Какие растения появились первыми

Обновлено: 07.07.2024

Жизнь зародилась 4 млрд. лет назад на морском мелководье, в результате физико-химических процессов, присущих неорганической материи. Начало химической эволюции около 4,6 млрд. лет назад совпадает со временем формирования самой Земли.

Некоторые группы жгутиконосцев, исчерпав запасы органического вещества в своем ближайшем окружении, были вынуждены выработать способностьсоздавать себе пищу,т.е. синтезировать органические вещества из углекислого газа (СО₂) и воды (Н₂О). Этот процесс называется фотосинтезом. Фотосинтез протекает, под действием солнечных лучей (поглощая более 2,62 кДж энергии). В результате, из 6СО₂ и 6Н₂О образуется одна молекула сахарозы С₆Н₁₂О₆ и 6О₂. Появление фотосинтезирующих организмов явилось переломным моментом в истории жизни на Земле. Фотосинтезирующие организмы называют автотрофными. С появлением фотосинтеза, началось накопление кислорода в атмосфере, и резко увеличивается объем органического вещества на Земле.

Первые растения – это автотрофы были одноклеточными организмами. Их называют сине-зелеными водорослями. В начале протерозойской эры флора планеты быстро прогрессировала. В конце этой эры появились первые многоклеточные растения.

Следы бактерий хорошо сохранились на поверхности окаменелостей в Свазиленде(с возрастом 3,5 млрд. лет).Их формы схожи с формами современных бактерий. Подобные открытия были сделаны в Родезии, их возраст составляет 2,7 млрд. лет, в США - 2 млрд. лет. В 1947 г. в южной Австралииобнаружены следы многоклеточных растений. Их возраст равен 700 млн. лет. Сине-зеленные водоросли и бактерии являются примитивными организмами, их называют прокариотами, т.е. безъядерными клетками.

Таким образом, в криптозое жизнь разделилась на два царства: растений и животных. Растения появились из тех жгутиконосцев, которые закрепились под водой, на поверхности земли или на других подводных предметах. Животные появились из тех жгутиконосцев, которые вели хищнический образ жизни.

В течение девонского периода, сушу завоевали плауны, хвощи и папоротники. В конце девона появляются древовидные папоротники. Параллельно развиваются различные хвощи и плауны. В конце девона началось образование залежей торфа, которые постепенно превращались в каменный уголь.

В период карбона интенсивно развивалась теплолюбивая и влаголюбивая флора. Это привело к скоплению колоссального количества торфообразующего растительного вещества. Со временем они превратились в обширные залежи каменного угля.

В карбоне большое распространение получили семенные папоротники. Они представляют собой промежуточный этап эволюции между папоротниками и голосеменными растениями. Начали появляться хвойные растения. Появились гигантские древовидные плауны и хвощи. Например, лепидодендроны (имели высоту до 30 м). Самыми замечательными растениями карбоновых лесов были древовидные папоротники высотой 10÷15 м.

В конце пермского периода, голосеменные растения потеснили спороносные растения. В сухом климате того времени прекрасно чувствовали себя хвойные растения. Леса каменноугольного (карбонового) периода имели огромное экономическое значение, т.к. в этом периоде образовались основные залежи каменного угля.

Вопросы для самоконтроля

1. Когда и где зародилась жизнь на Земле?

2. Как возникли в водоёмах органические вещества, полимеры и биополимеры?

3. Как назвал советский академик А. И. Опарин дискретные группы, состоящие из биополимеров, обладающие свойством метаболизма?

4. Как называют простейшие живые системы, возникшие в водоемах, в ходе длительной химической эволюции от коацерватных капель?

5. Какой интервал времени охватывает этап криптозои?

6. Из чего сначала возникли прокариоты, затем жгутиконосцы?

7. Из каких жгутиконосцев возникла растительность?

8. Из каких жгутиконосцев возникли животные?

9. Какие продукты вырабатываются, в ходе фотосинтеза?

10. Как называют фотосинтезирующие организмы?

11. Как назвали первые, фотосинтезирующие, одноклеточные организмы?

12. Где впервые обнаружили хорошо сохранившиеся следы бактерий?

13. Где и когда обнаружены следы многоклеточных растений,с возрастом 700 млн. лет?

14. Какие организмы называют прокариотами?

15. Какой интервал времени охватывает палеозойская эра?

16. В какой период появляются сосудистые растения?

17. До какого периода преобладали споровые растения?

18. В какой период, первенство по развитию завоевали голосеменные растения?

19. В начале, какой эры лишайники и грибы завоевали сушу?

20. Как называют древнейшее сосудистое растение?

21. Каким образом, псилофиты размножались?

22. В каком периоде, сушу завоевали плауны, хвощи и папоротники?

23. В конце, какого периода началось образование залежей торфа?

24. В каком периоде, возникли обширные залежи каменного угля?

25. Какой вид папоротника является промежуточным этапомэволюции между папоротниками и голосеменными растениями?

26. В каком периоде появились хвойные растения?

27.Какие растения является замечательными растениями карбоновых лесов?

28. В конце, какого периода голосеменные растения потеснили спороносные растения?

Растительный мир мезозоя (230 – 67 млн. лет назад ).С начала триасового периода (230 млн. лет назад) получили распространения голосеменные растения. Развивались водоросли, псилофиты и голосеменные папоротники. Появление голосеменных растений было важной эпохой в эволюции растительного мира. Семена обладали достаточным количеством органического вещества, чтобы обеспечить молодое растение пищей на ранних стадиях развития. Семена имели прочную оболочку, надёжно защищавшую зародыш от внешних воздействий. Семена долгое время могли оставаться жизнеспособными при неблагоприятных условиях. Все эти преимущества семенных растений дали им шансы в борьбе за существование.

Яйцеклетки семенных растений являлись незащищенными и не имели внешней твердой оболочки, поэтому эти растения были названы голосеменными. В меловом периоде, от голосеменных растений появляются наиболее прогрессивные растения, покрытосеменные, т.е. цветковые растения. Они занимают высшую ступень эволюционной лестницы растительного мира. Цветковые растения появились, вероятно, в условиях холодного и засушливого климата с большими перепадами температур.

Эти растения эволюционировали с потрясающей скоростью. В течение, относительно короткого времени они распространились по всей Земле и достигли большого разнообразия. Таким образом, в мезозойской эре растения совершили большой скачок вперед, перегнав по темпам развития животных.

Растительный мир кайнозоя (начало 67 млн. лет назад по настоящее время).В кайнозойской эре продолжали развиваться покрытосеменные растения. В этой эре, также процветали хвойные растения. В начале эры было жарко даже за полярным кругом. Так, что в Гренландии пышно цвели магнолии, лавры, каштаны и другие теплолюбивые растения. В болотистых районах росли тисы и гигантские секвойи. Из их стволов образовался бурый уголь. В Прибалтике расселились хвойные растения, в частности сосны. На прибалтийских пляжах часто находят янтарь. Янтарь - это не что иное, как окаменелая смола сосны. В центральной Европе росли дубы, вязы, платаны, грабы и каштаны.

За последний миллион лет, десятки раз чередовались ледниковые (с продолжительностью 60 тысяч лет) и межледниковые периоды (с продолжительностью 40 тысяч лет). Последний ледниковый период начался 75 тысяч лет назад, а межледниковый период потепления начался 15 тысяч лет назад. В среднем температура Земли составляет 15±5 0 С. Средняя температура Земли при ледниковом периоде равна +10 0 С, а при межледниковом периоде +20 0 С. Причины колебания температуры Земли связаны с колебаниями параметров земной орбиты. Во время ледникового периода, большая территория суши находилась подо льдом, в том числе северная часть Европы и вся территория Сибири.К югу от наступающих льдов располагались три зоны растительности, каждая шириной от 200 км до 320 км. Эти зоны назвались тундра, степь и тайга.

В тундре росли мхи, лишайники, полярная ива, карликовая берёза и алтайская серебрянка. В тайге росли сосна, ель, берёзы и другие лиственные породы. В степной зоне росли травы, низкие кустарники, реже ивы, берёзы и тополя вдали от рек и заболоченных мест. В межледниковом периоде всю территорию Центральной Европы покрывали широколиственные леса, в которых господствовали дуб, бук, липа, клен, ясень, граб, ольха, орех, боярышник и другие.

Вопросы для самоконтроля

1. Сколько миллионов лет назад, получили распространение голосеменные растения?

2. Какое вещество содержали семена голосеменных растений?

3. Почему растения назвали голосеменными растениями?

4. В каком периоде, от голосеменных растений появились покрытосеменные, т.е. цветковые растения?

5. С какой скоростью эволюционировали цветковые растения?

6. В какой эре, растения совершили большой скачок вперед, перегнав по темпам развития животных?

7. В какой эре покрытосеменные и хвойные растения продолжали развиваться?

8. Где пышно цвели магнолии, лавры и каштаны?

9. В каких районах хорошо росли тисы и гигантские секвойи?

10. Из стволов, каких растений образовался бурый уголь?

11. Где расселились хвойные растения, в частности сосны?

12. На каких пляжах часто находят янтарь?

13. Что такое янтарь?

14. В какой части Европы, росли дубы, вязы, платаны, грабы и каштаны?

15. Сколько тысяч лет продолжительность ледникового периода?

16. Сколько тысяч лет продолжительность межледникового периода?

17. Когда начался последний ледниковый период?

18. Когда начался последний межледниковый период?

19. Чему равна средняя температура Земли при ледниковом периоде?

20. Чему равна средняя температура Земли при межледниковом периоде?

21. С чем связаны причины возникновения ледниковых и межледниковых периодов?

22. Какие три зоны растительности различают?

23. На какой зоне растительности росли мхи, лишайники, полярная ива, карликовая берёза и алтайская серебрянка?

24. На какой зоне растительности росли сосна, ель, берёзы и другие лиственные породы?

25. На какой зоне растительности росли травы, низкие кустарники, реже ивы, берёзы и тополя?

Первые простейшие одноклеточные водоросли и грибы появились около 2 миллиардов лет назад. Их остатки найдены в отложениях протерозойской эры на территории Гренландии и Канады. В то же время появились и первые многоклеточные растения. Развитие жизни на Земле, появление и растений, и животных были тесно связаны с процессом фотосинтеза.

Ученые считают, что синезеленые водоросли (это их название, а не просто обозначение цвета) и грибы — первые представители растительного мира на Земле. Это низшие растения.

Более 2 миллиардов лет назад первые наземные растения напоминали мхи, которые мы можем видеть сейчас в сырых тенистых местах.

Около 400 000 000 лет назад возникли более сложные растения. Они напоминали современные папоротники. Папоротники первыми имели корни, стебель и листья. Это признаки высших растений.

Ко времени появления динозавров Земля уже была покрыта лесами. Эти растения размножались семенами.

Сосны и другие хвойные деревья появились позже, 300 000 000 лет назад. Эта группа деревьев включает в себя многочисленных представителей, таких как сосна, ель, канадская ель, кедр, лиственница. Все эти деревья прячут свои семена в шишках.

Первые цветущие растения появились 150 000 000 лет назад. Их хорошо защищенные семена дали им большое преимущество по сравнению с растениями, чьи семена защищены не так хорошо. Поэтому их стало больше и по количеству, и по видам. В наши дни цветущие растения распространены повсюду.

Для начала разберемся, что имеют в виду под эволюцией растений.

Эволюция растений представляет собой процесс исторического развития представителей царства Растения.

Флора сегодня — это свыше 400 тысяч различных видов. Все они являются потомками нескольких групп древних морских растений. Что интересно, указанная цифра не включает исчезнувшие виды, поскольку они не смогли приспособиться к непростым изменениям окружающей среды.

Благодаря стараниям ученых-палеоботаников известен характер распределения растительного покрова по нашей планете, включая основные тенденции его изменения. Хотя сведений удалось получить много, этот процесс был непростым. Все потому, что растения не обладают твердым скелетом, а найти их останки в глубинных слоях почвы практически невозможно.

Тем не менее ученым кое-что удалось. В частности, они смогли найти ранние формы флоры в иловых отложениях, а также отложениях разнообразных горных пород. Приблизительный возраст этих находок — 3 млрд. лет. Растения — важнейшее звено в животной цепи питания.

Можно смело утверждать, что благодаря растениям окружающий мир и атмосфера на планете претерпели изменения, в результате чего Земля стала пригодной для существования животных.

Преобразование углекислого газа осуществляется растениями при помощи фотосинтеза. Кроме того, в процессе фотосинтеза получаются органические вещества.

Растения стали основой пищевой цепи — во многом за счет способности использовать солнечный свет чтобы производить основные классы органических веществ. Поэтому логично, что эволюция растений определила эволюцию животного мира.

Основные этапы эволюции флоры

Процесс эволюции растений принято считать медленным. В ходе него естественный отбор способствует приспособлению к изменяющейся среде, а не просто изменениям в чистом виде. Наиболее древние представители класса Растения не могли существовать без воды, также они не имели специальных приспособлений, чтобы существовать на суше.

Низшие водоросли — наиболее древние растения, о которых сегодня известном ученым. Они представляли собой одноклеточный организм: это значит, что всех их функции выполняла только одна клетка (она представляла собой целостную систему).

Сине-зеленые водоросли или цианобактерии были крайне примитивной группой живых организмов — в их клетке не было ядра.

Многоклеточные организмы возникли позже. В отличие от предыдущих организмов, развивались они не так стремительно. Принято считать, что они были похожи на морские водоросли.

Все, о чем упоминается выше, происходило примерно 590 млн. лет назад — вероятно, в кембрийский период. Этот период известен тем, что на него приходится образование свыше 900 видов живых организмов.

Выход растений на сушу и постепенное ее заселение произошел в силурийский период. В то время средой обитания всего живого мира был океан. Только немногочисленная группа водорослей смогла приспособиться к жизни в пресной воде. Когда сформировалась полноценная проводящая ткань, это стало возможным.

После этого из воды вышли первые растения. Однако нижняя их часть постоянно находилась в заболоченном грунте.

Во влажной среде обитания нуждались такие растения как печеночники и мхи.

Голосеменные растения были прародителями цветковых растений. Большинством среди них были хвойные деревья, которым для опыления и рассеивания собственных семян нужен был ветер. Опыление с помощью ветра было практически единственным способом, так как насекомых в то время еще не было.

Развитие цветковых растений происходило одновременно с развитием насекомых.

Наиболее распространены среди существующих в данный момент растительных организмов — покрытосеменные. У этих растений наблюдается цветок и плод, они образуют эндосперм в результате двойного оплодотворения.

Покрытосеменные являются цветковыми растениями.

Семена покрытосеменных находятся в плодолистиках. Эволюция этих растений протекала разными путями. В опылении этих растений участвуют насекомые и ветер. Некоторые покрытосеменные опыляются при помощи отдельных насекомых или птиц. Семена разбрасываются по-разному.

Перед перемещением в более засушливые районы наземным растениям было необходимо сформировать способную нормально функционировать в воздушной среде репродуктивную систему.

Образованные чуть позже такие растения имели тело, состоящее из:

Корни возникли у наземных растений: они научились накапливать вещества и брать воду вместе с минеральными веществами.

Эволюция растений характеризовалась стабильным и неменяющимся темпом. Это касалось и эволюции вегетативных органов.

Также можно утверждать, что бактерии, отличающиеся способностью быстро размножаться, были первыми предшественниками растений. Потом возникли сине-зеленые водоросли — они были найдены в отдельных горных породах. Это говорит о том, что они были способны к фотосинтезу и являлись древнейшим видом. Большинство сине-зеленых водорослей — микроскопические одноклеточные безъядерные организмы.

Первые растения в основном населяли океаны и вели колониальный способ жизни. Также они могли образовывать многоклеточные формы.

Лишайники — весьма интересное ответвление эволюции растений. С точки зрения эволюционного прогресса, они заняли свободную нишу.

Представим процесс эволюции растений последовательно, в порядке их появления:

Бактерии.
Сине-зеленые водоросли.
Мхи.
Плауны.
Хвощи.
Папоротникообразные.
Голосеменные.
Покрытосеменные.

Все это — основные типы эволюционных групп растительных организмов. В эту систему можно добавить и промежуточные группы вроде риниофитов, псилофитов и др.

Первые представители флоры появились на планете более 2 млрд лет назад, в эпоху, которую исследователи называют архей. Рассмотрим самые древние растения на Земле – как они выглядели и какую роль сыграли в эволюционном процессе.

Эпоха архея

Этот период отделен от нас миллиардами лет, поэтому данные о том, какие живые организмы существовали в ту пору, очень условны и нередко носят характер гипотез. У ученых мало материала для исследования, поскольку представители этого древнейшего времени не оставили после себя никаких следов. В эту геологическую эпоху в атмосфере кислорода еще не было, поэтому выжить могли лишь те организмы, которые в нем не нуждались. Особенности растительного мира эпохи архея таковы:

Самыми древними растениями на Земле принято считать сине-зеленые водоросли, о том, что они уже существовали, свидетельствуют органические вещества – мрамор, известняк.
Позднее появились колониальные водоросли.
Следующий этап развития флоры – появление фотосинтезирующих организмов. Они поглощали из атмосферы углекислый газ и выделяли кислород.

Можно сделать вывод, что водоросли – самые древние растения Земли, их роль была более чем существенной: именно эти крохотные представители флоры сумели наполнить атмосферу кислородом, необходимым для жизни и дали возможность дальнейшей эволюции. Живые организмы смогли покинуть море и перебраться на сушу.

Протерозой

Следующий этап развития самых древних растений на Земле – эра протерозойская, именно тогда зародились многие разновидности водорослей:

Именно в эту эпоху произошло четкое разделение организмов на растения и животные. Первые могли синтезировать кислород, вторые же этой способностью не обладали.

Палеозой

Самые древние растения на Земле – морские водоросли, именно им мы обязаны появлением атмосферы, насыщенной кислородом. Они сделали наш мир пригодным для жизни. В двух первых периодах палеозоя флора была представлена исключительно водорослями, но постепенно появлялись и иные растения:

В период силура образовались споровые растения. Появилась почва, поэтому они смогли произрастать на суше.
В делур возникли риниофиты - простейшие представители фауны.
Далее появляются плауны и прапапоротники, голосеменные.
В период карбона зарождаются хвощеподобные, папоротники.

На планете появляются первые леса из огромных хвощей, папоротников и плаунов. В каменноугольный период наивысшего расцвета достигают плауны и каламиты, которые нередко возвышались на 30-40 метров над поверхностью земли. Постепенно отмирая, растения эти образовывали запасы каменного угля, которые человечество использует по сей день. Самые древние растения на Земле сыграли важнейшую роль, подарив нам ценное полезное ископаемое. Без угля развитие промышленности было бы невозможным.

В пермский период образуются некоторые хвойные виды.

Выход растений на сушу: особенности процесса

Самыми древними растениями на Земле, которые покинули водную стихию и перебрались на сушу, как полагают исследователи, были водоросли и лишайники. Они не оставили после себя каких-либо следов и об их существовании выводы делаются лишь по косвенным признакам:

Образование горных пород. Данный процесс возможен лишь при участии живых организмов.
Процесс почвообразования в воде идти не мог - это свидетельствует о том, что растения уже выбрались на поверхность земли.
Сейчас водоросли, похожие на ископаемых, на суше встречаются в виде налета на камнях и древесной коре, в условиях повышенной важности. Поэтому исследователи предполагают, что в древние периоды они также могли приспособиться к жизни вне моря.

Первые леса

Первые представители флоры предпочитали селиться во влажных местах, поэтому папоротниковые леса нередко утопали в воде. Древнейшие леса представляли собой мелководные водоемы, похожие на болота, но лишенные торфяного слоя. Именно здесь и произрастали гигантские папоротники. Такая экосистема нередко именуется лесом-водоемом.

Первые голосеменные

Самые древние растения на Земле размножались спорами, которые были очень уязвимы и могли погибнуть в неблагоприятных условиях среды. Поэтому появление голосеменных стало важнейшим шагом на пути эволюции. Семена обладали рядом преимуществ перед спорами:

они имели запас питательного вещества;
могли пережить неблагоприятные условия;
не боялись воздействия УФ-лучей и высыхания;

Благодаря таким особенностям голосеменные растения смогли отдалиться от водоемов и постепенно расселиться по всей планете.

Мезозой

В это время происходят важнейшие процессы:

формирование материков;
зарождение озер и морей;
изменения климата.

Растительный мир также претерпевает существенные изменения: гигантские папоротники и плауны вымирают, распространение получают голосеменные хвойные деревья. Отпечатки растений с признаками характерными для покрытосеменных были обнаружены в пластах раннего мелового и юрского периода. Это были примитивные и малочисленные формы. Широкое распространение покрытосеменные получили в среднем меле, около ста миллионов лет назад. Однако уже к концу периода они стали доминирующей формой растительной жизни на Земле. Растительный мир становился все более похожим на привычный нам.

Особенности флоры эпохи мезозоя таковы:

Появление сосудов у растений, функциями которых было проведение воды и питательных веществ.
Образуется орган размножения - цветок. Благодаря опылению насекомыми цветковые растения быстро распространились по материкам.
Появляются предшественники современных кипарисов, сосен.

Мы рассмотрели, какие растения самые древние на Земле, проследили основные пути эволюционного развития флоры по геологическим эпохам. Несмотря на то, что первые водоросли не оставили после себя каких-либо следов, их роль огромна: они смогли наполнить атмосферу планеты кислородом и сделали возможным выход живых организмов на сушу.

Читайте также: