Появление каких тканей у наземных высших растений обеспечило широкое распространение на суше

Обновлено: 30.06.2024

Какие условия способствовали выходу растений и животных на сушу?

Выходу растений и животных на сушу способствовало накопление в атмосфере кислорода и, как следствие, образование озонового экрана, защищающего все живое от ультрафиолетового излучения.

Приспособления для выхода на сушу

Какие приспособления возникают у растений и животных в связи с выходом на сушу?

С выходом на сушу для растений понадобилась сосудистая система, обеспечивающая проведение воды и питательных веществ. Дальнейшая эволюция растений на суше была направлена на дифференцировку таллома на органы и совершенствование полового размножения — уменьшение зависимости от воды. Не меньшее значение имело и появление механических тканей, обеспечивающих поддержание формы тела в менее плотной по сравнению с водной наземно-воздушной средой.

Для животных, вышедших на сушу, важнейшее значение имели органы, обеспечивающие: возможность дышать атмосферным воздухом (системы трахей, легочные мешки, легкие), передвижение (свободные конечности с их поясами) и размножение (органы, обеспечивающие возможность внутреннего оплодотворения, появление яйцевых оболочек).

Эволюция папоротников

Чем объяснить процветание папоротникообразных в карбоне и их постепенное вымирание к концу палеозойской эры?

В девоне широко распространились хвощи, плауны, папоротники. Наибольшего расцвета они достигли в каменноугольный период. Этому способствовал теплый и влажный климат карбона, благоприятствующий их эффективному размножению. В пермский период климат стал суше и прохладнее. Это привело к вымиранию крупных папоротниковидных.

Ароморфозы мезозоя

Какие ароморфозы произошли в мезозое?

В мезозое появились покрытосеменные растения, птицы и млекопитающие.

В связи с этим можно отметить следующие основные ароморфозы:

в царстве растений — возникновение цветка, двойного оплодотворения и семян, заключенных в плод;

в царстве животных — формирование четырехкамерного сердца, обретение теплокровности, кормление детенышей молоком, дифференцировка зубов и др.

Идиоадаптации пресмыкающихся

Какие частные приспособления (идиоадаптации) обеспечили заселение древними пресмыкающимися различных сред обитания?

Заселению древними пресмыкающимися различных сред обитания способствовали различные идиоадаптации, возникшие как частные приспособления к условиям окружающей среды.

Среди древних пресмыкающихся, обитавших в наземно-воздушной среде, наиболее значимыми следует признать идиоадаптации, связанные с активным образом жизни, — хорошо развитые свободные конечности, у многих особенно задние (тиранозавр), позволяющие им быстро перемещаться в пространстве. Для растительноядных пресмыкающихся особенно важны были приспособления, связанные с пассивной защитой от врагов, — гигантские размеры (диплодок, бронтозавр, брахиозавр и др.), всевозможные костные панцири, щитки и шипы (черепахи, стегозавр и др.).

Весьма разнообразны были морские ящеры. Наиболее известны среди них ихтиозавры, похожие по строению тела на акул и дельфинов, и плезиозавры — животные с широким туловищем, длинными ластами и змеевидной шеей. Такие особенности строения помогали им жить и охотиться в водной среде.

Среди древних пресмыкающихся были и летающие ящеры. Встречались как крохи, размером с воробья, так и гиганты с размахом крыльев до 15 м. Превращение свободных конечностей в крылья позволило этим животным освоить воздушную среду обитания.

Распространение покрытосеменных растений

Что способствовало быстрому распространению покрытосеменных?

Быстрому распространению покрытосеменных растений способствовала их эволюционная пластичность — способность быстро адаптироваться к условиям окружающей среды. Большую роль сыграла тесная эволюционная связь с насекомыми-опылителями. Важнейшими ароморфозами покрытосеменных являются: происхождение цветка, редукция гаметофита, возникновение двойного оплодотворения и появление семян, заключенных в плод.

Палеоген

Какие изменения в животном и растительном мире произошли в палеогене?

В палеогене климат был ровным, тропическим. Практически вся Европа была покрыта вечнозелеными тропическими лесами, и лишь в северных областях произрастали листопадные виды. В это время уже сформировались практически все основные группы цветковых растений.

Млекопитающие заняли господствующее положение, приспособившись к различным условиям жизни на суше, в воздухе и в воде, они как бы заменили мезозойских пресмыкающихся. Сумчатые и плацентарные млекопитающие развивались параллельно. От каких-то групп плацентарных насекомоядных произошли хищники и примитивные копытные.

Важнейшие события неогена

Какие наиболее важные события в эволюции организмов произошли в неогене?

В неогене появились хоботные, парно- и непарнокопытные, все группы современных хищников и китообразные. От разных групп насекомоядных независимо произошли рукокрылые, приматы, грызуны и другие отряды млекопитающих. Чрезвычайно разнообразным и многочисленным стал мир птиц и костистых рыб.

В результате похолодания теплолюбивые растения отступили к экватору, а их место заняли более холодостойкие листопадные виды. По мере того как климат становился все более сухим, леса уступали место открытым пространствам, покрытым травянистыми растениями.

В середине неогена широко распространились общие предковые формы человекообразных обезьян и людей. В связи с процессом сокращения лесов некоторые группы древних обезьян спустились с деревьев на землю и стали завоевывать открытые пространства. Они и были предками человека.

Влияние древнего человека на природу

Как воздействовал древний человек на окружающую природу?

Вымирание крупных млекопитающих антропогена иногда связывают с деятельностью древних охотников. Считают, что они истребили мамонтов, шерстистых носорогов, большерогих торфяных оленей и др. Исчезновение многих хищников объясняют тем, что человек уничтожил крупных копытных, которыми они питались.

Эволюция современных организмов

Какие факторы оказывают наибольшее влияние на эволюцию ныне живущих организмов?

Антропогенные. Около 10 тыс. лет назад человек от собирательства и охоты перешел к земледелию и скотоводству. С этого времени основные изменения, происходящие в биосфере, так или иначе связаны с хозяйственной деятельностью человека.

В начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но в ордовике — силуре появляются первые наземные растения — псилофиты (420 млн лет назад).

Псилофиты имели древовидную форму, отдельные нитевидные отростки служили им для прикрепления к почве и поглощения из нее воды и минеральных веществ. Наряду с образованием подобия корней, стебля и примитивной проводящей системы у псилофитов развилась покровная ткань, предохраняющая их от высыхания. Псилофиты относятся к высшим споровым растениям.

Особенности псилофитов, которые позволили им первыми освоить сушу:

1) появление покровной ткани – эпидермиса с устьицами, способствующей защите от испарения;

2) наличие слабо развитой проводящей системы, обеспечивающей транспорт веществ;

3) развитие механической ткани, выполняющей опорную функцию;

4) дифференциация тела и появление органов (стебель, листья).

Теоретический вопрос ДНЯ

Советы, которые помогут эффективно подготовиться к ЕГЭ по БИОЛОГИИ

1. Познакомься с актуальными демоверсией, спецификацией, кодификатором на официальном сайте, чтобы четко понимать, что тебя ждет и какие требования предъявляются к уровню подготовки.

2. Определись, сколько баллов ты хотел бы получить.

3. Составь расписание своих занятий и старайся максимально его соблюдать. Регулярность занятий очень важна.

4. Используй несколько источников для подготовки: школьные учебники, пособия для поступающих в ВУЗы, видео уроки и т.п.

5. Главное – понимание! Старайся разобраться в теме, а потом можно зазубрить некоторые понятия.

6. Учись внимательно читать и понимать задание.

7. Начинай с легкого и постепенно усложняй материал. Но не бойтесь сложных заданий, если хочешь высокий балл.

8. Постоянно повторяй пройденный материал, решай тесты, задачи и теоретические вопросы.

9. Систематизируй материал, создай целостную и структурированную систему знаний.

10. И не забывай высыпаться, сбалансированно питаться и вести здоровый образ жизни. Это хорошо влияет на память:)

Кратко и понятно - схемы и конспекты (последние записи)

Теория симбиогенеза
Клеточная теория
Клетки человека
Болото
Тип Круглые черви - ароморфозы
Тип Плоские черви - ароморфозы
Правила эволюции
Тип Кишечнополостные - ароморфозы
Перья птиц
Дождевой червь в формате ЕГЭ

Последние видео

Последние видео:

Тематические тесты (последние записи)

Вопросы линии 1 - науки методы уровни - тест 2
Ткани растений - задание
Типы червей Плоские, Круглые, Кольчатые - задание
Гаметогенез - задание
Рефлексы - задание
Высшие растения - характеристика и жизненный цикл - тестовое задание
Размножение организмов - тестовые задания
Трудные вопросы ЕГЭ по биологии - эмбриональное развитие
Кишечнополостные - задания
Метаболизм - задания

Последние обновления

Подцарство Простейшие
Взаимодействия аллельных и неаллельных генов
Цветок
Диссимиляция
Вегетативное размножение растений
Строение трубчатой кости
Эмбриональное развитие человека
Типы питания
Побег
Виды плодов

Последние видео:

Подписывайся на обновления, обсуждай вопросы в соцсетях

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Теперь, когда мы познакомились с отличительными признаками четырех основных групп растений, а именно моховидных, папоротниковидных, голосеменных и покрытосеменных (цветковых), нам легче представить эволюционный прогресс, сделанный растениями в процессе адаптации к жизни на суше.

Пожалуй, наитруднейшей проблемой, которую надо было как-то преодолеть, чтобы перейти от водного образа жизни к наземному, была проблема обезвоживания. Любое растение, незащищенное тем или иным способом, например не покрытое восковой кутикулой, очень скоро высохнет и несомненно погибнет. Даже если преодолеть эту трудность, останутся другие нерешенные проблемы. И прежде всего вопрос о том, как успешно осуществить половое размножение. У первых растений в размножении участвовали мужские гаметы, способные приблизиться к женским гаметам, только плавая в воде.

Обычно считают, что первые растения, освоившие сушу, произошли от зеленых водорослей, у отдельных из наиболее эволюционно продвинутых представителей которых появились репродуктивные органы, а именно архегонии (женские) и антеридии (мужские); в этих органах были спрятаны, а, следовательно и защищены гаметы. Это обстоятельство и ряд других вполне определенных приспособлений, помогающих избежать высыхания, позволили некоторым представителям зеленых водорослей завладеть сушей.

Одна из важнейших эволюционных тенденций у растений – это постепенно увеличивающаяся независимость их от воды.

Ниже перечислены те основные трудности, которые связаны с переходом от водного к наземному существованию.

Обезвоживание. Воздух – это среда, способствующая высыханию, а вода необходима для жизни по целому ряду причин (разд. 3.1.2). Следовательно, возникает необходимость в приспособлениях для получения и запасания воды.
Размножение. Нежные половые клетки должны быть защищены, а подвижные мужские гаметы (спермии) могут встретиться с женскими гаметами только в воде.
Опора. В отличие от воды воздух не может служить опорой растениям.
Питание. Растениям необходимы свет и диоксид углерода (CO₂) для фотосинтеза, поэтому хотя бы часть растения должна возвышаться над землей. Однако минеральные соли и вода находятся в почве или на ее поверхности, и, чтобы эффективно использовать эти вещества, часть растения должна находиться в земле и расти в темноте.
Газообмен. Для фотосинтеза и дыхания нужно, чтобы обмен диоксида углерода и кислорода происходил не с окружающим раствором, а с атмосферой.
Факторы окружающей среды. Вода, особенно, когда ее так много, как, скажем, в озере или в океане, обеспечивает высокое постоянство условий окружающей среды. Наземная же среда обитания в гораздо большей степени характеризуется изменчивостью таких важных факторов, как температура, интенсивность освещения, концентрация ионов и pH.

Печеночники и мхи

Вода необходима им для размножения, поскольку спермии должны подплывать к архегониям. У этих растений возникли адаптации, позволяющие им высвобождать спермии только во влажной среде, потому что только в такой среде вскрываются антеридии. Эти растения частично приспособились к наземной жизни, поскольку гаметы у них образуются в защитных структурах – антеридиях и архегониях.
У них нет специальных опорных тканей, и поэтому рост растения вверх ограничен.
У моховидных нет корней, способных далеко проникать в субстрат, и они могут жить только там, где на поверхности почвы или в ее верхних слоях имеется достаточно влаги и минеральных солей. Однако у них имеются ризоиды, которыми они прикрепляются к грунту; это – одна из адаптаций к жизни на твердом субстрате.

2.4. Печеночники и мхи часто называют амфибиями (земноводными) растительного мира. Объясните вкратце, почему.

2.5. Папоротники лучше адаптировались к жизни на суше, чем печеночники и мхи. В чем это проявляется?

2.6. По каким важным признакам мхи, папоротники и печеночники плохо адаптировались к жизни на суше?

Семенные растения – хвойные и цветковые

Одна из основных трудностей, с которой сталкиваются растения на суше, связана с уязвимостью гаметофитного поколения. Например, у папоротников гаметофит – это нежный заросток, который образует мужские гаметы (спермии), нуждающиеся в воде, чтобы достичь яйцеклетки. Однако у семенных растений гаметофит защищен и сильно редуцирован.

Семенные растения обладают тремя важными преимуществами: во-первых, разноспоровостью; во-вторых, появлением неплавающих мужских гамет и, в-третьих, образованием семян.

РАЗНОСПОРОВОСТЬ И НЕПЛАВАЮЩИЕ МУЖСКИЕ ГАМЕТЫ.

Рис. 2.34. Обобщенная схема жизненного цикла растений, отражающая чередование поколений. Обратите внимание на наличие гаплоидных (n) и диплоидных (2n) стадий. Гаметофит всегда гаплоидный и всегда образует гаметы путем митотического деления. Спорофит всегда диплоидный и всегда образует споры в результате мейотического деления.

Очень важную роль в эволюции растений сыграло возникновение некоторых папоротников и их близких родичей, образующих споры двух типов. Явление это называют разноспоровостью, а растения – разноспоровыми. Все семенные растения относятся к разноспоровым. Они образуют крупные споры, называемые мегаспорами, в спорангиях одного типа (мегаспорангиях) и мелкие споры, называемые микроспорами, – в спорангиях другого типа (микроспорангиях). Прорастая, споры образуют гаметофиты (рис. 2.34). Мегаспоры развиваются в женские гаметофиты, микроспоры – в мужские. У семенных растений гаметофиты, образуемые мегаспорами и микроспорами, очень малы по размерам и никогда не высвобождаются из спор. Таким образом, гаметофиты оказываются защищенными от высыхания, что представляет собой важное эволюционное достижение. Однако спермии из мужского гаметофита все еще должны перемещаться к женскому гаметофиту, что значительно облегчается рассеиванием микроспор. Будучи очень мелкими, они могут образовываться в больших количествах и разноситься ветром далеко от родительского спорофита. Случайно они могут оказаться в тесной близости от мегаспоры, которая у семенных растений не отделяется от родительского спорофита (рис. 2.45). Именно таким путем и происходит опыление у растений, пыльцевые зерна которых представляют собой микроспоры. В пыльцевых зернах образуются мужские гаметы.

Рис. 2.45. Схематическое изображение основных элементов разноспоровости и опыления.

У семенных растений возникло еще одно эволюционное преимущество. Мужским гаметам не нужно больше подплывать к женским гаметам, поскольку у семенных растений появились пыльцевые трубки. Они развиваются из пыльцевых зерен и растут в направлении женских гамет. По этой трубке мужские гаметы достигают женской гаметы и оплодотворяют ее. Плавающие спермии больше не образуются, в оплодотворении участвуют только мужские ядра.

Следовательно, у растений выработался механизм оплодотворения, независимый от воды. Это и послужило одной из причин, по которой семенные растения столь превзошли другие растения в освоении суши. Первоначально опыление происходило только с помощью ветра – процесс довольно случайный, сопровождающийся большими потерями пыльцы. Однако уже на ранних этапах эволюции примерно 300 млн. лет назад в каменноугольном периоде, появились летающие насекомые, а с ними и возможность более эффективного опыления. Цветковые растения широко используют опыление насекомыми, тогда как у хвойных все еще преобладает опыление ветром.

СЕМЕНА. У ранних разноспоровых растений мегаспоры высвобождались из родительского спорофита подобно микроспорам. У семенных же растений мегаспоры не отделяются от родительского растения, оставаясь в мегаспорангиях, или семязачатках (рис. 2.45). Семязачаток содержит женскую гамету. После оплодотворения женской гаметы семязачаток называют уже семенем. Таким образом, семя – это оплодотворенный семязачаток. Наличие семязачатка и семени дает определенные преимущества семенным растениям.

Женский гаметофит защищен семязачатком. Он полностью зависит от родительского спорофита и в отличие от свободно живущего гаметофита нечувствителен к обезвоживанию.
После оплодотворения в семени образуется запас питательных веществ, получаемых гаметофитом от родительского спорофитного растения, от которого он по-прежнему не отделен. Этот запас используется развивающейся зиготой (следующим спорофитным поколением) после прорастания семени.
Семена предназначены для того, чтобы переживать неблагоприятные условия, и остаются в состоянии покоя до тех пор, пока условия не станут благоприятными для прорастания.
У семян могут развиваться различные приспособления, облегчающие их распространение.

Семя представляет собой сложную структуру, в которой собраны клетки трех поколений – родительского спорофита, женского гаметофита и зародыша следующего спорофитного поколения. Родительский спорофит дает семени все, что нужно для жизни, и только после того, как семя полностью созреет, т.е. накопит запас питательных веществ для зародыша спорофита, оно отделяется от родительского спорофита.

2.7. Шансы для выживания и развития пыльцевых зерен (микроспор), переносимых ветром, намного меньше, чем для спор Dryopteris. Почему?

2.8. Объясните, почему мегаспоры крупные, а микроспоры мелкие.

2.7.7. Краткое перечисление адаптаций семенных растений к жизни на суше

Основные преимущества семенных растений над всеми остальными сводятся к следующему.

Гаметофитное поколение сильно редуцировано и полностью зависит от хорошо приспособленного к жизни на суше спорофита, внутри которого гаметофит всегда защищен. У других растений гаметофит очень легко высыхает.
Оплодотворение происходит независимо от воды. Мужские гаметы неподвижны и разносятся внутри пыльцевых зерен ветром или насекомыми. Окончательный перенос мужских гамет к женским происходит с помощью пыльцевой трубки.
Оплодотворенные семязачатки (семена) остаются некоторое время на родительском спорофите, от которого они получают защиту и пищу прежде, чем будут развеяны.
У многих семенных растений наблюдается вторичный рост с отложением больших количеств древесины, несущей опорную функцию. Такие растения вырастают в деревья и кустарники, способные эффективно конкурировать в борьбе за свет и другие ресурсы.

Некоторые из важнейших эволюционных тенденций приводятся в обобщенном виде на рис. 2.33. У семенных растений имеются и другие признаки, присущие растениям не только этой группы, но также выполняющие роль адаптаций к жизни на суше.

Рис. 2.33. Систематика растений и некоторые основные тенденции в эволюции растений.

Читайте также: