Jak se rozmnožovaly první rostliny?

Svět, jak ho vidíme nyní, se vyvíjel po mnoho tisíciletí. Různorodost rostlin potřebovala čas, aby se přizpůsobila různým životním podmínkám na planetě. V této lekci se podíváme na vývoj rostlinné říše od úplně prvního rostlinného organismu.

Plán lekce:

Rostlinný původ

Zpočátku byla Země plná živin. První organismy byly heterotrofní, jednobuněčné a bez jader, to znamená, že nemohly nezávisle syntetizovat organické sloučeniny. Jedli to, co našli v oceánech. Postupně se zásoby vyčerpaly a počet organismů byl stále početnější. K přežití v takové konkurenci bylo zapotřebí radikálně nové strategie.

Tak se objevily první fotosyntetické organismy. Mohly se živit energií slunečního světla a samy produkovaly organické látky. Před 2,7 miliardami let vznikly sinice – předchůdci moderních rostlin, které žijí dodnes.

Dříve se jim říkalo modrozelené řasy, ale není to tak úplně pravda. Sinice sice umí fotosyntetizovat, ale nejsou to rostliny, ale bakterie.

Starověké bakterie mají jedinou buňku, která nemá vytvořené jádro, mitochondrie, endoplazmatické retikulum a vakuoly vyplněné buněčnou mízou. Buňka je obklopena silnou buněčnou stěnou, která se skládá ze čtyř vrstev. Často je také slizniční vrstva umístěná mimo stěnu.

Buňky mohou fotosyntetizovat díky přítomnosti pigmentů v nich: chlorofylu, karotenoidů, fykocyaninu a fykoerythrinu. Pigmenty dodávají sinicím určitou barvu:

  1. Chlorofyl – zelená barva;
  2. Karotenoidy – žlutá a oranžová barva;
  3. Phycocyanin – modrá barva;
  4. Fykoerythrin má červenou barvu.

Sinice se množily, kolonizovaly planetu a uvolňovaly kyslík jako vedlejší produkt fotosyntézy. To navždy změnilo atmosféru planety. Sinicím můžeme poděkovat za téměř veškerý kyslík, který dýcháme. Objevení se obrovského množství kyslíku v atmosféře vedlo k vyhynutí téměř celé anaerobní fauny Země, tedy těch živých organismů, které kyslík pro svůj vývoj nepotřebovaly. Tato událost se nazývá kyslíková katastrofa Země.

Sinice jsou jednobuněčné organismy. Další evolucí rostlin se vyvinuly mnohobuněčné organismy. Pak – řasy. Řasy nemají tkáně ani orgány. Jejich tělo představuje neorganizovaný mnohobuněčný útvar – stélka. Thallus je jiný název pro Thallus. Analogy kořenů – rhizoidy – se vyvíjejí do řas připojených ke dnu.

Řasy také obsahují různé pigmenty, takže je lze různě barvit. Barvu zelených řas (Chlamydomonas, Chlorella) určuje chlorofyl, barvu hnědých řas (kelp, fucus) určuje fukoxanthin, barvu červených řas (porphyra, phyllophora) určuje kombinace chlorofylu, karotenoidů a fykobilin.

READ
Jak voní anýzový esenciální olej?

Po životě už oceány nestačily: a tak se na souš dostaly rostliny.

Fáze evoluce rostlin

Řasy se rozhodly vyvinout dvěma směry: některé si vybraly cestu mechorostů, jiné – nosorožce.

Mechorosty. Mechy, stejně jako řasy, nemají skutečné kořeny: jsou připojeny k zemi pomocí rhizoidů. Na rozdíl od kořenů jsou rhizoidy jednobuněčné nitkovité útvary. Nemají speciální zóny s vlastní specializací. Mechy jsou elementární rostliny, které nejsou schopné skladování.

Rhinophytes. Dalším názvem jsou psilofyty. Rostliny, které si zvolily tento směr, vyhrály evoluční závod. Samotní nosorožci vyhynuli, ale většina rostlinných organismů, které dnes vidíme, jsou jejich potomci. Nosorožci neměli listy. Byly to první vyšší rostliny s vyvinutými vodivými (dřevo, lýko) a krycími pletivy (epidermis). Díky nádobám se jejich zbytky dobře zachovaly ve zkamenělých horninách. Pozůstatky poskytují důkazy o evoluci rostlin.

Vědci také nacházejí zbytky kapradin v uhelných ložiscích a rohožích sinic – ložisek starých komunit. To vše slouží jako připomínka evoluce rostlinných organismů.

Psilofyty dlouho neexistovaly. Z nosorožců vznikly pteridofyty: kapradiny, přesličky a mechy. Mají vyvinuté tkáně, ale mají jednu významnou nevýhodu. Pohlavní rozmnožování kapradin závisí na vodě: spermie a vejce se navzájem spojují a tvoří zygotu pouze tehdy, když prší.

Pak se objevily nahosemenné rostliny. Místo spermie produkují spermii – nepohyblivou mužskou reprodukční buňku. Z pylu se stává pylová láčka, která tvoří nepohyblivé bičíkovité spermie. Připojují se k vajíčku. Z vytvořené zygoty vyroste semeno. Šiška dřevnatí a otevírá se a uvolňuje semena k dalšímu množení. Po celou tu dobu jsou však semena bezbranná vůči nepříznivým podmínkám prostředí.

Angiospermy dovedly proces pohlavního rozmnožování téměř k dokonalosti. Vegetativní buňka se prodlužuje a stává se z ní pylová láčka. Roste a dostává se do embryonálního vaku. Generativní buňka je rozdělena na 2 nepohyblivé spermie. Jeden z nich se spojí s vajíčkem a vytvoří zygotu. Druhá se spojuje s centrální buňkou a dále tvoří endosperm. Tento proces se nazývá dvojité oplodnění. Na rozdíl od nahosemenných je semeno dále chráněno před nepříznivými vlivy mohutným oplodím.

V tomto pořadí se objevily známé rostliny. Pořadí jejich vzniku je znázorněno ve formě stromu, který se nazývá fylogenetický.

Fylogenetický strom rostlinného světa

Antropogenní vliv na rostliny

Jak si pamatujete z minulé lekce, antropogenní faktory prostředí jsou dopady člověka na životní prostředí. Na vývoj rostlin má bohužel vliv nejen konkurence, která vede ke zlepšení, ale také negativní vliv člověka, který vede k ničení druhů a narušování životního prostředí.

READ
Jak pěstovat trávu pro kočku bez půdy?

Proces nárazu probíhá ve čtyřech směrech:

  1. Snížení druhové diverzity. Lidstvo kácí lesy, v důsledku čehož ubývá nejen stromů, ale i těch rostlin, které rostly pod jejich korunami. Toxický odpad zabíjí rostliny, které žijí v blízkosti továren a silnic. To vede k úplné změně rostlinného společenství. Lesy jsou nahrazovány kulturními rostlinami, mezi kterými se tak aktivní koloběh látek nevyskytuje. To se týká nejen rostlin, ale i lesních zvířat.
  2. Vymezení rostlinných společenstev. Mezi komunitami se vytvářejí bariéry, což vede k oddělené evoluci malých skupin. V důsledku takového samostatného vývoje se velké taxony dělí na malé. Jednoduchý příklad: položení silnice uprostřed rostlinného společenství. Rostliny se přestanou vzájemně ovlivňovat: konkurovat si, rozmnožovat se. Nakonec mohou úplně ztratit kontakt.
  3. Asociace rostlinných společenstev. Tento proces jde úplně jiným směrem. Díky ničení bariér a pohybu lidí se mohou rostlinná společenstva sjednocovat a sbližovat. Například v Polsku se objevili potomci příbuzných, ale odlišných druhů: modřín polský a modřín evropský.
  4. Vzhled rostlin na kontaminovaných stanovištích. V důsledku znečištění se mění stanoviště a spolu s ním i rostlinná společenstva. V Kanadě byly v blízkosti kontaminovaných oblastí registrovány mutantní formy borůvek.

Negativní dopad antropogenního znečištění je zřejmý. V tomto případě se rozlišují tři třídy interakce mezi znečištěním a rostlinnými společenstvy:

  1. Nízká úroveň znečištění. Rostliny jsou schopny takové znečištění absorbovat a čistit atmosférický vzduch. Dopad na rostlinná společenstva není patrný.
  2. Průměrná úroveň znečištění. Rovnováha ve společnosti je narušena. Rostliny onemocní častěji, protože jejich imunita klesá. Struktura komunity se mění.
  3. Vysoká úroveň znečištění. Existuje vysoká úroveň úhynu rostlin. Komunita se okamžitě zjednoduší.

Existují typy, podle kterých lze posuzovat úroveň znečištění životního prostředí. Metoda se nazývá bioindikace. Používají se především lišejníky. Pak se bioindikace stává indikací lišejníků. Jsou obzvláště citlivé na škodlivé vlivy, takže i při nízké úrovni znečištění hromadně hynou.

Odolné druhy se používají k čištění atmosférického vzduchu. Mezi tyto druhy patří topol a modřín.

Aby se zabránilo smrti rostlin, lidé organizují zvláště chráněné přírodní oblasti:

  1. Rezervovat. Zemědělská činnost je na území rezervace zakázána. Konstruovat lze pouze objekty vědecko-výzkumného a výletního charakteru. Příklady: přírodní rezervace Altaj, přírodní rezervace Ussuri.
  2. Rezervovat. Na území rezervace je možná hospodářská činnost, která nepoškozuje chráněné objekty životního prostředí. Příklady: rezerva Jaroslavl, rezerva Saratov.
  3. Národní přírodní park. Na území národního přírodního parku je v omezeném rozsahu povolena hospodářská činnost. Příklady: Národní přírodní park Taganay, Národní přírodní park Zyuratkul.
  4. Botanická zahrada. V botanické zahradě jsou chovány vzácné rostliny.
READ
Jak prořezat vysokou švestku?

Lidé také vedou Červenou knihu – sbírku ohrožených živých organismů. Vznikl proto, aby upozornil na problém vymírání druhů v důsledku antropogenního vlivu na životní prostředí. První červená kniha byla vydána v roce 1966.

Kromě červené knihy existují také černé a zelené knihy. Černá kniha obsahuje seznam již vyhynulých organismů, které lidstvo nestihlo zachránit.

Zelená kniha je dokument, který popisuje významná rostlinná společenstva.

Video lekce představuje fáze vývoje rostlinného světa. Dozvíte se, že nejstarší rostliny byly jednobuněčné, z nichž se vyvíjely stále vyspělejší druhy, které nejprve osídlily vodu a poté se rozšířily na souš. Tato lekce představuje následující pojmy: paleontologie, paleobotanika, nosorožci.

V tuto chvíli nemůžete sledovat ani distribuovat videolekci studentům

Chcete-li získat přístup k tomuto a dalším výukovým videím sady, musíte ji přidat do svého účtu.

Získejte neuvěřitelné příležitosti

Shrnutí lekce „Původ rostlin. Hlavní fáze vývoje rostlinného světa“

Svět moderních rostlin je rozmanitý. Ale v minulosti byl rostlinný svět úplně jiný. Pomáhá nám vysledovat obraz historického vývoje života od jeho počátku až po současnost paleontologie ― nauka o vyhynulých organismech, jejich proměnách v čase a prostoru.

Jedním z oddílů paleontologie je paleobotanika, která studuje fosilní pozůstatky starověkých rostlin uchovaných ve vrstvách geologických sedimentů.

Je prokázáno, že v průběhu staletí se druhové složení rostlinných společenstev měnilo. Mnoho rostlinných druhů vymřelo, jiné je přišly nahradit.

Někdy se rostliny ocitly v takových podmínkách (například v bažině, pod vrstvou zborcené horniny), že bez přístupu kyslíku nehnily, ale byly nasyceny minerály. Takhle zkameněli.

Zkamenělé stromy se často vyskytují v uhelných dolech. Jsou tak dobře zachovalé, že lze studovat jejich vnitřní strukturu.

Někdy na tvrdých horninách zůstávají otisky, z nichž lze usuzovat na vzhled dávných fosilních organismů.

Pomocí speciálních metod je možné určit stáří fosilních rostlin a jejich druhové složení.

Před mnoha miliony let na Zemi nebyl žádný život. Pak se objevily první primitivní organismy, které se postupně měnily a přetvářely a ustupovaly novým, složitějším.

V pozdějších sedimentech se nacházejí zbytky primitivních organismů. Čím mladší je vrstva sedimentu, tím častěji se vyskytují složitější organismy, které se stále více podobají těm moderním.

READ
Jaká by měla být půda pro kaktusy?

V procesu dlouhodobého vývoje mnoho rostlin na Zemi vyhynulo. Proto je velmi obtížné zcela obnovit historii vývoje rostlinného světa. Ale vědci již dokázali, že všechny moderní druhy rostlin pocházejí ze starověkých forem.

Odhalilo to studium nejstarších vrstev zemské kůry Země byla vytvořena více před 5 miliardami let.

První živé organismy se objevilo ve vodě přibližně před 3,5–4 miliardami let. Nejjednodušší jednobuněčné organismy měly podobnou strukturu jako bakterie. Neměli ještě samostatné jádro, ale měli metabolický systém a schopnost reprodukce. K jídlu používali organické a minerální látky rozpuštěné ve vodě primárního oceánu.

Postupně se zásoby živin v primárním oceánu začaly vyčerpávat. Mezi buňkami začal boj o jídlo. Za těchto podmínek se u některých buněk vyvinul zelený pigment – chlorofylua přizpůsobili se tak, aby využívali energii slunečního světla k přeměně vody a oxidu uhličitého na potravu.

Tak vznikla fotosyntéza, tedy proces vzniku organických látek z anorganických pomocí světelné energie. S příchodem fotosyntézy se v atmosféře začal hromadit kyslík. Složení vzduchu se začalo postupně přibližovat tomu modernímu, to znamená, že obsahuje především dusík, kyslík a malé množství oxidu uhličitého. Tato atmosféra přispěla k rozvoji pokročilejších forem života.

Jednobuněčné řasy se vyvinuly ze starověkých nejjednodušších jednobuněčných organismů schopných fotosyntézy. Jednobuněčné řasy – To jsou předci rostlinné říše.

Spolu s plovoucími formami se mezi řasami objevily i ty přichycené ke dnu.

Z jednobuněčných forem vznikly mnohobuněčné, jejichž části těla plnily různé funkce.

Velký význam pro další vývoj rostlin měl výskyt v řasách sexuální reprodukci. Pohlavní rozmnožování přispělo k variabilitě organismů a jejich získávání nových vlastností, které jim pomáhaly adaptovat se na nové životní podmínky.

Povrch kontinentů a oceánské dno se v průběhu času měnily. Nové kontinenty povstaly a stávající se potopily. Vlivem vibrací zemské kůry se místo moří objevila pevnina. Studium fosilních pozůstatků ukazuje, že se změnil i svět rostlin na Zemi.

Přechod rostlin k suchozemskému životnímu stylu zřejmě souvisel s existencí pevninských oblastí, které byly periodicky zaplavovány a zbavovány vody. K odvodnění těchto ploch docházelo postupně. Některé řasy si začaly vyvíjet adaptace pro život mimo vodu.

V této době bylo na zeměkouli vlhké a teplé klima. Začal přechod některých rostlin z vodního na suchozemský způsob života. Struktura prastarých mnohobuněčných řas se postupně stávala složitější a daly vzniknout prvním suchozemským rostlinám.

Jednou z prvních suchozemských rostlin byli nosorožci, kteří rostli například podél břehů nádrží Rinia. Existovaly před 400 miliony leta pak vymřel.

READ
Jak správně vyzrát dýně?

Struktura nosorožců stále připomínala strukturu mnohobuněčných řas. Chyběly jim pravé stonky, listy a kořeny, dosahovaly výšky kolem 25 cm.

Oddenky, s jejichž pomocí se přichytily k půdě, z ní nasávaly vodu a minerální soli. Spolu s podobností kořenů, stonků a primitivních vodivých systémů měli nosorožci krycí tkáň, která je chránila před vysycháním. Rozmnožovaly se výtrusy.

Prastaré kyjovité mechy vznikly z rostlin podobných nosorožcům.ы, přesličkaи, kapradiny a zřejmě i mechy.

Byly to typické výtrusné rostliny, svého rozkvětu dosáhly asi před 300 miliony let, kdy bylo podnebí teplé a vlhké, příznivé pro růst a rozmnožování kapradin, přesličkyеy a klubové mechy. Jejich vynoření na pevninu a oddělení od vodního prostředí však ještě nebylo definitivní. Během pohlavního rozmnožování potřebují výtrusné rostliny pro oplodnění vodní prostředí.

Na konci období karbonu se klima Země téměř všude stávalo sušším a chladnějším. Stromové kapradiny, přeslička rolníи a clubmossы postupně vymřela. Objevil se primitivní nahosemenné rostliny – potomci některých prastarých kapradin.

Původ nahosemenných ze starých kapradin dokazuje mnoho podobností mezi těmito rostlinami. Tato podobnost není pouze vnější. Společné rysy jsou pozorovány ve struktuře orgánů: stonky, listy a kořeny.

Je zřejmé, že předky nahosemenných rostlin byly stromovité, liánovité a bylinné semenné kapradiny, které později zcela vyhynuly. Jejich semena se vyvinula na listech, ještě nebyly žádné šišky.

Životní podmínky se nadále měnily. Tam, kde se klima zhoršilo, staré nahosemenné rostliny postupně vymřely. Nahradily je vyspělejší rostliny – borovice, smrk, jedle.

Rostliny, které se rozmnožovaly semeny, byly lépe přizpůsobeny životu na souši než rostliny, které se rozmnožovaly výtrusy.

Je to dáno tím, že možnost oplodnění v nich nezávisí na přítomnosti vody ve vnějším prostředí. Převaha semenných rostlin nad výtrusnými rostlinami se projevila zvláště tehdy, když se klima stalo méně vlhkým.

Na Zemi se objevily krytosemenné rostliny před 130 miliony let.

Angiospermy se ukázaly být rostlinami nejvíce přizpůsobenými pro život na souši. Pouze mají květy, jejich semena se vyvíjejí uvnitř plodu a jsou chráněna oplodím.

Krytosemenné rostliny se rychle rozšířily po celé Zemi a obsadily všechna možná stanoviště. Více než 60 milionů let ovládají Zemi.

Krytosemenné rostliny, které se přizpůsobily různým životním podmínkám, vytvořily rozmanitý rostlinný kryt Země ze stromů, keřů a trav.

Rate article
Add a comment

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: