Эволюция высших растений

Преобразование растений в условиях суши

Выход растений на сушу привел к образованию специализированных органов питания. Благодаря этим органам растение стало извлекать пищу их почвы и воздуха, что привело к разделению его тела на надземную и подземную части. Подземная часть — это корень (корневая система), надземная часть — побег, состоящий из листьев, стебля и почек.

Разделение тела растений на подземную и надземную части определило появление специализированных органов почвенного питания — корней, воздушного питания — листьев и передвижения питательных веществ — стебля.

Древние папоротники, хвощи и плауны, так же как и современные, были споровыми растениями, т. е. размножались спорами. Такой способ размножения обязательно требует наличия водной среды. Вот почему всем споровым растениям необходимы влажные места обитания и они не могут жить везде на суше.

Господство голосеменных растений

240-250 млн лет назад климат на Земле стал холодным и засушливым. В этих условиях возникли и широко распространились голосеменные растения. Для защиты от неблагоприятных условий у них на побегах появились почки — зачатки побегов, покрытые слоем почечных чешуй, и возник особый способ размножения — размножение семенами. При оплодотворении яйцеклеток спермием водная среда не нужна. Доставку спермия к яйцеклетке осуществляет пыльцевая трубка. Именно поэтому образовалось множество видов голосеменных растений, которые освоили даже засушливые и холодные места обитания на планете, постепенно вытесняя отовсюду споровых предков.

Доставка спермия к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки (а не воды) и появление семян с большим запасом питательных веществ — огромный прогрессивный шаг в развитии растительного мира, обеспечивший широкое распространение голосеменных растений в наземно-воздушной среде.

Появление и развитие покрытосеменных растений

В истории Земли потребовалось еще более 100 млн лет, чтобы возникли покрытосеменные, или цветковые, растения. В это время на планете рассеялась облачность, возросла солнечная радиация, усилилась сухость воздуха. Новые условия оказались губительными для многих растений, обитавших при высокой влажности воздуха. Более сложное по сравнению с голосеменными анатомическое строение покрытосеменных обеспечило им активное почвенное и воздушное питание, передвижение веществ в растении, появилась листопадность, обеспечивающая защиту от потери воды. Образование цветка и плода, двойное оплодотворение, запасание питательных веществ в семени у цветковых и развитие специальных органов вегетативного размножения обеспечили им преимущество перед голосеменными и всеми остальными растениями в размножении и расселении по Земле.

Цветковые растения в своем историческом развитии тесно связаны с животными-опылителями. Их эволюция происходила совместно, обеспечивая взаимное повышение жизнестойкости и разнообразие форм.

Многие виды цветковых растений и насекомых приспособлены к строению и жизненному циклу друг друга. Не только насекомые, но и другие животные участвуют в переносе пыльцы и распространении плодов и семян растений. Такое совместное существование покрытосеменных и животных способствовало лучшему выживанию этих растений, развитию у них различных жизненных форм, в том числе травянистых.

В процессе длительного развития органического мира растения прошли путь от простых одноклеточных зеленых водорослей до высокоразвитых покрытосеменных.

Древние, давно вымершие растения изучает наука палеоботаника (от греч. палео – "древний"). Представление о давно исчезнувших растениях ученые-палеоботаники получают, исследуя их окаменелые остатки, отпечатки на кусках угля, сланцев и других горных пород. Изучение ископаемых остатков позволило установить время, а также последовательность происхождения и развития разных групп растений в процессе эволюции. Есть, однако, немногочисленные реликтовые (от лат. реликтус - «остаточный») виды растений, которых называют живыми ископаемыми. Они сохранились с доисторических времен в почти неизменном виде. Например, гинкго двулопастной — древнее голосеменное растение, произрастающее теперь только в искусственных посадках, секвойя и метасеквойя из голосеменных, ужовник и гроздовник из папоротников, магнолии из покрытосеменных.

Реликтовые растения
Реликтовые растения: 1 — гинкго; 2 — ужовник; 3 — гроздовник; 4 — магнолия
Как видим, на протяжении миллионов лет происходила эволюция живых организмов, т. е. весь растительный мир в процессе существования на Земле развивался и усложнялся.

Возникли разные типы организмов: прокариоты и эукариоты. Среди эукариот образовались разнообразные растительные группы: водоросли (одноклеточные и многоклеточные), моховидные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения.

Все группы растительных организмов возникли в процессе эволюции. Обитание на суше привело к появлению у растений новых специализированных органов и тканей (проводящая, покровная, механическая, фотосинтезирующая). Появились вегетативные органы — корень и побег. Похолодание климата и иссушение почвы привело к появлению семян. В эволюции высших растений большую роль играют условия среды обитания и животные.