Какие ароморфозы обеспечили преимущество покрытосеменных

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 19.09.2024

– Появление семязачатков; в семязачатке развивается
женский гаметофит (эндосперм).
– Появление пыльцевых зерен; у большинства видов
пыльцевое зерно при прорастании образует пыльцевую трубку,
образуя мужской гаметофит.
– Появление семени, в состав которого входит
дифференцированный зародыш.

Освоить сушу покрытосеменные растения смогли благодаря прогрессивным изменениям вегетативных и репродуктивных органов.
К основным ароморфозам относят:

– Появление пестика – замкнутого плодолистика с семязачатками.

– Появление околоцветника, что сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).

– Появление зародышевого мешка и двойного оплодотворения.

1)Двойное оплодотворение.
2)Семязачатки находятся внутри завязи, семена находятся внутри плода.
3)Появление сосудов в проводящей системе.
4)Образование цветка.
5)Опыление насекомыми.

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) - важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли - в морях и океанах.

Цветок - генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище - завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества - эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод - генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Ксилема - проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых :)

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon - внутри + греч. sperma - семя) - запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у - березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) - мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит - зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) - запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник - образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте - почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

№ слайда 1

№ слайда 2

Ароморфоз водорослей - появление многоклеточности. Однако, настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично- водными организмами.

№ слайда 3

В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей. Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует.

№ слайда 4

Позже появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. В течение девона формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники).

№ слайда 5

№ слайда 6

В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:1. Появление семязачатков ; в семязачатке развивается женский гаметофит 2. Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.3. Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.

№ слайда 7

Пыльцевое зерно-5Семязачатки на семенной чешуе-6Семя -10 Схема цикла развития сосны обыкновенной:

№ слайда 8

Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.

№ слайда 10

3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение. Двойное оплодотворение у цветкового растения1 - пыльник с пыльцевыми зернами; 2 - прорастающее пыльцевое зерно; 3 - рыльце; 4 - тычиночная нить; 5 - завязь; 6 - зародышевый мешок; 7 - лепесток; 8 - чашелистик; 9 - пыльцевая трубка; 10 - вегетативное ядро; 11 - спермии; 12 - яйцеклетка; 13 - центральные клетки; 14 - зачаток эндосперма

№ слайда 11

Естественный отбор дал этим растениям значительные преимущества над голосеменными: двойное оплодотворение и обеспечение зародыша запасами питательных веществ, защита его околоплодникомВ настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса.

№ слайда 12

Общая биология 10-11 класс профильный уровень: в заданиях, упражнениях, тестах. Общая биология 9 класс: подготовка к ГИА ЕГЭ.

Образовательный блог учителя биологии Ивановой Ирины Анатольевны

Главная страница
Содержание блога
ЕГЭ по биологии 11 класс
ОГЭ (ГИА) по биологии 9 класс
Подготовительные курсы
Пособия по биологии
Пособия по химии
Вопросы и ответы
Полезные ссылки
Готовимся к контрольным
Круг чтения
Советы
Как работать с блогом
Визитка

понедельник, 24 ноября 2014 г.

Арогенез и аллогенез мезозойской и кайнозойской эры

http://theliveplanet.ru/articles/474/493/i105006/

Ароморфоз

Аллогенез - эволюционное направление, сопровождающееся прообретением идиоадаптаций. Идиоадаптации (от греч. "идиос" - особенность, "адаптация" - приспособление) - это эволюционные приспособления к специальным условиям среды, наступающие после ароморфозов. При этом общего подъема уровня организации и интенсивности жизнедеятельности организмов не происходит.

Возникновение хорошо развитой проводящей системы — сосудов. Появление оболочек, защищающих зародыш семени появление покрытого оболочками семени с запасом питательных веществ у голосеменных.

двойное оплодотворение у цветковых растений, при котором развивается не гаплоидный, как у голосеменных, а триплоидный эндосперм;

Среди животных широкое распространение получили пресмыкающиеся. Их появление было обусловлено рядом ароморфозов: внутренним оплодотворением, плотными оболочками и запасом питательных веществ в яйце, роговыми покровами тела, более совершенными дыхательной и кровеносной системами.

Эволюцию и распространение птиц обусловили следующие ароморфозы: появление четырехкамерного сердца и теплокровности, перьев, более развитой нервной системы (увеличение размеров больших полушарий и появление коры головного мозга), увеличение запасов питательных веществ в яйце и формирование известковой оболочки, забота о потомстве.

Среди ароморфозов, обусловивших появление млекопитающих, следует отметить появление четырехкамерного сердца, волосяного покрова, благодаря которым усовершенствовалась терморегуляция, возникла теплокровность, произошло развитие нервной системы, особенно больших полушарий и коры головного мозга; живорождение и выкармливание детенышей молоком, длительное вынашивание детенышей в теле матери, питание эмбрионов через плаценту, конечности под туловищем, совершенные легкие, наружное ухо; потовые железы; дифференцированные зубы; диафрагма.

Листья голосеменных видоизменены в иголки, что, с одной стороны, улучшало снабжение растений водой, а с другой – уменьшало ее испарение.

В водоемах обитали ихтиозавры и плезиозавры. Плезиозавры достигали от 0,5 до 15 м в длину, имели ласты, широкое плоское тело и маленькую голову на длинной шее.

В юрский период появляются летающие пресмыкающиеся: рамфоринхи и птеродактили. Первые имели длинный хвост и узкие крылья, а вторые – широкие крылья и короткий хвост. Эти животные обитали на побережьях и питались преимущественно рыбой.

В конце мезозойской эры, в меловой период, наблюдалось массовое вымирание животных. По подсчетам ученых, в конце мелового периода вымерло 17% семейств и 45% родов живых организмов, в том числе и динозавры, а также морские (мозазавры, плезиозавры, плиозавры и ихтиозавры) и летающие (птерозавры) рептилии. В начале мезозоя вымерли гигантские папоротники, древовидные хвощи, плауны .

Все крупные таксоны организмов возникли в предыдущие эры. Поэтому в кайнозойскую эру эволюция происходит по пути идиоадаптаций.

Растения: Многочисленные идиоадаптаций обеспечили широкое распространение покрытосеменных на Земле, освоение ими разных сред обитания. Появились самоопыляющиеся и перекрестноопыляемые растения, у которых сформировались приспособления к опылению ветром, водой, насекомыми. Многообразие приспособлений у плодов и семян обеспечивало их распространение животными, ветром, водой.

Насекомые заселяют разные среды обитания, у них формируются приспособления к жизни в различных экологических условиях: разнообразные типы окраски и формы тела, особенности строения конечностей, ротового аппарата, развитие с полным и неполным превращением.

Благодаря идиоадаптациям (разнообразные формы клюва, типы окраски, особенности строения конечностей) в кайнозое по всему земному шару широко распространяются птицы.

В конце кайнозойской эры у части Приматов возникает особый тип ароморфоза – переразвитие коры больших полушарий головного мозга. В результате возникает совершенно новый вид организмов – Человек разумный.

На протяжении кайнозойской эры одни виды сменялись другими. В период наступления ледника (более 1 млн лет назад) появились гигантские животные, которые к настоящему времени вымерли. К ним относятся мамонт, шерстистый носорог. Среди наиболее крупных животных можно назвать безрогого носорога, достигавшего в высоту 5 м, мастодонта – из отряда хоботных, большерогого оленя. В историческое время были истреблены: тур, стеллерова корова, тарпан и другие виды.

Изменение климатических условий на протяжении кайнозойской эры вызывало изменение характера растительности. В начале эры были широко распространены теплолюбивые растения тропического и субтропического поясов: бамбук, виноград, лавр, пальмы, магнолии. В более северных районах произрастали листопадные растения умеренного пояса - бук, дуб, ольха, береза, ива.

Жаркий и влажный климат постепенно сменялся сухим, более континентальным. Это привело к сокращению площади лесов, появлению обширных степей, саванн, занятых травянистой растительностью, преимущественно злаками.

Во второй половине эры климат стал холоднее, что привело к сокращению численности вечнозеленых растений. Тропическая и субтропическая растительность отступала на юг, на ее месте появилась тундровая растительность - полярные мхи, полярная ива, карликовая береза. Позднее с потеплением климата тундровые растения отступили на север, на их месте распространилась лиственная и хвойная растительность умеренного пояса.

Прикрепленные файлы: 1 файл

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.docx

Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. Крупнейшим ароморфозом, оказавшим огромное по своим последствиям воздействие, стало возникновение фотосинтеза. [1, c. 185]].

Фотосинтез возникал у прокариотических организмов, вероятно, неоднократно. В настоящее время фотосинтетики – это не только сине-зеленые, но и другие представители эубактерий и архебактерий. Возникновение фотосинтезирующих прокариотических организмов удалено от нас на 3–3,2 млрд. лет. Все организмы в то время были анаэробными, т.е. были способны существовать в бескислородной атмосфере. В атмосфере началось накопление кислорода и углекислого газа. Примерно 2 млрд. лет назад сформировалась атмосфера, подобная современной, в ней уменьшилось количество метана, аммиака, появилась возможность для возникновения и интенсивной эволюции аэробных организмов. Переход к аэробному метаболизму был предпосылкой к возникновению окислительного фосфорилирования – чрезвычайно важного ароморфоза. Эффективность извлечения энергии из углеводов при этом возрастает сравнительно с анаэробным процессом в 18 раз. В результате аэробные прокариоты, обладающие окислительным фосфорилированием, за сравнительно короткое время получили большие возможности для широкого освоения разнообразных условий среды. Они и составили группу организмов, из которых примерно 1,5–2 млрд. лет назад выделились эукариоты [5, c. 56].

Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют [5, c. 57].

В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. В силуре происходило обмеление океана и опреснение воды. Это создало предпосылки для заселения литорали и супралиторали.

Продвижение растений на сушу связано с появлением ряда ароморфозов [1], [2], [4], [5]:

появление дифференцированных тканей: покровных, проводящих, механических, фотосинтезирующих. Появление дифференцированных тканей неразрывно связано с появлением меристем и основной паренхимы;
появление дифференцированных органов: побега (органа углеродного питания) и корня (органа минерального питания);
появляются многоклеточные гаметангии: антеридии и архегонии;
происходят существенные изменения в обмене веществ.

Содержание кислорода в атмосфере до появления наземных растений было значительно ниже современного: протерозой – 0,001 от современного уровня, кембрий – 0,01, силур – 0,1. При дефиците кислорода лимитирующим фактором в атмосфере является ультрафиолет. Выход растений на сушу сопровождался развитием метаболизма фенольных соединений (дубильных веществ, флавоноидов, антоцианов), которые участвуют в осуществлении защитных реакций, в том числе от мутагенных факторов (ультрафиолет, ионизирующие излучения, некоторые химические вещества) [2, c. 24].

Древнейшее известное наземное растений – куксония. Куксония обнаружена в 1937 г. (У. Ланг) в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн. лет). Это растение представляло собой похожий на водоросль кустик веточек, несущих спорангии. Прикреплялось к субстрату с помощью ризоидов.

Дальнейшая эволюция Высших растений разделилась на две линии: гаметофитную и спорофитную [1], [2], [4], [5].

Представители гаметофитной линии – современные Моховидные. Это бессосудистые растения, у которых отсутствуют специализированные проводящие и механические ткани.

Другая линия эволюции привела к появлению сосудистых растений, у которых в жизненном цикле доминирует спорофит, и имеются все ткани высших растений (образовательные, покровные, проводящие, основная паренхима и ее производные). Благодаря появлению всех типов тканей происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. Древнейшими из сосудистых растений являются ныне вымершие Риниевые (псилофиты). В течение девона формируются современные группы споровых растений (плауны, хвощи, папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из недифференцированного зародыша [1], [2], [4], [5].

В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов [1, c. 193-196]:

1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).

2. Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.

3. Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.

Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация.

Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами [1, c. 196-197]:

1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.

3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.

В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений.

На наш взгляд, можно выделить следующие основные этапы ароморфоза у растений:

Читайте также: