Глядя на свой домашний кактус, я невольно задумался: "А как растения вообще начали свой путь на суше? И когда это произошло?" Об этой весьма интересной теме мне и хотелось бы рассказать.
Как и когда появились первые растения суши
Как известно, вся земная жизнь зародилась в воде . И растения - не исключение. Когда-то они все представляли собой простейшие водоросли , но потом наступил этап, когда они начали прорастать и на суше.
А начали свой выход на поверхность они в конце Силура (в районе 4 05-440 миллионов лет тому назад) , что в Палеозойской эре . Тогда активно происходили мощные горнообразовательные процессы , приводившие к обмелению и высыханию многих морей . Именно это и заставило некоторые водоросли «выйти» на сушу.
Самыми первыми растениями на поверхности являются псилофиты . Они имели лишь голый стебель, который крепился к земле с помощью особых выростов - ризоидов. Сами псилофиты имели очень простое строение, но они обладали ветвящимися стеблями с выростами, которые хранили споры .
Псилофиты предпочитали болотистую и влажную местность , ведь у них не было мощной корневой системы для добычи воды. Сегодня считают, что когда-то подобные растения выстилали бесконечные ковры на обнажённой поверхности Земли.
К тому же, псилофиты могли быть как очень высокими (куда больше человеческого роста), так и очень низкими и крохотными.
Как приспосабливались первые наземные растения
Отдельного упоминания стоит система приспособлений , которую освоили растения для жизни на суше. Ведь они сильно отличается от жизни под водой. Итак, такими трудностями можно было назвать:
- необходимость сохранения воды от её испарения на воздухе;
- нужду в образовании твёрдого защитного покрова ;
- приспособление к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.
И многие другие. Таким растениям также нужно было научиться осуществлять более сложный фотосинтез , закрепляться в почве и получать из неё необходимые минеральные вещества .
Все эти трудности были преодолены растительными организмами. А свидетельство этому - наша жизнь на Земле .
Большинство современных ученых считают, что планета Земля сформировалась немногим ранее четырех с половиной миллиардов лет назад. Самые ранние остатки вымерших организмов найдены в породах, имеющих возраст 3,8 миллиардов лет. Первыми обитателями Земли были бактерии-анаэробы, то есть они не использовали для дыхания кислород, которого еще не было в атмосфере.
Считают, что впервые процесс фотосинтеза стал идти в бактериях. Фотосинтез — это важнейший природный процесс, когда при взаимодействии солнечного света, воды и углекислого газа образуются органические вещества и свободный кислород.
Первые простейшие одноклеточные водоросли и грибы появились около 2 миллиардов лет назад. Их остатки найдены в отложениях протерозойской эры на территории Гренландии и Канады. В то же время появились и первые многоклеточные растения. Развитие жизни на Земле, появление и растений, и животных были тесно связаны с процессом фотосинтеза.
Ученые считают, что синезеленые водоросли (это их название, а не просто обозначение цвета) и грибы — первые представители растительного мира на Земле. Это низшие растения.
Более 2 миллиардов лет назад первые наземные растения напоминали мхи, которые мы можем видеть сейчас в сырых тенистых местах.
Около 400 000 000 лет назад возникли более сложные растения. Они напоминали современные папоротники. Папоротники первыми имели корни, стебель и листья. Это признаки высших растений.
Ко времени появления динозавров Земля уже была покрыта лесами. Эти растения размножались семенами.
Сосны и другие хвойные деревья появились позже, 300 000 000 лет назад. Эта группа деревьев включает в себя многочисленных представителей, таких как сосна, ель, канадская ель, кедр, лиственница. Все эти деревья прячут свои семена в шишках.
Первые цветущие растения появились 150 000 000 лет назад. Их хорошо защищенные семена дали им большое преимущество по сравнению с растениями, чьи семена защищены не так хорошо. Поэтому их стало больше и по количеству, и по видам. В наши дни цветущие растения распространены повсюду.
Как прекрасен лес в конце сентября! На фоне еще зеленого орешника уже желтеют листья молодой березки. А клен и дуб стоят нарядные в зеленом и красном убранстве. Почему осенью листья приобретают различную окраску? Давайте вспомним, что зеленым цветом они обязаны наличию в них зеленого пигмента — хлорофилла. Но в листьях есть и другие вещества. Например,…
Ученые насчитали около 65 видов берез. Эти светлые, нарядные, изящные деревья смогли приспособиться к суровым условиям севера и высокогорий. Пробковый слой, береста, защищает стволы деревьев. Березовая смола хранит почки и молодые побеги от холода и сухости. Помните, как благоухает весной молодая листва? Это мы чувствуем запах эфирных масел, которые буквально окутывают дерево, сберегая нежные листочки…
Блестящие, прозрачные красные волчьи ягоды хороню заметны на фоне зеленой листвы. Летом в лесу на них нельзя не обратить внимания. Эти ягоды очень аппетитно выглядят на кустах и сорвать их так легко. Если раскусить ягоду, то в первый момент она покажется сладковатой, но потом во рту долго не будет проходить сильная горечь. Волчьей ягодой называют…
В средней полосе России заросший пруд, заросшее болотце, заросшая заводь реки — не редкость. Обходя их, каждый из нас пробирался сквозь заросли на их берегах. Мы ставили ногу на траву — и вдруг по щиколотку оказывались в воде. Какие растения заселили такие пруды и мелкие спокойные речушки? Обычно вода у берегов покрыта ярко-зеленым покрывалом ряски….
Каждому из нас бобы знакомы с детства. Фасоль, горох, вика, белая акация, соя, люпин, земляной орех, или арахис, мимоза — прячут свои семена в бобах. Растения, на которых образуются бобы, растут по всей планете. Высоко в горах можно встретить астраган. В пустынях верблюжья колючка обжила каменистые и глинистые почвы. Несколько сот видов акаций заселили земли…
На стволах, ветках и листьях вишни, березы, абрикоса, алычи, сливы, некоторых акаций появляются застывшие капли или даже подтеки густой, прозрачной похожей на стекло жидкости. Это камедь, или гумми — главная составляющая часть соков, выделяемых некоторыми растениями при повреждении. Камедь образуется в слизевых ходах или секреторных железках растений. Камедь хорошо растворяется в воде. Эти растворы можно…
Бананы — растения тропиков. Это не кустарники, не деревья, не пальмы, а гигантские многолетние травы, высотой до 15 м, как, например, банан гигантский, растущий на Новой Гвинее. Стебель у банана короткий, но листья, обхватывая друг друга, образуют ложный стебель, который и возвышается над землей. Каждый новый лист развивается “за пазухой” у предыдущего листа. Чтобы влага…
Сладким, пряным, благоухающим запахом ванили пропитан обычно воздух в кондитерских магазинах больших городов. Может быть, этот запах напоминает вам детство и праздники, когда дома пекли кексы, куличи, сладкие пироги с ванилью, и ее благоухание чувствовалось и в подъезде вашего дома и даже на улице. Ваниль — это лиана, лазающая орхидея. В диком виде она встречается…
В умеренном климате Северного полушария, где расположена Россия, встречается только 4,5% известных видов, принадлежащих к прекрасному семейству орхидей. Они не сразу заметны на опушках, полянках и в зарослях кустарников. А теперь их становится все меньше и меньше. Вы, несомненно, видели в лесной тени кисти фиолетово-сиреневых цветков на стеблях, похожих на стебли ландыша. Это пальчатокоренник из…
Это растение заселяет засушливые побережья морей и соленых озер. Тамариск растет в Северо-Западной Франции, странах Средиземноморья, Иране, Турции, Западной Азии, Тибете, на северо-востоке Китая, а также на юго-западе Африки. У этих кустарников мелкие шиловидные или похожие на чешую листья, плотные и мясистые. Мелкие цветки собраны в кисти или колосья. Кустики тамариска, составленные из множества мелких…
400 миллионов лет назад огромную часть земной поверхности нашей планеты занимали моря и океаны. Первые живые организмы возникли в водной среде. Они представляли собой частички слизи. Спустя несколько миллионов лет у этих примитивных микроорганизмов появился зеленый окрас. По внешнему виду они стали походить на водоросли.
Растения в каменноугольный период
Климатические условия благоприятно воздействовали на рост и размножение водорослей. С течением времени изменениям подвергались поверхность земли и дно океанов. Возникали новые материки, старые же исчезали под водой. Земная кора активно изменялась. Эти процессы привели к тому, что на месте земной поверхности появлялась вода.
Отступая, морская вода попадала в расщелины, впадины. Они, то пересыхали, то снова наполнялись водой. В результате те водоросли, которые находились на морском дне, постепенно перебрались на земную поверхность. Но так как процесс иссушения происходил очень медленно, то за это время они приспособились к новым условиям обитания на земле. Это процесс происходил на протяжении миллиона лет.
Климат в то время был очень влажный и теплый. Он способствовал переходу растений от морской жизни к наземной. Эволюция приводила к усложнению строения различных растений, менялись также и древние водоросли. Они дали начало развитию новым земным растениям – псилофитам. По внешнему виду они напоминали маленькие растения, которые размещались около берегов озер рек. Они обладали стеблем, который был покрыт мелкими щетинками. Но, как и у водорослей, у псилофитов не было корневой системы.
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.
Какими были самые первые растения на Земле?
1 версия: Осенью 1912 г. около деревни Райни в Шотландии сельский врач У. Макки, который для собственного удовольствия занимался и геологией, сделал срез в породе и вдруг увидел прекрасно сохранившиеся растительные остатки. На голом, тонком стебле сидели несколько вытянутые в длину шарики с толстыми стенками. Как выяснилось позднее, это было древнейшее на Земле растение. Оно жило около 415 млн лет назад. Его назвали куксонией.Позднее остатки куксонии и похожих растений (хлорнеофита, ринии, псилофита) нашли в Чехии, в США, в Западной Сибири. Их всех назвали риниофитами, по имени шотландской деревушки Райни.
Предполагают, что первые высшие растения обитали во влажных, болотистых местах и скорее походили на водоросли, чем на современные растения. У них не было корней и листьев, у многих не было твердого стебля с опорными тканями. Шарики со спорами были с толстыми стенками, толщиной до 4 мм. В стебле обнаружены устьица.
Самой крупной была риния. Ее высота - до 50 см, а толщина стебля - около 5 мм. Видимо, на болотах были целые заросли риний.
Стебель у ринии завершался куполом, где находились споры. Эти "емкости" для спор достигали длины 12 мм.
От ринии произошли псилофиты. У них уже был ровный, прямой стебель. Псилофит был в несколько раз выше ринии. От голого стебля отходили разветвленные боковые ветки. В кожице стебля находились устьица, а его поверхность была покрыта шипами длиной 2-2,5 мм. Боковые ветки завершались "емкостями" в форме эллипса, где были споры.
2 версия:
Расшифрован геном первых растений, завоевавших Землю полмиллиарда лет назад
Международная команда исследователей установила генетическую природу растений, которые первыми вышли на сушу приблизительно 500 млн лет назад и предопределили нынешний облик наземной флоры.
Автор фото: enn.com
Специалисты из нескольких десятков научно-исследовательских центров мира расшифровали геном этого растения с 5-миллиметровым стеблем и бледно-зелеными листьями, произрастающего вдоль берегов рек и озер в самых разных районах – от Северной Америки и России до Ирака и Австралии.
По полученным результатам, наследственный материал этого мха состоит примерно из 30 тыс генов. Это, кстати, на 8 тыс. больше, чем у человека. Число минимальных единиц генома – последовательностей нуклеотидных оснований – достигает порядка 500 млн (у человека в шесть раз больше).
Объектом исследований стала разновидность мха-фискомитреллы (physcomitrella patens). Считается, что по своей структуре он наиболее близок к первым завоевателям суши, сообщает ИТАР-ТАСС.
С размножением сине-зеленых водорослей, которые еще называют цианобактериями, содержание кислорода в воздухе постепенно увеличивалось. Наверное, сначала он уничтожил немало бактерий, но со временем они...
С размножением сине-зеленых водорослей, которые еще называют цианобактериями, содержание кислорода в воздухе постепенно увеличивалось. Наверное, сначала он уничтожил немало бактерий, но со временем они научились использовать его в своих потребностях. Развитие разных типов бактерий привел к появлению других типов организмов, которые доставали энергию просто за счет поедания более примитивных родичей. Следующий важный этап начался, когда более сложные клетки приобрели способность к фотосинтезу благодаря появлению хлоропласта. Это и были первые настоящие растительные клетки.
Эволюция растений
Первые растения были одноклеточными организмами, которые возникли, когда сине-зеленые водоросли нашли убежище в больших клетках. В этих больших клетках уже были митохондрии, которые происходили от других бактерий. На «взгляд» клеток, давая прибежище бактериям, они получают массу преимуществ – митохондрии помогали им использовать кислород, а хлоропласты вырабатывали для них еду.
Эти прародители растений, очевидно, жили на поверхности морей и озер, как и теперь существуют их многочисленные потомки – одноклеточные водоросли. Со временем одноклеточные растения развились в многоклеточные, когда их клетки после деления оставались вместе. Одни формировали из клеток шары, другие – пустые цилиндры, цепочки из клеток. Многие организмы с такими приспособлениями живут и до сих пор в виде водорослей.
Путь на сушу
На протяжении миллионов лет единственной формой растительной жизни на Земле были водоросли. Как и теперь, они существовали практически только в воде, потому что на земле высыхали. Потом мелкие водоросли стали расти на берегах озер, у самой воды. Со временем у них развились наполовину водонепроницаемые оболочки и корнеподобные структуры, которые всасывали влагу из грунта.
Эти водоросли-пионеры дали начало мхам – примитивным растениям, также способным выжить лишь в сырых местах. Со временем появились более развитые растения, как папоротники, с листьями, покрытыми водонепроницаемой оболочкой. Они первыми развили корни и деревянистые стебли, что позволяло им расти вверх.
Когда на Земле появились первые растения?
Ученые считают, что первые растения на Земле появились с началом процесса фотосинтеза, происходившего в бактериях. Этот важный процесс взаимодействия жидкости и солнечного света стал источником выделения свободного кислорода. Благодаря этому и зародился растительный мир.
Первые растения
Часто люди задаются вопросом о том, какие виды были первыми и как появились они на нашей планете. Ответ дали ученые. Первыми представителями флоры, сумевшими появиться на земле, были риния и куксония. Последняя выглядела как небольшой кустик, размер которого не превышал 5-7 см. Наиболее благоприятными условиями для развития куксонии обладала болотная местность. Следы присутствия этой куксонии были обнаружены на территории Чехии, США и Западной Сибири. Риния — растение, похожее на куксонию. Несмотря на родство происхождения, размеры ринии были более существенными — до 50 см в высоту. Изначально каждое из растений имело только 1 вид.
По другой версии, одним из первых на земле стал появившийся мох. Кроме того, были обнаружены остатки одноклеточных водорослей и грибов. Местами их происхождения также считаются болотистые и тенистые области.
Время появления
На вопрос о том, когда на земле появились растения, нет однозначного ответа. Каждый из представителей земной флоры начинал появляться в определенное время:
- первые одноклеточные (мхи, лишайники) — 2 млрд лет назад;
- более сложные растения (похожи на современные папоротники) — 4 млн лет;
- хвойные и сосновые появились около 3 млн лет назад;
- возраст первых цветковых составляет 150 млн лет.
Папоротники — одни из первых полноценных представителей флоры, имеющих корень, стебель и листья. До сих пор они произрастают в болотистой местности. К тому времени, когда планету заселили динозавры, ее поверхность уже была заселена мхами, травами кустарниками и деревьями. К первым хвойным деревьям относятся сосна, ель, лиственница и кедр. Семена цветковых представителей, по сравнению с другими, имели большую защиту. Этим объясняется разнообразие цветов.
С течением времени, сменой климата и изменением условий развития травы и деревья эволюционировали. Сейчас искусственно выведено слишком много сортов кустарников, цветов и деревьев. Для того чтобы наглядно представить те растения, которые преобладали на нашей планете миллионы лет назад, нужно взглянуть на папоротники и травы, произрастающие на болотах и в лесах. Их можно считать прямыми потомками древних мхов и папоротников.
