Ewolucja roślin od początku do nowoczesnych roślin

The ewolucja roślin prawdopodobnie zaczęło się od grupy świeżej wody przypominającej obecne zielone algi i stąd pochodziły wszystkie obecne grupy: mchy, konopie, skrzyp, paprocie, nagonasienne i okrytozalążkowe.

Rośliny charakteryzują się bardzo zróżnicowaną grupą i niezwykłą plastycznością. Z punktu widzenia biologii ewolucyjnej pozwalają one na zbadanie ważnej serii mechanizmów i unikalnych zdarzeń, na przykład specjacji przez poliploidalność u roślin okrytonasiennych

Podczas tego ewolucyjnego procesu, który dał początek tej monofilicznej grupie, innowacje pojawiły się jako ściana komórkowa utworzona głównie z celulozy - polimeru złożonego z powtarzających się jednostek glukozy.

Monofilowe rozważanie roślin implikuje początkowe włączenie cyjanobakterii, co doprowadziło do zdarzeń endosymbiotycznych dla różnych plastydów (wśród nich chloroplastów związanych z procesem fotosyntezy). To wydarzenie miało miejsce we wspólnym przodku tej linii.

Pojawiła się również wielokomórkowość (organizmy z więcej niż jedną komórką) i proliferacja merystemu wierzchołkowego, rodzaj asymetrycznego podziału komórek i retencja zygotyczna. Jednak najbardziej uderzającą innowacją roślin była kolonizacja środowiska lądowego.

Następnie opiszemy niektóre ogólne aspekty ewolucji roślin, a następnie zagłębimy się w pochodzenie każdej grupy.

Indeks

• 1 Mechanizmy ewolucyjne
• 2 Ewolucja planów cielesnych roślin
• 3 Okresy geologiczne wyglądu każdej grupy
• 4 Ewolucja glonów
• 5 Ewolucja mszaków
• 6 Ewolucja roślin naczyniowych bez nasion
  • 6.1 Rośliny naczyniowe bez nasion
  • 6.2 Znaczenie tkanki naczyniowej i korzeni
• 7 Ewolucja nasion roślin naczyniowych
  • 7.1 Ewolucja nagonasiennych
  • 7.2 Ewolucja roślin kwiatowych: okrytozalążkowe
  • 7.3 Kwiat
• 8 Odniesienia

Mechanizmy ewolucyjne

Mechanizmy ewolucyjne biorące udział w powstawaniu roślin są takie same, co spowodowało zmiany w innych żywych grupach: dobór naturalny i dryf genu lub genu.

Darwinowska selekcja naturalna jest mechanizmem ewolucji polegającym na zróżnicowanym sukcesie reprodukcyjnym jednostek. Kiedy rośliny posiadały pewną dziedziczną cechę (to znaczy przechodziły od rodziców do dzieci) i ta cecha pozwalała im na pozostawienie większej liczby potomków, ta przemiana wzrosła w populacji.

Innym mechanizmem jest dryf genów, który składa się z losowej lub stochastycznej zmienności częstotliwości alleli.

W ten sam sposób procesy koewolucyjne ze zwierzętami odgrywały zasadniczą rolę. Podobnie jak zapylanie i rozproszenie nasion w roślinach okrytonasiennych.

Ewolucja planów cielesnych roślin

Zmiana planów cielesnych roślin jest związana z zasadniczymi zmianami, które miały miejsce w fazach sporofitu i gametofitu. Przeprowadzone badania sugerują, że faza haploidalna była wcześniej bardziej złożona.

Jednak ten trend ulegał inwersji: gametofit zaczął być najbardziej widoczną fazą. Zjawisko to dramatycznie zwiększyło różnorodność morfologiczną od dewonu.

Geologiczne okresy pojawienia się każdej grupy

Zapis kopalny dostarcza niesamowitego źródła informacji o ewolucji wszystkich żywych organizmów, chociaż nie jest doskonały i nie jest kompletny.

Mszaki, bardzo proste organizmy pozbawione tkanek naczyniowych, są znane z ordowiku.

Najstarsze warstwy składają się z bardzo prostych struktur roślin naczyniowych. Następnie w dewonie i karbonie nastąpiła ogromna proliferacja paproci, lycopodia, skrzypu polnego i nagonasiennych.

W dewonie pojawiły się pierwsze rośliny z nasionami. Zatem flora mezozoiku składała się głównie z osobników przypominających nagie rośliny nagozalążkowe. Wreszcie, okrytozalążkowe pojawiają się w kredzie.

Ewolucja glonów

Glony odpowiadają najbardziej prymitywnej grupie. Odpowiada im pochodzenie pierwszej komórki fotosyntetycznej przez zdarzenie endosymbiozy: komórka połknęła bakterię o zdolnościach fotosyntetycznych.

Było to dość akceptowane wyjaśnienie ewolucji chloroplastów i dotyczy również mitochondriów.

Ewolucja mszaków

Uważa się, że mszaki były pierwszymi organizmami, które oddzieliły się od glonów. Odpowiadają one pierwszej grupie roślin lądowych. Jego główną cechą jest brak systemu korzeniowego i układu naczyniowego złożonego z ksylemu i łyka.

Mszaki dominowały w środowiskach prehistorycznych przez pierwsze 100 milionów lat od powstania roślin.

Ewolucja roślin naczyniowych bez nasion

Rośliny naczyniowe bez nasion

Rośliny naczyniowe zaczęły się różnicować w okresie karbońskim, szczególnie u roślin naczyniowych bez nasion.

Podobnie jak mszaki, gamety płodowe roślin pozbawionych nasion potrzebują wody, aby można było znaleźć obie komórki płciowe. Z tego powodu zakłada się, że pierwsze formy roślin naczyniowych ograniczały się do wilgotnych środowisk, które sprzyjały reprodukcji.

Skamieniałości i przodkowie roślin naczyniowych pochodzą z 420 milionów lat temu. Organizmy charakteryzowały się rozgałęzionym sporofitem, niezależnym od fazy gametofitycznej dla wzrostu i rozwoju. Te konsekwencje skompensowały ich niewielki rozmiar - rzadko przekraczający pięćdziesiąt centymetrów.

Ten układ ułatwił produkcję zarodników, a tym samym zwiększył prawdopodobieństwo przeżycia i rozmnażania.

Najbardziej prymitywną grupą roślin naczyniowych są nowoczesne gatunki licofitas (lycopodia, selaginelas i paprocie lub isoetes). Licofity rozwinęły się na bagnach i podobnych ziemiach, aż gigantyczne formy wymarły, a małe obserwujemy je obecnie.

Paprocie promieniowały, ponieważ powstały w dewonie, wraz z ich krewnymi, włosami i paprociami.

Znaczenie tkanki naczyniowej i korzeni

Rośliny naczyniowe - jak sama nazwa wskazuje - mają tkankę naczyniową, która jest podzielona na łyko i ksylem. Struktury te są odpowiedzialne za przewodzenie soli i składników odżywczych w całym ciele rośliny.

Nabycie zdrewniałej tkanki pozwoliło roślinom na zwiększenie rozmiaru w porównaniu z mszakami. Te łodygi unikały przechylania się i opadania i mogły transportować składniki odżywcze i wodę na znaczne wysokości.

Z drugiej strony korzenie pozwalają roślinom zakotwiczyć się na powierzchni gleby, umożliwiając im wchłanianie wody i składników odżywczych. Korzenie odgrywają również zasadniczą rolę, umożliwiając roślinie osiągnięcie większych rozmiarów. System korzeniowy obserwowany w skamieniałościach jest dość podobny do prądu.

Pochodzenie korzeni nie jest jeszcze jasne w historii ewolucji. Nie wiadomo, czy pojawiły się one w pojedynczym zdarzeniu u przodka wszystkich roślin naczyniowych, czy w wielu zdarzeniach - tzw. Ewolucja zbieżna.

Ewolucja nasion roślin naczyniowych

W karbonie rośliny rozgałęziały się na dwie duże grupy roślin z nasionami: nagozalążkowe i okrytozalążkowe.

Ewolucja nagonasiennych

Początkowo rośliny z nasionami przypominały paproć. Rośliny nagozalążkowe to rośliny bez kwiatów, które promieniowały w bardzo podobny sposób. Najpowszechniejsze dziś są sosny i cyprysy. Niektóre z najstarszych okazów to ginkgo, sagowce i gnetales.

Ewolucja roślin kwiatowych: okrytozalążkowe

Kwitnące rośliny lub okrytozalążkowe to grupa roślin, która stanowi większość roślin, które istnieją na planecie Ziemia. Obecnie są one rozmieszczone wszędzie i obejmują formy tak różne, jak drzewa, krzewy, trawniki, pola pszenicy i kukurydzy oraz wszystkie wspólne rośliny, które obserwujemy z kwiatami.

Dla ojca biologii ewolucyjnej, Karola Darwina, nagłe pojawienie się tej grupy stanowiło zagadkowe wydarzenie, które obejmowało ogromną dystrybucję.

Obecnie uważa się, że grupa, która dała początek roślinom okrytonasiennym, była pewną grupą prymitywnych nagonasiennych: organizm podobny do krzewu. Chociaż nie masz konkretnego kandydata, podejrzewasz, że niektóre formy życia mają cechy pośrednie między obiema grupami, erami mezozoicznymi i paleozoicznymi.

Historycznie, transformacja ta została zaakceptowana, ponieważ łatwo wyobrazić sobie transformację struktur zdolnych do przenoszenia komórek jajowych (typowych dla nagonasiennych) w owocolistkach. Ostatnio nie ma już zwyczaju aktywnego poszukiwania tych form przejściowych.

Pierwsze skamieniałości roślin okrytozalążkowych (i innych śladów, takich jak ziarna pyłku) pochodzą sprzed ponad 125 milionów lat.

Kwiat

Najbardziej istotną innowacją roślin okrytozalążkowych jest struktura kwiatowa. Przypuszcza się, że prymitywne kwiaty miały morfologię obecnej magnolii, dostosowanej przez wielu owocolistków, pręcików i kawałków okwiatu..

Jeśli chodzi o bodźce wzrokowe i węchowe, kwiat stanowi atrakcyjny organ dla zapylaczy. Mogą to być kręgowce (takie jak ptaki i nietoperze) lub bezkręgowce (takie jak pszczoły, osy lub muchy). Zapylanie stanowi oczywistą korzyść dla rośliny: rozprasza pyłek znacznie lepiej niż wiatr.

Zapylanie było wybranym wydarzeniem, ponieważ im więcej zwierząt odwiedziło rośliny, ale także produkcja nasion. Tak więc każda zmiana, która pozytywnie wpłynęłaby na wzrost liczby odwiedzin, natychmiast dała jednostce wielką selektywną korzyść.

Na przykład rośliny kwitnące, które dzięki przypadkowej mutacji zaczęły wydzielać składniki odżywcze, które przyciągały zapylacz, miały selektywną przewagę nad swoimi partnerami, którym brakowało tej cechy.

Ponadto owoc reprezentuje również nagrodę bogatą w energię dla zwierzęcia, które go spożywa. Po trawieniu zwierzę wydala się i dzięki temu rozprasza nasiona. Na przykład wiele owocożernych ptaków i nietoperzy odgrywa niezastąpioną rolę jako rozpraszacze nasion w lasach.

Referencje

1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, B. E. (2004). Biologia: nauka i natura. Pearson Education.
2. Curtis, H. i Schnek, A. (2006). Zaproszenie do biologii. Ed. Panamericana Medical.
3. Freeman, S. i Herron, J. C. (2002). Analiza ewolucyjna. Prentice Hall.
4. Futuyma, D. J. (2005). Ewolucja. Sinauer.
5. Raven, P. H., Evert, R. F., i Eichhorn, S. E. (1992). Biologia roślin (Tom 2). Odwróciłem się.
6. Rodríguez, E. V. (2001). Fizjologia produkcji roślin tropikalnych. Uniwersytet Redakcyjny Kostaryki.
7. Taiz, L. i Zeiger, E. (2007). Fizjologia roślin. Universitat Jaume I.