В какой эре появились мхи
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
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?
Мхи произошли от водорослей. Ученые, которые это обосновывают, приводят следующий пример: из споры, в воде, развивается небольшой предросток, напоминающий по своему строению или зеленую нитчатку, более или менее ветвистую, или зеленую лопастную пластиночку. Это предросток мхов.
Проф. К. И. Мейер приходит к мысли, что простейшим и наиболее близким к водорослям организмом является печеночный полуводный мох сферокарп (Sphaerocarpus). Он не имеет листьев и весь состоит из ветвящихся узких пластиночек, клетки которых равномерно наполнены хлорофилльными зернами. К почве он прикрепляется бесцветными нитевидными клетками — ризоидами. Спорогон его также очень примитивен и защищен от испарения особым покровом. Легко представить себе, говорит К. И. Мейер, еще более простой организм, который можно назвать условно первичным сферокарпом (Protosphaerocarpus), а его уже очень легко вывести из водоросли, покинувшей родную стихию для жизни на береговой отмели.
Листостебельные мхи существуют не менее 260 млн. лет, органические остатки более примитивных мхов на сегодня не сохранились или не найдены.
Можно оценить возраст мхов лишь в качестве гипотезы, что именно они были родоначальниками растительности на суше - более 420 млн. лет назад (время появления псилофитов). Если мхи предшествовали псилофитам, то их возраст будет в интервале от 650млн. лет (рифей - есть признаки суши) до 420 млн. лет
Есть еще и другие гипотезы, но мне эта кажется более логичной. Ведь нет достоверных данных, чем самые маленькие псилофиты отличались от мхов 420млн. лет назад и более
Многие данные указывают на то, что мхи, как и другие споровые растения, произошли от псилофитов (риниофитов) — группы древних вымерших наземных растений. При этом спорофит мхов рассматривается как конечный результат редукции разветвлённого спорофита предковых форм.
Есть и другая точка зрения, согласно которой мхи, плауновидные и риниофиты имеют общее происхождение от ещё более древней группы растений
Палеозойская эра в кембрийский период была представлена организмами, обитающие преимущественно в водной среде. Большое распространение получили крупных размеров многоклеточные бурые и зеленые водоросли.
Переход растений к жизни на сушу
В силурийский, а возможно, еще в ордовикский или кембрийский период в каких-то популяциях зеленых водорослей, обитавших во временно пересыхавших водоемах, в результате ароморфоза сформировались ткани, возникшие впервые у наземных растений — псилофитов.
Псилофиты — сборное название. Они имели небольшие размеры, не выше полуметра, со стеблевидной наземной частью и корневищем, от которого отходили ризоиды. Иные из них еще очень напоминали водоросли, другие уже несли признаки, сближающие их с мохообразными и папоротникообразными растениями.
Произрастание растений на суше было возможным, так как небольшой слой почвы был уже сформирован деятельностью бактерий, синезеленых водорослей и простейших. К этому времени появились и грибы, также своей жизнедеятельностью способствовавшие почвообразованию.
Морская фауна
В морях кембрийского, ордовикского, силурийского периодов обитали простейшие, губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие, низшие хордовые. В силурийский период появляются наиболее примитивные позвоночные — круглоротые. У них еще нет челюстей, но благодаря ароморфозу появляется череп и позвонки. В девонский период имел место расцвет щитковых из класса круглоротых.
В эволюции позвоночных — снова существенное повышение организации. В черепе появился челюстной аппарат, давший им возможность активно охотиться, схватывать добычу. Это способствовало в процессе естественного отбора повышению организации нервной системы, органов чувств, совершенствованию инстинктов. Из современной фауны наиболее близки к этим древнейшим рыбам — акулы и скаты.
Кистеперая рыба и ее переходная форма
Появились и кистеперые рыбы. Немногочисленные их представители в настоящее время обнаружены в Индийском океане, у берегов Африки. Кистеперые рыбы, обитавшие в пересыхающих водоемах, в девонский период осуществили важный шаг в эволюции животных — выход на сушу.
Первыми наземными позвоночными были древнейшие земноводные стегоцефалы — потомки кистеперых рыб. Скелет плавников кистеперых гомологичен скелету пятипалой конечности. У стегоцефалов, как и у современных земноводных, яйца и личинки могли развиваться лишь в воде, поэтому они вынуждены были обитать лишь вблизи водоемов.
Повышение организации наземных растений
В девонский период у растений произошел важный ароморфоз: развивается специальный аппарат для всасывания минеральных растворов (корень); как основной орган ассимиляции углекислого газа формируется лист. Таким образом, появилась дифференцировка на стебель, листья и корень. Первыми листостебельными растениями были мхи. Родство их с водорослями и псилофитами обнаруживается в том, что их протонема сходна с зелеными водорослями, вместо корней — ризоиды, оплодотворение происходит в водной среде. В девонский период от псилофитов произошли высшие споровые: плауны, хвощи, папоротники. У них появились хорошо сформированные корни, но для размножения им необходима вода, в которой передвигаются половые клетки.
Расцвет папоротникообразных
В растительном мире произошел еще один ароморфоз — появление семенных папоротников. Семя снабжено наружной кожурой, предохраняющей от неблагоприятных условий, а внутри накапливается питательный материал. Семенным растениям для оплодотворения вода не нужна, что обеспечило им завоевание суши.
Климат наступившего каменноугольного периода был теплым, влажным. Атмосфера содержала большой процент углекислого газа. Это способствовало пышному развитию папоротникообразных и, как следствие, периоду их расцвета. Некоторые хвощи достигали высоты 30 метров.
Роль растений в выходе животных на сушу
Развитие наземной растительности благоприятствовало формированию почв. Из остатков растительности того периода образовался каменный уголь. В нем оказалась как бы законсервированной значительная часть углерода атмосферы. В результате интенсивного фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, атмосфера обогатилась кислородом. Изменением химического состава атмосферы была подготовлена возможность заселения суши животными.
Первые наземные животные
Внешний вид стегоцефала
Климат каменноугольного периода способствовал также расцвету земноводных (стегоцефалов). На суше врагов у них еще не было, а многочисленные черви и членистоногие, особенно паукообразные и насекомые, заселившие сушу, служили обильной пищей. В результате дивергенции и идиоадаптаций существовали многочисленные виды стегоцефалов. Некоторые из них достигали гигантских размеров (до 47м в длину).
Смена климата
В конце каменноугольного, и особенно во время пермского периода, климат изменился, стал сухим. Это повлекло вымирание папоротникообразных и земноводных. Лишь из немногочисленных популяций тех и других сформировались выжившие виды. В большинстве своем сохранившиеся папоротникообразные растения и земноводные представлены видами небольшой величины, обитающих во влажных местах. От стегоцефалов произошли не только земноводные, но и пресмыкающиеся.
Адаптация к новым условиям
Происхождение пресмыкающихся связано с ароморфозами, обеспечивающими размножение на суше: внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, покрытом плотной оболочкой, защищающей его от иссушающего действия воздуха. Внутри оболочек развивающегося яйца накапливается жидкость, в которой, как в аквариуме, происходит развитие зародыша. Это позволило пресмыкающимся завоевать все среды обитания: сушу, воздух и вторично переселиться в воду.
Прогрессу пресмыкающихся способствовало развитие рогового покрова, предохраняющего от высыхания, более совершенное развитие легких, кровеносной системы, конечностей, головного мозга. Все это дает основание признавать пресмыкающихся первыми настоящими наземными позвоночными.
Палеозойская эра, или палеозой наступила непосредственно после неопротерозоя (1 млрд – 542 млн лет назад), а затем сменилась мезозойской эрой (252-66 млн лет назад). Палеозой имел продолжительность около 290 млн лет; он начался приблизительно 542 млн лет назад и завершился около 252 млн лет назад.
Начало палеозойской эры ознаменовывается Кембрийским взрывом. В этот относительно быстрый период эволюции и развития видов появилось множество новых и более сложных организмов, чем когда-либо видела Земля. В течение кембрия появились многие предки сегодняшних видов, включая членистоногих и иглокожих.
Палеозойская эра разбивается на шесть основных периодов, представленных ниже:
Кембрийский период, или кембрий (542 – 485 млн лет назад)
Почти вся жизнь кембрийского периода была сосредоточена в океане. Если и существовала какая-либо жизнь на суше, это были скорее всего одноклеточные микроорганизмы. В Канаде, Гренландии и Китае, ученые обнаружили окаменелости, принадлежащие к этому периоду времени, среди которых были идентифицированы многие крупные плотоядные ракообразные, похожие на креветок и крабов.
Ордовикский период, или ордовик (485 – 444 млн лет назад)
После Кембрийского периода наступил ордовикский период. Этот второй период палеозойской эры длился около 41 млн лет и все больше диверсифицировал водную жизнь. Крупные хищники, похожие на моллюсков, охотились на мелких животных на дне океана. Во время ордовика произошло много изменений окружающей среды. Ледники начали перемещаться на континенты, а уровни океана значительно снизились. Сочетание изменения температуры и потери океанской воды привело к массовому вымиранию, которое ознаменовало конец периода. Около 75% всех живых существ в то время вымерли.
Силурийский период, или силур (444 – 419 млн лет назад)
После массового вымирания в конце ордовикского периода, разнообразие жизни на Земле должно было вернуться назад. Одно из основных изменений в планировке суши планеты состояло в том, что континенты начали соединяться. Это создало еще более непрерывное пространство в океанах для развития и диверсификации морской жизни. Животные могли плавать и питаться близко к поверхности, чего не происходило ранее в истории жизни на Земле.
В силуре распространилось много разных видов бесчелюстных рыб и даже появились первые лучепёрые рыбы. В то время как наземная жизнь все еще отсутствовала (за исключением одиночных клеточных бактерий), разнообразие видов начало восстанавливаться. Уровни кислорода в атмосфере были почти такими же как и сегодня, поэтому к концу силурийского периода на континентах были замечены некоторые виды сосудистых растений, а также первые членистоногие животные.
Девонский период, или девон (419 – 359 млн лет назад)
Диверсификация была быстрой и широко распространенной в течение девонского периода. Наземная флора стала более распространенной и включала папоротники, мхи и даже семенные растения. Корневые системы этих ранних наземных растений помогли избавить почву от камней, что обеспечило больше возможностей для укоренения и произрастания растений на суше. Множество насекомых также появилось в девонский период. Ближе к концу девона, земноводные перебрались на сушу. Поскольку континенты соединялись, это позволило новым наземным животным легко распространяться в различных экологических нишах.
Тем временем, в океанах, бесчелюстные рыбы адаптировалась к новым условиям, развивая челюсти и чешую, как у современных рыб. К сожалению, девонский период закончился, когда на Землю упали крупные астероиды. Считается, что воздействие этих метеоритов вызвало массовое вымирание, уничтожившее почти 75% видов водных организмов.
Каменноугольный период, или карбон (359 – 299 млн лет назад)
Опять же, каменноугольный период был временем, когда видовое разнообразие должно было восстановиться после предыдущего массового вымирания. Поскольку массовое вымирание девонского периода в основном ограничивалось океанами, наземные растения и животные продолжали процветать и развиваться быстрыми темпами. Амфибии адаптировались еще больше и отделились от ранних предков рептилий. Континенты все еще соединялись вместе, а самые южные регионы снова были покрыты ледниками. Тем не менее были и тропические климатические условия, благодаря которым развивалась большая пышная растительность, эволюционировавшая во многие уникальные виды. Это были болотные растения, которые образовали уголь, используемый в наше время для топлива и других целей.
Что касается жизни в океанах, темпы эволюции, как представляется, были заметно медленнее, чем раньше. Виды, которые сумели выжить в результате последнего массового вымирания, продолжали развиваться и образовывать новые похожие виды.
Пермский период, или пермь (299 – 252 млн лет назад)
Наконец, в пермский период все континенты на Земле объединились полностью, и сформировали суперконтинент, известный как Пангея. В начале этого периода жизнь продолжала развиваться, и появились новые виды. Полностью сформировались рептилии, отделившись от эволюционной ветви, которая в конечном итоге породила млекопитающих в мезозойскую эру. Рыбы из соленых вод океанов приспособилась к жизни в пресноводных водоемах по всему континенту Пангеи, что привело к появлению пресноводных животных. К сожалению, это время видового разнообразия подошло к концу, частично из-за множества вулканических взрывов, которые истощили кислород и повлияли на климат планеты, заблокировав солнечный свет, что привело к появлению множества ледников. Все это привело к крупнейшему массовому вымиранию в истории Земли. Считается, что на закате палеозойской эры было уничтожено практически 96% всех видов.
Читайте также: