Развитие жизни в палеозойскую эру, выход растений и животных на сушу, первые земноводные

Появление водорослей

Одноклеточные водоросли произошли от тех самых простейший живых организмов, содержащих хлорофилл и способных к фотосинтезу. Они стали первыми растениями на Земле и начальным этапом растительного мира. Кроме того, они стали первыми эукариотами, так как у них, в отличие от бактерий, уже было ядро.

Следующим шагом стало появление водорослей, прикрепляющихся к грунту. У этих водорослей уже возникли разные части: одни отвечали за фотосинтез, другие — за удержание растения на месте. Для выполнения разных функций требовалось разное строение.

Таким образом, строение водорослей усложнялось. Развились многоклеточные формы.

Многоклеточные зеленые водоросли

Очень важным для дальнейшей эволюции стало возникновение более совершенной формы размножения — полового размножения. При такой форме потомство наследует признаки обеих родительских особей. Это дает больше возможностей для появления новых свойств и закрепления тех признаков, которые способствуют выживанию.

{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}

Развитие растительного мира продолжалось. Следующим этапом стало появление наземных растений.

{"questions":},{"content":"Определите, к высшим или низшим растениям принадлежат следующие группы растений.`grouper-6`","widgets":{"grouper-6":{"type":"grouper","labels":,"items":,]}},"step":1,"hints":},{"content":"Укажите стадии развития живых организмов до выхода на сушу.`sorter-97`","widgets":{"sorter-97":{"type":"sorter","items":}},"step":1,"hints":}]}

Адаптации

Наземные растения обладают многими отличительными адаптивными характеристиками, которые позволяют им жить в среде, в которой они живут, то есть в постоянном контакте с атмосферой и почвой, где они «пустили свои корни». Вот краткий список некоторых из них:

— У всех есть один восковая кутикула что предотвращает потерю воды за счет испарения с поверхности ваших тканей.

— Соотношение между площадью поверхности и объемом ниже, чем у многих водорослей, что позволяет развивать многоклеточные тела с паренхима.

— Большинство наземных растений обмениваются газами с атмосферой через «поры» или отверстия в листьях, известные как устьица.

— У них есть сосудистая система внутренний для переноса воды и сложного вещества, который у большинства растений состоит из взаимосвязанной системы удлиненных клеток (клеток ксилемы и клеток флоэмы).

— Многие наземные предприятия имеют специализированные структуры в защита гамет, то есть семяпочек и сперматозоидов, участвующих в половом размножении.

— Эти растения имеют гораздо более развитое строение тела, чем водные растения, что предполагает большее развитие структурно стойкие ткани в основном из-за утолщения целлюлозных стенок и отложения других биополимеров, таких как лигнин, которые намного более устойчивы.

— Для образования растений с большим размахом крыльев обязательно лучше развиваться и шире и сложные радикальные системы, так как они работают не только для закрепления растений на субстрате, но также для поглощения и начального отвода воды и минеральных питательных веществ.

— Практически все наземные растения имеют уходит, разработка которого означала великое новшество для жизни на Земле.

— Голосеменные и покрытосеменные размножаются благодаря особой структуре, называемой семя что до оплодотворения соответствует яйцеклетке (женский гаметофит), обернутой слоями ткани, полученной из спорофита.

История выхода растений и животных на сушу

В палеозое вследствие неоднократного затопления наземных частей континентов образовывались моря небольшой глубины. В них весьма активно развивалась жизнь. Климат значительной части суши того периода можно охарактеризовать как аридный, сухой с высокой температурой воздуха. Количество осадков в то время также было минимальным. При этом некоторые участки территории характеризовались влажным тропическим климатом. Ближе к концу палеозоя климат на планете стал еще более суровым, и это во многом обуславливало закономерности развития растительных организмов.

На рубеже каменноугольного и пермского периодов ледники охватили следующие территории:

• Южная Америка, Антарктида;
• Африка и Индия;
• Южная Австрия.

Биосфера палеозоя того времени оценивается по сведениям, которые были получены на основе исследования осадочных горных пород, и ископаемым остаткам, которые были обнаружены внутри них.

Если говорит о заре палеозоя, то можно отметить, что развитие животных и растений происходило в морских условиях. В это время господствовали различные группы водорослей. Именно в палеозое животные и растения впервые вышли на сушу. Это событие произошло в начале девона на берегах мелководных морей и сопровождалось формированием зарослей наземных древних групп – псилофитов. Согласно общепризнанной теории считается, что водоросли, обитающие вблизи берега «высунули голову на воздух», адаптировались к изменениям атмосферы и заселили приливно-отливную зону.

Определение 2

Филогенез – это процесс развития органического мира (в том числе и растений) в различные исторические эпохи протекающий с разнообразными особенностями.

В качестве предков современных наземных растений биологи чаще всего выделяют харовые водоросли. Они имеют ряд признаков анатомии тела, которые объединяют их с высшими растениями. Эта группа водорослей изначально формировалась на дне пресных и соленых водоемов в виде достаточно плотных зарослей.

Существует и другая теория о том, что первопроходцами суши могли стать мохообразные, а именно печеночники, которые обитали на наземных пленках из водорослей в мелководных водоемах и почве.

Этот факт подтверждается тем, что споры позднеордовикских и раннесилурийских отложений имеют много черт сходств со спорами печеночных мхов. При этом каким бы не был предок современных наземных растений, суша должна была покрыться растительностью уже к концу девона. Дело в том, что с начала следующего периода (каменноугольного) на планете Земля образовались уже практически все разновидности осадков.

На континентах в это время накопилось большое количество угля. В связи с этим на пути стока вод образовывались своеобразные растительные фильтры. Если бы такой естественный растительный фильтр не существовал, то остатки растений смешивались с песком и глиной.

В таком случае формировались обломочные породы, которые были обогащены растительными остатками и представляли собой углистые сланцы и углистые песчаниками, а не настоящий уголь.

В связи с этими событиями в начале каменноугольного периода прибрежная полоса была усеяна растениями, которые интенсивно отцеживали весь обломочный материал, сносимый с суши.

Освоение новой среды обитания содействовало возникновению различных адаптаций у многих живых организмов, в том числе и растений.

ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. УЧЕНИЕ ОБ АРЕАЛЕ

Ареал — это площадь обитания вида или другого таксона.

Размеры ареала. Площадь ареала определенных таксонов может сильно варьировать: от поверхности почти всей суши (таксон-космополит) до очень ограниченного участка. Широко распространенные виды называют эврихорными, а виды с небольшим ареалом — стенохорными. Крайним проявлением стенохории является эндемизм, когда ареал ограничивается одним пунктом или ареал более или менее ограниченный. Вообще понятие эндемизма — это явление сложное, так как является не столько географическим, сколько генетическим.

Размещение индивидов по площади ареала

0дни виды в пределах ареала встречаются часто — это эвритопные виды, другие встречаются редко — это стенотропные виды.

Типы ареалов. Различают сплошные и не сплошные ареалы, последние еще называют разъединенными, или дизъюнктными. Особым типом ареалов являются ленточные ареалы.

Причины различных конфигураций и границ ареалов. Конфигурация и граница ареала зависит от климатических, эдафических, механических (горные цепи, моря, океаны и пр.), биотонических, исторических, антропологических факторов.

Ареал может быть устойчивым и неустойчивым.

Формирование ареалов. Начинается с момента возникновения вида. Затем формирование ареала идет за счет миграции.

Центр ареала. Различают центр геометрический, центр, где возник вид, центр, где вид наиболее обилен.

Происхождение растений

Изначально на Земле было полно питательных веществ. Первые организмы были гетеротрофными одноклеточными и безъядерными, то есть не могли самостоятельно синтезировать органические соединения. Они питались тем, что находили в Мировом океане. Постепенно запасы истощались, а организмов становилось всё больше. Для выживания в такой конкуренции требовалась кардинально новая стратегия.

Так появились первые фотосинтезирующие организмы. Они могли питаться энергией солнечного света и сами производили органические вещества. 2,7млрд лет назад возникли цианобактерии — предки современных растений, которые живы и по сей день.

Раньше их называли синезелёными водорослями, но это не совсем верно. Хоть цианобактерии и умеют фотосинтезировать, они относятся не к растениям, а к бактериям.

У древних бактерий одиночная клетка, в которой нет оформленного ядра, митохондрий, эндоплазматической сети и вакуолей, заполненных клеточным соком. Клетка окружена прочной клеточной стенкой, которая состоит из четырёх слоёв. Часто снаружи стенки расположен ещё и слизистый слой.

Клетки могутфотосинтезировать благодаря наличию в них пигментов: хлорофилла, каротиноидов, фикоцианина и фикоэритрина. Пигменты придают цианобактериям определённую окраску:

1. Хлорофилл — зелёная окраска;
2. Каротиноиды — жёлтая и оранжевая окраска;
3. Фикоцианин — синяя окраска;
4. Фикоэритрин — красная окраска.

Цианобактерии размножались, заселяли планету и выделяли кислород как побочный продукт фотосинтеза. Это навсегда изменило атмосферу планеты. За почти весь кислород, которым мы дышим, можно сказать спасибо цианобактериям. Появление огромного количество кислорода в атмосфере привело к вымиранию почти всей анаэробной фауны Земли, то есть тех живых организмов, которым для развития не нужен был кислород. Это событие именуется кислородной катастрофой Земли.

Цианобактерии

Цианобактерии — одноклеточные организмы. Далее эволюция растений разработала многоклеточные организмы. Затем — водоросли. У водорослей нет тканей и органов. Их тело представлено неорганизованным многоклеточным образованием — талломом. По-другому таллом называют слоевищем. К прикреплённым ко дну водорослей развиваются аналоги корней — ризоиды.

У водорослей тоже есть в составе различные пигменты, поэтому они могут по-разному окрашиваться. Окраску зелёных водорослей (хламидомонада, хлорелла) определяет хлорофилл, окраску бурых водорослей (ламинария, фукус) — фукоксантин, окраску красных водорослей (порфира, филлофора) — сочетание хлорофилла, каротиноидов и фикобилина.

Водоросли

После жизни перестало хватать Мирового океана: так растения вышли на сушу.

Питание

Эмбриофиты или наземные растения в основном зависят от их фотосинтетической способности к выживанию, то есть от их способности (посредством фотосинтеза) преобразовывать световую энергию, содержащуюся в солнечных лучах, в химическую энергию в форме АТФ.

Кроме того, во время этого процесса они осуществляют синтез или фиксацию углекислого газа (CO2) в больших энергетических молекулах, которые действуют как резерв и которые используются для жизни человеком и другими травоядными и / или всеядными животными.

Однако для фотосинтеза наземным растениям нужна вода, а для синтеза структур, которые их характеризуют, им также нужны минералы, которые они получают из почвы или субстратов, на которых они живут, через свои корни.

Среди основных минералов, которые необходимы наземному растению для выживания, можно упомянуть:

— Углерод

— Азот

— водород

— кислород

— Соответствие

— Калий

— кальций

— Магний

— сера

Растения в условиях нового климата

От псилофитов произошли
папоротники. Сами псилофиты 300
миллионов лет назад прекратили свое существование.

Влажный климат
и большое количество воды привели к быстрому распространению разных растений –
папоротников, хвощей, плаунов. Конец каменноугольного периода ознаменовался
сменой климата: он стал более сухим и холодным.
Огромные папоротники начали вымирать. Остатки мертвых растений гнили и
превращались в каменный уголь, которым затем люди обогревали свои жилища.

У папоротников
на листьях лежали семена, которые получили название голосеменных растений. От
гигантских папоротников произошли современные сосны, ели, пихты, которые
называют голосеменными растениями.

С изменением
климата исчезли древние папоротники. Холодный климат губил их нежные ростки. Их
заменили семенные папоротники, которые называют первыми голосеменными
растениями. Эти растения отлично приспособились к новым условиям сухого и холодного климата. У этого вида
растений процесс размножения не зависел от воды, которая находится во внешней
среде.

130 миллионов
лет назад на Земле возникли различные кустарники и травы, семена которых
находились в поверхности плодов. Их назвали покрытосеменными растениями. На
протяжении 60 миллионов лет покрытосеменные растения живут на нашей планете.
Эти растения практически не изменились с
тех пор и до наших дней.

Возможные причины выхода растений на сушу

Среди основных причин выхода растений на сушу можно отметить:

• в процессе жизнедеятельности бактерий сформировались некоторые новые слои почвы;
• суша стала более защищенной от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей, что было связано с тем, что в атмосфере появился озоновый слой. Это способствовало существенной смене климата;
• климат менялся и стал умеренным и более влажным.

Таким образом, считается, что растения вышли на сушу, чтобы избежать поедания растительноядными животными, обитающими в водных пространствах. Также они искали новую почву, которая сформировалась в результате деятельности грибов и лишайников.

Примитивный тип почвы, который создавался строматолитами уже был пригоден для произрастания некоторых растений. Суша накопила большое количество органического вещества.

Тем самым выход растений на сушу стал крупнейшим ароморфозом в развитии жизни на Земле. Такое события было подготовлено предыдущим ходом органической и неорганической эволюции. Среди таких процессов можно выделить:

• почвообразование;
• накопление в атмосфере молекулярного кислорода;
• формирование озонового экрана;
• процесс дифференцировки клеток.

Замечание 1

Считается, что сухопутные растений произошли от зеленых водорослей, так как в их клетках был обнаружен хлорофилл. Неизвестная предковая форма дала две эволюционные ветви: одна из них привела к возникновению риниофитов, а другая – к появлению мхов.

Первыми наземными растениями стали риниофиты, которые не имели отчетливого деления на стебли, корни, листья. Они занимали промежуточное положение между водорослями и наземными растениями.

У таких растений развивалась покровная и проводящая ткань, которая обеспечила им защиту от высыхания в наземно-воздушной среде и позволяли транспортировать растворы питательных веществ.

У наземных растений преобладал спорофит или то поколение, которое дает бесполые клетки или споры. У наземных растений также развивались специализированные функции. Например, в стеблях появились проводящие пучки, которые находились на нижней части побегов. Эти пучки напоминали корневые волоски. В дальнейшем происходила более сложная эволюция процессов размножения растений, которая привела к появлению настоящих современных наземных растений, имеющих возможности к более качественной адаптации к условиям суши и ее освоению.

Начальный этап развития растительного мира

Ученые установили, что наша планета образовалась более 5 миллиардов лет назад.

Где появились первые живые организмы? Они появились в воде 3,5—4 миллиарда лет назад. Это были простейшие одноклеточные, схожие с бактериями, у них не было ядра, но уже появились способность к размножению и простой обмен веществ. Они питались органическими и минеральными веществами, растворенными в воде первичного океана.

Вот таким мог бы увидеть океан Образавр сотни тысячелетий назад. Все живые организмы в нем были микроскопических размеров, поэтому океан казался «пустым»

Когда эти запасы стали истощаться, те одноклеточные, которым не хватало пищи, начали погибать. Оставались те, которые лучше приспосабливались к окружающей среде. В ходе этого приспособления у некоторых одноклеточных появился зеленый пигмент, хлорофилл. Он позволял питаться не внешними питательными веществами, а синтезировать собственные из воды и углекислого газа. Другими словами, эти простейшие обрели способность к фотосинтезу.

Эти одноклеточные организмы не только выжили сами, но и дали потомство, у которого закрепился данный признак — наличие хлорофилла. Постепенно таких простейших становилось все больше.

 Какое значение имело появление фотосинтеза?

С появлением фотосинтеза предки современных растений получили способность получать пищу в большом количестве. Как побочный продукт в атмосфере накапливался кислород. Это дало возможность развиваться более совершенным формам живых организмов.

Применение

Как и высшие растения, водоросли также используют в пищу, применяют в медицине и косметологии.

Кулинария

Большая часть съедобных водорослей относится к трём группам – красные, зелёные и бурые. Они содержат большое количество белков, витаминов и йода, кроме того из них получают полезные вещества (вроде агар-агар, альгиновая кислота, каротиниды), которые используют в качестве пищевых добавок. Преимущественно блюда из водорослей используют в пищу в странах Юго-Восточной Азии, особенно в Японии.

Съедобные водоросли примеры:

• ламинария или морская капуста – богата йодом, стимулирует метаболизм;
• спирулина – богата белком;
• ульва или морской салат – содержит большое количество железа, белка и клетчатки;
• порфира или нори – традиционная часть блюд Японии, Китая и Кореи, полезен для снижения холестерина, источника витаминов А, D и В12;
• литотамния – богата витамина, содержит большое количество магния и железа, полезна для профилактики анемии;
• анфельция – используется для выработки агар-агар.

Также, существуют различные блюда с применением с добавками веществ, производимых из водорослей, к примеру японская пастила ёкан, с добавкой из агар-агара.

Медицина

Водоросли известны в первую очередь за высокое содержание йода, который хорошо борется с вирусами и улучшает синтез гармонов щитовидной железы. С древних времён их использовали для лечения запора, диареи, анемии, нарушении работы щитовидной железы. Регулярное употребление водорослей восполняет нехватку таких микроэлементов как фтор, марганец, железо. Также они способствую выведению из организма солей тяжёлых металлов, радионуклидов и других вредных веществ. Наконец, в них содержатся множество витаминов.

Косметология

Водоросли также активно применяют в косметологии, преимущественно морские водоросли. Косметические препараты с водорослями обеспечивают уход и питание за кожей, омолаживают кожу и обладают противовоспалительным эффектом, а также улучшают структуру и вид волос и ногтей. Каждая из группы водорослей обладает своими полезными свойствами:

• зелёные богаты железом и антиоксидантами, улучшают микроциркуляцию и обменные процессы;
• синие способствуют укреплению, тонизации и подтягиванию кожи. Богаты аминокислотами и бета-каротином;
• бурые содержат высокое количество витаминов и минералов, применяются при детоксикации и увлажнении кожи.

Сельское хозяйство

Морские водоросли, кроме всего прочего, активно применяются в животноводстве и растениеводстве. Наиболее простой способ обеспечить пищу скоту – выпас его в прибрежных районах, где они могут питаться водорослями. Также существуют специальные корма на основе водорослей, вроде водорослевой муки и водорослевые добавки в пищу животных.

17 уникальных видов мхов c примерами, где найти и как вырастить в домашних условиях

Понравился ли вам текст, сталкивались ли вы с приведёнными в ней примерами? Часто ли употребляете в пищу морскую капусту или нори, использовали ли косметические препараты из водорослей? Если у вас есть аквариум, то сталкивались ли с проблемой водорослей и как с ней боролись?

Ждем ваших комментариев!

Мне нравится70Не нравится44

Доклад 5

Цветущая вода свидетельствует о наличии в ней водорослей. Водоросли – растения пресного и соленого водоема, содержат в себе хлорофилл и  не имеют расчленения на стебель, листья  и корневую систему.

Водоросли делят на виды: зеленые, бурые, красные.

Зеленые

Водоросли, имеющие зелёный окрас из-за наличия в них хлорофилла относят к зеленым.

Водорослей зеленого цвета насчитывают около 20 тысяч видов. Растет данный тип водорослей на речках и озерах с пресной водой, но некоторые виды можно встретить и в море, на земле или на деревьях. Данный тип имеет как одноклеточных представителей, так и многоклеточных. Яркий представитель одноклеточного вида является хламидомонада,  имеет округлую форму. Может размножаться половым и путем деления спорофит. Представителем многоклеточного вида является спирогира – зеленая нитеобразная водоросль. Размножается с помощью деления клеток, и просто растет в длину.

Зеленые водоросли можно встретить по всему миру. Их используют в хозяйственной сфере как очиститель воды, или как индикатор загрязнения пресной воды.

Бурые

Многоклеточными и морскими водорослями являются представители бурого цвета.  Видом бурых водорослей меньше чем зеленых и насчитывается около 1500. Размеры и формы самые разнообразные, встречаются: нитеобразные, кустообразные, корковидные, шарообразные.

Наиболее распространенные бурые водоросли в тропиках, но все же встретить их можно по всему миру. Ярким представителем является – ламинария, которую люди привыкли, употребляют в пищу, так же её называют – морская капуста.

Размножаются как половым так не половым путем. Бурые водоросли имеют и зеленый пигмент, но при фотосинтезе бурые оттенки сильнее и перебивают зеленый.

Красные

Как уже понятно из названия, представители данного вида имеют красный пигмент, но за счет того что водоросли имеют другие пигменты, то встречаются розовые, синие и другие оттенки данного вида.

Красные водоросли обитают в соленой воде, так как и бурые.  Внешний вид водорослей напоминает ветвь с листьями, и может достигать до 2-х метров.  Насчитывается около 4000 видов. 

Яркими представителями являются порфира и радимения. Красные водоросли применяют как удобрение и корм,  а также в медицине для  грязелечения.

2, 3, 5, 6, 7 класс. По биологии. Окружающий мир

Покрытосеменные (Angiospermae)

В современной флоре покрытосеменные или цветковые являются самым распространённым и многочисленным отделом высших растений. Они впервые появились около 140 млн лет назад и постепенно достигли апофеоза развития. К их главным особенностям можно отнести наличие органов размножения в виде цветов, а также двойное оплодотворение. Классификационная таблица:

Класс двудольные	Класс однодольные
Магнолиды	Частуховые
Астериды	Пальмовые
Гамамелидиды	Лилииды
Кариофиллиды	Имбирные
Дилленеиды	Коммелиновые
Розиды

На сегодняшний день насчитывается около 352 тыс. видов цветковых растений. Столь большое разнообразие связано с эффективным приспособлением представителей отдела к изменчивой окружающей среде.

Плауноподобные (Lycopodiophyta)

Один из самых древних отделов в настоящее время представлен лишь немногими видами селлагинелл и плаунов. Остальные представители давно вымерли.

Современные плауновидные — это травянистые вечнозелёные растения, живущие несколько лет и внешне напоминающие мхи. В отдел входит два класса:

1. Плауновые включают в себя около 400 видов.
2. Полушниковые — не более 700 видов.

Все плауноподобные отличаются наличием корней, вильчатым ветвлением стебля, а также маленькими листьями. Существуют равноспоровые и разноспоровые виды. В древние времена эти растения были очень распространены. В карбоне произрастало немало древовидных форм, которые впоследствии сформировали колоссальные залежи каменного угля.

Классификация (виды)

Эмбриофиты — чрезвычайно большая и разнообразная группа растений с большим разнообразием размеров, форм, привычек, механизмов воспроизводства, питательных характеристик и различных приспособлений.

Однако, несмотря на эти различия, важные молекулярные, биохимические и морфологические данные свидетельствуют о том, что это монофилетическая группа, то есть все ее члены происходят от одного и того же общего предка.

В настоящее время, по оценкам, эта группа состоит из более чем 300 000 живых видов, которые можно рассматривать как «отдельные» или «разделенные» на две основные группы, которые можно выделить в зависимости от характера их жизненного цикла:

— в мохообразные или мхи (Bryophyta)

— в трахеофиты или сосудистые растения (Tracheophyta)