резко повысили выживаемость млекопитающих. К ароморфозам следует отнести и развитие коры головного мозга, обусловившее преобладание условных рефлексов над безусловными и возможность приспособления к непостоянным условиям среды путём изменения поведения.

Вопрос 4. Приведите примеры взаимосвязи эволюционных преобразований растений и животных в мезозое.

Началась параллельная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей.

Вопрос 5. Сведите информацию, полученную из данного параграфа, в единую таблицу «Эволюция растительного и животного мира в мезозойскую эру».

Вопрос 6. В какой мере эволюция жизни на Земле зависит от геологических процессов и изменений климата? Приведите примеры из событий мезозойской эры.

Ярким примером изменений климата и геологических процессов на Земле может служить вымирание динозавров. Вымирание динозавров явилось лишь частью так называемого «великого вымирания» , имевшего место в то же время: вместе с динозаврами вымерли морские рептилии (мозазавры и плезиозавры) и летающие ящеры, многие моллюски, в том числе аммониты, белемниты и множество мелких водорослей. Всего погибло 16 % семейств морских животных, 47 % морской фауны и 18 % семейств сухопутных позвоночных.

Существует множество версий почему вымерли динозавры:

1. Астероид. Это одна из самых популярных научных теорий. Ее выдвинул американский физик Луис Альварес в 1980 году. Считется, что 66 миллионов лет назад на Землю упал огромный астероид. Местом падения считают кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике. Небесное тело подняло в атмосферу тучи пыли, разбудило спящие вулканы, что вызвало астроидную зиму и привело к вымиранию динозавров и некоторых других животных.

2. Активный вулканизм. Еще одна гипотеза вымирания динозавров – значительное усиление вулканической активности Земли. Чаще всего ученые ссылаются на плато Деканские траппы, которое находится в Индии и покрыто изверженным базальтом толщиной в два километра. Его возраст определяют в 60 — 68 млн. лет. Сторонники теории вулканизма считают, что вулканическая деятельность шла так долго, что климат на Земле стал холоднее, и динозавры замерзли. Противники теории уверяют оппонентов, что при длительном извержении динозавры могли приспособиться к похолоданию, как это сделали крокодилы, и выжить.

3. Изменение атмосферы. Эта теория связана с тем, что в результате катаклизмов атмосфера Земли настолько изменила свой состав, что огромным ящерам стало нечем дышать, и они погибли. Ученые называют разные причины такого поворота событий. Одни по-прежнему уверяют, что виной этому астероиды, другие указывают на вулканы. Дело в том, что во времена расцвета динозавров содержание кислорода в атмосфере составляло 10-15%, а содержание углекислоты – всего нескольких процентов. Изменение состава воздуха привело к изменению растений, и дало возможность развития новой фауны.

4. Появление цветковых растений. Эта теория связана с изменением кормовой базы травоядных ящеров. Считается, что именно в этот период растительность Земли стала стремительно изменяться. Появились новые для динозавров цветковые растения. Ящеры не смогли приспособиться к алкалоидам, которые в них содержались, поедали новый вид растительности, травились и погибали. В результате массовой гибели травоядных вымерли и хищники.

Как цветы завоевали мир — BBC News Україна

  • Хелен Бриггс
  • BBC News

Автор фото, Getty Images

Ученые считают, что разгадали загадку, которая озадачила даже Чарльза Дарвина: как цветы развивались и распространялись, став доминирующими растениями на Земле.

Цветковые, или покрытосеменные, составляют около 90% всех видов живых растений, в том числе большинство съедобных культур.

В далеком прошлом они опередили своим распространением такие растения, как хвойные и папоротники, которые существовали задолго до их появления. Но как это им удалось — остается загадкой.

Новые исследования показывают, что речь может идти о размере генома: чем он меньше, тем растение выносливее.

«Это действительно сводится к вопросу о размере клеток и о том, как построить маленькую клетку и сохранить все харктеристики, необходимые для жизни», — говорит Кевин Симонини из Государственного университета Сан-Франциско в Калифорнии, США.

«Ужасная тайна»

Сотни миллионов лет назад на Земле господствовали папоротники и хвойные. Затем, около 150 млн лет назад, появились первые цветковые растения.

Они быстро распространились по всему миру, изменив ландшафт от приглушенного зеленого до буйства ярких красок.

Автор фото, Getty Images

О причинах невероятного успеха и разнообразии цветковых растений дискутируют на протяжении веков.

Чарльз Дарвин сам называл это «ужасной тайной». Он опасался, что этот очевидный внезапный скачок может поставить под сомнение его теорию эволюции.

Кевин Симонини и его коллега Адам Родди из Йельского университета исследовали важность размера генетического материала растения — генома.

Биологи анализировали геномы сотен растений из Королевского ботанического сада Кью: цветковых растений, голосеменных (группа растений, в которую входят хвойные и гинкго) и папоротников.

«Весомые доказательства»

Ученые также сравнили размер генома с анатомическими особенностями, такими, как большое количество пор на листьях.

Это дает «весомые доказательства» того, что успех и быстрое распространение цветковых растений по всему миру объясняется «уменьшением генома».

Автор фото, PATRICK SEEGER/AFP/Getty Images

Уменьшая размер генома, который содержится в ядре клетки, растения могут строить небольшие клетки.

Покрытосеменные, или цветковые растения, имеют больше прожилок и пор в своем листке, что увеличивает их производительность.

Соответственно, они активнее осуществляют фотосинтез — процесс, с помощью которого растения используют энергию света для преобразования углекислого газа и воды в глюкозу и кислород.

Исследователи утверждают, что уменьшение генома произошло только в покрытосеменных, и это было «необходимым условием для быстрых темпов распространения среди растений».

После этого исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, возникают другие вопросы.

Например, почему цветковые растения способны уменьшить свои геномы больше, чем другие?

И почему папоротники и хвойные деревья до сих пор существуют, несмотря на их большие геномы и клетки?

Когда появились цветы на планете

Двадцать второго июля тысяча восемьсот семьдесят девятого года, в письме к своему другу и ботанику Джозефу Хукеру, — именно того, который доказал хищничество непентесов, — Чарльз Дарвин написал о своей «страшной тайне» … Даже более чем через столетие, современные ученые продолжают дискуссию об «ужасной тайне» Дарвина — Когда появились цветы на планете Земля, ведь ученый так назвал не событие из собственной жизни, а происхождение цветковых растений!

Появление окаменелых отпечатков цветковых растений в геологической летописи Земли чрезвычайно внезапно — ученые не могут найти промежуточных форм, которые могли бы связать покрытосеменных с их гипотетическими предками: или семенными папоротниками, или голосеменными.

Когда появились цветы на планете — тайна Дарвина

Когда появились цветы на планете

Ботаники выделяют несколько групп древних голосеменных растений, к слову, к ним относятся и семенные папоротники (здесь папоротники является очень условным названием, потому что эти растения очень похожи на них, но таковыми не являются, будучи скорее промежуточным звеном), которые могли бы претендовать на предка цветковых, однако остается нерешенной «ужасная тайна» — отсутствие переходных форм от голосеменных к покрытосеменным.

Вроде возможные предки и есть, но неизвестно как, шаг за шагом, происходила эволюция цветков, плодов анатомических особенностей (например, проводные системы голо- и покрытосеменных существенно отличаются) — ученые только теоретизируют …

Однако, загадкой является еще и время возникновения цветковых растений. Попробуем разобраться в потоке научной информации последнего десятилетия, отыскав зерна истины в решении «ужасной тайны» Дарвина.

Когда же появились первые цветы на нашей Земле?

Самые ранние, из известных, окаменелых находок, палеоботаники уверенно относят к покрытосеменным растениям, несколько видов из рода Древнеплодник (Archaefructus Sun, Dilcher, Zheng et Zhou). На сегодня известно несколько видов этих удивительных ископаемых растений с территории Китая,которые датируются поздним юрским и ранним меловым периодами — примерно сто сорок — сто двадцать миллионов лет назад.

Интересно, что вместе с находками Древнеплодников на отпечатках часто имеются окаменелые скелеты рыб — это дало основания реконструировать эти растения как жителей водоемов. Очень хорошо сохранившиеся мягкие ткани растений и рыб свидетельствует о том, что они были внезапно погребены под толстым слоем ила во наводнения.

Исследование ископаемых пыльцы свидетельствует, что на юрско-меловой границе — сто тридцать миллионов лет назад покрытосеменные растения уже были достаточно широко распространены. Это означает, что цветковые растения возникли намного раньше, за указанное время.

Когда появились цветы на планете — согласно палеонтологическим находкам на северо-востоке Китая, покрытосеменные уже существовали в начале среднего юрского периода — сто семьдесят — сто шестьдесят миллионов лет назад. Палеоботаники нашли окаменелые соцветия Шмейснерии мелкоколосковой (Schmeissneria microstachys (Presl), которую ранее считали представительницей голосеменных растений из гинкговых (Ginkgoales Gorozh.).

Однако, ученым удалось обнаружить в ее макростробли (растительные женские органы размножения) закрытый пестик, что типично только для покрытосеменных (отсюда и название «покрытосеменные»). В свете этого открытия, биологи предполагают, что первые покрытосеменные появились в позднем триасовом периоде — двести тридцать — двести двадцать миллионов лет назад.

Почти четверть века велись споры вокруг интерпретации окаменелых отпечатков Санмигвелии Левиса (Sanmiguelia lewisii Brown) как покрытосеменных растений из позднего триаса. Ее хорошо сохранившиеся отпечатки найдены в северо-западном Техасе (США), трактовались в качестве цветочного растения, причем, они сочетали в себе признаки двух классов: и однодольных (Liliopsida) и двудольных (Magnoliopsida) … Сегодня Санмигвелия претендует на одно из древнейших, из известных, цветочных растений.

Когда появились цветы на планете — еще более интересные сведения дают химические исследования окаменелых остатков Гигантоптеридов (Gigantopteridaceae Koidz.) — семенных папоротников, которые существовали в позднем пермском периоде до катастрофического вымирания (двести сорок пять — двести пятьдесят миллионов лет назад) в конце палеозойской эры.

Оказалось, что они содержат вторичные метаболиты — тритерпеные олеананы, продуцируемые исключительно покрытосеменными растениями для отпугивания различных вредителей. Наконец, у Гигантоптеридов было много морфологических признаков сходства с цветочными, однако, каких-либо доказательств, что цветы имелись у них самих, пока, нет.

Современные генетические исследования показывают, что первые цветковые растения появились не позже 215 000 000 лет назад — на грани триасового и юрского периодов.

Живые ископаемые.

Древнейшее из известных современных цветковых растений — Амбробела волосоножка (Amborella trichopoda Baill.), — растет на небольшом юго-тихоокеанском острове Новая Каледония, который вместе с Новой Зеландией, представляет собой остаток древнего материка Зеландии. Как и в Новой Зеландии, так и на Новой Каледонии — в полной изоляции, сохранились реликтовые экосистемы, которые очень слабо изменились со времен динозавров и материка Зеландии …

Амбробела волосоножка (Amborella trichopoda Baill.) — Древнее цветочное растение на Земле.

По многим признакам Амбробела волосоножкова является уникальным цветочным растением, поскольку имеет ряд анатомических особенностей, которые присущи голосеменным, а не покрытосеменным. В частности, ксилема — восходящая имеет ведущую систему растений, которая транспортирует воду и минеральные вещества от корней до надземных частей растения, — но у них нет сосудов, а на их месте имеются трахеиды — ведущие органы аналогичные как у голосеменных.

Отличительными являются также и строение репродуктивной системы — цветков и способа оплодотворения. Генетические исследования показывают, что Амбробела является чрезвычайно древним растением, которое появилась на Земле в конце юрского периода — более ста тридцати пяти миллионов лет назад.

Ученые вообще выделили ее в сестринскую другую покрытосеменную ветвь эволюции, хотя Амбробела, является несомненно цветочным растением.

Кувшинка белая (Nymphaea alba L.) — этими цветами «любовались» еще динозавры.

Обычно все кувшинки, которые, наверняка растут на ближайшем озере от каждого из наших читателей, являются также очень древним растением. Порядок Лататтецвити (Nymphaeales Dumortier) является несколько младшим (но ненамного) от Амбробелоцветовых (Amborellales Melikian) — всего на несколько миллионов лет. Окаменевшие отпечатки кувшинки известны с нижнего мелового периода — около ста тридцати миллионов лет назад.

В тропических лесах австралийского штата Квинсленд растет два реликтовых-эндемичных вида лиан принадлежащих к роду Австробайлея (Austrobaileya CT White), которые здесь выживали после миллионов лет климатических и геологических пертурбаций. Они сочетают в себе целый ряд архаических признаков, наряду с проявлениями особенностей высокой специализации.

Цветок Австробайлеи пятнистой (Austrobaileya maculata CTWhite) — древнейшее растение Австралии.

Еще одной древней группой живых ископаемых покрытосеменных растений являются представители семьи Хлорантовые (Chloranthaceae R. Br.), распространенные в тихоокеанском бассейне — от Дальнего Востока Азии, Австралии через Океанию, Новую Зеландию, к западу Южной Америки. Особенностью этих растений, как и Амбробелы, является очень примитивное строение проводящей системы, а у Саркандры голой (Sarcandra glabra (Thunberg) Nakai), растущим в Японии, она вообще отсутствует!

Саркандра голая (Sarcandra glabra (Thunberg) Nakai) реликтовый представитель семьи Хлорантови (Chloranthaceae R. Br.).

Космополитний род роголистника (Ceratophyllum L.), виды которого часто выращивают в аквариумах, а также их можно найти повсеместно на прудах и озерах, оказывается то же являются очень древним — родом из эры динозавров …

У роголистника очень примитивная проводящая система, представлена трахеидами, что нетипично для абсолютного большинства покрытосеменных. Их листья и стебли покрыты кутином, подобно тому, как слоевище у бурых водорослей. До сих ученые не решили вопрос о систематической принадлежности роголистника …

Островной эффект или нехватка азота?

Объяснить почему цветковые растения так нагло появились на юрско-меловой границе, означало бы раскрыть «страшную тайну» Дарвина. Когда появились цветы на планете — ученые выдвинули целый ряд гипотез, однако, ни одна из них не способна дать исчерпывающий и обстоятельный ответ …

Генетика и палеонтология однозначно нас заводят в поздний триас, но, казалось бы, растения с такими значимыми преимуществами почему-то заняли в экологических системах господствующее положение, причем очень внезапно, только через сто миллионов миллионов лет после появления — в раннем меловом периоде …

Вполне вероятно, что первые цветковые растения возникли на изолированном острове или группе островов, а затем распространились по всей Земле.

Одна из очень интересных гипотез, может пролить свет на «ужасную тайну», называется островным эффектом. Отсутствие промежуточных форм между голосеменными и цветочными, а также внезапная экспансия последних по планете более ста миллионов лет назад, может объясняться их возникновением и развитием на изолированном острове или архипелаге.

Имея связи с материковым миром, растения острова или островов эволюционировали своим особым путем, дав начало покрытосеменным. Аналогичные процессы наблюдаются и сейчас на отдаленных островах и архипелагах, например, для эндемичных растений островов Фиджи.

Экстремальные островные условия открытого океана требовали от растений развитие радикальных и принципиально новых способов размножения и приспособлений для повышения выживаемости потомства. Вполне вероятно, что таким приспособлением стали взаимоотношения между предками цветочных и осами-опылителями. От последних, впоследствии развились пчелы.

Когда появились цветы на планете

Для привлечения опылителей растения, путем естественного отбора, развили яркие лепестки цветов, и выработку нектара. Параллельно могла происходить и коэволюция развития мясистых плодов у растений и плодоедения у животных, что способствовало эффективному распространению семян, их стратификации в пищеварительной системе и наличия достаточного количества питательных веществ при прорастании в помете животных.

Развитие всех этих адаптаций привело к возникновению конкурентоспособности цветочных, которые в конце юрского периода проникли на материки и чрезвычайно быстро захватили все попутные для них экологические ниши, в значительной степени вытеснив другие растения.

Эта гипотеза является достаточно интересной и привлекательной, однако, ее трудно доказать — нужно найти «те самые острова» (теперь они могут быть частью какого то материка или морского дна), где состоялась диверсификация цветковых.

Одним из претендентов на роль центра возникновения покрытосеменных является Китай, на месте которого, на протяжении большей части мезозоя, был изолирован архипелаг. Однако, и эта гипотеза не способна объяснить находки Санмигвелии Левиса и еще нескольких других видов, ориентировочно, цветочных растений в самом центре бывшего суперматерика Пангеи.

В противоположность островной, существует экологическая гипотеза, которая предполагает, что цветковые растения развивались постепенно и одновременно во всех частях древнего мира, однако находились под прессом со стороны голосеменных и папоротников, которые не образовывали мощных слоев почвы с достаточным количеством доступного азота.

Покрытосеменные является быстрорастущими растениями, которые требуют большого количества питательных веществ для своего развития, тогда как для голосеменных и папоротников это условие не является обязательным. Именно развитие симбиотических взаимоотношений с азотфиксирующими бактериями определило быструю экспансию покрытосеменных на юрско-меловой границе.

Свидетельством этого является последние исследования жизненных форм и стратегий древних цветочных — они представляли собой малолетние (одно-, двухлетние) растения с типичной для сорняков реактивной стратегией.

Когда появились цветы на планете — Цветочные чрезвычайно быстро заселяли территории, не подвергавшиеся каким-то дестабилизирующим факторам, например, пожарам, наводнениям, селевым потокам, оползням и тому подобное, в общем, занимая маргинальные экологические ниши в наземных палеоэкологических системах.

И только позже эволюционировали в кустарниковые и древесные формы, такие как магнолии.

В конце концов «ужасная тайна» Чарльза Дарвина и в дальнейшем остается не раскрытой, хотя с каждым днем приближается время, когда и с нее будет сорван занавес неизвестности …

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях:

Когда на Земле появились разнообразные цветковые растения, птицы и млекопитающие?

К моему изумлению, никаких особых споров по данному вопросу, т. е. кто за кем появился, в научном сообществе не ведется. А вот точное время появления данных организмов пока указывают очень приблизительно. Но даже мне было удивительно узнать, что высшие растения появились позже, чем млекопитающие.

Появление на планете птиц, растений, млекопитающих

Свой бурный рывок эволюция начала совершать в мезозойскую эру, а это примерно 260 миллионов лет назад. Таким образом, хронология появления указанных в задании организмов представляется следующим образом:

  • Млекопитающие — 200 млн лет назад.
  • Птицы — 150 млн лет назад.
  • Цветковые растения — 130 млн лет назад.

Из-за большого разброса во времени более точные даты в настоящий момент установить сложно.

Первое млекопитающее

Им был мегазостродон, который питался мелкими насекомыми и вскармливал потомство через молочные железы. Размер зверька не превышал 10 см, он был похож на крысу, активность проявлял ночью и имел густой волосяной покров. Найден он был в 1986 г. на юге Африки.

Мегазостродон послужил прототипом крысобелки из «Ледникового периода».

Первая птица

Таковым стал архиоптерикс. Он является переходным элементом от динозавров к птицам. От птиц у него присутствуют полые кости для облегчения полета и плотное оперение. А вот строение таза, челюсти и зубы он позаимствовал у динозавров.

Как первая птица археоптерикс принят только условно: уже найдено 5 промежуточных форм между динозаврами и птицами.

Первое цветковое растение

Эти растения относят к высшему виду растительного царства, поэтому они не являются первыми растениями, как таковыми. Цветковые имеют более сложное строение, и у них наличествует цветок как инструмент размножения. Именно выделением запаха они приспособились привлекать на свои цветки насекомых, которые перенося их пыльцу.

Также эти растения называют покрытосеменными. Впоследствии данный способ размножения смог значительно потеснить другие виды растений, что привело к царствованию покрытосеменных на Земле.

Мексику назвали родиной всех бобовых растений — Наука

ТАСС, 15 января. На территории Мексики палеонтологи нашли окаменелый стручок древнего бобового растения. Это говорит, что предок всех современных представителей этого семейства возник на юге Северной Америки еще в конце мелового периода. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Scientific Reports.

Первые цветковые растения появились на Земле в середине или начале мелового периода, примерно от 100 до 125 млн лет назад. Они произвели революцию в мире растений за счет поддержки насекомых и других опылителей. Благодаря этому цветковые быстро вытеснили папоротники и другие голосеменные растения, которые размножались исключительно за счет ветра.

Ученые давно пытаются выяснить, где возникли первые цветковые растения и как проходила их эволюция. Узнать это очень тяжело, так как отпечатки цветов и плодов древних растений почти никогда не сохраняются внутри осадочных пород.

Мексиканские палеонтологи под руководством профессора Национального политехнического института Эмилио Эстрада-Руиса сделали редкую находку такого рода на севере Мексики, в формации Олмос. Ее породы сформировались в конце мелового периода, примерно от 76 до 72 млн лет назад.

В этих породах ученые нередко находят не только кости динозавров той эпохи, но и отпечатки листьев голосеменных и цветочных растений мелового периода. Еще одной находкой Эстрада-Руиса и его коллег стала необычная продолговатая окаменелость, не похожая на останки животных или растений.

Изучив ее с помощью микроскопа и рентгеновского излучения, палеонтологи с удивлением обнаружили, что это лопнувший стручок бобового растения длиной около 5 см, а шириной – 1,25 см. Сравнив структуру этого плода с другими известными окаменелостями и плодами современных растений, ученые пришли к выводу, что это самое древнее и примитивное бобовое из рода Leguminocarpum.

Раньше ученые уже находили отпечатки листьев и плодов других видов этих растений, однако все они относились к гораздо более поздним геологическим периодам. Открытие самого древнего представителя этого рода, который назвали Leguminocarpum olmensis

, на юге Северной Америки говорит, что этот регион был прародиной предков всех бобовых растений.

Об этом говорят и некоторые другие факторы, в том числе сравнение геномов современных бобовых и большое количество отпечатков бобовых в породах следующих геологических эпох, найденных на территории США и Мексики. Дальнейшие раскопки на территории юга Северной Америки и открытие других окаменелостей, связанных с древнейшими бобовыми растениями, поможет прояснить этот вопрос, надеются Эстрада-Руис и его коллеги.

Презентация на тему: ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ Первые покрытосеменные растения появились

1

Первый слайд презентации

ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ Первые покрытосеменные растения появились в меловом периоде. Многие из них приспособились к опылению насекомыми. На рисунке изображен отпечаток цветка из отложений мелового периода Около 250 тыс. видов Отличительные особенности: Цветок – видоизмененный побег Семена внутри плода Двойное оплодотворение Ткани дифференцированные

Изображение слайда

2

Слайд 2

Систематическое положение Цветковых растений Царство РАСТЕНИЯ Отдел ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ = ЦВЕТКОВЫЕ Классы ОДНОДОЛЬНЫЕ ДВУДОЛЬНЫЕ Семейства ЛИЛЕЙНЫЕ РОЗОЦВЕТНЫЕ ЗЛАКИ КРЕСТОЦВЕТНЫЕ БОБОВЫЕ=МОТЫЛЬКОВЫЕ ПАСЛЕНОВЫЕ СЛОЖНОЦВЕТНЫЕ Род Вид

Изображение слайда

3

Слайд 3

СИСТЕМАТИКА – КЛАССИФИКАЦИЯ, Т.Е. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГРУППАМ НА ОСНОВЕ СХОДСТВА И РОДСТВА. Систематические единицы ЦАРСТВО Растения ОТДЕЛ Цветковые или Покрытосеменные растения КЛАСС 1.Двудольные 2.Однодольные СЕМЕЙСТВО Бобовые Крестоцветные Лилейные Злаки Розоцветные Пасленовые Сложноцветные РОД Шиповник Лилия ВИД Шиповник обыкновенный Лилия тигровая

Изображение слайда

4

Слайд 4

ДВУДОЛЬНЫХ ОДНОДОЛЬНЫХ ДВЕ СЕМЯДОЛИ В ЗАРОДЫШЕ СЕМЕНИ ОДНА СЕМЯДОЛЯ В ЗАРОДЫШЕ СЕМЕНИ СЕТЧАТОЕ ЖИЛКОВАНИЕ ЛИСТЬЕВ ДУГОВОЕ ИЛИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ЖИЛКОВАНИЕ ЛИСТЬЕВ СТЕРЖНЕВАЯ КОРНЕВАЯ СИСТЕМА МОЧКОВАТАЯ КОРНЕВАЯ СИСТЕМА ОКОЛОЦВЕТНИК ДВОЙНОЙ ОКОЛОЦВЕТНИК ПРОСТОЙ ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ- ДЕРЕВЬЯ, КУСТАРНИКИ, ТРАВЫ ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ- ТРАВЫ ЧИСЛО КОМПОНЕНТОВ ЦВЕТКА КРАТНО 5, ИНОГДА 4 ЧИСЛО КОМПОНЕНТОВ ЦВЕТКА КРАТНО 3 ПРИЗНАКИ РАСТЕНИЙ КЛАССА:

Изображение слайда

5

Слайд 5

Обозначения, применяемые при написании формулы цветка * — цветок правильный (актиноморфный), многоплоскостной симметрии ↑ — цветок неправильный (зигоморфный), одна вертикальная плоскостная симметрия Ч – чашечка (указывается количество чашелистиков) Л – венчик (указывается количество лепестков) О – простой околоцветник Т- тычинки (андроцей) П – пестики (гинецей) () – сросшиеся элементы цветка ∞ — множество элементов цветка

Изображение слайда

6

Слайд 6

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ. Семейство КРЕСТОЦВЕТНЫЕ= КАПУСТНЫЕ Цветки с крестообразно расположенными лепестками (желтые или белые). Околоцветник двойной. Формула цветка : * Ч 4 Л 4 Т 4+2 П 1 ( цветок правильный, чашелистиков 4, лепестков 4, тычинки 4длинные и 2 короткие, пестик 1) Плод – стручок или стручочек. Соцветие – кисть. Жизненные формы – травы (пастушья сумка, сурепка, редька, капуста, хрен, левкой, ярутка полевая, редис, горчица) Опыляются насекомыми, в основании тычинок имеются нектарники. Хорошие медоносы. Некоторые образуют корнеплоды- редька, редис, брюква. Характерно накопление гликозидов, которые при расщеплении дают едкие эфирные масла (горчичное масло). Важным признаком является опушение вегетативных и генеративных органов. 3 тыс. видов

Изображение слайда

7

Слайд 7

Изображение слайда

8

Слайд 8

МАСЛИЧНЫЕ РАСТЕНИЯ РАПС, СЕМЕНА РАПСА

Изображение слайда

9

Слайд 9

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ ГУЛЯВНИК ЛЕКАРСТВЕННЫЙ

Изображение слайда

10

Слайд 10

ОВОЩНЫЕ РАСТЕНИЯ ХРЕН КАПУСТА БЕЛОКОЧАННАЯ

Изображение слайда

11

Слайд 11

СОРНЫЕ РАСТЕНИЯ ЯРУТКА ПОЛЕВАЯ СУРЕПКА ОБЫКНОВЕННАЯ РЕДЬКА ДИКАЯ

Изображение слайда

12

Слайд 12

ДЕКОРАТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ ЛЕВКОЙ ДУШИСТЫЙ

Изображение слайда

13

Слайд 13

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ. Семейство РОЗОЦВЕТНЫЕ ИЛИ РОЗОВЫЕ Околоцветник двойной. Формула цветка — *Ч 5 Л 5 Т ∞ П 1 или ∞. Соцветия – кисть, простой зонтик, щиток или одиночные цветы Черемуха Вишня Рябина Плоды разнообразны- костянка, яблоко, гранатина, многоорешки, многокостянки. 3 тыс. видов

Изображение слайда

14

Слайд 14

Изображение слайда

15

Слайд 15

Жизненные формы Деревья Кустарники Травы Вишня, яблоня Шиповник, малина Земляника, манжетка Плодово-ягодные Декоративные (розы) Лекарственные (шиповник, репешок, земляника и т.д.) Сорные (лапчатка, манжетка)

Изображение слайда

16

Слайд 16

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ. Семейство БОБОВЫЕ=МОТЫЛЬКОВЫЕ 18 тыс. видов Цветок с двойным околоцветником. Формула цветка: ↑ Ч 5 Л 1+2+(2) Т (9)+1 П 1 Соцветия: кисть (акация, люпин) головка (клевер) Плод: боб

Изображение слайда

17

Слайд 17

Белая акация Санталовое дерево (Азия, Африка) Желтая акация =Карагана На корнях большинства бобовых имеются клубеньки – симбиоз с азотфиксирующими бактериями, которые способны усваивать атмосферный азот и переводить его в соединения, усваиваемые растениями. Во всех органах бобовых содержится большое количество белка. Азотное удобрение.

Изображение слайда

18

Слайд 18

Растения разделяют на группы: Пищевые : бобы, фасоль, горох, соя,чечевица Масличные : арахис = земляной орех Лекарственные : солодка, белая акация, кассия=александрийский лист (слабительное), софора японская (для укрепления сосудов) Декоративные: люпин, желтая акация, душистый горошек Медоносы : донник, клевер Кормовые : клевер, люцерна, вика

Изображение слайда

19

Слайд 19

Люцерна Сем. Бобовые. Луговые и полевые растения.

Изображение слайда

20

Слайд 20

Сем. Бобовые. Пищевые, масличные культуры.

Изображение слайда

21

Слайд 21

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ. Семейство ПАСЛЕНОВЫЕ 3 тыс. видов Цветок с двойным околоцветником. Формула цветка: * Ч (5) Л (5) Т 5 П 1 Соцветия: кисть или одиночные цветы Плод: ягода или коробочка В различных органах пасленовых образуются ядовитые алкалоиды, поэтому они ядовиты (картофель-соланин, табак- никотин) Пищевые : картофель, перец, баклажаны, томаты Лекарственные : белладонна = красавка (яд), источник атропина; дурман, белена, табак Декоративные : петуния, душистый табак

Изображение слайда

22

Слайд 22

Табак

Изображение слайда

23

Слайд 23

Сем. Пасленовые.

Изображение слайда

24

Слайд 24

Физалис (перуанский крыжовник Стручковый перец (рождественский перец ) Перец горький

Изображение слайда

25

Слайд 25

Броваллия Дурман Датура Петуния Душистый табак

Изображение слайда

26

Слайд 26

Класс ДВУДОЛЬНЫЕ. Семейство СЛОЖНОЦВЕТНЫЕ=АСТРОВЫЕ 20-25 тыс. видов Цветки: обоеполые однополые иногда бесполые Соцветие: корзинка Корзинки могут быть собраны в сложные соцветия: метелка, колосья, щитки. Соцветия окружено оберткой из зеленых листочков. Корзинки содержат много цветков, цветки сидящие. Чашечка у цветов корзинки либо не развита, либо представлена многочисленными волосками, образующими хохолок, или паппус — разрастающийся у плода в летучку. В составе корзинки различают 4 типа цветков: трубчатые, язычковые, ложноязычковые (пестичные реже бесполые) и воронковидные. Плод – семянка, часто имеет хохолок. Семена без эндосперма. У одуванчика наблюдается развитие семян без опыления и оплодотворения ( апомиксис ).

Изображение слайда

27

Слайд 27: Соцветие

обертка цветка ось соцветия язычковые цветки хохолок язычок венчика Корзинка

Изображение слайда

28

Слайд 28

Типы цветков *Ч 0-∞ Л (5) Т (5) П (2 ) ↑ Ч 0-∞ Л (5) Т (5) П (2 ) ↑ Ч 0-∞ Л (6-9) Т 0 П (0-2 ) Ложноязычковые (краевые) цветки ↑Ч 0-∞ Л (3) Т0П (2)

Изображение слайда

29

Слайд 29: Жизненные формы

Род Олеария (130 видов), Австралия Скалезии на Галапагосских островах Бархотки

Изображение слайда

30

Слайд 30

Пижма обыкновенная Лекарственные растения Календула Мать-и-мачеха Тысячелистник Полынь

Изображение слайда

31

Слайд 31: Сорные растения

Бодяк полевой Василек синий, или посевной Лопух войлочный Чертополох поникающий Осот огородный

Изображение слайда

32

Слайд 32

Пищевые растения Топинамбур или земляная груша Цикорий обыкновенный Салат-латук

Изображение слайда

33

Слайд 33

Декоративные растения Бессмертник =»песчаный тмин». Бархатцы Георгины Хризантемы Астры Ромашки

Изображение слайда

34

Слайд 34

Класс ОДНОДОЛЬНЫЕ. Семейство ЗЛАКИ 10 — 11 тыс. видов Жизненные формы: многолетние травы, древесные формы – бамбуки. Стебель – соломина. Листья из влагалища и листовой пластинки. Плод – зерновка. Ветроопыляемые растения. Соцветие – колосок, сложный колос, метелка. Формула цветка: ↑О (2)+2 Т 3 П (2) Хлебные злаки : пшеница, рожь, овес, кукуруза, сахарный тросник и т.д. Кормовые : мятлик, тимофеевка и т.д. Сорняки : пырей и т.д.

Изображение слайда

35

Слайд 35

Бамбук Тростник Ковыль, трава степная

Изображение слайда

36

Слайд 36

ХЛЕБНЫЕ ЗЛАКИ(слева направо): овёс, ячмень, рожь, пшеница. Пшеница Рис Просо Овес

Изображение слайда

37

Слайд 37

Класс ОДНОДОЛЬНЫЕ. Семейство ЛИЛЕЙНЫЕ Жизненные формы : многолетние луковичные или корневичные травы, реже деревья и лианы. Околоцветник простой, венчиковидный из 6 листочков, расположенных в 2 ряда. Формула цветка: *О 3+3 Т 3+3 П (3) Плод – коробочка или ягода. Насекомоопыляемые растения. Пищевые растения : лук,чеснок, спаржа. Лекарственные: ландыш, купена и т.д. Декоративные : тюльпан, гиацинт, лилия и т.д. Ядовитые : вороний глаз, черемица и т.д.

Изображение слайда

38

Последний слайд презентации: ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ Первые покрытосеменные растения появились

Комнатные растения Семейство Лилейные Лук репчатый Чеснок

Изображение слайда

Мексика оказалась родиной бобовых | ROSNG.ru

Мексика оказалась родиной всех известных на сегодня бобовых культур. Об этом говорится в исследовании местных палеонтологов, опубликованном в журнале Scientific Reports.

Открытие сделала команда исследователей Национального политехнического института под руководством профессора вуза Эмилио Эстрада-Руиса. Они много лет занимаются вопросами происхождения и эволюции первых цветковых растений. В ходе одного из своих исследований учёные нашли на территории формации Олмос (север Мексики) странную окаменелость, которая не похожа на останки животных или растений. Исследовав её с помощью микроскопа и рентгеновского излучения, они выяснили, что это лопнувший стручок бобового растения. Его длина составила около пяти, а ширина – 1,25 сантиметра. 

Читайте также

Учёные нашли бактерию, защищающую рис от болезней

Находка удивила палеонтологов. Считается, что первые цветковые растения в мире появились в середине мелового периода не позднее 100 миллионов лет назад. Однако земельные породы в Олмосе сформировались только между 76 и 72 миллионами лет назад, то есть в конце этого периода. К тому же, отпечатки цветов и плодов редко сохраняются в осадочных породах. Также исследователи сравнили структуру найденного плода с другими известными окаменелостями и плодами современных растений. Оказалось, что находка является самым древним и примитивным бобовым из рода Leguminocarpum. Таким образом, теперь у учёных есть не только однозначные данные о месте появления первых бобовых, но и новые сведения о его времени.

Ранее косвенными подтверждениями происхождения стали результаты сравнения геномов современных бобовых и большое число отпечатков в породах более поздних геологических эпох на территории той же Мексики, а также США. В дальнейшем авторы исследования хотят провести ещё ряд раскопок на юге Северной Америки. По их мнению, это даст полную картину эволюции этого семейства растений.
 

Как мог выглядеть первый цветок на Земле

Джеймс О’Донохью

Первый цветок выглядел так?

Эрве Соке и Юрг Шёненбергер

Три — магическое число для самого первого цветущего растения. Самое крупное исследование их ранней эволюции пришло к выводу, что его цветки, вероятно, имели лепестковидные листочки околоцветника и тычинки с пыльцой, расположенные в слоистых мутовках по три.Он был похож на магнолии, лютики и лавры, но не был похож ни на один живой цветок.

Происхождение цветковых растений и их быстрое завоевание местообитаний в мире было загадкой на протяжении почти полутора веков. В 1879 году Чарльз Дарвин описал как «отвратительную загадку» то, что цветы возникли так поздно в истории жизни, но все же смогли заменить более древние семенные сосны и саговники.

Сегодня на долю цветковых растений приходится девять из каждых 10 растений, что означает, что их намного больше, чем когда-то доминирующих семенных растений, таких как хвойные деревья, появившиеся между 350 и 310 миллионами лет назад.

Однако изучить их эволюционные корни непросто: нежность цветов означает, что они редко превращаются в окаменелости. Самым старым из обнаруженных на данный момент является водное растение Montsechia vidalii , которому 130 миллионов лет, которое было обнаружено в Испании в 2015 году. Однако считается, что цветковые растения впервые появились намного раньше, примерно между 250 и 140 миллионами лет назад.

Сбор цветочных черт

Чтобы разгадать, на что был похож самый первый цветок, команда из 36 человек во главе с Эрве Соке из Университета Париж-Юг, Франция, провела шесть лет, анализируя анатомические данные почти каждого типа цветущих растений, чтобы определить их самые древние черты. .

Они сверяли свои результаты с датами, полученными на основе молекулярного анализа, и построили эволюционные деревья, моделирующие самые ранние стадии эволюции цветов.

«Мы наблюдали большой взрыв эволюции цветковых растений, когда они впервые появились», — говорит Соке.

Они обнаружили, что у первого цветка, вероятно, было 11 или более листочков околоцветника и тычинок, обычно сгруппированных по три и несущих как мужские, так и женские репродуктивные структуры. Он был устроен уникальным образом, не похожим ни на один живой цветок.Неизвестно, насколько велик был первый цветок, но, возможно, он был всего 1 сантиметр или меньше в диаметре.

Один сюрприз заключается в том, сколько лепестковидных листочков околоцветника было у первого цветка по сравнению с большинством живых цветов. Уменьшение их количества позволило более поздним цветам развить ослепительное множество специализированных форм и размеров и, следовательно, диверсифицироваться вместе со своими животными-опылителями в огромный спектр экосистем, которые они занимают сегодня. Есть около 300 000 живых цветущих растений.

Полученные данные означают, что живые цветы, признанные самыми древними, такие как Amborella из Новой Каледонии и водяные лилии, на самом деле довольно развиты по сравнению со своими древними предками.

Ссылка на журнал: Nature Communications , DOI: 10.1038 / ncomms16047

Подробнее: Как сила цветов проложила путь нашей эволюции

Подробнее по этим темам:

Статья о цветущих растениях, информация о цветах, факты — National Geographic

Летом 1973 года подсолнухи появились в огороде моего отца. Казалось, что они прорастают в одночасье несколькими рядами, которые он в том году одолжил новым соседям из Калифорнии.Мне тогда было всего шесть лет, и я сначала оттолкнул меня от этих ярких растений. Такие странные и яркие цветы казались неуместными среди респектабельных бобов, перца, шпината и других овощей, которые мы всегда выращивали. Но постепенно меня покорил блеск подсолнухов. Их огненные нимбы смягчали зеленый монотонный оттенок, который к концу лета царил в саду. Я восхищался птицами, которые цеплялись вниз головой за лохматые золотые диски, взмахивая крыльями, грабя семена. Тем летом подсолнухи определили для меня цветы и изменили мой взгляд на мир.

У цветов есть способ это сделать. Они начали менять внешний вид мира почти сразу после того, как появились на Земле около 130 миллионов лет назад, в меловой период. Это относительно недавно в геологическом времени: если бы всю историю Земли сжать в час, цветковые растения существовали бы только последние 90 секунд. Но как только они прочно укоренились около 100 миллионов лет назад, они быстро расширились, и появилось множество разновидностей, которые положили начало большинству семейств цветковых растений современного мира.

Сегодня количество видов цветковых растений в двадцать один больше, чем папоротников и шишковидных или хвойных деревьев, которые процветали в течение 200 миллионов лет до появления первого цветения. В качестве источника пищи цветущие растения обеспечивают нас и остальной животный мир питанием, которое имеет основополагающее значение для нашего существования. По словам Уолтера Джадда, ботаника из Университета Флориды, «если бы не цветущие растения, мы, люди, не были бы здесь».

От дубов и пальм до полевых цветов и водяных лилий, через мили кукурузных полей и цитрусовых садов до сада моего отца — цветущие растения стали править мирами ботаники и сельского хозяйства.Они также правят эфирным царством, которое ищут художники, поэты и обычные люди в поисках вдохновения, утешения или простого удовольствия созерцать цветок.

«До появления цветковых растений, — говорит Дейл Рассел, палеонтолог из Государственного университета Северной Каролины и Государственного музея естественных наук, — мир был похож на японский сад: мирный, мрачный, зеленый, населенный рыбами, черепахами и Стрекозы После цветения мир стал похож на английский сад, полный ярких красок и разнообразия, который посещают бабочки и пчелы.Среди зелени расцвели цветы всех форм и цветов ».

Это драматическое изменение представляет собой один из величайших моментов в истории жизни на планете. Что позволило цветущим растениям так быстро доминировать в мировой флоре?

Ботаники называют цветковые растения покрытосеменными, от греческих слов, означающих «сосуд» и «семя». В отличие от хвойных, которые дают семена в виде открытых шишек, покрытосеменные заключают свои семена в плоды. и питают семена.Например, разрежьте помидор пополам, и вы найдете плодолистики. Эти структуры являются определяющей чертой всех покрытосеменных и одним из ключей к успеху этой огромной группы растений, насчитывающей около 235 000 видов.

Когда и как появились первые цветковые растения? Чарльз Дарвин задумался над этим вопросом, и палеоботаники все еще ищут ответ. На протяжении 1990-х годов открытия окаменелых цветов в Азии, Австралии, Европе и Северной Америке давали важные подсказки. В то же время в области генетики появился совершенно новый набор инструментов для поиска.В результате современная палеоботаника пережила бум, не похожий на сам взрыв цветов мелового периода.

Теперь старые охотники за окаменелостями с лопатами и микроскопами сравнивают записи с молекулярными биологами, использующими генетическое секвенирование для прослеживания современных семейств растений до их происхождения. Эти две группы исследователей не всегда прибывают в одно и то же место рождения, но оба лагеря сходятся во мнении, почему поиски так важны.

«Если у нас есть точная картина эволюции цветкового растения, — говорит Уолтер Джадд, — мы можем знать некоторые вещи о его структуре и функциях, которые помогут нам ответить на определенные вопросы: с какими видами видов оно может быть скрещено. ? Какие виды опылителей эффективны? » По его словам, это ведет нас к более разумным и продуктивным методам ведения сельского хозяйства, а также к более четкому пониманию более широкого процесса эволюции.

Элизабет Циммер, молекулярный биолог из Смитсоновского института, в последние годы переосмыслила этот процесс. Циммер работает над расшифровкой генеалогии цветковых растений, изучая ДНК современных видов. Ее работа ускорилась в конце 1990-х годов во время финансируемого из федерального бюджета исследования под названием Deep Green, разработанного для содействия координации между учеными, изучающими эволюцию растений.

Циммер и ее коллеги начали искать в своих общих данных группы растений с общими наследственными признаками, надеясь в конечном итоге определить общего предка для всех цветковых растений.Полученные на сегодняшний день результаты показывают, что самой старой живой ветвью, насчитывающей не менее 130 миллионов лет, является семейство Amborellaceae, которое включает только один известный вид — Amborella trichopoda. Это небольшое древесное растение, которое часто называют «живым ископаемым», растет только на Новой Каледонии, острове в южной части Тихого океана, известном среди ботаников своей первозданной флорой.

Но у нас нет амбореллы 130 миллионов лет назад, поэтому мы можем только задаться вопросом, выглядела ли она так же, как сегодняшняя разновидность. У нас есть окаменелости других вымерших цветковых растений, самые старые из которых погребены в отложениях возрастом 130 миллионов лет.Эти окаменелости дают нам лишь ощутимые намеки на то, как выглядели ранние цветы, предполагая, что они были крошечными, без украшений и без ярких лепестков. Эти цветы без излишеств бросают вызов большинству представлений о том, что делает цветок цветком.

Чтобы увидеть, как могли выглядеть первые примитивные покрытосеменные, я полетел в Англию и встретил там палеоботаника Криса Хилла, ранее работавшего в лондонском Музее естественной истории. Хилл отвез меня через холмистую местность к Smokejacks Brickworks, карьере к югу от Лондона.Smokejacks — это яма в земле глубиной в сто футов (30 метров), шириной с несколько футбольных полей, которая давала гораздо больше, чем сырье для кирпичей. В его глинах цвета ржавчины сохранились тысячи окаменелостей 130 миллионов лет назад. Мы прошли на дно карьера, встали на четвереньки и начали копать.

Вскоре Хилл поднял кусок аргиллита. Он представил его мне и указал на отпечаток крошечного стебля, заканчивающегося рудиментарным цветком.Окаменелость напоминала единственный росток, сорванный с головки брокколи. Первый цветок в мире? «Больше похоже на прототип цветка», — сказал Хилл, который сделал здесь свою первую окаменелую находку в начале 1990-х годов. Он официально назвал его Bevhalstia pebja, слова, составленные из имен его ближайших коллег.

В увеличительное стекло окаменелость Bevhalstia казалась маленькой и беспорядочной, непримечательной травой, которую я мог видеть, растущей в воде у края пруда, где, по мнению Хилла, он рос.

«Вот почему я думаю, что это могло быть примитивное цветущее растение», — сказал Хилл. «Bevhalstia уникальна и непохожа ни на одно современное семейство растений. Поэтому мы начнем со сравнения с тем, что нам известно». Стебли некоторых современных водных растений имеют тот же паттерн ветвления, что и Bevhalstia, и дают крошечные цветочные бутоны на концах определенных ветвей. Bevhalstia также имеет поразительное сходство с окаменелостью, о которой в 1990 году сообщили американские палеоботаники Лео Хики и Дэйв Тейлор. У этого экземпляра, крошечного 120-миллионного растения из Австралии, выросли листья, которые не походили ни на папоротник, ни на иголки.Вместо этого они инкрустированы прожилками, как листья современных цветущих растений.

Что еще более важно, образец Хики и Тейлора содержит окаменелые плоды, которые когда-то содержали семена, что Хилл надеется найти связанным с Бевальстией. У обоих растений отсутствуют четко очерченные цветочные лепестки. Оба они более примитивны, чем магнолия, недавно свергнутая как самый ранний цветок, хотя все еще считается древней линией. И оба, наряду с недавней находкой из Китая, известной как Archaefructus, подтвердили идею о том, что самые первые цветущие растения были простыми и незаметными.

Как и все пионеры, ранние покрытосеменные начали свое существование на окраинах. В мире, где преобладают хвойные деревья и папоротники, этим ботаникам-новичкам удалось закрепиться в областях экологических нарушений, таких как поймы и вулканические районы, и быстро адаптироваться к новым условиям. Ископаемые остатки заставляют некоторых ботаников полагать, что первые цветущие растения были травянистыми, то есть они не росли древесными частями. (Однако последние генетические исследования показывают, что самые древние линии покрытосеменных включали как травянистые, так и древесные растения.) В отличие от деревьев, которым требуются годы, чтобы созреть и дать семена, травянистые покрытосеменные живут, размножаются и умирают в короткие жизненные циклы. Это позволяет им быстро открывать новые горизонты и, возможно, позволяет им развиваться быстрее, чем их конкуренты, — преимущества, которые, возможно, способствовали росту их разнообразия.

Хотя эта так называемая травянистая привычка могла дать им преимущество перед медленнорастущими древесными растениями, козырной картой покрытосеменных был цветок. Говоря простым языком, цветок — это репродуктивный механизм покрытосеменных.У большинства цветов есть как мужские, так и женские части. Размножение начинается, когда цветок выпускает в воздух пыльцу, микроскопические пакеты генетического материала. В конце концов, эти зерна останавливаются на рыльце другого цветка — крошечном рецепторе пыльцы. В большинстве случаев стигма располагается на стеблеобразной структуре, которая выступает из центра цветка. Смягченные влагой, пыльцевые зерна выделяют белки, которые химически определяют, является ли новое растение генетически совместимым. Если это так, пыльцевое зерно прорастает и вырастает трубкой вниз через стебель и завязь в семяпочку, где происходит оплодотворение и начинает прорастать семя.

Выброс пыльцы на ветер — это случайный способ размножения. Хотя ветровое опыление достаточно для многих видов растений, прямая доставка насекомыми намного эффективнее. Насекомые, несомненно, начали посещать и опылять покрытосеменные растения, как только новые растения появились на Земле около 130 миллионов лет назад. Но пройдет еще 30-40 миллионов лет, прежде чем цветущие растения привлекут внимание насекомых-опылителей, выставляя напоказ яркие лепестки.

«Лепестки появились примерно от 90 до 100 миллионов лет назад», — сказала Эльза Мари Фриис, руководитель отдела палеоботаники Шведского музея естественной истории на окраине Стокгольма.«Даже тогда они были очень, очень маленькими.

Вдумчивая женщина с короткими каштановыми волосами и проницательными глазами, Фриис наблюдает за тем, что, по мнению многих экспертов, является наиболее полной коллекцией окаменелостей покрытосеменных, собранных в одном месте. Хрупкие цветы, как ни странно, избежали разрушения. достаточно, благодаря сильной жаре давних лесных пожаров, превративших их в древесный уголь.

Фриис показал мне ископаемый цветок возрастом 80 миллионов лет, не больше точки в конце этого предложения. при максимальном разрешении под электронным микроскопом он мне не казался цветком.«Многие исследователи не обращали внимания на эти крошечные простые цветы, — сказала она, — потому что вы не можете понять их разнообразие без микроскопа».

Итак, мы прищурились через ее мощную лупу и совершили образную прогулку по меловому миру крошечных и разнообразных покрытосеменных. Увеличенные в сотни или тысячи раз окаменелые цветы Фрииса напоминают сморщенные луковицы или редис. Многие держали свои крошечные лепестки зажатыми, пряча плодолистики внутри. Другие широко раскрываются в полной зрелости.Плотные пучки пыльцевых зерен сцепляются друг с другом узловатыми комками.

Где-то между 70 и 100 миллионами лет назад количество цветковых растений на Земле резко возросло, и ботаники называют это событие «великой радиацией». По словам Фрииса, искра, которая зажгла этот взрыв, была лепестком.

«Лепестки создали гораздо больше разнообразия. Сейчас это широко распространенное понятие», — сказал Фриис. В своем новом наряде некогда забытые покрытосеменные растения стали выделяться в пейзаже, как никогда прежде, соблазняя насекомых-опылителей.Воспроизведение буквально взлетело.

Взаимодействие между насекомыми и цветковыми растениями повлияло на развитие обеих групп. Этот процесс называется коэволюцией. Со временем цветы приобрели привлекательные цвета, соблазнительные ароматы и особые лепестки, которые служили посадочной площадкой для насекомых-опылителей. Первым в пакете преимуществ для насекомых является нектар, питательная жидкость, которую цветы предоставляют в качестве торгового товара в обмен на распространение пыльцы. Предки пчел, бабочек и ос стали зависеть от нектара и, поступая так, стали переносчиками пыльцы, непреднамеренно унося зерна, привязанные к крошечным волоскам на своем теле.Эти насекомые могут собирать и доставлять пыльцу при каждом посещении новых цветов, повышая шансы на оплодотворение.

Насекомые были не единственными обязательными видами, которые помогали переносить цветущие растения в любой уголок Земли. Динозавры, величайшие двигатели и шейкеры, которых когда-либо знал мир, пробирались через древние леса, невольно расчищая новые земли для покрытосеменных растений. Они также сеяли семена через свой пищеварительный тракт.

К тому времени, когда появилось первое цветущее растение, динозавры-растительноядные существовали уже миллион столетий, все время питаясь папоротниками, хвойными деревьями и другой первобытной растительностью.Динозавры прожили еще 65 миллионов лет, и некоторые ученые считают, что у крупных рептилий этого времени было достаточно, чтобы приспособиться к новой диете, включающей покрытосеменные.

«Незадолго до исчезновения динозавров, я думаю, многие из них поедали цветущие растения», — говорит Кирк Джонсон из Денверского музея природы и науки. Джонсон обнаружил много окаменелостей возрастом от 60 до 70 миллионов лет в разных местах региона Скалистых гор. Из них он делает вывод, что гадрозавры, или утконосые динозавры, питались большими листьями покрытосеменных растений, которые эволюционировали в теплый климатический сдвиг незадолго до окончания мелового периода.Ссылаясь на отложения, которые предшествовали вымиранию динозавров, он сказал: «Я нашел там всего несколько сотен образцов нецветковых растений, но я обнаружил 35 000 экземпляров покрытосеменных. Нет никаких сомнений в том, что динозавры ели эти вещи».

Ранние покрытосеменные растения были низкорослыми, что подходило одним динозаврам больше, чем другим. «У брахиозавров были длинные шеи, как у жирафов, поэтому они были плохо приспособлены для поедания новой растительности», — говорит Ричард Чифелли, палеонтолог из Университета Оклахомы.«С другой стороны, цератопсы и утконосые динозавры были настоящими косилками». Позади этих косилок покрытосеменные растения приспособились к свежескошенной земле и продолжали распространяться.

Динозавры внезапно исчезли около 65 миллионов лет назад, и их место заняла другая группа животных — млекопитающие, которые извлекли большую выгоду из разнообразия плодов ангиоспермы, включая зерна, орехи и многие овощи. Цветущие растения, в свою очередь, пожинали плоды распространения семян млекопитающими.

«Это было рукопожатие двух королевств, — говорит Дэвид Дилчер, палеоботаник из Флоридского музея естественной истории.«Я накормлю тебя, а ты унесешь мой генетический материал подальше».

В конце концов люди эволюционировали, и два королевства снова пожали друг другу руки. Благодаря земледелию покрытосеменные покрывали нашу потребность в пропитании. Мы, в свою очередь, взяли некоторые виды, такие как кукуруза и рис, и дали им беспрецедентный успех, выращивая их на обширных полях, сознательно опыляя их и с удовольствием поедая. Практически каждая немясная пища, которую мы едим, начинается с цветущего растения, тогда как мясо, молоко и яйца, которые мы потребляем, поступают от домашнего скота, откармливаемого зерном — цветущих растений.Даже хлопок, который мы носим, ​​- это покрытосеменные.

С эстетической точки зрения покрытосеменные также поддерживают и обогащают нашу жизнь. Мы ценим их только за их красоту, за их запах, за их общение в вазе или горшке в День святого Валентина. Некоторые цветы говорят на древнем языке, на котором нет слов. Для этих более ярких игроков — орхидей, роз, лилий — мир становится меньше, с каждым днем ​​перекрещиваясь из-под струи цветов в грузовых отсеках коммерческих транспортных самолетов.

«Мы стараемся доставить цветы в любую точку мира в течение 24 часов после срезания», — сказал Ян Ланнинг, старший консультант Голландского оптового совета по оптовым продажам цветоводства, мирового турникета по продаже декоративных цветов.«Бизнес действительно глобализовался».

По пути домой из лаборатории Фрииса в Швеции я остановился в Нидерландах, крупнейшем в мире экспортере срезанных цветов. Я попросил Лэннинга попытаться объяснить значение выбранной им работы. Он наклонился вперед с готовым ответом.

«Люди очаровывались цветами с тех пор, как мы существуем. Это эмоциональный продукт. Людей привлекают живые существа. В цветке сочетаются запах, вид и красота». Он улыбнулся композиции из ароматных лилий на своем столе.«Каждый понедельник флорист доставляет в этот офис свежие цветы. Это необходимая роскошь».

Позже в тот же день в амстердамском музее Ван Гога я заметил группу поклонников, толпившихся перед картиной. Я пробрался туда и протиснулся среди них. Внезапно я увидел «Подсолнухи», одну из самых известных работ Ван Гога. На картине цветы торчат из вазы, пушистые и растрепанные. Они перенесли меня в мою босоногую юность на окраине сада моего отца влажным летним вечером, наполненным светлячками и журчанием цикад.

Толпа двинулась дальше, и я остался наедине с «Подсолнухами». Мои поиски пришли к такому неожиданному выводу, изображение первого цветка, которое я могу вспомнить. Превратил ли Ван Гог цветок в форму искусства или же цветок использовал гений Ван Гога, чтобы увековечить себя маслом и мазками? Цветущие растения покорили не только землю. Они пустили корни глубоко в наши умы и сердца. Мы знаем, что проходим через их мир, как через музей, потому что они были здесь задолго до нашего прибытия и вполне могут остаться еще долго после того, как мы уйдем.

Исследование: Первые цветущие растения появились в юрский период или даже раньше | Палеонтология

Цветковые растения (покрытосеменные) являются наиболее разнообразными из всех наземных растений, они стали широко распространены в меловом периоде (от 145 до 66 миллионов лет назад) и достигли господства в кайнозое (66 миллионов лет назад по настоящее время). Однако точное время их возникновения остается спорным вопросом. Чтобы устранить это несоответствие, группа палеонтологов из Европы и Китая оценила возраст семейств покрытосеменных на основе летописи окаменелостей и их живого разнообразия.Их результаты, опубликованные в журнале Nature Ecology & Evolution , подтверждают гипотезу Чарльза Дарвина о быстрой меловой диверсификации покрытосеменных и указывают на то, что несколько семейств возникли в юрском периоде, что категорически отвергает меловое происхождение группы.

Valviloculus pleristaminis , вид ископаемых покрытосеменных, обнаруженный в янтаре возрастом 99 миллионов лет из Мьянмы. Изображение предоставлено: Пойнар, младший и др. ., DOI: 10.17348 / jbrit.v14.i2.1014.

Распространенные в наземных и водных системах, покрытосеменные сегодня представляют собой самую разнообразную группу наземных растений на Земле.

Ископаемые свидетельства показывают, что покрытосеменные и их системная группа, голосеменные, уже разошлись в эпоху позднего карбона (306,2 миллиона лет назад).

Самые ранние из известных ископаемых свидетельств кроны покрытосеменных относятся к раннему меловому периоду (135 миллионов лет назад), но истинное время их происхождения остается спорным.

Внезапное появление окаменелостей кроны покрытосеменных, очевидно, без предков, свидетельствующих о постепенной сборке строения тела покрытосеменных, считалось Чарльзом Дарвином и его современниками «отвратительной загадкой».

«Разнообразная группа цветковых растений очень долгое время жила в тени папоротников и голосеменных растений, которые доминировали в древних экосистемах», — сказал доктор Даниэле Сильвестро, исследователь из Университета Фрибурга, Швейцарского института биоинформатики, Гетеборгский университет и Гетеборгский центр глобального биоразнообразия.

«Это напоминает мне о том, как современные млекопитающие долгое время жили в эпоху динозавров, прежде чем стать доминирующим компонентом современной фауны».

«Хотя мы не ожидаем, что наше исследование положит конец спорам о происхождении покрытосеменных, оно действительно дает сильную мотивацию для того, что некоторые считают охотой на лука — цветущее растение юрского периода», — добавил профессор Филип Донохью, исследователь из Бристольский университет.

«Юрские покрытосеменные — это не мифический артефакт геномного анализа, а ожидание нашей интерпретации летописи окаменелостей.”

Выводы группы основаны на сложном моделировании с использованием большой глобальной базы данных по находкам окаменелостей, которую команда собрала на основе более чем 700 публикаций.

Эти записи, насчитывающие более 15 000, включают представителей многих групп растений, включая представителей пальм, орхидей, подсолнечника и гороха.

«Научные дебаты уже давно поляризованы между палеонтологами, которые оценивают древность покрытосеменных на основании возраста самых старых окаменелостей, и молекулярными биологами, которые используют эту информацию для калибровки молекулярной эволюции с геологическим временем», — сказал д-р.Кристин Бэкон, исследователь из Гетеборгского университета и Гетеборгского центра глобального биоразнообразия.

«Наше исследование показывает, что эти взгляды слишком упрощены; летопись окаменелостей требует интерпретации ».

«Буквальное прочтение летописи окаменелостей не может быть использовано для реалистичной оценки времени происхождения группы. Вместо этого нам пришлось разработать новые математические модели и использовать компьютерное моделирование для надежного решения этой проблемы ».

«Понимание того, когда цветковые растения превратились из незначительной группы в краеугольный камень большинства наземных экосистем, показывает нам, что природа динамична», — сказал профессор Александр Антонелли, исследователь из Гетеборгского университета, Глобального центра биоразнообразия Гетеборга, Королевского ботанического сада. Сады, Кью и Оксфордский университет.

«Разрушительное воздействие человека на климат и биоразнообразие может означать, что успешные виды в будущем будут сильно отличаться от тех, к которым мы привыкли сейчас».

_____

Д. Сильвестро и др. . Данные по окаменелостям подтверждают до-меловое происхождение цветковых растений. Nat Ecol Evol , опубликовано в Интернете 28 января 2021 г .; DOI: 10.1038 / s41559-020-01387-8

Когда впервые распустились цветы | AMNH

Сосновая шишка.
© Стивен Дж. Баскауф, Университет Вандербильта

Лес Ляонин, возникший 130 миллионов лет назад, дает нам возможность заглянуть в мир как раз до того, как цветковые растения стали обычным явлением. Сегодня в ландшафте преобладают растения с цветами, называемые покрытосеменными.Около 80 процентов зеленых растений, живущих сегодня, от дубов до травы, являются цветущими растениями. У всех этих растений цветы являются частью репродуктивной системы. Но 130 миллионов лет назад цветковые растения были редкостью. Большинство растений размножаются спорами, которые сегодня встречаются на папоротниках, или семенами и шишками, которые сегодня встречаются на соснах. Окаменелости растений, найденные в Ляонине, Китай, свидетельствуют о наличии растений со спорами или семенами — и, возможно, об одном из первых цветущих растений.

Дейзи.
© Стивен Дж. Баскауф, Университет Вандербильта

Загадочные растения

Когда палеонтологи обнаруживают кость ноги динозавра, они обычно могут оценить, насколько велико было животное. Но когда ученые открывают окаменевший лист, трудно определить размер всего растения.Листья на высоком дубе маленькие, а на стебле подсолнечника намного больше. Чтобы воссоздать древние растения, исследователи обычно обращаются к современным растениям в поисках подсказок о размере и внешнем виде.

Магнолия.
© Стивен Дж. Баскауф, Университет Вандербильта

Первый цветок?

Большинство растений сегодня имеют цветы. Но когда впервые появились цветы? Исследователи нашли древнее растение в Ляонине, Archaefructus , с очень маленькими простыми цветками и могло быть одним из первых цветущих растений. Archaefructus жил около 130 миллионов лет назад и, вероятно, рос в воде или рядом с ней.

BBC — Земля — ​​Отвратительная тайна: Как цветы завоевали мир

Это было, как писал Чарльз Дарвин в 1879 году, «отвратительной тайной». В другом месте он описал это как «весьма загадочное явление». Спустя двадцать лет после публикации его основополагающей работы Происхождение видов , все еще оставались аспекты эволюции, которые беспокоили отца эволюционной биологии.Главной из них была проблема цветов.

Цветковые растения от гардении до злаков, от водяных лилий до пшеницы относятся к большой и разнообразной группе, называемой покрытосеменными. В отличие от почти всех других видов растений, они дают плоды, содержащие семена. Дарвина беспокоило то, что самые ранние образцы в летописи окаменелостей относятся к середине мелового периода, около 100 миллионов лет назад, и они имели поразительно большое разнообразие форм и размеров. Это свидетельствовало о том, что цветущие растения испытали взрывной взрыв разнообразия вскоре после своего происхождения, что, если это правда, угрожало подорвать всю дарвиновскую модель постепенной эволюции посредством естественного отбора.

На самом деле, недавно опубликованное исследование показало, что покрытосеменные в конце концов эволюционировали относительно постепенно. Тем не менее, остается ряд ключевых вопросов. Около 350 000 известных видов цветковых растений составляют около 90% всех живых видов растений. Без них у нас не было бы ни одной из наших основных культур, включая те, которые используются для кормления скота, и не было бы одного из важнейших поглотителей углерода, которые поглощают наши выбросы углекислого газа. Как и откуда они возникли? И, что, возможно, более важно, почему они стали настолько успешными?

Дарвин был несомненным знатоком происхождения.Его замечательные идеи помогли установить рамки того, как формируются новые виды, и он был непреклонен в том, что этот процесс был медленным и постепенным.

«Поскольку естественный отбор действует исключительно путем накопления небольших, последовательных, благоприятных вариаций, он не может произвести больших или внезапных изменений; он может действовать только очень короткими и медленными шагами», — писал он в Происхождение видов .

Но Дарвин болезненно осознавал, что есть очевидные исключения из его медленного и устойчивого правила.Особое разочарование вызывали покрытосеменные растения. Покрытосеменные просто не существовали на протяжении большей части истории Земли. Ранние леса были населены причудливыми примитивными древовидными растениями, тесно связанными с клубными мхами и хвощами, которые составляют очень незначительную часть современных растительных сообществ. Позже группа назвала голосеменные растения с незакрытыми семенами, такими как хвойные деревья. А потом появились покрытосеменные.

В начале XIX века такие ученые, как Адольф-Теодор Бронгниар, начали собирать все, что было тогда известно об ископаемых растениях.Подобная работа подчеркнула тот факт, что огромное разнообразие покрытосеменных растений, которые в XIX веке часто называли «высшими растениями» или двудольными, возникли слишком внезапно в середине геологического периода мелового периода.

Внезапное появление цветущих растений вызвало не только недоумение. Это было боеприпасом против эволюционной модели Дарвина

«[] Внезапное появление такого количества двудольных … кажется мне самым озадачивающим явлением для всех, кто верит в любую форму эволюции, особенно для тех, кто верит в чрезвычайно постепенную эволюцию», Дарвин написал швейцарскому натуралисту Освальду Хееру в 1875 году.

Он прекрасно понимал, что внезапное появление цветущих растений не просто сбивает с толку. Это также дало его критикам боеприпасы против его эволюционной модели.

Дарвин все же предложил решение. По его словам, покрытосеменные, возможно, постепенно эволюционировали в отдаленных регионах мира, которые еще не исследованы учеными. К середине мелового периода что-то заставило их покинуть свою родину и быстро распространиться по миру. Это, рассуждал Дарвин, создаст обманчивое впечатление у исследователей, работающих в Европе и Северной Америке, о том, что большое разнообразие видов цветковых растений эволюционировало одновременно.Осознавая отсутствие доказательств, подтверждающих его теорию, Дарвин охарактеризовал ее как «ужасно плохую».

Фактически, его предположение с тех пор частично подтвердилось. Покрытосеменные, появившиеся на десятки миллионов лет раньше образцов среднего мела, начали появляться в горных породах из Китая. Но Дарвин не совсем правильно понял детали, потому что очень редкие ранние покрытосеменные растения были обнаружены в Европе и США.

«С конца 19 века наши знания значительно расширились», — говорит Лоран Аугусто из Национального института сельскохозяйственных исследований в Бордо, Франция.Палеоботаники могут еще не прийти к единому мнению о том, где и когда впервые появились цветковые растения, но их появление в летописи окаменелостей намного раньше, чем было известно ранее, означает, что они больше не являются проблемой для теории постепенной эволюции Дарвина. Однако другие споры о них, особенно об их впечатляющем разнообразии, остаются активными.

«Наш мир — это мир покрытосеменных», — говорит Аугусто. «Во многих экосистемах они доминируют по видам и биомассе — это экологическое доминирование покрытосеменных остается необъяснимым.»

Ключ к разгадке происхождения цветковых растений можно найти на Новой Каледонии, небольшом острове примерно в 1600 км к востоку от Австралии. Здесь, примерно в то время, когда Дарвин мучился из-за своей проблемы покрытосеменных, ботаники обнаружили растение под названием Amborella. . Тщательное исследование, проведенное в течение последнего столетия, показало, что он является единственным выжившим от одной из самых ранних ветвей эволюционного древа покрытосеменных. Это означает, что его отношение ко всем живым цветам немного похоже на отношение утконоса с утконосом ко всем живым. млекопитающие: это может показаться скромным, но Amborella может рассказать нам больше, чем даже самые сложные орхидеи, о том, как впервые появились покрытосеменные.

В прошлом году завод наконец-то раскрыл некоторые свои секреты. Проект Amborella Genome Project представил черновую версию генома растения. Первые покрытосеменные, должно быть, произошли от одного из видов голосеменных, которые доминировали в мире в то время. Геном Amborella предполагает, что первые покрытосеменные, вероятно, появились, когда у предковых голосеменных произошло событие «удвоения всего генома» около 200 миллионов лет назад.

Цветки были определяющей чертой покрытосеменных с самого начала их эволюции

Удвоение генома происходит, когда организм по ошибке получает дополнительную копию каждого из своих генов во время деления клеток, которое происходит в процессе полового размножения. .Дополнительный генетический материал дает организмам с удвоенным геномом возможность развивать новые черты, которые могут обеспечить конкурентное преимущество. В случае самых ранних покрытосеменных, дополнительный генетический материал дал растениям возможность развить новые, невиданные ранее структуры, такие как цветы. Мировая флора уже никогда не будет прежней.

Результаты генома Amborella убедительно свидетельствуют о том, что цветы были определяющей особенностью покрытосеменных с самого начала их эволюции.Могут ли сами цветы объяснить, почему покрытосеменные стали такими разнообразными?

Дарвин определенно был открыт для возможности. В то время как он боролся с проблемой, вызванной, казалось бы, внезапным появлением покрытосеменных растений, он получил письмо от Гастона де Сапорта, французского биолога, который сказал, что очевидные свидетельства окаменелостей XIX века, предполагающие, что группа растений появилась внезапно, не обязательно должны быть проблема для теории постепенной эволюции Дарвина. Это просто показало, что покрытосеменные были необычным исключением из его общего правила.Цветущие растения и их насекомые-опылители развивались вместе, рассуждал Сапорта, и эта «совместная эволюция» заставила обе группы необычайно быстро диверсифицироваться.

«Ваша идея… кажется мне великолепной», — ответил восторженный Дарвин. «Я удивлен, что эта идея никогда не приходила мне в голову, но так бывает всегда, когда впервые слышишь новое и простое объяснение какого-то загадочного явления».

Но сегодня теория сталкивается с проблемами, — говорит Аугусто. Ранние покрытосеменные могли иметь цветы, но теперь мы знаем по окаменелостям, что эти первые цветы были очень простыми и, вероятно, не такими привлекательными для опылителей.К тому времени, когда появились большие смелые цветы, привлекающие насекомых, покрытосеменные уже были разнообразны.

Другая теория, выдвинутая Франком Берендсе и Мартеном Шеффером из Университета Вагенингена в Нидерландах в 2009 году, основана на том факте, что покрытосеменные намного продуктивнее голосеменных, таких как хвойные. Они предположили, что, возможно, они просто превзошли конкурирующие растения, растя быстрее и поглощая львиную долю питательных веществ.

«Наша статья должна была быть немного провокационной, — говорит Берендсе, — чтобы побудить ботаников и тех, кто изучает ископаемые растения, более тесно сотрудничать в объяснении впечатляющего роста покрытосеменных растений.

Нет простых объяснений разнообразию и экологическому преобладанию цветковых растений

Фактически, они уже начали работать вместе. Ранее в 2009 году группа под руководством Тима Бродрибба из Университета Тасмании в Хобарте, Австралия, опубликовала первую в серии работ, посвященных эволюции покрытосеменных растений путем изучения ископаемых листьев. Они обнаружили, что в меловом периоде на их листьях появилось намного больше жилок, что дало бы им больше воды для фотосинтеза и позволило бы им расти быстрее.

«Это очень сильно поддержало наши идеи», — говорит Берендсе. Но, как и в случае с гипотезой о цветках, остаются проблемы с теорией, основанной на питательных веществах. Например, хотя отдельные листья покрытосеменных более эффективны при фотосинтезе, чем хвоя хвойных, хвойные деревья могут быть в состоянии компенсировать это, потому что их иглы в совокупности имеют гораздо большую площадь поверхности, чем листья среднего покрытосеменного дерева.

К сожалению, нет простых объяснений разнообразия и экологического доминирования цветковых растений.«Очень вероятно, что ни одна теория не может объяснить массовый рост покрытосеменных растений», — признает Берендсе.

Более вероятно, говорит Аугусто, что роль играли несколько факторов, каждый из которых был более или менее важен в определенных местах и ​​в определенное время. Например, теория продуктивности Берендсе может применяться в тропических поясах, где богатые почвы могут дать голодным по питательным веществам покрытосеменным растения жизненно важное преимущество перед голосеменными, но она может не объяснить, что происходит в регионах с бедными почвами, где покрытосеменные потенциально испытывают недостаток питательных веществ. им нужно.И простые цветы ранних покрытосеменных, возможно, мало что сделали для эволюции группы, но когда наконец появились сложные цветы, они, вероятно, действительно помогли группе растений захватить мир.

То есть, если они действительно захватили мир. Было бы странно предполагать иное, когда известно около 350 000 видов покрытосеменных и немногим более 1000 голосеменных, большинство из которых — хвойные. Но успех — это нечто большее, чем разнообразие, говорит Бродрибб.Многие из немногих сохранившихся видов хвойных пород чрезвычайно многочисленны.

«В северном полушарии хвойные деревья управляют обширной северной частью и большей частью умеренной зоны», — говорит Бродрибб. Он добавляет, что покрытосеменные не стали экологически доминирующими во многих из этих регионов. Это может быть связано с тем, что почвы там слишком бедны, чтобы они могли получить преимущество в питании, в соответствии с идеями Берендсе, или, возможно, потому, что температуры падают слишком низко, чтобы они могли выжить. Но почему даже за 350 000 попыток покрытосеменные не придумали виды, которые могли бы преодолеть эти проблемы и превзойти северные хвойные породы, — это еще одна нерешенная загадка.

В северном полушарии правила хвойных пород

Понятно, что сегодняшние учёные-растениеводы лучше разбираются в происхождении цветковых растений, чем Дарвин, но они все еще пытаются объяснить разнообразие группы и почему, несмотря на это, ей не удалось стать доминирует в некоторых частях мира.

По крайней мере, Августо уверен, что ответы в конечном итоге будут найдены, отчасти потому, что эти загадки продолжают очаровывать исследователей. И хотя нет никаких сомнений в том, что это увлечение частично связано с экологической и экономической важностью покрытосеменных сегодня, возможно, это также частично связано с Дарвином и его словесным подходом.«Я думаю, что цитата о« отвратительной тайне »действительно способствует всеобщему интересу к покрытосеменным», — добавляет Аугусто.

26.1C: Эволюция покрытосеменных растений — Biology LibreTexts

Покрытосеменные, появившиеся в меловом периоде, представляют собой разнообразную группу растений, которые защищают свои семена в завязи, называемой плодом.

Задачи обучения

  • Обсудить эволюцию и адаптацию покрытосеменных растений

Ключевые моменты

  • Покрытосеменные появились в конце мелового периода, примерно 125–100 миллионов лет назад.
  • Покрытосеменные развили цветы и плоды как способы привлечь опылителей и защитить свои семена, соответственно.
  • Цветы имеют широкий спектр цветов, форм и запахов, и все они предназначены для привлечения опылителей.
  • После оплодотворения яйцо превращается в семя, защищенное мясистым плодом.
  • По мере эволюции покрытосеменных в меловой период появилось много современных групп насекомых, в том числе насекомых-опылителей, которые стимулировали эволюцию покрытосеменных; во многих случаях цветы и их опылители эволюционировали одновременно.
  • Покрытосеменные не произошли от голосеменных, а развились параллельно с голосеменными; однако неясно, какой тип растений на самом деле дал ростков покрытосеменных.

Ключевые термины

  • клад : группа животных или других организмов, происходящих от общего вида-предка
  • покрытосеменные : растение, семяпочки которого заключены в завязь
  • базальный покрытосеменный : первые цветковые растения, которые отклонились от предкового покрытосеменного, включая один вид кустарника из Новой Каледонии, кувшинки и некоторые другие водные растения, а также древесные ароматические растения

Эволюция покрытосеменных растений

Неоспоримые летописи окаменелостей указывают на массовое появление и разнообразие покрытосеменных растений в среднюю и позднюю мезозойскую эру.Покрытосеменные («семя в сосуде») дают цветок, содержащий мужские и / или женские репродуктивные структуры. Ископаемые остатки указывают на то, что цветковые растения впервые появились в нижнем меловом периоде около 125 миллионов лет назад, а к среднему мелу, около 100 миллионов лет назад, они начали быстро расширяться. Более ранние следы покрытосеменных растений немногочисленны. Ископаемая пыльца, извлеченная из юрского геологического материала, была отнесена к покрытосеменным растениям. На некоторых породах раннего мела видны четкие отпечатки листьев, напоминающие листья покрытосеменных.К середине мелового периода в летописи окаменелостей вытесняется ошеломляющее количество разнообразных цветущих растений. Этот же геологический период отмечен появлением многих современных групп насекомых, в том числе насекомых-опылителей, сыгравших ключевую роль в экологии и эволюции цветковых растений.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ископаемые остатки покрытосеменных растений : На этом отпечатке листа изображен Ficus speciosissima, покрытосеменное растение, которое процветало в меловой период. В это же время появилось большое количество насекомых-опылителей.

Хотя было предложено несколько гипотез, объясняющих это внезапное изобилие и разнообразие цветковых растений, ни одна из них не получила консенсуса палеоботаников (ученых, изучающих древние растения). Однако новые данные в сравнительной геномике и палеоботанике пролили некоторый свет на эволюцию покрытосеменных. Вместо того, чтобы происходить от голосеменных, покрытосеменные образуют сестринскую кладу (вид и его потомки), которая развивалась параллельно с голосеменными. Две инновационные структуры цветов и фруктов представляют собой улучшенную репродуктивную стратегию, которая служила для защиты эмбриона, увеличивая при этом генетическое разнообразие и диапазон.Палеоботаники спорят о том, произошли ли покрытосеменные от небольших древесных кустов или же они были базальными покрытосеменными, связанными с тропическими травами. Обе точки зрения опираются на кладистские исследования. Так называемая гипотеза древесных магнолиев (которая предполагает, что ранними предками покрытосеменных были кустарники) также предлагает молекулярно-биологические доказательства.

Самым примитивным из ныне живущих покрытосеменных считается Amborella trichopoda , небольшое растение, произрастающее в тропических лесах Новой Каледонии, острова в южной части Тихого океана.Анализ генома А . trichopoda показал, что он родственен всем существующим цветковым растениям и принадлежит к старейшей подтвержденной ветви генеалогического древа покрытосеменных. Несколько других групп покрытосеменных, известных как базальные покрытосеменные, считаются примитивными, потому что они рано ответвились от филогенетического древа. Большинство современных покрытосеменных растений классифицируются как однодольные или эвдикотовые в зависимости от строения их листьев и зародышей. Базальные покрытосеменные, такие как кувшинки, считаются более примитивными, потому что они имеют общие морфологические черты как с однодольными, так и с эвдикотами.

Цветы и фрукты как эволюционная адаптация

Покрытосеменные производят свои гаметы в отдельных органах, которые обычно находятся в цветке. И оплодотворение, и развитие эмбриона происходят внутри анатомической структуры, которая обеспечивает стабильную систему полового размножения, в значительной степени защищенную от колебаний окружающей среды. Цветковые растения — самый разнообразный тип на Земле после насекомых; цветы бывают самых разных размеров, форм, цветов, запахов и расположения.У большинства цветов есть мутуалистический опылитель, отличительные черты которого отражают природу агента опыления. Взаимосвязь между характеристиками опылителя и цветка — один из ярких примеров совместной эволюции.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Коэволюция цветов и опылителей : Многие цветы эволюционировали вместе с определенными опылителями, так что структура цветка уникальна для ротового аппарата опылителя. Он часто имеет особенности, которые считаются привлекательными для его конкретного опылителя.

После оплодотворения яйца семяпочка вырастает в семя. Окружающие ткани яичника утолщаются, превращаясь в плод, который защищает семя и часто обеспечивает его распространение в широком географическом диапазоне. Не все плоды развиваются из завязи; такие конструкции — «ложные плоды». Как и цветы, фрукты могут сильно различаться по внешнему виду, размеру, запаху и вкусу. Помидоры, скорлупа грецких орехов и авокадо — все это примеры фруктов. Как и пыльца и семена, фрукты также действуют как средства распространения.Некоторых может унести ветер. Многие привлекают животных, которые съедают фрукты и пропускают семена через свою пищеварительную систему, а затем помещают семена в другое место. Дурнишники покрыты жесткими крючковатыми шипами, которые могут зацепиться за мех (или одежду) и заставить животное ездить на большие расстояния. Петлицы, которые прилипали к бархатным брюкам предприимчивого швейцарского путешественника Джорджа де Местраля, вдохновили его на изобретение петли и застежки-крючка, которые он назвал Velcro.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ

  • Курирование и проверка. Источник : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ

  • спорофит. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/sporophyte . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Биология.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44643/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • пыльца. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/pollen . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • семян. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/seed . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44643/latest…_00_01abcd.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений.12 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…e_26_01_04.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Gymnosperm. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Gymnosperm . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • мутуализм. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/mutualism . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • голосеменных. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/gymnosperm . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • купула. Источник : Викисловарь. Адрес: : en.wiktionary.org/wiki/cupule . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44643/latest…_00_01abcd.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений. 12 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…e_26_01_04.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…e_26_01_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…e_26_01_03.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • покрытосеменных. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/angiosperm . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
  • базальных покрытосеменных. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/basal%20angiosperm . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • clade. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/clade . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
  • Колледж OpenStax, Введение.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44643/latest/Figure_26_00_01abcd.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений. 12 ноября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest/Figure_26_01_04.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest/Figure_26_01_02.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest/Figure_26_01_03.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Колледж OpenStax, Эволюция семенных растений.17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44653/latest/Figure_26_01_05.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
  • Нектар экстрактов пчелиного меда. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:European_honey_bee_extracts_nectar.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права

Эволюция семенных растений | Безграничная биология

Эволюция семенных растений и приспособления для земель

Эволюция семян позволила растениям размножаться независимо от воды; пыльца позволяет им разносить свои гаметы на большие расстояния.

Цели обучения

Признать важность эволюции семенных растений

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Растения используются для производства продуктов питания, текстиля, лекарств, строительных материалов и многих других продуктов, важных для человека.
  • Эволюция семян позволила растениям уменьшить их зависимость от воды для размножения.
  • Семена содержат зародыш, который может оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока условия не станут благоприятными, когда он превратится в диплоидный спорофит.
  • Семена переносятся ветром, водой или животными, чтобы стимулировать размножение и снизить конкуренцию с родительским растением.
Ключевые термины
  • семя : оплодотворенная семяпочка, содержащая зародышевое растение
  • спорофит : растение (или диплоидная фаза его жизненного цикла), которое производит споры посредством мейоза для образования гаметофитов
  • пыльца : микроспоры, образующиеся в пыльниках цветковых растений

Эволюция семенных растений

Пышные пальмы на тропических берегах не зависят от воды для распространения их пыльцы, оплодотворения или выживания зиготы, в отличие от мхов, печеночников и папоротников на местности.Семенные растения, такие как пальмы, избавились от необходимости полагаться на воду для своих репродуктивных потребностей. Они играют неотъемлемую роль во всех аспектах жизни на планете, формируя физический ландшафт, влияя на климат и поддерживая жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. На протяжении тысячелетий человеческое общество зависело от семенных растений для питания и лекарственных соединений; а в последнее время — для побочных промышленных продуктов, таких как древесина и бумага, красители и текстиль. Пальмы содержат материалы, в том числе ротанг, масла и финики.Пшеница выращивается для кормления как людей, так и животных. Плоды цветка хлопковой коробочки собирают в виде коробочки, волокна которой превращают в одежду или целлюлозу для бумаги. Эффектный опийный мак ценится и как декоративный цветок, и как источник сильнодействующих опиатных соединений.

Семенные растения доминируют в ландшафте : Семенные растения доминируют в ландшафте и играют неотъемлемую роль в человеческом обществе. а) пальмы растут вдоль береговой линии; (б) пшеница — культура, выращиваемая в большинстве стран мира; (c) цветок хлопкового растения производит волокна, которые вплетаются в ткань; (г) сильнодействующие алкалоиды прекрасного опийного мака повлияли на человеческую жизнь и как лекарство, и как наркотик, вызывающий опасную зависимость.

Семена и пыльца как эволюционная адаптация к засушливой земле

В отличие от спор мохообразных и папоротников (которые представляют собой гаплоидные клетки, зависящие от влажности для быстрого развития гаметофитов), семена содержат диплоидный зародыш, который превращается в спорофит. Сохраняющая ткань для поддержания роста и защитная оболочка дают семенам превосходное эволюционное преимущество. Несколько слоев затвердевшей ткани предотвращают высыхание, освобождая размножение от необходимости в постоянном снабжении водой.Кроме того, семена остаются в состоянии покоя, вызванного высыханием и действием гормона абсцизовой кислоты, пока условия для роста не станут благоприятными. Будь то ветер, плывущие по воде или уносимые животными, семена разбросаны в расширяющемся географическом диапазоне, что позволяет избежать конкуренции с родительским растением.

Пыльцевые зерна — мужские гаметофиты, переносимые ветром, водой или опылителями. Вся конструкция защищена от высыхания и может достигать женских органов независимо от воды.Мужские гаметы достигают женского гаметофита и гамет яйцеклетки через пыльцевую трубку: расширение клетки внутри пыльцевого зерна. В сперме современных голосеменных отсутствуют жгутики, но у саговников и гинкго у сперматозоидов все еще есть жгутики, которые позволяют им плавать по пыльцевой трубке к женской гамете; однако они заключены в пыльцевое зерно.

Окаменелые зерна пыльцы : Эта окаменевшая пыльца происходит из ядра оленьих болот, обнаруженных в Йеллоустонском национальном парке, штат Вайоминг.Пыльца увеличена в 1054 раза.

Эволюция голосеменных растений

Семенные папоротники дали начало голосеменным растениям в девонский период, что позволило им адаптироваться к засушливым условиям.

Цели обучения

Объясните, как и почему голосеменные стали доминирующей группой растений в пермский период

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Семенные папоротники были первыми семенными растениями, защищавшими свои репродуктивные части в структурах, называемых купулами.
  • Семенные папоротники дали начало голосеменным в палеозойскую эру, около 390 миллионов лет назад.
  • Голосеменные растения включают гинкго и хвойные деревья и населяют многие экосистемы, такие как тайга и альпийские леса, поскольку они хорошо приспособлены к холодной погоде.
  • Истинные семенные растения стали более многочисленными и разнообразными в течение каменноугольного периода около 319 миллионов лет назад; взрыв, который, по всей видимости, вызван дупликацией всего генома.
Ключевые термины
  • купула : любая небольшая конструкция в форме чашки
  • голосеменное растение : любое растение, такое как хвойное дерево, семена которого не заключены в завязь
  • мутуализм : любое взаимодействие между двумя видами, которое приносит пользу обоим

Эволюция голосеменных растений

Семенные папоротники : Этот окаменевший лист происходит от Glossopteris , семенного папоротника, который процветал в пермский период (290–240 миллионов лет назад).

Ископаемое растение Elkinsia polymorpha , «семенной папоротник» девонского периода (около 400 миллионов лет назад), считается самым ранним семенным растением, известным на сегодняшний день. Семенные папоротники давали семена вдоль своих ветвей без специальных структур. Что делает их первыми настоящими семенными растениями, так это то, что они развили структуры, называемые купулами, чтобы окружать и защищать семяпочки (женский гаметофит и связанные с ними ткани), которые развиваются в семя при оплодотворении. Семенные растения, напоминающие современные древовидные папоротники, стали более многочисленными и разнообразными в угольных болотах каменноугольного периода.Похоже, что это было результатом дублирования всего генома около 319 миллионов лет назад.

Голосеменные в тайге : В этом бореальном лесу (тайге) встречаются низинные растения и хвойные деревья, так как эти растения лучше приспособлены к более холодным и сухим условиям.

Летописи окаменелостей указывают на то, что первые голосеменные (прогимноспермы), скорее всего, возникли в палеозойскую эру, в период среднего девона, около 390 миллионов лет назад. После влажных периодов Миссисипи и Пенсильвании, когда преобладали гигантские папоротники, пермский период был засушливым.Это дало репродуктивное преимущество семенным растениям, которые лучше приспособлены к засухе. Гинкгоалес, группа голосеменных, из которых сохранился только один вид, Gingko biloba, были первыми голосеменными, появившимися в нижней юре. Голосеменные растения распространились в мезозойскую эру (около 240 миллионов лет назад), вытеснив в ландшафте папоротники и достигнув в это время своего наибольшего разнообразия. Было высказано предположение, что в середине мезозойской эры опыление некоторых вымерших групп голосеменных производилось вымершими видами скорпионов, у которых был специализированный хоботок для питания каплями опыления.Скорпионы, вероятно, участвовали в мутуализме опыления голосеменными задолго до аналогичной и независимой совместной эволюции насекомых, питающихся нектаром, на покрытосеменных.

Юрский период был столько же возрастом саговников (пальмовидных голосеменных), сколько и возрастом динозавров. Гингкоалес и более знакомые хвойные деревья также усеяли ландшафт. Хотя покрытосеменные (цветковые растения) являются основной формой жизни растений в большинстве биомов, голосеменные по-прежнему доминируют в некоторых экосистемах, таких как тайга (бореальные леса) и альпийские леса на возвышенностях, из-за их адаптации к холодным и засушливым условиям роста.

Эволюция покрытосеменных растений

Покрытосеменные, развившиеся в меловой период, представляют собой разнообразную группу растений, которые защищают свои семена в завязи, называемой плодом.

Цели обучения

Обсудить эволюцию и адаптации покрытосеменных

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Покрытосеменные появились в конце мелового периода, примерно 125–100 миллионов лет назад.
  • Покрытосеменные развили цветы и плоды как способы привлечь опылителей и защитить свои семена, соответственно.
  • Цветы имеют широкий спектр цветов, форм и запахов, и все они предназначены для привлечения опылителей.
  • После оплодотворения яйцо превращается в семя, защищенное мясистым плодом.
  • По мере эволюции покрытосеменных в меловой период появилось много современных групп насекомых, в том числе насекомых-опылителей, которые стимулировали эволюцию покрытосеменных; во многих случаях цветы и их опылители эволюционировали одновременно.
  • Покрытосеменные не произошли от голосеменных, а развились параллельно с голосеменными; однако неясно, какой тип растений на самом деле дал ростков покрытосеменных.
Ключевые термины
  • клад : группа животных или других организмов, происходящих от общего вида-предка
  • покрытосеменные : растение, семяпочки которого заключены в завязь
  • базальный покрытосеменный : первые цветковые растения, которые отклонились от предкового покрытосеменного, включая один вид кустарника из Новой Каледонии, кувшинки и некоторые другие водные растения, а также древесные ароматические растения

Эволюция покрытосеменных

Неоспоримые летописи окаменелостей указывают на массовое появление и разнообразие покрытосеменных растений в среднюю и позднюю мезозойскую эру.Покрытосеменные («семя в сосуде») дают цветок, содержащий мужские и / или женские репродуктивные структуры. Ископаемые остатки указывают на то, что цветковые растения впервые появились в нижнем меловом периоде около 125 миллионов лет назад, а к среднему мелу, около 100 миллионов лет назад, они начали быстро расширяться. Более ранние следы покрытосеменных растений немногочисленны. Ископаемая пыльца, извлеченная из юрского геологического материала, была отнесена к покрытосеменным растениям. На некоторых породах раннего мела видны четкие отпечатки листьев, напоминающие листья покрытосеменных.К середине мелового периода в летописи окаменелостей вытесняется ошеломляющее количество разнообразных цветущих растений. Этот же геологический период отмечен появлением многих современных групп насекомых, в том числе насекомых-опылителей, сыгравших ключевую роль в экологии и эволюции цветковых растений.

Ископаемые остатки покрытосеменных растений : На этом отпечатке листа изображен Ficus speciosissima, покрытосеменное растение, которое процветало в меловой период. В это же время появилось большое количество насекомых-опылителей.

Хотя было предложено несколько гипотез, объясняющих это внезапное изобилие и разнообразие цветковых растений, ни одна из них не получила консенсуса палеоботаников (ученых, изучающих древние растения). Однако новые данные в сравнительной геномике и палеоботанике пролили некоторый свет на эволюцию покрытосеменных. Вместо того, чтобы происходить от голосеменных, покрытосеменные образуют сестринскую кладу (вид и его потомки), которая развивалась параллельно с голосеменными. Две инновационные структуры цветов и фруктов представляют собой улучшенную репродуктивную стратегию, которая служила для защиты эмбриона, увеличивая при этом генетическое разнообразие и диапазон.Палеоботаники спорят о том, произошли ли покрытосеменные от небольших древесных кустов или же они были базальными покрытосеменными, связанными с тропическими травами. Обе точки зрения опираются на кладистские исследования. Так называемая гипотеза древесных магнолиев (которая предполагает, что ранними предками покрытосеменных были кустарники) также предлагает молекулярно-биологические доказательства.

Самым примитивным из ныне живущих покрытосеменных считается Amborella trichopoda , небольшое растение, произрастающее в тропических лесах Новой Каледонии, острова в южной части Тихого океана.Анализ генома А . trichopoda показал, что он родственен всем существующим цветковым растениям и принадлежит к старейшей подтвержденной ветви генеалогического древа покрытосеменных. Несколько других групп покрытосеменных, известных как базальные покрытосеменные, считаются примитивными, потому что они рано ответвились от филогенетического древа. Большинство современных покрытосеменных растений классифицируются как однодольные или эвдикотовые в зависимости от строения их листьев и зародышей. Базальные покрытосеменные, такие как кувшинки, считаются более примитивными, потому что они имеют общие морфологические черты как с однодольными, так и с эвдикотами.

Цветы и фрукты как эволюционная адаптация

Покрытосеменные производят свои гаметы в отдельных органах, которые обычно находятся в цветке. И оплодотворение, и развитие эмбриона происходят внутри анатомической структуры, которая обеспечивает стабильную систему полового размножения, в значительной степени защищенную от колебаний окружающей среды. Цветковые растения — самый разнообразный тип на Земле после насекомых; цветы бывают самых разных размеров, форм, цветов, запахов и расположения.У большинства цветов есть мутуалистический опылитель, отличительные черты которого отражают природу агента опыления. Взаимосвязь между характеристиками опылителя и цветка — один из ярких примеров совместной эволюции.

Совместная эволюция цветов и опылителей : Многие цветы эволюционировали вместе с определенными опылителями, поэтому структура цветка уникальна для ротового аппарата опылителя. Он часто имеет особенности, которые считаются привлекательными для его конкретного опылителя.

После оплодотворения яйца семяпочка вырастает в семя. Окружающие ткани яичника утолщаются, превращаясь в плод, который защищает семя и часто обеспечивает его распространение в широком географическом диапазоне.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.