AUGALŲ EVOLIUCIJA: ŠIUOLAIKINIAI AUGALAI - BIOLOGIJA - 2025

Augalų evoliucija galbūt prasidėjo gėlavandenių grupės primena šiandienos žaliųjų dumblių ir nuo to visi dabartiniai grupės kilęs: samanos, klubas samanos, horsetails, paparčiai, gymnosperms ir gaubtasėkliai.

Augalams būdinga labai įvairi grupė ir nepaprastas plastiškumas. Evoliucinės biologijos požiūriu jie leidžia ištirti svarbius mechanizmų ciklus ir unikalius įvykius, pavyzdžiui, spekuliaciją poliploidija angiospermose.

Šaltinis: autorius Maulucioni, iš „Wikimedia Commons“

Evoliucijos proceso metu, sukėlusio šią monofilinę grupę, atsirado naujovių, tokių kaip ląstelės siena, sudaryta daugiausia iš celiuliozės - polimero, sudaryto iš pasikartojančių gliukozės vienetų.

Atsižvelgiant į monofiletinius augalų vertinimus, pirmiausia reikia įtraukti melsvadumblius, dėl kurių endosimbiotiniai reiškiniai sukėlė plastidžių (įskaitant chloroplastus, susijusius su fotosintezės procesu) įvairovę. Šis įvykis įvyko bendrame šios giminės protėvyje.

Taip pat pasirodė daugialypumas (organizmai, turintys daugiau nei vieną ląstelę) ir viršūninio meristemo plitimas, asimetrinio ląstelių dalijimosi tipas ir zigotinis susilaikymas. Tačiau įspūdingiausia augalų naujovė buvo kolonizuoti antžeminę aplinką.

Žemiau aprašysime kai kuriuos bendruosius augalų evoliucijos aspektus ir tada įsigilinsime į kiekvienos grupės kilmę.

Evoliucijos mechanizmai

Augalų kilmės evoliucijos mechanizmai yra tie patys, kurie sukėlė pokyčius kitose gyvenimo grupėse: natūrali atranka ir genetinis ar genetinis dreifas.

Darvinistinė natūrali atranka yra evoliucijos mechanizmas, kurį sudaro skirtinga individų reprodukcinė sėkmė. Kai augalai turėjo tam tikrą paveldimą požymį (tai yra, perduodami iš tėvų vaikams) ir ši savybė leido jiems palikti daugiau palikuonių, šis morfas padidėjo populiacijoje.

Kitas mechanizmas yra genų dreifas, kurį sudaro atsitiktiniai ar stochastiniai alelių dažnio pokyčiai.

Tuo pačiu būdu pagrindinį vaidmenį vaidino koevoliuciniai procesai su gyvūnais. Kaip ir apdulkinimas, ir sėklų pasklidimas sėkliniuose augaluose.

Augalų kūno planų raida

Augalų kūno planų pasikeitimas yra susijęs su esminiais pokyčiais, kurie įvyko sporofito ir gametofito fazėse. Atlikti tyrimai rodo, kad haploidinė fazė anksčiau buvo sudėtingesnė.

Tačiau ši tendencija pasikeitė: gametofitas pradėjo būti ryškiausias etapas. Šis reiškinys smarkiai padidino morfologinę įvairovę nuo devono.

Geologiniai kiekvienos grupės atsiradimo laikotarpiai

Iškastinis įrašas suteikia mums neįtikėtiną informacijos apie visų gyvų organizmų evoliuciją šaltinį, nors jis nėra tobulas ir neišsamus.

Bryofitai, labai paprasti organizmai, neturintys kraujagyslių audinių, buvo žinomi nuo Ordovičiaus laikų.

Seniausius sluoksnius sudaro labai paprastos kraujagyslių augalų struktūros. Vėliau, devono ir anglies dvideginio regionuose, paplitimas buvo paplitęs: paparčių, klubinių samanų, arklio ir progymnospermų.

Devone pasirodė pirmieji sėkliniai augalai. Taigi mezozojaus florą sudarė asmenys, primenantys gimnastikos peripetijas. Pagaliau kreidoje pasirodo angiospermos.

Dumblių raida

Dumbliai yra pati primityviausia grupė. Jie atitinka pirmosios fotosintetinės ląstelės kilmę dėl endosimbiozės įvykio: ląstelė praryja fotosintezės gebėjimą turinčią bakteriją.

Tai buvo gana priimtas chloroplastų evoliucijos paaiškinimas, jis taip pat galioja mitochondrijoms.

Bryofitų raida

Manoma, kad Bryofitai yra pirmieji organizmai, atsiribojantys nuo dumblių. Jie atitinka pirmą sausumos augalų grupę. Pagrindinės jo savybės yra šaknų sistemos ir kraujagyslių sistemos, sudarytos iš ksilemo ir floemo, nebuvimas.

Pirmuosius 100 milijonų metų Bryophtes dominavo priešistorinėje aplinkoje nuo augalų kilmės.

Kraujagyslių augalų be sėklų evoliucija

Kraujagyslių augalai be sėklų

Kraujagyslių augalai pradėjo įvairėti anglies dvideginio periode, ypač į kraujagyslių be sėklų augalus.

Kaip ir bryofitai, be sėklų plaukiojantiems gametams reikia vandens, kad abi lyties ląstelės galėtų susitikti. Dėl šios priežasties manoma, kad pirmosios formos kraujagyslių augalai apsiribojo drėgna aplinka, kuriai buvo palanki reprodukcija.

Kraujagyslių augalų protėviai ir protėviai datuojami 420 milijonų metų. Organizmams buvo būdingas šakotas sporofitas, nepriklausantis nuo gametofitinės fazės jų augimui ir vystymuisi. Šie padariniai buvo padaryti dėl mažo dydžio - jie retai viršydavo penkiasdešimt centimetrų.

Šis išdėstymas palengvino sporų susidarymą ir taip padidino išgyvenimo ir dauginimosi tikimybę.

Labiausiai primityvi kraujagyslių augalų grupė yra šiuolaikinės likofitų rūšys (klubinės samanos, selaginella ir paparčiai ar izoetai). Likopitai vystėsi pelkėse ir panašiuose reljefuose, kol milžiniškos formos išnyko ir mažosios, kurias stebime šiandien.

Paparčiai, kaip ir jų giminaičiai, plaukų uodegos ir šepečių paparčiai spinduliavo nuo pat Devonio kilmės.

Kraujagyslių audinių ir šaknų svarba

Kraujagyslių augalai, kaip rodo jų pavadinimas, turi kraujagyslių audinį, kuris yra padalintas į fleemą ir ksilimą. Šios struktūros yra atsakingos už druskų ir maistinių medžiagų laidumą visame augalo kūne.

Lignifikuoto audinio gavimas leido augalams padidinti dydį, palyginti su bryofitais. Šie stiebai neleido nuvirsti ir nenukristi, todėl galėjo pernešti maistines medžiagas ir vandenį į nemažą aukštį.

Kita vertus, šaknys leidžia augalams įsitvirtinti dirvos paviršiuje, leisdamos jiems absorbuoti vandenį ir maistines medžiagas. Šaknys taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį leidžiant augalui pasiekti didesnį dydį. Šaknies sistema, stebima fosilijose, yra gana panaši į dabartinę.

Šaknų kilmė evoliucijos istorijoje vis dar neaiški. Nežinia, ar jie atsirado per vieną įvykį visų kraujagyslių augalų protėviuose, ar per kelis įvykius - tai, kas vadinama suartėjusia evoliucija.

Kraujagyslių augalų evoliucija

Anglies augaluose augalai išsišakojo į dvi dideles sėklinių augalų grupes: gimnastikos ir angiospermes.

Gimnazijosperpermų raida

Iš pradžių daigai priminė paparčio. Gimdos gumbasvogūniai yra augalai be gėlių, kurie visi spinduliavo pagal labai panašų modelį. Šiandien labiausiai paplitusios yra pušys ir kiparisai. Vieni iš seniausių egzempliorių yra ginkmedžiai, dviratės ir žandikauliai.

Žydinčių augalų evoliucija: angiosperm

Žydintys augalai arba angiosperms yra augalų grupė, sudaranti didžiąją dalį augalų, esančių Žemės planetoje. Šiandien jie paplitę visur ir apima tokias įvairias formas kaip medžiai, krūmai, vejos, kviečių ir kukurūzų laukai ir visi įprasti augalai, kuriuos stebime su gėlėmis.

Evoliucinės biologijos tėvui Charlesui Darwinui staigus šios grupės pasirodymas buvo mįslingas įvykis, apimantis didžiulį pasiskirstymą.

Šiandien grupė, dėl kurios atsirado angiospermos, yra laikoma kažkokia primityvių gimnastikos peripetijų grupe - krūmą primenančiu organizmu. Nors nėra konkretaus kandidato, įtariamos kai kurios gyvenimo formos, turinčios tarpinių charakteristikų tarp dviejų grupių, pradedant mezozojaus ir paleozojaus laikais.

Istoriškai ši transformacija buvo priimta, nes nesunku įsivaizduoti konstrukcijų, galinčių pernešti kiaušialąstes (būdingos gimnastikospermoms), virsmą kilimais. Pastaruoju metu nebėra įprasta aktyviai ieškoti šių perėjimo formų.

Pirmosios angiosperms (ir kitų pėdsakų, tokių kaip žiedadulkių grūdai) fosilijos datuojamos daugiau nei 125 milijonais metų.

Gėlė

Tinkamiausia angiosperms naujovė yra gėlių struktūra. Spėliojama, kad pirmykštės gėlės turėjo dabartinės magnolijos morfologiją, sudarytą iš daugybės kilimų, kuokelių ir perimetro gabalėlių.

Vaizdinių ir uoslės dirgiklių požiūriu gėlė yra patrauklus organas apdulkintojams. Tai gali būti stuburiniai (pavyzdžiui, paukščiai ir šikšnosparniai) arba bestuburiai (pavyzdžiui, bitės, vapsvos ar musės). Apdulkinimas yra akivaizdus augalo pranašumas: žiedadulkės pasiskirsto daug geriau nei vėjas.

Apdulkinimas buvo pasirinktas įvykis, nes kuo daugiau gyvūnų lankydavosi augaluose, tuo pačiu ir sėkla augindavo. Taigi bet koks pokytis, kuris teigiamai padidino apsilankymus, akimirksniu suteikė asmeniui didelį atrankos pranašumą.

Pavyzdžiui, žydintys augalai, kurie dėl tam tikros atsitiktinės mutacijos pradėjo išskirti maistinę medžiagą, kuri patraukė apdulkintoją, turėjo selektyvų pranašumą prieš savo bendraamžius, kuriems šio bruožo nebuvo.

Be to, vaisius yra atlygis, turintis daug energijos gyvūnui, kuris jį vartoja. Po virškinimo gyvūnas nudžiūna ir tokiu būdu išsklaido sėklas. Pavyzdžiui, daugelis paukščių ir vaisių šikšnosparnių vaidina nepakeičiamą vaidmenį kaip sėklos skleidėjai miškuose.

Nuorodos

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologija: mokslas ir gamta. „Pearson Education“.
2. Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoliucijos analizė. Prentice salė.
4. Futuyma, DJ (2005). Evoliucija. Sinaueris.
5. Raven, PH, Evert, RF ir Eichhorn, SE (1992). Augalų biologija (2 tomas). Aš atbuline eiga.
6. Rodríguez, EV (2001). Atogrąžų augalų auginimo fiziologija. Redakcinis Kosta Rikos universitetas.
7. Taizas, L., ir Zeigeris, E. (2007). Augalų fiziologija. Jaume'o I. universitetas