Главная » Окна ПВХ » Возникновение и эволюция растений на земле. Основные этапы эволюции растительного и животного мира

Возникновение и эволюция растений на земле. Основные этапы эволюции растительного и животного мира

Ход и направление процесса возникновения видов в соответствии с основными положениями теории эволюции Ч. Дарвина подкрепляются данными из различных разделов биологии, в том числе данных из области палеонтологии, которые служат вещественными доказательствами, так как основаны на изучении ископаемых остатков некогда живших организмов. В результате поступательного развития жизни на смену одним группам организмов приходили другие, в то время как третьи изменялись мало, а четвертые вымирали. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы. Так были созданы палеонтологические ряды лошади (В. О. Коралевский), слона, некоторых птиц, моллюсков и др.- от наиболее примитивных исходных форм до современных их представителей. Применение радиоизотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.

На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.

Таблица 1. Геохронологическая шкала

Эры	их длительность, млн. лет	Животный и растительный мир
название и длительность, млн. лет	возраст, млн. лет
Кайнозойская (новой жизни) 60-70	60-70	ген 1,5-2 Животный и растительный мир принял современный облик
Кайнозойская (новой жизни) 60-70	60-70	Верхнетретичный (неоген) 25 Нижнетретичный (палеоген) 41 Господство млекопитающих, птиц. Появление лемуров и дол-гопятов - низкоорганизованных приматов, позднее - парапитеков, дриопитеков. Расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений. Сокращение флоры голосеменных растений
Мезозойская (средней жизни) 173	240±10	Меловой 70 Юрский 58 Триасовый 45 Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя еще распространены зубастые птицы. Преобладают костистые рыбы. Резко сокращается численность папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Расцвет головоногих моллюсков. Господство голосеменных Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб. Исчезновение семенных папоротников
Палеозойская (древней жизни) 330	570	Пермский 45 Каменноугольный (карбон) 55-75 Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение звероподобных пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение лесов каменноугольного периода. Появление и развитие голосеменных. Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление скорпионов, пауков, летающих форм насекомых. Сокращение численности трилобитов. Развитие высших споровых и семенных папоротников. Преобладание древних плаунов и хвощей. Развитие грибов
		Девон ский 50-70 Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб и стегоцефалов. Возникновение грибов. Развитие, а затем вымирание псилофитов. Распространение на суше высших споровых
		Силурий ский 30 Пышное развитие кораллов, три лобитов. Появление бесчелюстных позвоночных - щитковых. Широкое распространение водорослей. В конце периода - выход растений на сушу (псилофиты)
		Ордовик- ский 60 Расцвет морских беспозвоночных, трилобитов, моллюсков, археоциат.
		Кемб- рийский 70 Широкое распространение водорослей
Протеро зойская (ран ней жизни) 2000	2600 + 100	Представлены все типы беспозвоночных. Появление первичных хордовых - подтипа бесчерепных
Архейская (самая древ няя) 900	3500	Следы жизни незначительны. Обнаружены остатки бактерий и одноклеточных водорослей

1. Архейская эра - древнейший этап в истории Земли, когда в водах первичных морей возникла жизнь, которая была представлена первоначально доклеточными ее формами и первыми клеточными организмами. Aнализ оса дочных пород этого возраста показывает, что в водной среде обитали бактерии и синезеленые.

2 . Протерозойская эра. На грани архейской и протерозойской эры произошло усложнение строения и функции организмов: возникли многоклеточность, половой процесс, который усилил генетическую неоднородность организмов и дал обширный материал для отбора, более разнообразными стали фотосинтезирующие растения. Многоклеточность организмов сопровождалась повышением специализации клеток, их объединением в ткани и функциональные системы.

Проследить в деталях эволюцию животных и растений в протерозойскую эру довольно трудно из-за перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В отложениях этой эры обнаружены лишь отпечатки бактерий, водорослей, низших типов беспозвоночных и низших хордовых. Крупным шагом в эволюции было появление организмов с двусторонней симметрией тела, дифференцированного на передний и задний отделы, левую и правую стороны, выделение спинной и брюшной поверхности. Спинная поверхность у животных служила защитой, а на брюшной располагались рот и органы захвата пищи.

3. Палеозойская эра. Животный и растительный мир достиг большого разнообразия, стала развиваться наземная жизнь.

В палеозое различают шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский. В кембрийском периоде жизнь была сосредоточена в воде (она покрывала значительную часть нашей планеты) и представлена более совершенными многоклеточными водорослями, имевшими расчлененное слоевище, благодаря которому они активнее синтезировали органические вещества и явились исходной ветвью для наземных листостебельных растений. Широкое распространение в морях получили беспозвоночные, в том числе плеченогие моллюски, а из членистоногих - трилобиты. Самостоятельным типом двухслойных животных того периода были археоциаты, формировавшие рифы в древних морях. Они вымерли, не оставив потомков. На суше обитали лишь бактерии и грибы.

В ордовикском периоде климат был теплым даже в Арктике. В пресных и солоноватых водах этого периода пышного развития достигли планктонные водоросли, разнообразные кораллы из типа кишечнополостных, существовали представители почти всех типов беспозвоночных в том числе трилобиты, моллюски, иглокожие. Широко представлены были бактерии. Появляются первые представители бесчелюстных позвоночных - щитковые.

В конце силурийского периода в связи с горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть водорослей оказалась в новых условиях среды - в мелких водоемах и на суше. Многие из них погибли. Однако в результате разнонаправленной изменчивости и отбора отдельные представители приобрели признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Появились первые наземные споровые растения - псилофиты. Они имели цилиндрический стебель около 25 см высоты, вместо листьев - чешуйки. Важнейшие приспособления у них - возникновение покровной и механической тканей, корнеподобных выростов - ризоидов, а также элементарной проводящей системы.

В девоне численность псилофитов резко сократилась, на смену им пришли их преобразованные потомки, высшие растения - плауновидные, моховидные и папоротниковидные, у которых развиваются настоящие вегетативные органы (корень, стебель, лист). Возникновение вегетативных органов повысило эффективность функции отдельных частей растений и их жизненность как гармонически целостной системы. Выход на сушу растений предшествовал выходу животных. На Земле растения накапливали биомассу, а в атмосфере - запас кислорода. Первыми обитателями суши из беспозвоночных были пауки, скорпионы, многоножки. В девонских морях было много рыб, среди них - челюстные панцирные, имевшие внутренний хрящевой скелет и внешний прочный панцирь, подвижные челюсти, парные плавники. Пресные водоемы населяли кистеперые рыбы, у которых было жаберное и примитивное легочное дыхание. С помощью мясистых плавников они перемещались по дну водоема, а при пересыхании переползали в другие водоемы. Группа кистеперых рыб явилась предками древних земноводных - стегоцефалов. Стегоцефалы обитали в болотистой местности, выходили на сушу, но размножались только в воде.

В каменноугольном периоде распространились гигантские папоротникообразные, которые в условиях теплого влажного климата расселились повсеместно. В этот период достигли расцвета древние земноводные.

В пермский период климат стал более сухим и холодным, что привело к вымиранию многих земноводных. К концу периода число видов земноводных стало резко сокращаться, и до наших дней сохранились лишь мелкие земноводные (тритоны, лягушки, жабы). На смену древовидным споровым папоротникообразным пришли семенные папоротники, давшие начало голосеменным растениям. Последние имели развитую стержневую корневую систему и семена, оплодотворение у них проходило в отсутствие воды. Вымерших земноводных сменила более прогрессивная группа животных, произошедшая от стегоцефалов,- пресмыкающиеся. У них были сухая кожа, более плотные ячеистые легкие, внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, защитные яйцевые оболочки.

4. Мезозойская эра включает три периода: триасовый, юрский, меловой.

В триасе широко распространились голосеменные растения, особенно хвойные, занявшие господствующее положение. Одновременно широко расселились пресмыкающиеся: в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры в воздухе - летающие ящеры, разнообразно были пpeдставлены пресмыкающиеся и на земле. Гигантские пресмыкающиеся (бронтозавры, диплодоки и др.) вскоре вымерли. В самом начале триаса от пресмыкающихся отделилась группа мелких животных с более совершенным строением скелета и зубов. Эти животные npиобрели способность к живорождению, постоянную температуру тела, у них было четырехкамерное сердце и целый ряд других прогрессивных черт организации. Это были первые примитивные млекопитающие.
В отложениях юрского периода мезозоя o6наружены также останки первоптицы - археоптерикса. Он сочетал в своем строении признаки птиц и пресмыкающихся.

В меловом периоде мезозоя от голосеменных отделилась ветвь растений, имевших орган семенного размножения - цветок. После оплодотворения завязи цветка превращается в плод, поэтому развивающиеся семена внутри плода защищены мякотью и оболочками от неблагоприятных условий среды. Многообразие цветков различных приспособлений для опыления и распространения плодов и семян позволило покрытосеменным (цветковым) растениям широко распространиться в природе и занять господствующее положение. Параллельно с ними развивалась группа членистоногих - насекомых которые, будучи опылителями цветковых растений в большой мере способствовали их прогрессивной эволюции. В этом же периоде появились настоящие птицы и плацентарные млекопитающие. Признаки высокой степени организации у них - постоянная температура тела| полное разделение артериального и венозного тока крови, повышенный обмен веществ, совершенная терморегуляция, а у млекопитающих, кроме того, живорождение, вскармливание детенышей молоком, развитие коры головного мозга - позволили этим группам также занять господствующее положение на Земле.

5. Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.

В палеогене, неогене и начале четвертичного периода цветковые растения благодаря приобретению многочисленных частных приспособлений заняли большую часть суши и представляли субтропическую и тропическую флору. В связи с похолоданием, вызванным наступлением ледника, субтропическая флора отступила к югу. В составе наземной растительности умеренных широт стали преобладать листопадные деревья, приспособленные к сезонному ритму температур, а также кустарники и травянистые растения. Расцвет травянистых приходится на четвертичный период. Большое распространение получили теплокровные животные:
птицы и млекопитающие. В ледниковое время обитали пещерные медведи, львы, мамонты, шерстистые носороги, которые после отступления ледников и потепления климата постепенно вымирали, а животный мир приобрел современный облик.

Главное событие этой эры - формирование человека. К концу неогена в лесах обитали небольшие хвостатые млекопитающие - лемуры и долгопяты. От них произошли древние формы обезьян - парапитеки, ведшие древесный образ жизни и питавшиеся растениями и насекомыми. Их далекие потомки - ныне живущие гиббоны, орангутанги и вымершие мелкие древесные обезьяны - дриопитеки. Дриопитеки дали начало трем линиям развития, которые привели к шимпанзе, горилле, а также вымершему австралопитеку. От австралопитеков в конце неогена произошел человек разумный.

Появление наземных, или высших, растений ознаменовало начало новой эры в жизни нашей планеты. Освоение растениями суши сопровождалось появлением новых, наземных, форм животных; сопряженная эволюция растений и животных привела к колоссальному разнообразию жизни на земле, изменила ее облик. Первые достоверные наземные растения, известные только по спорам , датируются началом силурийского периода . Из верхнесилурийских и нижнедевонских отложений по сохранившимся макроостаткам или по отпечаткам органов описаны наземные растения. Эти первые известные нам высшие растения объединены в группу риниофитов . Несмотря на анатомическую и морфологическую простоту строения, это были уже типичные наземные растения. Об этом свидетельствует наличие кутинизированной эпидермы с устьицами, развитой водопроводящей системы, состоящей из трахеид , и наличие многоклеточных спорангиев с кутинизированными спорами. Следовательно, можно предположить, что процесс освоения суши растениями начался значительно раньше - в кембрии или в ордовике .

Предпосылок для появления наземных растений было, по-видимому, несколько. Во-первых, независимый ход эволюции растительного мира подготовил появление новых, более совершенных форм. Во-вторых, за счет фотосинтеза морских водорослей в атмосфере земли произошло увеличение количества кислорода; к началу силурийского периода оно достигло такой концентрации, при которой оказалась возможной жизнь на суше. В-третьих, в начале палеозойской эры на обширных территориях земли происходили крупнейшие горообразовательные процессы, в результате которых возникли Скандинавские горы, горы Тянь-Шань, Саяны. Это вызвало обмеление многих морей и постепенное появление суши на месте бывших мелких водоемов. Если раньше водоросли , населявшие литоральную зону, только в отдельные кратковременные периоды жизни оказывались вне воды, то по мере обмеления морей они переходили к более длительному пребыванию на суше. Это, очевидно, сопровождалось массовой гибелью водорослей; выживали лишь те немногие растения, которые смогли противостоять новым условиям жизни.

В ходе длительного эволюционного процесса возникали новые виды, постепенно формировавшие типичные наземные растения.

К сожалению, промежуточные формы палеонтологическая летопись не сохранила. Новая воздушно-наземная среда обитания оказалась чрезвычайно противоречивой, принципиально отличной от первоначальной водной. Прежде всего она характеризовалась повышенной солнечной радиацией, дефицитом влаги и сложными контрастами двухфазной воздушно-наземной среды. Вполне вероятно допустить, что у некоторых переходных форм в процессе обмена веществ мог вырабатываться кутин , который откладывался, на поверхности растений. Это было первым этапом формирования эпидермы . Чрезмерное выделение кутина неминуемо приводило к гибели растений, так как сплошная пленка кутина препятствовала газообмену. Только те растения, у которых выделялось умеренное количество кутина, смогли сформировать сложную специализированную ткань - эпидерму с устьицами, способную и защищать растение от высыхания, и осуществлять газообмен. Таким образом, важнейшей тканью наземных растений, без которой невозможно освоение суши, следует считать эпидерму. Однако возникновение эпидермы лишало наземные растения возможности поглощать воду всей поверхностью, как это происходит у водорослей.

У самых первых наземных растений, имевших еще небольшие размеры, поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов - одноклеточных или многоклеточных однорядных нитей. Однако по мере увеличения размеров тела происходил процесс формирования сложных специализированных органов - корней с корневыми волосками . По-видимому, образование корней, начавшееся с верхнедевонского периода , в разных систематических группах растений происходило разными путями. Активное поглощение воды ризоидами и корнями стимулировало возникновение и совершенствование водопроводящей ткани - ксилемы . У нижнедевонских растений ксилема состояла только из кольчатых и спиральных трахеид . Начиная с верхнего девона прослеживается тенденция к "оживлению" ксилемы за счет развития древесной паренхимы , которая способствовала более активному проведению воды.

Выход растений на сушу сопровождался улучшением их освещения, что активизировало процесс фотосинтеза . Это приводило к увеличению количества ассимилятов, а следовательно, к увеличению объема растений, что вызвало необходимость их морфологического расчленения.

Существует несколько взглядов на исходную форму первых наземных растений. Одни авторы считают первичной формой пластинчатую - талломную , другие - напротив, радиальную. Есть третья точка зрения, согласно которой первые наземные растения выводятся из гетеротрихальных зеленых водорослей типа хетофоровых . Их стелющиеся части тела дали начало талломным формам, а восходящие - радиальным, т.е. талломные и радиальные структуры возникали одновременно и развивались параллельными путями. Пластинчатые талломы оказались малоперспективными в биологическом отношении, так как они очень быстро опутали бы всю поверхность земли тонким слоем, вызвав обостренную конкуренцию за свет. Восходящие структуры, напротив, получили дальнейшее развитие и сформировали радиальные ветвящиеся осевые органы. Вертикальное положение тела растения оказалось возможным только при условии возникновения механических тканей . (Лигнификация клеток явилась, по- видимому, следствием избытка углеводов в ходе усиленного фотосинтеза.)

Независимо от формы тела во всех группах наземных растений очень рано (с середины девона) начала проявляться тенденция к образованию плоских боковых фотосинтезирующих органов - листьев . Подобно корням листья возникали разными путями, т.е. в разных систематических группах они имеют разное происхождение. (Своеобразие происхождения листьев нашло отражение в терминологии; так, все листья мохообразных иногда называют филлидами , листья плауновидных - микрофиллами, или филлоидами , листья папоротникообразных - макрофиллами, или вайями . Однако эти термины не всегда раскрывают специфику листьев разных групп растений.)

Большая поверхность листьев в сочетании с наиболее совершенной, зернистой формой хлоропластов способствовала увеличению эффективности процессов фотосинтеза , т.е. накоплению органического вещества. Быстрое и равномерное распределение пластических веществ по всему телу растения оказалось возможным только при наличии совершенной проводящей ткани - флоэмы , которая обнаруживается уже у нижнедевонских риниофитов .

Таким образом, у высших растений произошло формирование важнейших тканей -

Креационизм: жизнь создана творцом — Богом.

Гипотеза биогенеза: согласно этой теории жизнь может зародиться только из живого.

Гипотеза панспермии (Г. Рихтер, Г. Гельмгольц, С. Аррениус, П. Лазарев): согласно этой гипотезе жизнь могла возникнуть один или несколько раз в космосе. На Земле жизнь появилась в результате занесения ее из космоса.

Гипотеза вечности жизни (В. Прейер, В.И. Вернадский): жизнь существовала всегда, проблемы происхождения жизни нет.

Теория абиогенеза: жизнь возникла из неживой материи путем самоорганизации простых органических соединений.
■ Для средних веков были характерны примитивные представления, допускавшие появление целых живых организмов из неживой материи (считалось, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве, мухи — из гнилого мяса, рыбы — из ила и т.д.).
■ Современной конкретизацией этой теории является коацерват-ная гипотеза Опарина — Холдейна.

Коацерватная гипотеза Опарина — Холдейна: жизнь возникла абиогенным путем на протяжении трех этапов:
■ первый этап — возникновение органических веществ из неорганических под воздействием физических факторов среды, существовавших на древней Земле более 3,5 млрд, лет назад;
■ второй этап — образование сложных биополимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, протеиноидов) из простых органических соединений в водах первичного океана Земли и формирование из них коацерватов — капелек концентрированной смеси различных биополимеров. Коацерваты не обладали генетической информацией, обеспечивающей их воспроизводство и копирование, и поэтому не были «живыми»;
■ третий этап — возникновение в коацерватах липопротеидных мембранных структур и избирательного обмена веществ и формирование пробионтов — первых примитивных гетеротрофных живых организмов, способных к самовоспроизведению; начало биологической эволюции и естественного отбора.

Первыми носителями генетической информации стали молекулы РНК. Они образовывались с помощью протеиноидов, притягивающих определенные нуклеотиды, которые объединялись в цепочки РНК. Такая РНК несла информацию о структуре протеиноидов и притягивала к себе соответствующие аминокислоты, что приводило к воспроизводству точных копий протеиноидов. Позднее функции РНК перешли к ДНК (ДНК стабильнее РНК и может копироваться с большей точностью), а РНК стала выполнять роль посредника между ДНК и белком. В процессе эволюции преимуществом обладали те пробионты, у которых взаимодействие белков и нуклеиновых кислот было наиболее четким.

Эволюция пробионтов

Пробионты были анаэробными гетеротрофными прокариотами . Пищу и энергию для жизнедеятельности они получали из органических веществ абиогенного происхождения за счет анаэробного расщепления (брожения, или ферментации). Истощение запасов органических веществ усилило конкуренцию и ускорило эволюцию пробионтов.

В результате произошла дифференциация пробионтов. Одна их часть (примитивные предки современных бактерий), оставаясь анаэробными гетеротрофами , претерпела прогрессивное усложнение. Другие пробионты, содержащие определенные пигменты, приобрели возможность образовывать органические вещества путем фотосинтеза (сначала бескислородного, а затем — предки цианобактерий — с выделением кислорода). Т.е. возникли анаэробные автотрофные прокариоты , которые постепенно насыщали свободным кислородом атмосферу Земли.

С появлением кислорода возникли аэробные гетеротрофные прокариоты , существующие за счет более эффективного аэробного окисления органических веществ, образовавшихся в результате фотосинтеза.

Возникновение и эволюция эукариот и многоклеточных организмов

Амебоподобные гетеротрофные клетки могли поглощать другие небольшие клетки. Некоторые из «съеденных» клеток не гибли и оказывались способны функционировать и внутри клетки-хозяина. В отдельных случаях такой комплекс оказался биологически взаимовыгодным и привел к устойчивому симбиозу клеток.

❖ Симбиотическая теория появления (около 1,5 млрд, лет назад) и эволюции эукариотических клеток (симбиогенез):
■ одна группа анаэробных гетеротрофных пробионтов вступила в симбиоз с аэробными гетеротрофными первичными бактериями, дав начало эукариотическим клеткам, имеющим в качестве энергетических органоидов митохондрии;
■ другая группа анаэробных гетеротрофных пробионтов объединилась не только с аэробными гетеротрофными бактериями, но и с первичными фотосинтезирующими цианобактериями, дав начало эукариотическим клеткам, имеющим в качестве энергетических органоидов хлоропласты и митохондрии. Клетки-симбионты с митохондриями в дальнейшем дали начало царствам животных и грибов; с хлоропластами — царству растений.

Усложнение эукариот привело к появлению клеток с полярными свойствами, способными к взаимному притяжению и слиянию, т.е. к половому процессу, диплоидности (следствие этого — мейоз), доминантности и рецессивности, комбинативной изменчивости и т.д.

❖ Гипотезы появления многоклеточных организмов (2,6 млрд, лет назад):
■ гипотеза гастреи (Э. Геккель, 1874 г.): предковыми формами многоклеточных были одноклеточные организмы, образовавшие однослойную сферическую колонию. Позднее за счет впя-чивания (инвагинации ) части стенки колонии образовался гипотетический двуслойный организм — гастрея, подобный стадии гаструлы эмбрионального развития животных; при этом клетки наружного слоя выполняли покровную и двигательную функции, клетки внутреннего слоя — функции питания и размножения;

■ гипотеза фагоцителлы (И.И. Мечников, 1886 г.; эта гипотеза лежит в основе современных представлений о возникновении многоклеточное™): многоклеточные произошли от одноклеточных колониальных жгутиковых организмов. Способом питания таких колоний был фагоцитоз. Клетки, захватившие добычу, перемещались внутрь колонии, и из них образовывалась ткань — энтодерма, выполняющая пищеварительную функцию. Клетки, оставшиеся снаружи, выполняли функции восприятия внешних раздражений, защиты и движения; из них впоследствии развилась покровная ткань — эктодерма. Часть клеток специализировалась на выполнении функции размножения. Постепенно колония превратилась в примитивный, но целостный многоклеточный организм — фагоцителлу. Подтверждением этой гипотезы служит ныне существующий, промежуточный между одной и многоклеточными, организм трихоплакс, строение которого соответствует строению фагоцителлы.

Основные этапы эволюции растений

Исторические этапы

Разделение эукариот на несколько ветвей, от которых произошли растения, грибы и животные (около 1-1,5 млрд, лет назад). Первые растения были водорослями, большая часть которых свободно плавала в воде, остальные прикреплялись ко дну.

Появление первых наземных растений — риниофитов (около 500 млн. лет назад в результате процесса горообразования и сокращения площади морей часть водорослей оказалась в мелких водоемах и на суше; некоторые из них погибли, другие адаптировались, приобретя новые признаки: у них образовались ткани, которые затем дифференцировались на покровные, механические и проводящие; бактерии, взаимодействуя с минералами земной поверхности, образовали на суше почвенный субстрат). Споровое размножение риниофитов.

Вымирание риниофитов и появление плаунов, хвощей и папоротников (около 380-350 млн. лет назад); возникновение вегетативных органов (что повысило эффективность функционирования отдельных частей растений); появление семенных папоротниковидных и хвойных.

Появление голосеменных растений (около 275 млн. лет назад), которые могли обитать в более сухой среде; вымирание семенных папоротников и древовидных споровых растений; у высших наземных растений постепенная редукция гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладание диплоидного поколения (спорофита).

Появление диатомовых водорослей (около 195 млн. лет назад).

Появление покрытосеменных растений (около 135 млн. лет назад); расцвет диатомовых водорослей.

Вымирание многих видов растений (около 2,5 млн. лет назад), упадок древесных форм, расцвет травянистых; приобретение растительным миром современных форм.

Биологические этапы

1. Переход от гаплоидности к диплоидности . Диплоидность смягчает влияние неблагоприятных рецессивных мутаций на жизнеспособность и дает возможность накопить резерв наследственной изменчивости. Этот переход прослеживается и при сопоставлении современных групп растений. Так, у многих водорослей все клетки, кроме зигот, гаплоидны. У мхов преобладает гаплоидное поколение (взрослое растение) при сравнительно слабом развитии диплоидного (органы спороношения). У более высокоорганизованных бурых водорослей наряду с гаплоидными существуют и диплоидные особи. Но уже у папоротников преобладает диплоидное поколение, а у голосеменных (сосны, ели и др.) и покрытосеменных растений (многие деревья, кустарники, травы) самостоятельно существуют только диплоидные особи (см. рис.).
2. Утрата связи процесса полового размножения с водой , переход от наружного оплодотворения к внутреннему.
3. Разделение тела на органы (корень, стебель, лист), развитие проводящей системы, усложнение строения тканей.
4. Специализация опыления с помощью насекомых и распространение семян и плодов животными.

Основные этапы эволюции животных

❖ Важнейшие биологические этапы эволюции:
■ возникновение многоклеточное и все большее расчленение и дифференциация всех систем органов;
■ возникновение твердого скелета (наружного у членистоногих, внутреннего у позвоночных);
■ развитие центральной нервной системы;
■ развитие общественного поведения в разных группах высокоорганизованных животных, которое, вместе с накоплением ряда крупных ароморфозов, привело к возникновению человека и человеческого общества.

Важнейшие ароморфозы и их результаты

Геохронологическая шкала Земли

❖ Катархейская эра (4,7-3,5 млрд, лет назад): климат очень жаркий, сильная вулканическая деятельность; происходит химическая эволюция, возникают биополимеры.

❖ Архейская эра (3,5-2,6 млрд, лет назад) — эра зарождения жизни. Климат жаркий, активная вулканическая деятельность; возникновение жизни на Земле, появление на границе водной и наземно-воздушной сред первых организмов (анаэробных ге-теротрофов) — пробионтов. Появление анаэробных автотрофных организмов, архебактерий, цианобактерий; образование отложений графита, серы, марганца, слоистых известняков как результат жизнедеятельности архебактерий и цианобактерий. В конце архея — возникновение колониальных водорослей. Появление кислорода в атмосфере.

❖ Протерозойская эра (2,6-0,6 млрд, лет назад) - эра ранней жизни; делится на ранний протерозой (2,6-1,65 млрд, лет назад) и поздний протерозой (1,65-0,6 млрд, лет назад). Характеризуется интенсивным горообразованием, многократными похолоданиями и оледенениями, активным формированием осадочных пород, образованием в атмосфере кислорода (в конце эры — до 1%), началом формирования защитного озонового слоя в атмосфере Земли. В органическом мире: развитие одноклеточных прокариотических и эукариотических фотосинтезирующих организмов, возникновение полового процесса, переход от ферментации к дыханию (ранний протерозой); появление низших водных растений — строматолитов, зеленых водорослей и др. (поздний протерозой), а к концу эры — всех типов беспозвоночных многоклеточных (кроме хордовых): губок, кишечнополостных, червей, моллюсков, иглокожих и др.

❖ Палеозойская эра (570-230 млн. лет назад) — эра древней жизни; делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь.

■ Кембрий (570-490 млн. лет назад): климат умеренный, материк Пангея начал погружаться в воды океана Тетис. В органическом мире: жизнь сосредоточена в морях; эволюция многоклеточных форм; расцвет основных групп водорослей (зеленых, красных, бурых и др.) и морских беспозвоночных животных с хитиновофосфатной раковиной (особенно трилобитов и археоцеатов).

■ Ордовик (490-435 млн. лет назад): климат теплый, погружение Пангеи достигает максимума. В конце периода — освобождение от воды значительных территорий. В органическом мире: обилие и разнообразие водорослей; появление кораллов, морских иглокожих, полухордовых (граптолитов), первых хордовых (бесчелюстных рыб) и первых наземных растений — риниофи-тов. Господство трилобитов.

■ Силур (435-100 млн. лет назад): климат засушливый и прохладный; происходит подъем суши и интенсивное горообразование; концентрация О 2 в атмосфере достигает 2%; завершается формирование защитного озонового слоя. В органическом мире: заселение суши сосудистыми растениями (риниофитами) и формирование на ней почвы; возникновение современных групп водорослей и грибов; расцвет в морях трилобитов, граптолитов, кораллов, ракоскорпионов; появление челюстных хордовых (панцирных и хрящевых рыб) и первых наземных членистоногих (скорпионов).

■ Девон (400-345 млн. лет назад): климат резко континентальный; оледенение, дальнейший подъем суши, полное освобождение от моря Сибири и Восточной Европы; концентрация О 2 в атмосфере достигает современной (21%). В органическом мире: расцвет риниофитов, а затем (к концу периода) их вымирание; появление основных групп споровых растений (мохообразных, папоротниковидных, плауновидных, хвощевидных), а также примитивных голосеменных (семенных папоротников); расцвет древних беспозвоночных, а затем вымирание многих их видов, как и большинства бесчелюстных; появление бескрылых насекомых и паукообразных; расцвет в морях панцирных, кистеперых и двоякодышащих рыб; выход на сушу первых четвероногих позвоночных (стегоцефалов) — предков земноводных.

■ Карбон (каменноугольный период) (345-280 млн. лет назад): климат жаркий и влажный (в Северном полушарии), холодный и сухой (в Южном полушарии); материки низменные с обширными болотами, в которых шло образование каменного угля из стволов папоротниковидных. В органическом мире: расцвет древовидных споровых хвощевидных (каламитов), плауновидных (лепидодендронов и сигиллярий) растений и семенных папоротниковидных; появление первых голосеменных (хвойных); расцвет раковинных амеб (фораминифер), морских беспозвоночных, хрящевых рыб (акул); появление на суше первых амфибий, древних пресмыкающихся (котилозавров) и крылатых насекомых; вымирание граптолитов и панцирных рыб.

■ Пермь (280-240 млн. лет назад): усиливается засушливость, наступает похолодание, происходит интенсивное горообразование. В органическом мире: исчезновение лесов из древовидных папоротников; распространение голосеменных (гинкговых, хвойных); начало расцвета стегоцефалов и пресмыкающихся; распространение головоногих моллюсков (аммонитов) и костистых рыб; уменьшение количества видов хрящевых, кистеперых и двоякодышащих рыб; вымирание трилобитов.

❖ Мезозойская эра (240-67 млн. лет назад) — средняя эра в развитии жизни на Земле; делится на 3 периода: триас, юра, мел.

■ Триас (240-195 млн. лет назад): климат засушливый (появляются пустыни); начинается дрейф и разделение континентов (материк Пангея разделяется на Лавразию и Гондвану). В органическом мире: вымирание семенных папоротников; господство голосеменных (саговниковых, гинкговых, хвойных); развитие пресмыкающихся; появление головоногих моллюсков (белемнитов), первых яйцекладущих млекопитающих (триконодонтов) и первых динозавров; вымирание стегоцефалов и многих видов животных, процветавших в палеозойскую эру.

■ Юра (195-135 млн. лет назад): климат засушливый, материки подняты над уровнем моря; на суше большое разнообразие ландшафтов. В органическом мире: появление диатомовых водорослей; господство папоротников и голосеменных растений; расцвет головоногих и двустворчатых моллюсков, пресмыкающихся и гигантских ящеров (ихтиозавров, бронтозавров, диплодоков и др.); появление первых зубастых птиц (археоптериксов); развитие древних млекопитающих.

■ Мел (135-67 млн. лет назад): климат влажный (много болот); во многих районах похолодание; продолжается дрейф континентов; происходит интенсивное отложение мела (из раковин форам инифер). В органическом мире: господство голосеменных растений, сменяющееся их резким сокращением; появление первых покрытосеменных растений, их преобладание во второй половине периода; формирование кленовых, дубовых, эвкалиптовых и пальмовых лесов; расцвет летающих ящеров (птеродактилей и др.); начало расцвета млекопитающих (сумчатых и плацентарных); к концу периода вымирание гигантских ящеров; развитие птиц; появление высших млекопитающих.

❖ Кайнозойская эра (началась 67 млн. лет назад и продолжается по настоящее время) делится на 2 периода: третичный (палеоген и неоген) и четвертичный (антропоген).

■ Третичный период (от 67 до 2,5 млн. лет назад): климат теплый, к концу прохладный; завершение дрейфа континентов; материки приобретают современные очертания; характерно интенсивное горообразование (Гималаи, Альпы, Анды, Скалистые горы). В органическом мире: господство однодольных покрытосеменных и хвойных растений; развитие степей; расцвет насекомых, двустворчатых и брюхоногих моллюсков; вымирание многих форм головоногих моллюсков; приближение видового состава беспозвоночных к современному; широкое распространение костистых рыб, занимающих пресноводные водоемы и моря; дивергенция и расцвет птиц; развитие и расцвет сумчатых и плацентарных млекопитающих, сходных с современными (китообразных, копытных, хоботных, хищных, приматов и др.), в палеогене — начало развития антропоидов, в неогене — появление предков человека (дриопитеков).

■ Четвертичный период (антропоген; начался 2,5 млн. лет назад): резкое похолодание климата, гигантские материковые оледенения (четыре ледниковых периода); формирование ландшафтов современного типа. В органическом мире: исчезновение в результате оледенений многих древних видов растений, господство двудольных покрытосеменных; упадок древесных и расцвет травянистых форм растений; развитие многих групп морских и пресноводных моллюсков, кораллов, иглокожих и др.; вымирание крупных млекопитающих (мастодонт, мамонт и др.); появление, доисторическое и историческое развитие человека: интенсивное развитие коры головного мозга, прямохождение.

На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.

Таблица 1. Геохронологическая шкала

Эры	их длительность, млн. лет	Животный и растительный мир
название и длительность, млн. лет	возраст, млн. лет
Кайнозойская (новой жизни) 60-70	60-70	ген 1,5-2 Животный и растительный мир принял современный облик
Кайнозойская (новой жизни) 60-70	60-70	Верхнетретичный (неоген) 25 Нижнетретичный (палеоген) 41 Господство млекопитающих, птиц. Появление лемуров и дол-гопятов - низкоорганизованных приматов, позднее - парапитеков, дриопитеков. Расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений. Сокращение флоры голосеменных растений
Мезозойская (средней жизни) 173	240±10	Меловой 70 Юрский 58 Триасовый 45 Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя еще распространены зубастые птицы. Преобладают костистые рыбы. Резко сокращается численность папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Расцвет головоногих моллюсков. Господство голосеменных Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб. Исчезновение семенных папоротников
Палеозойская (древней жизни) 330	570	Пермский 45 Каменноугольный (карбон) 55-75 Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение звероподобных пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение лесов каменноугольного периода. Появление и развитие голосеменных. Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление скорпионов, пауков, летающих форм насекомых. Сокращение численности трилобитов. Развитие высших споровых и семенных папоротников. Преобладание древних плаунов и хвощей. Развитие грибов
		Девон ский 50-70 Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб и стегоцефалов. Возникновение грибов. Развитие, а затем вымирание псилофитов. Распространение на суше высших споровых
		Силурий ский 30 Пышное развитие кораллов, три лобитов. Появление бесчелюстных позвоночных - щитковых. Широкое распространение водорослей. В конце периода - выход растений на сушу (псилофиты)
		Ордовик- ский 60 Расцвет морских беспозвоночных, трилобитов, моллюсков, археоциат.
		Кемб- рийский 70 Широкое распространение водорослей
Протеро зойская (ран ней жизни) 2000	2600 + 100	Представлены все типы беспозвоночных. Появление первичных хордовых - подтипа бесчерепных
Архейская (самая древ няя) 900	3500	Следы жизни незначительны. Обнаружены остатки бактерий и одноклеточных водорослей

4. Мезозойская эра включает три периода: триасовый, юрский, меловой.

5. Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.

Определение понятия "эволюция".

На Земле существует огромное разнообразие примитивных и высокоразвитых растений. Все это разнообразие растительного царства появилось на Земле исторически, т. е. развивалось от простого к сложному постепенно, в течение длительного периода существования нашей планеты и было связано с изменяющимися условиями среды. От первых организмов на основе прогрессивного (от лат. прогрессус - "продвигающийся вперед", "поступательный") развития возникли более сложные формы растений. Этот процесс сопровождался вымиранием организмов, не приспособленных к существованию в изменившихся условиях, и появлением новых форм, более приспособленных. Вымершие и все ныне существующие растения возникли в процессе постоянного изменения качеств видов, т. е. возникли в процессе эволюции (от лат. эволютио - "развертывание").

Эволюция это необратимый процесс исторического (протекающего во времени) развития живого мира в направлении большей приспособленности к условиям обитания.

Эволюция растительного мира началась на Земле очень давно, с момента появления первых живых организмов, и продолжается в настоящее время.

История развития растительного мира.

Более 3,5 млрд лет назад на Земле в древнем теплом океане возникли первые живые обитатели. Они были примитивными (т. е. неразвитыми, простыми) одноклеточными организмами, похожими на современных бактерий. Питались они тем, что находилось в окружающей их воде океана: растворенными минеральными и органическими веществами (т. е. гетеротрофно).
Спустя много тысяч лет в океанических водах появились организмы, имеющие в клетках хлорофилл. Такие организмы стали использовать солнечный свет в качестве источника энергии для создания необходимых им органических веществ. Так появились автотрофы, которые смогли питаться, осуществляя фотосинтез.
Появление фотосинтеза - крупнейшее событие в истории развития жизни на нашей планете. Фотосинтез дал начало новому способу существования организмов, связанному с автотрофным питанием.
Первые автотрофы хотя и использовали энергию солнечного излучения, но еще не выкладывали в атмосферу много свободного кислорода. Только с появлением цианобактерий , более энергично осуществляющих фотосинтез, началось постепенное накопление кислорода в атмосфере Земли. Это создало возможность развития организмов, которым для процесса дыхания необходим кислород.
Цианобактерии - древнейшая группа живых организмов, возникшая около 2,6 млрд лет назад. Цианобактерии существуют и в настоящее время. Это одноклеточные и многоклеточные нитчатые организмы, в клетках которых нет оформленного ядра. По этому признаку, а также по клеток их относят к надцарству Доядерные, или Прокариоты (от лат. про - "перед", "раньше" и греч. карио - "ядро"), и к царству Бактерии.
В клетках цианобактерий имеется хлорофилл, но они могут питаться гетеротрофно. Встречаются эти организмы на дне океанов, в толще воды, пещерах, горячих источниках, на льдах, на снегу, коре деревьев, на камнях и пр.
Длительный период времени на нашей планете господствовали только бактерии и цианобактерии. Они со временем освоили сушу и образовали на ней слой плодородной почвы, создали биосферу.
Около 1,3 млрд лет назад появились более сложные, чем цианобактерии, организмы - зеленые и золотистые водоросли . Они населяли пресные и солоноватые водоемы. В этих группах водорослей впервые на Земле хорошо обособилось в клетке ядро, появилось много внутриклеточных органелл и возник половой способ размножения - слияние двух клеток и образование зиготы, которая дает начало новому организму.
Все организмы, в клетках которых имеется ядро, относят к надцарству Ядерные , или Эукариоты (от греч. эу - "хорошо", "полностью"). Растения, грибы, животные (в том числе человек) - представители эукариот.
В ходе эволюции зеленых водорослей возникли фотосинтезирующие высшие наземные растения.
Одноклеточные зеленые водоросли стали родоначальниками всех современных групп растений. От них 600-700 млн лет назад произошли многоклеточные водоросли - обитатели водной среды. В почвенной среде появились представители другого царства - грибы. Возникновение многоклеточности обусловило развитие разных типов тканей.
Возникновение полового размножения и появление многоклеточных организмов среди примитивных зеленых водорослей - величайшее событие в развитии жизни на нашей планете.
Хотя тогда, 600 млн лет назад, кислорода в атмосфере было мало (в 100 раз меньше, чем сейчас), но из него уже образовался озоновый экран вокруг Земли. Еще через 200 млн лет озоновый экран стал таким мощным, что защитил от губительной части солнечной радиации выходящих на берег живых обитателей. Благодаря этому жизнь начала активно развиваться не только в воде, но и на суше.

Выход растений на сушу.

Первыми растениями (теперь уже давно вымершими), примерно 450 млн лет назад поселившимися на влажных берегах пресных водоемов, были риниофиты . Они произошли от прикрепленных к дну водоема зеленых водорослей. Уровень воды менялся, растения периодически оказывались то в воде, то на суше. У риниофитов, достигавших высоты 20-25 см, еще не было настоящих корней и листьев, но уже появились стебли, ткани (рис. 1). Покровная ткань с устьицами защищала от высыхания, механическая - укрепляла в воздушной среде, корнеподобные образования прикрепляли растение к почве и поглощали воду с растворенными минеральными веществами, имелась примитивная проводящая система.

Рис. 1. Первые сухопутные растения: риния (1) и куксония (2)

С этих пор эволюция растений шла по пути возрастающего приспособления к условиям наземного существования.

Через 100 млн лет риниофиты вымерли, но к этому времени уже появились мхи, плауны, хвощи и папоротники. Они уже имели побеги с зелеными листьями и корни. Стебель выполнял роль органа, проводившего питательные вещества.

Около 250 млн лет назад климат стал суше и холоднее. Гигантские древовидные папоротники, хвощи и плауны, размножавшиеся спорами, не смогли выжить, но некоторые из них дали начало первым голосеменным. В изменившихся климатических условиях у голосеменных растений было преимущество перед споровыми: у них появился новый способ размножения, не зависящий от наличия воды во внешней среде, – размножение семенами. Дальнейшее похолодание, усиление сухости воздуха и солнечной радиации привели к появлению покрытосеменных растений.

Покрытосеменные лучше других растений смогли приспособиться к условиям окружающей среды . Их многообразные формы широко расселились, и со временем покрытосеменные стали господствующей на Земле группой растений.

Палеонтология - наука об ископаемых останках растений и животных.

Палеоботаника - раздел палеонтологии, который изучает ископаемые останки растений, залегающие в геологических пластах.

Погибшие растения иногда попадали в безкислородную среду (болота, обвалившиеся пласты земли), где они не перегнивали, а пропитывались минеральными веществами и образовывали окаменелости (см. Рис. 1).

Рис. 1. Окаменелые растения

На затвердевших породах могут оставаться отпечатки, которые хорошо передают внешний вид вымерших организмов (см. Рис. 2).

Рис. 2. Отпечатки растений

С помощью специальных методов определяют возраст ископаемых растений.

В далекие времена растительный мир Земли отличался от нынешнего. В самых древних отложениях нет признаков жизни, в более поздних находят останки примитивных организмов (см. Рис. 3).

Эпохой возникновения жизни считают архейскую эру, в которой возникли условия для зарождения жизни (нормальная температура, вода).

Рис. 3. Строматолит (окаменевшее бактериальное сообщество)

Чем моложе слой, тем более сложные организмы там встречаются. В процессе исторического развития многие растения вымерли, другие очень изменились.

Самые старые геологические породы земли сформировались около 4 млрд лет назад. Но не ясно, сколько лет заняло их формирование.

Первые живые организмы появились в воде примерно 3,5 - 4 млрд лет назад. Простейшие организмы были бактериями (см. Рис. 4), они не имели собственного ядра, но обладали способностью к обмену веществ и размножению.

Рис. 4. Бактериальная клетка

В пищу, они использовали органические и минеральные вещества, растворенные в океане. Постепенно количество органических веществ в океане уменьшилось, и появился фотосинтез.

Это период называют первым кризисом жизни, который возник из-за недостатка органических веществ. Второй кризис жизни связан с насыщением атмосферы кислородом, в результате чего погибло большинство безкислородных бактерий, а выжившие клетки стали использовать кислород для своих обменных процессов.

Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды с использованием энергии света. С его появлением в атмосфере стал накапливаться кислород. Постепенно состав воздуха стал приближаться к современному. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни.

Появились первые эукариоты (см. Рис. 5). Их клетки имели настоящие ядро и митохондрии, пластиды.

Рис. 5. Эукариотическая клетка

Появились одноклеточные водоросли. Одни из самых древних - цианобактерии (сине-зеленые водоросли) - прокариотические организмы.

Существует множество групп эукариотических водорослей. Одноклеточные водоросли - родоначальники царства зеленых растений. Среди многоклеточных водорослей, наряду с плавающими, появились и донные формы (фукус, ламинария). Такой образ жизни привел к разделению растения на части: одни служат для прикрепления к субстрату, другие - для фотосинтеза.

У водорослей возникло половое размножение, что привело к увеличению изменчивости и появлению новых свойств, которые иногда помогали приспосабливаться к изменчивым условиям окружающей среды.

Со временем поверхность материков и дно океана изменились. За счет колебаний земной коры на месте моря могла возникать суша.

Переход растений к наземному образу жизни был связан с существованием периодически заливавшихся водой и освобождавшихся от нее участков суши. Осушение участков происходило постепенно, и у некоторых водорослей стали появляться приспособления к наземному образу жизни. И древние многоклеточные водоросли дали начало высшим растениям.

Приспособления растений к жизни на суше:

Появление механической ткани
Появление проводящей ткани
Появление устьиц на листьях
Способность запасать воду
Размножение постепенно перестает быть связанным с водой (у голосеменных и покрытосеменных)

Список литературы

Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил.
Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.
Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.

O-planete.ru ().
Beaplanet.ru ().
Bio.fizteh.ru ().

Домашнее задание

Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил. - с. 288, задания и вопросы 1, 2 ().
Как повлияло на развитие растения появление фотосинтеза?
Опишите процесс выхода на растений на сушу.
* Как вы считаете, могла ли жизнь не выйти на сушу, а остаться в водной среде ? Как бы она тогда выглядела? Ответ обоснуйте.

"Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс". В.В. Пасечник

Теория происхождения растений. Этапы развития растительного мира

Вопрос 1. На основании каких данных можно утверждать, что растительный мир развивался и усложнялся постепенно?
Утверждать, что растительный мир развивался и усложнялся постепенно, можно на основании данных палеонтологии - науки о вымерших организмах, о смене их во времени и пространстве. Ископаемые остатки (окаменелости, отпечатки) растений свидетельствуют о том, что в далекие времена растительный мир нашей планеты был совсем иным, чем сейчас. Доказано, что на протяжении веков менялись климатические условия на планете, растения были вынуждены приспосабливаться к ним. В результате видовой состав растительных сообществ менялся. Одни виды растений вымирали, другие приходили им на смену.
В архейской эре появились первые живые организмы. Они были гетеротрофами, использовавшими в качестве пищи органические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были синезеленые водоросли - цианеи. Цианеи и появившиеся затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород. В протерозойской эре в морях уже обитало много различных водорослей, в том числе прикрепленные ко дну формы. В начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но в ордовике - силуре появляются первыые наземные растения - псилофиты. Дальнейшая эволюция растений на суше была направлена на дифференцировку тела на вегетативные органы и ткани, совершенствование- сосудистой системы (обеспечивающей быстрое поднятие воды на большую высоту). Уже в засушливом девоне широко распространяются хвощи, плауны, папоротникообразные. В каменноугольном периоде (карбоне), характеризующемся влажным и теплым климатом на протяжении всего года. Появляются голосеменные растения , произошедшие от семенных папоротников. Переход к семенному размножению дал много преимуществ: зародыш в семенах защищен от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пи¬щей, имеет диплоидное число хромосом. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена имеют приспособления для распространения животными. Появляются цветковые растения , которые завоевали всю сушу, благодаря тому, что при оплодотворении уже полностью могли обходиться без воды (двойное оплодотворение, развитие плода, опыление с помощью животных и человека). Эти и другие преимущества способствовали широкому распространению семенных растений. Крупные споровые растения вымирают в пермском периоде в связи с иссушением климата. В начале кайнозойской эры теплолюбивая растительность отступает на юг или вымирает, появляется холодоустойчивая травяная и кустарниковая растительность, на больших территориях леса сменяются степью, полупустыней и пустыней. Формируются современные растительные сообщества.

Вопрос 2. Где появились первые живые организмы?
Первые живые организмы появились в первичном океане.

Вопрос 3. Какое значение имело появление фотосинтеза?
Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были сине-зеленые водоросли - цианеи. Цианеи и появившиеся затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород. Состав воздуха начал постепенно приближаться к современному, включающему в основном азот, кислород и небольшое количество углекислого газа. Это способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни. Кроме этого, фотосинтез стал новым источником органического вещества, необходимого для жизнедеятельности всех живых организмов.

Вопрос 4. Под влиянием каких условий древние растения перешли от водного образа жизни к наземному?
Переход растений к наземному образу жизни был связан с существованием периодически заливавшихся и освобождавшихся от воды участков суши. Осушение этих участков происходило постепенно, и у некоторых водорослей стали появляться приспособления к обитанию вне воды.

Вопрос 5. Какие древние растения дали начало папоротникообразным, какие - голосеменным растениям?
От риниофитоподобных растений произошли древние плауны, хвощи и папоротники. Предками голосеменных растений были древовидные, лиановидные и травянистые семенные папоротники.

Вопрос 6. В чем преимущество семенных растений перед споровыми?
Растения, размножающиеся семенами, лучше приспособлены к жизни на суше, чем растения, размножающиеся спорами. Оплодотворение у семенных растений не зависит от наличия воды во внешней среде. Семена (многоклеточные образования) имеют много больший запас питательных веществ, чем споры (они одноклеточные). Зародыш: будущего растения, находящийся внутри семени, лучше защищен от неблагоприятных условий.

Вопрос 7. Сравните голосеменные и покрытосеменные растения . Какие особенности строения обеспечили преимущество покрытосеменным растениям?
Покрытосеменные оказались наиболее приспособленными к жизни на суше растениями. Покрытосеменные имеют сильно развитую проводящую систему, цветок привлекает насекомых-опылителей, что обеспечивает надежность перекрестного опыления, зародыш снабжается запасами пищи (благодаря двойному оплодотворению развивается триплоидный эндосперм) и защищен оболочками и т. д.

Цели:

обобщить знания учащихся об основных отделах растений, выявить этапы усложнения строения растений и факторы эволюции растительного мира;
подвести школьников к выводу о родстве и единстве всего живого на Земле, продолжить формирование у учащихся умений анализировать, делать выводы, рассуждать логически, используя проблемные ситуации;
провести проверку знаний учащихся ранее изученного материала.

Оборудование:

Плоские модели растений (хламидомонада, ламинария, кукушкин лен, сосна)
Цветные карточки – 6 шт. для проведения теста по методу Брунера.
Магнитная модель развития растительного мира из цветных плоских картинок.
Магнитная доска.
Мультимедийное оборудование.
Интерактивная доска.

Ход урока

Сегодня урок я хочу начать со слов С.Я. Маршака, записанных на доске:

Человек – хоть будь он трижды гением –
Остается мыслящим растением.
С ним в родстве деревья и трава,
Не стыдитесь этого родства!

Прочитайте эти строчки еще раз и скажите, какие мысли возникли у вас при чтении.

Ответы учеников (примерные):

Клеточное строение имеют все живые организмы…
Человек-это часть природы…
Каким бы умным человек не был, он не должен считать себя царём природы…
Человек, деревья, трава- это всё живые организмы…
Единство происхождения животных и растений…

Итак, жизнь существует на нашей планете миллиарды лет. Она заполняет все её уголки: озёра, реки, горы, пустыни, и даже воздух населен живыми существами. Предполагается, что за всю историю жизни на Земле существовало 4,5 млрд. видов растений и животных. Но с глубокой древности лучшие умы человечества интересовали вопросы: как возникла и развивалась жизнь на нашей Земле? Всегда ли растения и животные были такими, как сейчас? Кто был первый на Земле – растения или животные?..

А вас эти вопросы волнуют?

А какие именно?

(Уточняю у детей, что их больше всего интересует.)

Так давайте сегодня на уроке попробуем найти ответы хотя бы на некоторые из них…

Что можете сказать, глядя на эту табличку?

А у таблицы нет названия – как бы вы назвали? (Эволюция растительного мира.)

А что такое “эволюция”? Кто нашел дома определение этого термина? (Обращение к словарю).

Дети зачитывают варианты ответов из словаря В.И.Даля, из БСЭ, из толкового словаря Ожегова. - Слово “эволюция” латинское и в переводе означает “развертывание”, а в широком смысле – всякое изменение, развитие, преобразование. В биологии слово “эволюция” было впервые использовано в 1762 г. швейцарским естествоиспытателем и философом Шарлем Бонне.

Где приходилось слышать вам это слово?

А можем ли мы использовать его сегодня на уроке?

Верно, ведь тему нашего урока “Основные этапы развития растительного мира” мы можем записать и так - “Эволюция растительного мира”.

IV. Новый материал.

Примерный ответ ученика:

3,5 млрд. лет назад древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы живем. Ее атмосфера состояла из водяных паров, углекислого газа и, по одним данным, - из азота, по другим – из метана и аммиака. Кислорода в воздухе безжизненной планеты не было. И, надо сказать, отсутствие кислорода было необходимо для возникновения жизни.

Земля покрыта водой. На планете веками свирепствуют ливневые дожди, сопровождающиеся разрядами молний. И в этом “теплом разбавленном бульоне” уже встречаются первые живые организмы (коацерваты). Эту гипотезу возникновения жизни на Земле впервые высказал в 1922г советский биолог Александр Опарин. Образовавшиеся студенистые комочки организмами называть трудно, это сложные органические белковые соединения. Строение коацерватов постепенно усложнялось – так появились первые простейшие одноклеточные организмы.

Учитель: Верно! По словам Опарина расстояние от этих “сгустков” до самых примитивных бактерий ничуть не меньше, чем от амебы до человека.

Но, давайте предположим, кто они - эти первые живые организмы:

Прокариоты или эукариоты
Каков способ питания им был присущ (автотрофы или гетеротрофы)
Кто они: животные или растения? (Идёт обсуждение).

Вывод: Первыми живыми организмами, появившимися на Земле, были безъядерные клетки, которые питались готовыми органическим веществами, и их нельзя отнести ни к царству растений, ни к царству животных.

Наши познания мы будем записывать в таблицу № 2. А на магнитной доске из плоских моделей построим динамическую картину развития растительного мира на Земле. (Слайд № 8.)

Развитие растительного мира на Земле.

Прошло около 1 млрд. лет…

Земля все еще голая пустыня. Но в воде появляется новый газ-кислород. О чем это свидетельствует? Как вы думаете, кто их древних организмов мог быть виновником появления кислорода?

Ответ ученика: Это были первые простейшие организмы, которым не стало хватать питательных веществ, которые были на Земле и некоторые клетки приспособились к использованию солнечного света для превращения воды и углекислого газа в органические вещества, т.е. возник процесс фотосинтеза . А в результате фотосинтеза стал накапливаться кислород. - Какой способ питания организмов появился? Ответ ученика : Эти клетки, содержащие хлоропласты, являются автотрофами , т.е. сами синтезируют необходимые для жизнедеятельности органические вещества за счёт энергии света. Так появились первые растения. - Другие живые существа сохранили прежний способ питания – гетеротрофный , пищей им стали служить первичные растения. Это были первые животные. Это произошло в докембрийский период. Он длился свыше 3 млрд. лет.

У кого есть еще добавления по этому периоду?

Примерный ответ ученика:

В этот период строение живых существ всё более совершенствовалось. Первые одноклеточные растения сине-зеленые водоросли научились расщеплять воду. Они совершили настоящий подвиг – в атмосферу стал выделяться кислород. Состав воздуха постепенно приближался к современному, т.е. состоял из азота, кислорода, углекислого газа. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни. Первичные одноклеточные водоросли дали начало многоклеточным водорослям.

Продолжим заполнение таблицы № 2.

С течением времени климат на Земле изменился. Из-за колебаний земной коры, на месте некоторых морей и океанов возникла суша. Первичные моря стали мелеть. А благодаря кислороду в верхних слоях атмосферы возник слой озона, смягчивший ультрафиолетовое излучение… Что же стало происходить с некоторыми древними водорослями под влиянием новых условий жизни?

Ответ ученика : некоторые водоросли стали более совершенными и приспособились жить во влажных местах суши по берегам водоемов. Начался переход некоторых растений от водного образа жизни к наземному.

Это произошло ~ 350-400 млн. лет назад.

Как называется самая древняя группа наземных растений? (псилофиты и риниофиты)

Что они из себя представляли?

Приблизительный ответ ученика:

Эти растения покрывали берега зеленым ковром высотой до 25 см. Они не имели корней, стеблей, листьев, а представляли собой ветвящиеся оси, на подземных частях которых развивались ризоиды. У риниофитов произошла дифференциация тканей: покровная ткань (кожица) и проводящие пучки (древесина и луб). Размножение проходило с помощью спор.

Занесем эти сведения в таблицу № 2.

А ещё где мы можем использовать это значение - риниофиты?

Верно. Это слово мы поместим в пустующую рамку таблицы № 1. Это первые высшие растения , которые появились на Земле.

Риниофиты стали предшественниками каких растений?

Ответ ученика:

Папоротникообразных и мхов. Среда обитания наземная, влажная. У папоротникообразных появились стебель, листья и корни.

В какой период достигли расцвета папоротникообразные?

Ответ ученика:

В каменноугольный период 300 млн. лет назад.

Сплошным ковром расстилались плауны – каламиты, ветвились папоротники, целыми рощами возвышались гигантские хвощи, зеленели лепидодендроны…

Запишем в табличке № 2 следующий этап развития растений.

В конце каменноугольного периода климат на Земле стал суше и холоднее, и на смену древовидным папоротникам пришли первые примитивные голосеменные растения – семенные папоротники, семена развивались у них на листьях.

Условия жизни продолжали меняться. Там, где климат становился более суровым, древние споровые вымирали и появлялись древние голосеменные.

Ответ ученика: Голосеменные растения относятся к семенным растениям. Размножаются они семенами, которые не защищены стенками плода (цветков и плодов у голосеменных растений нет). Появление семени – важные этап в эволюции растения. Запас питательных веществ в семени обеспечивает жизнь зародыша, когда он особенно уязвим – в начальный период его развития. Прочные семенные покровы защищают зародыш от неблагоприятных факторов среды. Эти эволюционные приобретения и независимость оплодотворения от наличия воды (в отличии от споровых растений) послужили причиной широкого распространения голосеменных на суше.

Занесем эти данные в таблицу № 2:

120 млн. лет назад

Какое событие произошло в этот период времени?

Примерный ответ ученика:

Покрытосеменные происходят от голосеменных, но какие семейства более древние и ближе к голосеменным, точно не определено наукой. Одни ученые считают древнейшими покрытосеменными серёжковые (береза, ольха, ива), другие – многоплодниковые: магнолии и лютиковые.

Покрытосеменные отличаются от голосеменных наличием цветка,плодов, чашелистиков, лепестков, а также формированием пестика, через который пыльцевая трубка прорастает до семяпочки и яйцеклетки. Семена покрытосеменных растений развиваются внутри плода и хорошо защищены околоплодником.

Покрытосеменные господствуют на Земле уже более 60 млн. лет. Это единственная группа растения образующая сложные многоярусные сообщества. Это способствует более интенсивному использованию среды и успешному завоеванию новых территорий.

Завершим составление нашей таблички № 2:

Итоговая таблица “Развитие растительного мира на Земле”.

Ступени развития	Среда обитания	Время возникновения
Возникновение жизни на земле	Водная	2-3 млрд. л. назад
Возникновение и господство водорослей	Водная	1,5 – 2 млрд. лет назад.
Выход растений на сушу	Наземно-водная	350-400 млн. лет назад.
Возникновение и господство папоротникообразных	Наземная влажная	300 млн. лет назад
Возникновение и господство голосеменных	Сухопутная	Свыше 200 млн. лет назад
Возникновение и господство порыто -семенных	Сухопутная	Около 120 млн. лет назад

Дома вы закрепите полученную информацию, прочитав пр. 58 + табличка в тетради.

А что за слово написано на доске? (Палеоботаника.) Что оно обозначает?

Ответ ученика: Палеоботаника - это наука, занимающаяся исследованием растений прошлых эпох.

По ископаемым остаткам растений ученые установили, что чем древнее организмы, тем они проще устроены. Чем ближе к нашему времени, тем организмы становятся сложнее и всё более похожими на современные.

Итак, в результате развития органического мира появились высшие растения и высокоорганизованные животные, а так же человек мыслящий, который старается получить ответ на вопрос: “Когда и как возникла жизнь на Земле?”

И пытливый ум находит эти ответы (Слайд № 11.):

“Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разные факты, им наблюдаемые”

Д. Хевелси.

А вы себя почувствовали счастливыми? В чем счастье? Почему? (Подведение итогов урока.)

Даю общую оценку работе учеников на уроке.

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира.

Многообразие растительного мира. Методы изучения древних растений.

задание 190 в рабочей тетради

Палеонтология – наука о вымерших организмах, смене их во времени и пространстве.

Палеоботаника – изучает ископаемые остатки древних растений .

Окаменелости

Отпечатки

пыльцу в осадочных породах

Земля образовалась – более 5 млрд. лет назад.

Этапов эволюции растительного мира – пять.

Первые живые организмы появились – 3,5 – 4 млрд. лет назад в воде. По строению они были схожи с бактериями. В пищу использовали органические и минеральные вещества, растворенные в воде, запас которых постепенно истощался и у некоторых клеток появляется хлорофилл, что привело к возникновению процесса фотосинтеза. От древних простейших произошли одноклеточные водоросли. Среди водорослей появляются прикрепленные ко дну, что привело к расчленению тела на части: одни – служат для прикрепления, другие осуществляют процесс фотосинтеза.

КЕМБРИЙСКАЯ СИСТЕМА :

Представлена примитивными морскими водорослями.

Ордовикская система :

Существовали различные виды водорослей. В позднем ордовике появились первые настоящие наземные растения.

Первые наземные организмы – риниофиты, появление которых связано с существованием периодически освобождавшихся от воды участков суши. Строение их напоминало строение многоклеточных водорослей. Имели древовидную форму.

Силурийский период :

Растения заселяли берега водоемов. Преобладание примитивных псилофидных растений.

Споровые растения (расцвет) возникли около 300 млн. лет назад, от риниофитоподобных растений. Это были древние плауны, хвощи и папоротники. При половом размножении им была необходима вода.

Девонская система :

Растения сумели отодвинуться от кромки воды и вскоре обширные районы суши поросли густыми первобытными лесами.

Возросло число разнообразных сосудистых растений.

Появились споровые ликофиты (плауны) и хвощи, некоторые из них развились в настоящие деревья высотой 38м.

Каменноугольная система :

Дельты рек и берега обширных болот поросли густыми лесами из гигантских плаунов, хвощей, древовидных папоротников и семенных растений высотой до 45 м.

Неразложившиеся останки этой растительности со временем превратились в каменный уголь.

Пермская система :

На южных массивах суши распространились леса крупных семенных папоротников-глоссоптерисов.

Появились первые хвойные, быстро заселившие внутриматериковые области и высокогорья.

Среди наземных растений преобладали членистостебельные папоротники, голосеменные.

Голосеменные растения возникли около 345 млн. лет назад, когда климат на Земле стал суше и холоднее. Это были примитивные голосеменные растения, которые произошли от древовидных, лиановидных и травянистых семенных папоротников.

Покрытосеменные растения возникли около 130 млн. лет назад. Покрытосеменные оказались наиболее приспособлены к жизни на суше и создали разнообразный растительный покров Земли.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира.

Многообразие растительного мира. Методы изучения древних растений. задание 190 в рабочей тетради Палеонтология – наука о вымерших организмах, смене их во времени и пространстве. Палеоботаника – изучает ископаемые остатки древних растений. Окаменелости Отпечатки Споры пыльцу в осадочных породах

Земля образовалась – более 5 млрд. лет назад. Этапов эволюции растительного мира – пять. Первые живые организмы появились – 3,5 – 4 млрд. лет назад в воде. По строению они были схожи с бактериями. В пищу использовали органические и минеральные вещества, растворенные в воде, запас которых постепенно истощался и у некоторых клеток появляется хлорофилл, что привело к возникновению процесса фотосинтеза. От древних простейших произошли одноклеточные водоросли. Среди водорослей появляются прикрепленные ко дну, что привело к расчленению тела на части: одни – служат для прикрепления, другие осуществляют процесс фотосинтеза.

Представлена примитивными морскими водорослями. КЕМБРИЙСКАЯ СИСТЕМА:

Ордовикская система: Существовали различные виды водорослей. В позднем ордовике появились первые настоящие наземные растения.

Первые наземные организмы – риниофиты, появление которых связано с существованием периодически освобождавшихся от воды участков суши. Строение их напоминало строение многоклеточных водорослей. Имели древовидную форму.

Силурийский период: Растения заселяли берега водоемов. Преобладание примитивных псилофидных растений.

Споровые растения (расцвет) возникли около 300 млн. лет назад, от риниофитоподобных растений. Это были древние плауны, хвощи и папоротники. При половом размножении им была необходима вода.

Девонская система: Растения сумели отодвинуться от кромки воды и вскоре обширные районы суши поросли густыми первобытными лесами. Возросло число разнообразных сосудистых растений. Появились споровые ликофиты (плауны) и хвощи, некоторые из них развились в настоящие деревья высотой 38м.

Каменноугольная система: Дельты рек и берега обширных болот поросли густыми лесами из гигантских плаунов, хвощей, древовидных папоротников и семенных растений высотой до 45 м. Неразложившиеся останки этой растительности со временем превратились в каменный уголь.

Пермская система: На южных массивах суши распространились леса крупных семенных папоротников-глоссоптерисов. Появились первые хвойные, быстро заселившие внутриматериковые области и высокогорья. Среди наземных растений преобладали членистосте- бельные папоротники, голосеменные.

Голосеменные растения возникли около 345 млн. лет назад, когда климат на Земле стал суше и холоднее. Это были примитивные голосеменные растения, которые произошли от древовидных, лиановидных и травянистых семенных папоротников.

Покрытосеменные растения возникли около 130 млн. лет назад. Покрытосеменные оказались наиболее приспособлены к жизни на суше и создали разнообразный растительный покров Земли.

Просмотров