Կյանքը պալեոզոյան դարաշրջանում. Երկրի վրա առաջին բույսերը. Կյանքի ծագումը Առաջին ցամաքային բույսերը հայտնվեցին շրջակայքում
Այս հոդվածում մենք կքննարկենք կարևոր և հետաքրքիր թեմա- մոլորակի վրա բուսական աշխարհի առաջացումը և զարգացումը. Այսօր մենք զբոսնում ենք այգում յասամանի ծաղկման ժամանակ, սունկ հավաքում աշնանային անտառՏան ծաղիկները պատուհանագոգին ջրելիս կամ հիվանդության ժամանակ երիցուկի թուրմ թրմելիս մենք հազվադեպ ենք մտածում, թե ինչպիսի տեսք ուներ Երկիրը մինչև բույսերի հայտնվելը: Ինչպիսի՞ն էր լանդշաֆտը այն ժամանակ, երբ միաբջիջ օրգանիզմները նոր էին առաջանում կամ ի հայտ եկան առաջին թույլ ցամաքային բույսերը: Ինչ տեսք ունեին անտառները պալեոզոյան և մեզոզոյան: Պատկերացրեք, որ այդ կես մետրանոց պտերների նախնիները, որոնք այժմ համեստորեն թաքնվում են եղևնիների ստվերում, 300 միլիոն տարի առաջ հասել են 30 մետր և ավելի բարձրության։
Թվարկենք կենդանի աշխարհի առաջացման հիմնական փուլերը.
Կյանքի ծագումը
1. 3, 7 միլիարդտարիներ առաջ առաջացել է առաջին կենդանի օրգանիզմներ. Նրանց ի հայտ գալու ժամանակը (շատ մոտավորապես, հարյուր միլիոնավոր տարիների ընդմիջումով) այսօր կարելի է կռահել նրանց գոյացած հանքավայրերից։ Մեկուկես միլիոն տարի ցիանոբակտերիաներսովորել թթվածնի ֆոտոսինթեզև այնքան շատացան, որ մոտ 2,4 միլիարդ տարի առաջ նրանք պատասխանատու դարձան մթնոլորտի թթվածնով գերհագեցվածության համար, ինչը հանգեցրեց անաէրոբ օրգանիզմների ոչնչացմանը, որոնց համար թթվածինը թույն էր: Երկրի կենդանի աշխարհը արմատապես փոխվել է:
2. 2 մլրդտարիներ առաջ արդեն տարբեր էին միաբջիջև՛ ավտոտրոֆներ, և՛ հետերոտրոֆներ:Այս պ առաջին միաբջիջչի ունեցել միջուկներ և պլաստիդներ՝ այսպես կոչված հետերոտրոֆ պրոկարիոտներ (բակտերիաներ): Նրանք էին, որ տվեցինխթան առաջին միաբջիջ օրգանիզմների առաջացման համարբույսեր.
3. 1, 8 միլիարդտարիներ առաջ առաջացան միջուկային միաբջիջ օրգանիզմները,այսինքն՝ էուկարիոտները, շուտով (երկրաբանական չափանիշներով)Հայտնվեցին տիպիկ կենդանական և բուսական բջիջներ։
Բազմաբջիջ բույսերի առաջացումը
1. Մոտ 1, 2 մլրդտարիներ առաջ առաջացել է միաբջիջ օրգանիզմների հիման վրաբազմաբջիջ ջրիմուռներ.
2. Այդ ժամանակ կյանքը գոյություն ուներ միայն տաք ծովերում և օվկիանոսներում, սակայն կենդանի օրգանիզմները ակտիվորեն զարգանում և առաջընթաց էին ապրում՝ նախապատրաստվելով ցամաքի զարգացմանը:
Բույսեր, որոնք գալիս են ցամաք
1. 4 20 մլնտարիներ առաջ հայտնվեցին առաջին ցամաքային բույսերը. մամուռներԵվ psilophytes (ռինիոֆիտներ). Նրանք հայտնվել են մոլորակի շատ վայրերումմիմյանցից անկախ, տարբեր բազմաբջիջ ջրիմուռներից։Իհարկե, սկզբում ուսումնասիրեցին միայն ափամերձ եզրը։
2. Պսիլոֆիտներ(Օրինակ, Ռինիա) ապրում էր ափերի երկայնքով, ծանծաղ ջրերում,նման է ժամանակակից մամուռներին: Սրանք մանր, թույլ բույսեր էին, որոնց կյանքը բարդանում էր ընձյուղների ու արմատների բացակայության պատճառով։. Արմատների փոխարեն, որոնցով պետք է պատշաճ կերպով կառչեն հողից, պսիլոֆիթները ունեինռիզոիդներ. Պսիլոֆիտի վերին հատվածը պարունակում էր կանաչ պիգմենտ և ունակ էր ֆոտոսինթեզի։ Այս պիոներները՝ հողի համարձակ զավթիչները, անհետացան,բայց նրանք կարողացան առաջացնել պտերիդոֆիտներ:
4.
Մամուռներ -
այս օրերի իրենց բոլոր անսովորության, գեղեցկության և համատարածության համար նրանք դարձել են փակուղիճյուղ yu էվոլյուցիայի. Հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ առաջանալով՝ նրանք երբեք չեն կարողացել առաջացնել բույսերի այլ խմբեր:
Մենք՝ ժամանակակիցներս, շատ քիչ բան գիտենք բուսական աշխարհի առաջին ներկայացուցիչների մասին։ Ցավոք, նրանց բրածո մնացորդներից քիչ են հայտնաբերվել: Այնուամենայնիվ, գիտնականները, օգտագործելով հնագույն բույսերի թողած բրածո հետքերը, այնուամենայնիվ վերականգնեցին իրենց տեսքը, ինչպես նաև ուսումնասիրեցին առաջինը դարձած բույսերի կառուցվածքային առանձնահատկությունները:
Գիտությունը, որն ուսումնասիրում է բրածո բույսերի կառուցվածքային առանձնահատկությունները և կենսական գործառույթները, կոչվում է «պալեոբուսաբանություն»: Հենց պալեոբուսաբաններն են փնտրում բույսերի աշխարհի ծագման վերաբերյալ հարցերի պատասխանները:
Սպորային բույսերի դասակարգում
Երկրի վրա առաջին բույսերը բազմացել են սպորների միջոցով: Բուսական աշխարհի ժամանակակից ներկայացուցիչների թվում կան նաև սպոր բույսեր։ Ըստ դասակարգման՝ դրանք բոլորը միավորված են մեկ խմբի մեջ՝ «ավելի բարձր սպորային բույսեր»։ Դրանք ներկայացված են ռինիոֆիտներով, զոստերոֆիլոֆիտներով, տրիմսրոֆիտներով, փսիլոտոֆիտներով, բրիոֆիտներով (բրիոֆիտներով), լիկոպոդիոֆիտներով (մոկոֆիտներով), էկվիզետոֆիտներով (Equisetaceae) և պոլիպոդիոֆիտներով (Ferns): Այս բաժանումներից առաջին երեքը լիովին անհետացած են, իսկ մյուսները պարունակում են և՛ անհետացած, և՛ գոյություն ունեցող խմբեր։
Rhiniophytes - առաջին ցամաքային բույսերը
Առաջին ցամաքային բույսերը բուսական աշխարհի ներկայացուցիչներն էին, որոնք գաղութացրել էին Երկիրը մոտավորապես 450 միլիոն տարի առաջ: Նրանք աճում էին տարբեր ջրային մարմինների մոտ կամ ծանծաղ ջրային տարածքներում, որոնք բնութագրվում էին պարբերական ջրհեղեղներով և չորանումով։
Բոլոր բույսերը, որոնք տիրապետում են հողին, ունեն ընդհանուր հատկանիշ. Սա մարմնի բաժանումն է երկու մասի՝ վերգետնյա և ստորգետնյա։ Այս կառուցվածքը բնորոշ էր նաև ռինիոֆիտներին։
Հնագույն բույսերի մնացորդներն առաջին անգամ հայտնաբերվել են 19-րդ դարի երկրորդ կեսին ժամանակակից Կանադայի տարածքում։ Սակայն անհայտ պատճառներով այս գտածոն չի հետաքրքրել բուսաբաններին։ Իսկ 1912 թվականին Շոտլանդիայի Ռինի գյուղի մոտ տեղի գյուղական բժիշկը գտավ ևս մի քանի քարացած բույսեր։ Նա չգիտեր, որ իր ձեռքում է պահում առաջին հողատարածքների մնացորդները, բայց լինելով շատ հետաքրքրասեր, որոշեց մանրակրկիտ ուսումնասիրել հետաքրքիր գտածոն։ Կտրվածք անելով՝ նա հայտնաբերեց լավ պահպանված բույսերի մնացորդներ։ Ցողունը շատ բարակ էր, մերկ, վրան ամրացված էին երկարավուն պրոցեսներ (նման ձգված գնդիկների)՝ շատ հաստ պատերով։ Գտածոյի մասին տեղեկությունները արագ հասան պալեոբուսաբաններին, ովքեր պարզեցին, որ հայտնաբերված մնացորդները առաջին ցամաքային բույսերն են։ Այս հնագույն մնացորդների անվան վերաբերյալ կասկածներ են եղել։ Բայց արդյունքում նրանք որոշեցին գնալ ամենապարզ ճանապարհով և նրանց անվանեցին Ռինիոֆիտներ՝ այն գյուղի անունով, որի մոտ հայտնաբերվեցին։
Կառուցվածքային առանձնահատկություններ
Ռինիոֆիտների արտաքին կառուցվածքը շատ պարզունակ է։ Մարմինը ճյուղավորվում է ըստ երկփեղկ տիպի, այսինքն՝ երկու մասի։ Նրանք դեռ տերևներ և իրական արմատներ չունեին։ Հողին ամրացումն իրականացվել է ռիզոիդների միջոցով։ Ինչ վերաբերում է ներքին կառուցվածքին, ընդհակառակը, այն բավականին բարդ էր, հատկապես ջրիմուռների համեմատ։ Այսպիսով, այն ունեցել է ստոմատիկ ապարատ, որի օգնությամբ իրականացվում էին գազափոխանակության և ջրի գոլորշիացման գործընթացները։ Դրանց բացակայության պատճառով Երկրի վրա առաջին բույսերը համեմատաբար փոքր են եղել բարձրությամբ (50 սմ-ից ոչ ավելի) և ցողունի տրամագծով (մոտ 0,5 սմ):
Պալեոբուսաբանները կարծում են, որ բոլոր ժամանակակից ցամաքային բույսերը սերում են ռինիոֆիտներից:
Պսիլոֆիտները առաջին ցամաքային բույսերն են: Սա ճի՞շտ է:
Ավելի հավանական է՝ ոչ, քան այո: «Փսիլոֆիտներ» անվանումն իրականում հայտնվել է դեռևս 1859 թվականին։ Հենց ամերիկացի պալեոբուսաբան Դոուսոնն է անվանել հայտնաբերված բույսերից մեկը։ Նա ընտրեց այս տարբերակը, քանի որ թարգմանության մեջ այս բառը նշանակում է «մերկ բույս»։ Մինչև 20-րդ դարի սկիզբը Psilophytes ցեղը կոչվում էր հնագույն բույսեր. Բայց ըստ հետագա վերանայումների արդյունքների, այս սեռը դադարեց գոյություն ունենալ, և այս անվան օգտագործումը դարձավ չարտոնված: Միացված է այս պահինառավել ամբողջական նկարագրված Rinia սեռը անվանում է ցամաքային բուսական աշխարհի ամենահին ներկայացուցիչների ամբողջ բաժինը: Հետևաբար, առաջին ցամաքային բույսերը ռինիոֆիտներն էին:
Առաջին հողային բույսերի բնորոշ ներկայացուցիչներ
Ենթադրաբար, առաջին ցամաքային բույսերը եղել են կուկոնիան և ռինիան։
Բուսական աշխարհի ամենահին ներկայացուցիչներից էր խոհարարությունը, որը նման էր ոչ ավելի, քան 7 սմ բարձրությամբ փոքրիկ թփի, նրա համար բարենպաստ աճող միջավայր էին: Չեխիայում, Ամերիկայի Միացյալ Նահանգներում և Արևմտյան Սիբիրի որոշ շրջաններում հայտնաբերվել են Կուկսոնիայի և հարակից տեսակների բրածո մնացորդներ:
Սերտորեն կապված, ռինիան շատ ավելի լավ է ուսումնասիրվել, քան խոհարարությունը: Նրա մարմինն ավելի զանգվածային էր՝ բույսը կարող էր հասնել 50 սմ բարձրության, իսկ ցողունի տրամագիծը՝ 5 մմ։ Ռինիումի ցողունի վերջում կար գմբեթ, որի մեջ կային սպորներ։
Rinia ցեղի հնագույն ներկայացուցիչներից առաջացել են արևադարձային և մերձարևադարձային շրջանների շատ բույսեր: Ըստ ժամանակակից դասակարգում, դրանք միավորվում են Psilophytes բաժանմունքում։ Թվով շատ քիչ է, քանի որ ներառում է մոտ 20 տեսակ։ Որոշ առումներով նրանք շատ նման են իրենց հին նախնիներին: Մասնավորապես, երկուսն էլ ունեն Psilophytes-ի մոտավոր բարձրությունը 25-ից 40 սմ:
Ժամանակակից գտածոներ
Մինչև վերջերս պալեոնտոլոգները 425 միլիոն տարուց ավելի հին նստվածքներում հայտնաբերում էին միայն պարզունակ տրիլետի սպորների մնացորդներ՝ հարթ թաղանթով: Նման գտածոներ հայտնաբերվել են Թուրքիայում։ Նրանք դասակարգվում են որպես Վերին Օրդովիկյան։ Հայտնաբերված նմուշները չէին կարող լույս սփռել անոթային բույսերի առաջացման ժամանակի մասին տեղեկատվության վրա, քանի որ դրանք միայնակ էին և նրանցից բացարձակապես պարզ չէր, թե բուսատեսակի կոնկրետ որ ներկայացուցիչներին են պատկանում հարթ սպորները։
Սակայն ոչ վաղ անցյալում Սաուդյան Արաբիայում հայտնաբերվել են թրիլետային սպորների հուսալի մնացորդներ՝ զարդարված պատյանով: Պարզվել է, որ հայտնաբերված նմուշների տարիքը տատանվում է 444-ից 450 միլիոն տարի։
Անոթային բույսերի ծաղկումը սառցադաշտից հետո
Օրդովիցիայի երկրորդ կեսին ներկայիս Սաուդյան Արաբիան և Թուրքիան, ըստ երևույթին, կազմում էին գերմայրցամաքի հյուսիսային մասը և հանդիսանում էին անոթավոր բույսերի սկզբնական միջավայրը: Երկար պատմական ժամանակահատվածում նրանք ապրել են միայն իրենց «էվոլյուցիոն բնօրրանում», մինչդեռ մոլորակը բնակեցված էր պարզունակ բրիոֆիտների ներկայացուցիչներով՝ իրենց կրիպտոսպորներով: Ամենայն հավանականությամբ, անոթային բույսերի զանգվածային ցրումը սկսվել է Օրդովիկ-Սիլուրյան սահմանին տեղի ունեցած մեծ սառցադաշտից հետո:
Telome տեսություն
Ռինիոֆիտների ուսումնասիրության ժամանակ ի հայտ է եկել այսպես կոչված տելոմի տեսությունը, որը ստեղծել է գերմանացի բուսաբան Ցիմերմանը։ Այն բացահայտեց ռինիոֆիտների կառուցվածքային առանձնահատկությունները, որոնք այդ ժամանակ ճանաչված էին որպես առաջին ցամաքային բույսերը։ Ցիմերմանը ցույց է տվել նաև կարևոր վեգետատիվ և վերարտադրողական օրգանների ձևավորման ենթադրյալ ուղիները բարձր բույսեր.
Գերմանացի գիտնականի կարծիքով՝ ռինիոֆիտների մարմինը բաղկացած էր ճառագայթային սիմետրիկ առանցքներից, որոնց վերջնամասային ճյուղերը Ցիմերմանը կոչեց տելոմներ (հունարեն telos-ից՝ «վերջ»):
Էվոլյուցիայի միջոցով տելոմները, ենթարկվելով բազմաթիվ փոփոխությունների, դարձան բարձրագույն բույսերի հիմնական օրգանները՝ ցողունները, տերևները, արմատները, սպորոֆիլները։
Այսպիսով, այժմ մենք կարող ենք միանշանակ պատասխանել «Որո՞նք էին առաջին ցամաքային բույսերի անունները» հարցին: Այսօր պատասխանն ակնհայտ է. Սրանք ռինիոֆիտներ էին: Նրանք առաջինն էին, ովքեր հասան Երկրի մակերևույթին և դարձան ժամանակակից ֆլորայի ներկայացուցիչների նախահայրերը, չնայած այն հանգամանքին, որ նրանց արտաքին և. ներքին կառուցվածքըդա պարզունակ էր:
սերմացու բույսի սաղմնային փուլը, որը ձևավորվել է սեռական վերարտադրության ընթացքում և ծառայում է ցրման համար։ Սերմի ներսում սաղմ է, որը բաղկացած է բողբոջային արմատից, ցողունից և մեկ կամ երկու տերևից կամ կոթիլեդոններից։ Ծաղկող բույսերԵլնելով կոթիլեդոնների քանակից՝ դրանք բաժանվում են երկշաքիլավորների և միաշաքիլավորների։ Որոշ տեսակների, ինչպիսիք են խոլորձները, սաղմի առանձին մասերը չեն տարբերվում և սկսում են ձևավորվել որոշակի բջիջներից բողբոջումից անմիջապես հետո։
Տիպիկ սերմը պարունակում է սննդանյութերի պաշար սաղմի համար, որը որոշ ժամանակ պետք է աճի առանց ֆոտոսինթեզի համար անհրաժեշտ լույսի: Այս պահուստը կարող է զբաղեցնել սերմի մեծ մասը, և երբեմն գտնվում է հենց սաղմի ներսում՝ նրա կոթիլեդոններում (օրինակ՝ ոլոռի կամ լոբի մեջ); ապա դրանք մեծ են, մսոտ ու սահմանում ընդհանուր ձևըսերմ. Երբ սերմը բողբոջում է, այն կարելի է գետնից հանել երկարացող ցողունի վրա և դառնում երիտասարդ բույսի առաջին ֆոտոսինթետիկ տերևները։ Մոնոկոտորները (օրինակ՝ ցորենը և եգիպտացորենը) ունեն սննդի պաշար՝ այսպես կոչված։ էնդոսպերմը միշտ առանձնացված է սաղմից: Հացահատիկային մշակաբույսերի գրունտային էնդոսպերմը հայտնի ալյուրն է։
Անգիոսպերմների մեջ սերմը զարգանում է ձվաբջջից՝ ձվարանների ներքին պատի վրա փոքրիկ խտացում, այսինքն. պիստիլի հատակը, որը գտնվում է ծաղկի կենտրոնում: Ձվաբջիջը կարող է պարունակել մեկից մինչև մի քանի հազար ձվաբջիջ:
Նրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է ձու: Եթե փոշոտման արդյունքում այն բեղմնավորվում է փոշու հատիկից ձվաբջիջ թափանցող սերմնահեղուկով, ապա ձվաբջջը վերածվում է սերմի։ Այն աճում է, իսկ կեղևը դառնում է խիտ և վերածվում երկշերտ սերմերի։ Նրա ներքին շերտը անգույն է, ցեխոտ և կարող է մեծապես ուռչել՝ կլանելով ջուրը։ Սա օգտակար կլինի ավելի ուշ, երբ աճող սաղմը պետք է ճեղքվի սերմի շերտը: Արտաքին շերտը կարող է լինել յուղոտ, փափուկ, թաղանթապատ, կոշտ, թղթային և նույնիսկ փայտային: Այսպես կոչված սերմերի ծածկույթը սովորաբար նկատելի է: hilum - այն տարածքը, որով սերմը կապվել է պեդունկուլին, որն այն ամրացրել է ծնող օրգանիզմին։
Սերմը ժամանակակից բուսական և կենդանական աշխարհի գոյության հիմքն է։ Առանց սերմերի մոլորակի վրա չէին լինի փշատերև տայգա, սաղարթավոր անտառներ, ծաղկող մարգագետիններ, տափաստաններ, հացահատիկի դաշտեր, չէին լինի թռչուններ և մրջյուններ, մեղուներ և թիթեռներ, մարդիկ և այլ կաթնասուններ: Այս ամենը հայտնվեց միայն այն բանից հետո, երբ բույսերը, էվոլյուցիայի ընթացքում, առաջացան սերմեր, որոնց ներսում կյանքը կարող է, առանց ինքն իրեն հայտարարելու, գոյատևել շաբաթներ, ամիսներ և նույնիսկ երկար տարիներ: Սերմի մանրանկարիչ բույսի սաղմը ունակ է երկար ճանապարհներ անցնելու. նա արմատներով կապված չէ երկրին, ինչպես իր ծնողները. չի պահանջում ո՛չ ջուր, ո՛չ թթվածին; նա սպասում է թեւերի մեջ, որպեսզի հարմար տեղում հայտնվի և սպասի բարենպաստ պայմաններ, սկսում է զարգացումը, որը կոչվում է սերմերի բողբոջում։
Սերմերի էվոլյուցիան.
Հարյուր միլիոնավոր տարիներ Երկրի վրա կյանքը կառավարվում էր առանց սերմերի, ճիշտ այնպես, ինչպես կյանքը մոլորակի մակերեսի երկու երրորդի վրա՝ ծածկված ջրով, այժմ առանց դրանց: Կյանքը ծագել է ծովում, և առաջին բույսերը, որոնք գրավել են հողը, դեռևս առանց սերմերի էին, բայց միայն սերմերի տեսքը թույլ տվեց ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներին լիովին տիրապետել այս նոր միջավայրին:
Առաջին հողային բույսերը.
Ի թիվս խոշոր օրգանիզմներՑամաքում հենվելու առաջին փորձը, ամենայն հավանականությամբ, կատարվել է ծովային մակրոֆիտների կողմից՝ ջրիմուռների կողմից, որոնք մակընթացության ժամանակ հայտնվել են արևից տաքացած ժայռերի վրա: Նրանք բազմանում են սպորներով՝ միաբջիջ կառուցվածքներով, որոնք ցրվում են մայր օրգանիզմի կողմից և կարող են վերածվել նոր բույսի։ Ջրիմուռների սպորները շրջապատված են բարակ պատյաններ, հետևաբար նրանք չեն հանդուրժում չորացումը։ Ստորջրյա նման պաշտպանությունը միանգամայն բավարար է։ Այնտեղ սպորները տարածվում են հոսանքների միջոցով, և քանի որ ջրի ջերմաստիճանը համեմատաբար քիչ է տատանվում, նրանց պետք չէ երկար սպասել բողբոջման համար բարենպաստ պայմանների համար։
Առաջին ցամաքային բույսերը նույնպես վերարտադրվել են սպորներով, սակայն նրանց կյանքի ցիկլում արդեն հաստատվել է պարտադիր սերնդափոխություն։ Դրանում ներառված սեռական պրոցեսն ապահովում էր համակցությունը ժառանգական հատկություններծնողները, ինչի արդյունքում սերունդը միավորեց նրանցից յուրաքանչյուրի առավելությունները՝ դառնալով ավելի մեծ, ավելի դիմացկուն, կառուցվածքով ավելի կատարյալ։ Որոշակի փուլում նման առաջադեմ էվոլյուցիան հանգեցրեց լյարդի, մամուռների, մամուռների, պտերերի և ձիու պոչերի առաջացմանը, որոնք արդեն ամբողջությամբ լքել էին ջրամբարները ցամաքում: Այնուամենայնիվ, սպորների վերարտադրությունը դեռ թույլ չէր տալիս նրանց տարածվել խոնավ և տաք օդով ճահճային տարածքներից այն կողմ:
Ածխածնային շրջանի սպորակիր բույսեր։
Երկրի զարգացման այս փուլում (մոտ 250 միլիոն տարի առաջ) պտերերի և լիկոֆիտների մեջ ի հայտ եկան հսկա ձևեր՝ մասամբ ցցված կոճղերով։ Էկվիզետոիդները, որոնց խոռոչ ցողունները պատված էին սիլիցիումով ներծծված կանաչ կեղևով, իրենց չափերով չէին զիջում։ Որտեղ էլ հայտնվում էին բույսերը, նրանց հետևում էին կենդանիները՝ ուսումնասիրելով նոր տեսակի ապրելավայրեր: Ածխի ջունգլիների խոնավ մթնշաղում կային բազմաթիվ խոշոր միջատներ (մինչև 30 սմ երկարություն), հսկա հարյուրոտանիներ, սարդեր և կարիճներ, երկկենցաղներ, որոնք նման էին հսկայական կոկորդիլոսների և սալամանդերներ: Կային ճպուռներ՝ 74 սմ թեւերի բացվածքով և 10 սմ երկարությամբ ուտիճներ։
Ծառի պտերերը, մամուռները և ձիաձետերը ունեին բոլոր այն հատկությունները, որոնք անհրաժեշտ էին ցամաքում ապրելու համար, բացառությամբ մի բանի՝ նրանք սերմեր չէին կազմում։ Նրանց արմատները արդյունավետորեն կլանում էին ջուրը և հանքային աղերը, կոճղերի անոթային համակարգը հուսալիորեն բաշխում էր կյանքի համար անհրաժեշտ նյութերը բոլոր օրգաններին, իսկ տերևները ակտիվորեն սինթեզում էին օրգանական նյութեր: Նույնիսկ սպորները բարելավվել են և ձեռք են բերել ամուր ցելյուլոզային պատյան։ Առանց չորանալու վախի, դրանք քամու կողմից տարվել են զգալի տարածություններով և չեն կարողացել անմիջապես բողբոջել, բայց որոշակի քնից հետո (այսպես կոչված՝ քնած սպորները)։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ամենակատարյալ սպորը միաբջիջ գոյացությունն է. Ի տարբերություն սերմերի, այն արագ չորանում է և չի պարունակում սննդանյութերի պաշար, հետևաբար չի կարողանում երկար սպասել զարգացման համար բարենպաստ պայմաններին։ Այնուամենայնիվ, հանգստացող սպորների ձևավորումը կարևոր իրադարձություն էր սերմացու բույսեր տանող ճանապարհին:
Շատ միլիոնավոր տարիներ մեր մոլորակի կլիման մնացել է տաք և խոնավ, բայց էվոլյուցիան ածխային ճահիճների բերրի վայրի բնության մեջ չի դադարել: Ծառանման սպոր բույսերում առաջին անգամ ի հայտ եկան իսկական սերմերի պարզունակ ձևեր։ Սերմերի պտերներ, լիկոֆիտներ (սեռի հայտնի ներկայացուցիչներ Լեպիդոդենդրոն– հունարենում այս անունը նշանակում է «շերտավոր ծառ») և կոշտ փայտային կոճղերով:
Չնայած հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ ապրած այս օրգանիզմների բրածո մնացորդները սակավ են, հայտնի է, որ ծառերի սերմերի պտերները նախորդել են ածխածնի շրջանին: 1869 թվականի գարնանը Սխոհարի Քրիք գետը Կատսկիլ լեռներում (Նյու Յորք) ուժեղ հեղեղվեց։ Ջրհեղեղը ավերել է կամուրջներ, տապալել ծառեր և լրջորեն քշել Գիլբոա գյուղի մոտ գտնվող ափը։ Այս դեպքը վաղուց մոռացված կլիներ, եթե քնած ջուրը դիտորդներին չբացահայտեր տարօրինակ կոճղերի տպավորիչ հավաքածու։ Նրանց հիմքերը մեծապես ընդարձակվեցին, ինչպես ճահճային ծառերը, դրանց տրամագիծը հասնում էր 1,2 մ-ի, իսկ տարիքը՝ 300 միլիոն տարի։ Կեղևի կառուցվածքի մանրամասները լավ պահպանված էին մոտակայքում ցրված ճյուղերի և տերևների բեկորներ։ Բնականաբար, այս ամենը, այդ թվում՝ տիղմը, որից բարձրանում էին կոճղերը, քարացել էին։ Երկրաբանները բրածոները թվագրել են Վերին Դևոնյան ժամանակաշրջանով՝ մինչև ածխածնի շրջանը, և պարզել են, որ դրանք համապատասխանում են ծառերի պտերերին։ Հաջորդ հիսուն տարիների ընթացքում միայն պալեոբուսաբանները հիշեցին հայտնագործությունը, իսկ հետո Գիլբոա գյուղը ներկայացրեց մեկ այլ անակնկալ: Հնագույն պտերերի քարացած կոճղերի հետ մեկտեղ այս անգամ հայտնաբերվել են նրանց ճյուղերն իրական սերմերով։ Այս անհետացած ծառերը այժմ դասակարգվում են որպես սեռի պատկանող Էոսպերմատոպտերիս, որը թարգմանվում է որպես «արշալույսի սերմ պտեր»։ («արշալույս», քանի որ խոսքը Երկրի ամենավաղ սերմերի բույսերի մասին է):
Ածխածնի առասպելական շրջանն ավարտվեց, երբ երկրաբանական պրոցեսները բարդացրին մոլորակի տեղագրությունը՝ տրորելով նրա մակերեսը ծալքերով և մասնատելով այն լեռնաշղթաներով: Լանջերից ողողված նստվածքային ապարների հաստ շերտի տակ թաղվել են ցածրադիր ճահիճները։ Մայրցամաքները փոխեցին իրենց ձևը՝ տեղաշարժելով ծովը և շեղելով օվկիանոսի հոսանքները իրենց նախկին հունից, տեղ-տեղ սկսեցին աճել սառցե գլխարկները, իսկ կարմիր ավազը ծածկեց հսկայական ցամաքային տարածքներ։ Հսկա պտերները, մամուռները և ձիաձետերը վերացան. նրանց սպորները հարմարեցված չէին ավելի դաժան կլիմայական պայմաններին, և սերմերով բազմանալու փորձը չափազանց թույլ և անորոշ էր:
Առաջին իսկական սերմացու բույսերը.
Ածխի անտառները սատկեցին և ծածկվեցին ավազի և կավի նոր շերտերով, բայց որոշ ծառեր գոյատևեցին այն պատճառով, որ նրանք ձևավորեցին թեւավոր սերմեր՝ դիմացկուն կեղևով: Նման սերմերը կարող էին տարածվել ավելի արագ, ավելի երկար և, հետևաբար, ավելի երկար հեռավորությունների վրա: Այս ամենը մեծացրեց նրանց հնարավորությունները՝ գտնելու բողբոջման համար բարենպաստ պայմաններ կամ սպասելու մինչև իրենց ժամանումը:
Սերմերին վիճակված էր հեղափոխել կյանքը Երկրի վրա Մեսոզոյան դարաշրջանի սկզբում: Այդ ժամանակ երկու տեսակի ծառեր՝ ցիկադները և գինկգոները, փախել էին այլ ածխածնային բուսականության տխուր ճակատագրից: Այս խմբերը սկսեցին համա-բնակեցնել մեզոզոյան մայրցամաքները։ Առանց մրցակցության հանդիպելու՝ նրանք Գրենլանդիայից տարածվեցին Անտարկտիդա՝ մեր մոլորակի բուսական ծածկը դարձնելով գրեթե միատարր։ Նրանց թեւավոր սերմերը ճանապարհորդում էին լեռնային հովիտներով, թռչում անշունչ ժայռերի վրայով և բողբոջում քարերի միջև ընկած ավազոտ վայրերում և ալյուվիալ խիճերի մեջ։ Հավանաբար, փոքրիկ մամուռներն ու պտերները, որոնք վերապրել են մոլորակի կլիմայի փոփոխությունը ձորերի հատակին, ժայռերի ստվերում և լճերի ափերի երկայնքով, օգնել են նրանց բացահայտել նոր վայրեր: Նրանք պարարտացրել են հողը իրենց օրգանական մնացորդներով՝ պատրաստելով նրա բերրի շերտը ավելի խոշոր տեսակների բնակեցման համար։
Լեռնաշղթաներն ու ընդարձակ հարթավայրերը մնացին մերկ։ Թևավոր սերմերով երկու տեսակի «ռահվիրա» ծառեր, որոնք տարածվել էին մոլորակի վրա, կապված էին խոնավ վայրերի հետ, քանի որ նրանց ձվերը բեղմնավորվում էին դրոշակավոր, ակտիվորեն լողացող սերմնահեղուկով, ինչպես մամուռների և պտերերի ձվերը:
Շատ սպորակիր բույսեր արտադրում են տարբեր չափերի սպորներ՝ խոշոր մեգասպորներ, որոնցից առաջանում են իգական գամետներ և փոքր միկրոսպորներ, որոնց բաժանումից առաջանում են շարժուն սերմնահեղուկներ։ Ձվի բեղմնավորման համար անհրաժեշտ է ջրի վրա լողալ դեպի այն, բավական է մի կաթիլ անձրև և ցող:
Ցիկադներում և գինկգոներում մեգասպորները չեն ցրվում մայր բույսի կողմից, այլ մնում են դրա վրա՝ վերածվելով սերմերի, սակայն սերմնահեղուկը շարժուն է, ուստի բեղմնավորման համար խոնավություն է անհրաժեշտ։ Այս բույսերի արտաքին կառուցվածքը, հատկապես նրանց տերևները, նույնպես մոտեցնում են նրանց պտերանման նախնիներին։ Ջրի մեջ լողացող սերմնահեղուկով բեղմնավորման հնագույն մեթոդի պահպանումը հանգեցրեց նրան, որ, չնայած համեմատաբար դիմացկուն սերմերին, երկարատև երաշտը մնաց այս բույսերի համար անհաղթահարելի խնդիր, և հողի գրավումը կասեցվեց:
Ցամաքային բուսականության ապագան ապահովվում էր տարբեր տեսակի ծառերով, որոնք աճում էին ցիկադների և գինկգոների մեջ, բայց կորցնում էին իրենց դրոշակավոր սպերմատոզոիդները: Սրանք արաուկարիաներն էին (սեռ Արաուկարիա), ածխածնային կորդաիտների փշատերև ժառանգներ։ Ցիկադների դարաշրջանում սկսեցին ձևավորվել արաուկարիաներ հսկայական քանակությամբմիկրոսկոպիկ փոշու հատիկներ՝ համապատասխան միկրոսպորներին, բայց չոր և խիտ: Դրանք քամու միջոցով տեղափոխվում էին մեգասպորներ, ավելի ճիշտ՝ դրանցից գոյացած ձվաբջիջներով ձվաբջիջներ և բողբոջում էին ծաղկափոշու խողովակներով, որոնք անշարժ սերմնահեղուկ էին հասցնում իգական սեռական բջիջներին։
Այսպիսով, ծաղկափոշին հայտնվեց աշխարհում: Բեղմնավորման համար ջրի կարիքն անհետացավ, և բույսերը բարձրացան նոր էվոլյուցիոն մակարդակի: Փոշու արտադրությունը հանգեցրեց յուրաքանչյուր առանձին ծառի վրա զարգացող սերմերի քանակի հսկայական աճի և, հետևաբար, այդ բույսերի արագ տարածմանը: Հին Արաուկարիաները նույնպես ունեին բնակեցման մեթոդ, որը պահպանվել է ժամանակակից փշատերևների մեջ՝ կոշտի օգնությամբ։ թեւավոր սերմեր, հեշտությամբ տեղափոխվում է քամու կողմից: Այսպիսով, հայտնվեցին առաջին փշատերևները, և ժամանակի ընթացքում սոճու ընտանիքի հայտնի տեսակները:
Սոճին արտադրում է երկու տեսակի կոներ. Տղամարդկանց երկարությունը մոտ. 2,5 սմ և 6 մմ տրամագծով խմբավորված են ամենավերին ճյուղերի ծայրերում, հաճախ տասնյակ կամ ավելի փունջներով, որպեսզի մեծ ծառդրանք կարող են լինել մի քանի հազար: Նրանք ցրում են ծաղկափոշին, շուրջբոլորը ծածկելով դեղին փոշիով։ Էգ կոները ավելի մեծ են և ծառի վրա ավելի ցածր են աճում, քան արուները: Նրանց թեփուկներից յուրաքանչյուրը շերեփի տեսք ունի՝ դրսից լայն և դեպի հիմքը ձգվող, որով ամրացված է կոնի փայտային առանցքին։ Կշեռքի վերին մասում, այս առանցքին ավելի մոտ, բաց տեղադրված են երկու մեգասպորներ, որոնք սպասում են փոշոտման և բեղմնավորման: Քամու միջոցով տեղափոխվող ծաղկափոշու հատիկները թռչում են էգ կոնների ներսում, թեփուկները գլորվում են դեպի ձվաբջիջները և շփվում նրանց հետ, ինչը անհրաժեշտ է բեղմնավորման համար։
Ցիկադներն ու գինկգոները չէին դիմանում ավելի առաջադեմ փշատերևների հետ մրցակցությանը, որոնք արդյունավետորեն ցրելով ծաղկափոշին և թեւավոր սերմերը, ոչ միայն մի կողմ մղեցին դրանք, այլև ստեղծեցին երկրի նոր, նախկինում անհասանելի անկյուններ: Առաջին գերիշխող փշատերևները եղել են taxodiaceae-ը (այժմ դրանք ներառում են, մասնավորապես, սեքվոյաները և ճահճային նոճիները)։ Տարածվելով աշխարհով մեկ՝ այս գեղեցիկ ծառերը վերջին անգամծածկել են աշխարհի բոլոր մասերը միատեսակ բուսականությամբ. նրանց մնացորդները հայտնաբերվել են Եվրոպայում, Հյուսիսային Ամերիկայում, Սիբիրում, Չինաստանում, Գրենլանդիայում, Ալյասկայում և Ճապոնիայում:
Ծաղկող բույսեր և նրանց սերմերը.
Փշատերևները, ցիկադները և գինկգոները պատկանում են այսպես կոչված. մարմնամարզիկներ. Սա նշանակում է, որ նրանց ձվաբջիջները բաց են գտնվում սերմերի թեփուկների վրա: Ծաղկավոր բույսերը կազմում են անգիոսպերմերի բաժանումը. նրանց ձվաբջիջները և դրանցից առաջացող սերմերը թաքնված են: արտաքին միջավայրմանգաղի ընդլայնված հիմքում, որը կոչվում է ձվարան:
Արդյունքում, ծաղկափոշու հատիկը չի կարող ուղղակիորեն հասնել ձվաբջիջին: Գամետների միաձուլման և սերմի զարգացման համար անհրաժեշտ է բույսերի բոլորովին նոր կառուցվածք՝ ծաղիկ։ Նրա արական մասը ներկայացված է ստոմաներով, իգական մասը՝ խոզուկներով։ Նրանք կարող են լինել նույն ծաղկի մեջ կամ ներսում տարբեր ծաղիկներ, նույնիսկ վրա տարբեր բույսեր, որոնք վերջին դեպքում կոչվում են երկտուն։ Երկատնային տեսակները ներառում են, օրինակ, հացենիները, սրճարանները, բարդիները, ուռիները և արմավենիները։
Որպեսզի բեղմնավորումը տեղի ունենա, ծաղկափոշու հատիկը պետք է վայրէջք կատարի մազի վերին մասում՝ կպչուն, երբեմն փետրավոր խարանին, և կպչի դրան: Խարանն ընդգծում է քիմիական նյութեր, որի ազդեցության տակ ծաղկում է ծաղկափոշու հատիկը. կենդանի պրոտոպլազմը, որը դուրս է գալիս իր կոշտ թաղանթի տակից, ձևավորում է ծաղկափոշու երկար խողովակ, ներթափանցելով խարանի մեջ, ավելի տարածվելով մզիկի մեջ նրա երկարավուն մասի երկայնքով (ոճ) և ի վերջո ձվաբջիջներով հասնելով ձվարանին։ . Քիմիական ձգողական նյութերի ազդեցության տակ արական գամետի միջուկը շարժվում է փոշու խողովակի երկայնքով դեպի ձվաբջիջը, ներթափանցում է այն փոքրիկ անցքով (միկրոպիլ) և միաձուլվում ձվի միջուկին։ Այսպես է տեղի ունենում բեղմնավորումը.
Դրանից հետո սերմը սկսում է զարգանալ՝ խոնավ միջավայրում, առատորեն ապահովված սննդանյութերով, պաշտպանված ձվարանների պատերով արտաքին ազդեցություններից: Զուգահեռ էվոլյուցիոն վերափոխումները հայտնի են նաև կենդանական աշխարհում. արտաքին բեղմնավորումը, որը բնորոշ է, ասենք, ձկներին, ցամաքում փոխարինվում է ներքինով, իսկ կաթնասունի սաղմը ձևավորվում է ոչ թե արտաքին միջավայրում դրված ձվերում, ինչպես, օրինակ, բնորոշ է. սողուններ, բայց արգանդի ներսում: Զարգացող սերմի մեկուսացումը կողմնակի ազդեցություններից թույլ տվեց ծաղկող բույսերին համարձակորեն «փորձարկել» իր ձևն ու կառուցվածքը, և դա իր հերթին հանգեցրեց ցամաքային բույսերի նոր ձևերի ձնահյուսի տեսքին, որոնց բազմազանությունը սկսեց արագորեն աճել: աննախադեպ նախորդ դարաշրջաններում.
Գիմնոսպերմիկների հետ հակադրությունն ակնհայտ է. Կշեռքի մակերեսին ընկած նրանց «մերկ» սերմերը, անկախ բույսի տեսակից, մոտավորապես նույնն են՝ կաթիլաձև, ծածկված կոշտ մաշկով, որին երբեմն կցվում է սերմը շրջապատող բջիջներից ձևավորված հարթ թեւը։ . Զարմանալի չէ, որ միլիոնավոր տարիներ մարմնամարզիկների ձևը մնաց շատ պահպանողական. սոճիները, եղևնիները, եղևնիները, մայրիները, եղևնին և նոճիները շատ նման են միմյանց: Ճիշտ է, գիհիների, յուղերի և գինկգոների մեջ սերմերը կարելի է շփոթել հատապտուղների հետ, բայց դա չի փոխում ընդհանուր պատկերը. ծաղկման ձևերի.
Չնայած անգիոսպերմների էվոլյուցիայի առաջին փուլերի մասին տեղեկատվության սակավությանը, ենթադրվում է, որ նրանք հայտնվել են Մեզոզոյան դարաշրջանի վերջում, որն ավարտվել է մոտավորապես 65 միլիոն տարի առաջ, իսկ կայնոզոյան դարաշրջանի սկզբում նրանք արդեն նվաճել են աշխարհ. Գիտությանը հայտնի ամենահին ծաղկավոր ցեղն է Կլայտոնիա. Նրա բրածո մնացորդները հայտնաբերվել են Գրենլանդիայում և Սարդինիայում, այսինքն՝ հավանական է, որ 155 միլիոն տարի առաջ այն նույնքան տարածված է եղել, որքան ցիկադները: տերեւները Կլայտոնիաափի մեջ բարդ է, ինչպես ժամանակակից ձիու շագանակի և լյուպինների պտուղները, իսկ պտուղները հատապտուղ են՝ 0,5 սմ տրամագծով բարակ ցողունի վերջում: Թերևս այդ բույսերը շագանակագույն կամ կանաչ գույն ունեին։ Անգիոսպերմի ծաղիկների և մրգերի վառ գույները ի հայտ եկան ավելի ուշ՝ զուգահեռելով միջատների և այլ կենդանիների էվոլյուցիան, որոնց նրանք նախագծված էին գրավելու համար: Բերի Կլայտոնիաքառասերմ; դրա վրա դուք կարող եք նկատել ինչ-որ բան, որը նման է խարանի մնացորդին:
Բացի չափազանց հազվագյուտ բրածո մնացորդներից, անսովոր ժամանակակից բույսերը, որոնք խմբավորված են Gnetales կարգի տակ, որոշակի պատկերացում են տալիս առաջին ծաղկող բույսերի մասին: Նրանց ներկայացուցիչներից է էֆեդրան (սեռ Էֆեդրա), հայտնաբերվել է հատկապես Միացյալ Նահանգների հարավ-արևմտյան անապատներում. արտաքինից այն նման է հաստ ցողունից ձգվող մի քանի տերևավոր ձողերի: Մեկ այլ սեռ Velvichia է ( Welwitschia) աճում է Աֆրիկայի հարավ-արևմտյան ափին գտնվող անապատում, իսկ երրորդը գնետումն է ( Գնետում) հնդկական և մալայական արևադարձային գոտիների ցածր թուփ է։ Այս երեք սեռերը կարելի է համարել «կենդանի բրածոներ», որոնք ցույց են տալիս մարմնամարզիկների վերափոխման հնարավոր ուղիները անգիոսպերմիկների: Փշատերևի կոները նման են ծաղիկների. դրանց թեփուկները բաժանված են երկու մասի, որոնք հիշեցնում են ծաղկաթերթիկներ: Velvichia-ն ունի միայն երկու լայն ժապավենի նման տերեւ մինչև 3 մ երկարությամբ, որոնք բոլորովին տարբերվում են փշատերևի ասեղներից։ Գնետումի սերմերը հագեցված են լրացուցիչ պատյանով, ինչը նրանց նմանեցնում է անգիոսպերմի թփերին: Հայտնի է, որ անգիոսպերմները տարբերվում են գիմնոսպերմներից իրենց փայտի կառուցվածքով։ Գնետովների մոտ այն համատեղում է երկու խմբերի բնութագրերը։
Սերմերի ցրում.
Բուսական աշխարհի կենսունակությունն ու բազմազանությունը կախված են տեսակների ցրվելու կարողությունից։ Մայր բույսն իր ամբողջ կյանքում արմատներով կպած է մի տեղ, հետևաբար նրա սերունդը պետք է մեկ այլ տեղ գտնի։ Նոր տարածություն մշակելու այս խնդիրը վստահված էր սերմերին։
Նախ, ծաղկափոշին պետք է վայրէջք կատարի նույն տեսակի ծաղկի մզկի վրա, այսինքն. փոշոտումը պետք է տեղի ունենա. Երկրորդ, ծաղկափոշու խողովակը պետք է հասնի ձվաբջիջ, որտեղ միաձուլվում են արական և իգական սեռական բջիջների միջուկները: Ի վերջո, հասուն սերմը պետք է հեռանա մայր բույսից: Հավանականությունը, որ սերմը կծլի և սածիլը հաջողությամբ արմատավորվի նոր վայրում, տոկոսի չնչին մասն է, ուստի բույսերը ստիպված են ապավինել մեծ թվերի օրենքին և ցրել հնարավորինս շատ սերմեր: Վերջին պարամետրը, ընդհանուր առմամբ, հակադարձ համեմատական է նրանց գոյատևման հնարավորություններին: Համեմատենք, օրինակ, կոկոսի ծառն ու խոլորձները։ Ամենամեծն ունի կոկոսի արմավենին բուսական աշխարհսերմեր. Նրանք կարողանում են անվերջ լողալ օվկիանոսներում, քանի դեռ ալիքները չեն նետել դրանք փափուկ ափամերձ ավազի վրա, որտեղ սածիլների մրցակցությունը այլ բույսերի հետ շատ ավելի թույլ կլինի, քան անտառի թավուտում։ Արդյունքում, դրանցից յուրաքանչյուրի արմատավորման հավանականությունը բավականին մեծ է, և մեկ հասուն արմավենու ծառը, առանց տեսակի վտանգի, սովորաբար տալիս է տարեկան ընդամենը մի քանի տասնյակ սերմեր: Մյուս կողմից, խոլորձներն ունեն աշխարհի ամենափոքր սերմերը. արևադարձային անտառներում դրանք տեղափոխվում են թույլ օդային հոսանքներով բարձր պսակների միջով և բողբոջում ծառերի ճյուղերի կեղևի խոնավ ճեղքերում: Իրավիճակը բարդանում է նրանով, որ այդ ճյուղերի վրա պետք է գտնել բորբոսի հատուկ տեսակ, առանց որի բողբոջումն անհնար է. փոքր խոլորձի սերմերը սննդարար պաշարներ չեն պարունակում և սածիլների զարգացման առաջին փուլերում դրանք ստանում են սնկից: Զարմանալի չէ, որ մանրանկարչական խոլորձի մեկ պտուղը պարունակում է այդ սերմերից մի քանի հազար:
Անգիոսպերմները չեն սահմանափակվում բեղմնավորման միջոցով տարբեր սերմեր արտադրելով. ձվարանները և երբեմն ծաղիկների այլ մասերը վերածվում են սերմեր պարունակող յուրահատուկ կառուցվածքների, որոնք կոչվում են պտուղներ: Ձվաբջիջը կարող է դառնալ կանաչ լոբի, պաշտպանելով սերմերը մինչև հասունանալը, վերածվել երկարատև կոկոսի, որը կարող է երկար ծովային ճանապարհորդություններ կատարել, հյութալի խնձորի, որը կենդանին կուտի մեկուսացված վայրում՝ օգտագործելով միջուկը, բայց ոչ սերմեր. Հատապտուղներն ու թմբուկները թռչունների սիրելի դելիկատեսն են. այս մրգերի սերմերը չեն մարսվում նրանց աղիքներում և արտաթորանքների հետ միասին հայտնվում են հողում, երբեմն մայր բույսից շատ կիլոմետր հեռավորության վրա: Պտուղները թեւավոր են և փափուկ, և դրանց ցնդող հավելումների ձևը շատ ավելի բազմազան է, քան սոճու սերմերը։ Մոխրի մրգի թեւը նման է թիակի, կնձնիը` գլխարկի եզրին, թխկիի զույգ պտուղները` երկփեղկները, հիշեցնում են ճախրող թռչուններ, իսկ աիլանտուսի թեւերը ոլորված են յուրաքանչյուրի նկատմամբ անկյան տակ: մյուսը՝ ձևավորելով, ասես, պտուտակ։
Այս սարքերը թույլ են տալիս ծաղկող բույսերին շատ արդյունավետ օգտագործել սերմերը ցրելու համար: արտաքին գործոններ. Այնուամենայնիվ, որոշ տեսակներ արտաքին օգնությունմի հաշվեք. Այսպիսով, անհամբերության պտուղները մի տեսակ քարաձիգ են։ Խորդենիները նույնպես օգտագործում են նմանատիպ մեխանիզմ։ Նրանց երկար պտղի ներսում կա մի ձող, որին առայժմ կցված են չորս ուղիղ և միացված փականներ՝ ամուր պահվում են վերևում, թույլ՝ ներքևում։ Երբ հասունանում են, փականների ստորին ծայրերը կտրվում են հիմքից, կտրուկ ոլորվում են դեպի ցողունի վերևը և ցրվում են սերմերը։ Ամերիկայում լավ հայտնի ceanothus թուփում ձվարանը վերածվում է հատապտուղի, որն իր կառուցվածքով նման է ժամային ռումբի: Ներսում հյութի ճնշումն այնքան մեծ է, որ հասունանալուց հետո բավական է արևի տաք ճառագայթը, որպեսզի նրա սերմերը կենդանի բեկորների պես ցրվեն բոլոր ուղղություններով։ Սովորական մանուշակների տուփերը, երբ չորանում են, պայթում են և սերմեր են ցրում շուրջը։ Կախարդի պտուղները գործում են հաուբիցի սկզբունքով. որպեսզի սերմերը ավելի ընկնեն, դրանք կրակում են հորիզոնի նկատմամբ մեծ անկյան տակ: Վիրջինիայի հանգույցում, այն վայրում, որտեղ սերմերը կցված են բույսին, ձևավորվում է գարնանման կառուցվածք, որը դեն է նետում հասուն սերմերը: Թրթնջուկի մեջ մրգի կեղևները սկզբում ուռչում են, հետո ճաքում ու այնքան կտրուկ փոքրանում, որ սերմերը դուրս են թռչում ճաքերի միջով։ Arceutobium-ը փոքր է, օգտագործելով հիդրավլիկ ճնշումը հատապտուղների ներսում, որպեսզի սերմերը դուրս մղի նրանցից, ինչպես մանր տորպեդները:
Սերմերի կենսունակությունը.
Շատ սերմերի սաղմերը ապահովված են սննդարար նյութերով և չեն տառապում հերմետիկ պատյանում չորանալուց, և, հետևաբար, կարող են սպասել բարենպաստ պայմանների երկար ամիսներ և նույնիսկ տարիներ. 75, ցորենի, գարու և վարսակի համար՝ մինչև տասը։ Մոլախոտի սերմերը լավ կենսունակություն ունեն՝ գանգուր թրթնջուկի, թփի, սև մանանեխի և անանուխի մեջ նրանք բողբոջում են կես դար գետնին պառկելուց հետո։ Ենթադրվում է, որ սովորական գյուղատնտեսական հողի 1 հեկտարը պարունակում է 1,5 տոննա մոլախոտի սերմեր, որոնք ուղղակի սպասում են մակերեսին մոտենալու և բողբոջելու հնարավորությանը։ Կասիայի և լոտոսի սերմերը կենսունակ են մնում դարեր շարունակ: Կենսունակության ռեկորդը դեռ պահպանվում է ընկույզով լոտոսի սերմերով, որը հայտնաբերվել է մի քանի տարի առաջ Մանջուրիայի չոր լճերից մեկի հատակի տիղմում: Ռադիոկարբոնային թվագրումը պարզել է, որ նրանց տարիքը 1040 ± 120 տարեկան է:
Հարց 1. Ե՞րբ են հայտնվել առաջին ցամաքային բույսերը: Ինչ էին կոչվում և ինչ տարբերակիչ հատկանիշներունեցել?
Պալեոզոյան դարաշրջանի սկզբին (հին կյանքի դարաշրջան) բույսերը հիմնականում բնակվում են ծովերում, բայց 150–170 միլիոն տարի անց հայտնվում են առաջին ցամաքային բույսերը` պսիլոֆիտները, որոնք միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում ջրիմուռների և ցամաքային անոթային բույսերի միջև: Պսիլոֆիտներն արդեն ունեին վատ տարբերակված հյուսվածքներ, որոնք ունակ էին կրել ջուր և օրգանական նյութեր և կարող էին ամրանալ հողում, թեև դեռևս չունեին իրական արմատներ (ինչպես նաև իրական կադրեր): Նման բույսերը կարող էին գոյություն ունենալ միայն խոնավ կլիմայական պայմաններում, երբ ստեղծվեցին չոր պայմաններ, փսիլոֆիտները անհետացան: Այնուամենայնիվ, դրանք առաջացրին ավելի հարմարեցված հողային բույսեր:
Հարց 2. Ի՞նչ ուղղությամբ է ընթացել բույսերի էվոլյուցիան ցամաքում:
Բույսերի հետագա էվոլյուցիան ցամաքում գնաց մարմինը վեգետատիվ օրգանների և հյուսվածքների բաժանելու և անոթային համակարգի բարելավման ուղղությամբ (ապահովելով ջրի արագ շարժը դեպի մեծ բարձրություններ)։ Տարածված են սպորակիր բույսերը (ձիու պոչ, մամուռ, պտեր)։
Հարց 3. Ի՞նչ էվոլյուցիոն առավելություններ է տալիս բույսերի անցումը սերմերի վերարտադրությանը:
Անցումը սերմերի բազմացմանը բույսերին տվեց բազմաթիվ առավելություններ. սերմի մեջ գտնվող սաղմն այժմ պաշտպանված է անբարենպաստ պայմաններից պատյաններով և ապահովված է սննդով: Որոշ մարմնամարզիկների (փշատերևների) մոտ սեռական վերարտադրության գործընթացն այլևս կապված չէ ջրի հետ։ Գիմնոսպերմներում փոշոտումն իրականացվում է քամու միջոցով, իսկ սերմերը հագեցված են կենդանիների կողմից բաշխման սարքերով։ Այս ամենը նպաստեց սերմացու բույսերի տարածմանը։
Հարց 4. Նկարագրե՛ք պալեոզոյան շրջանի կենդանական աշխարհը:
Պալեոզոյան դարաշրջանում կենդանական աշխարհը զարգանում էր չափազանց արագ և ներկայացված էր մեծ թվով բազմազան ձևերով: Ծովերում կյանքը ծաղկեց։ Այս դարաշրջանի հենց սկզբում (570 միլիոն տարի առաջ) արդեն գոյություն ունեին կենդանիների բոլոր հիմնական տեսակները, բացառությամբ ակորդատների: Սպունգեր, մարջաններ, էխինոդերմներ, փափկամարմիններ, հսկայական գիշատիչ խեցգետիններ՝ սա այն ժամանակվա ծովերի բնակիչների թերի ցուցակն է։
Հարց 5. Նշե՛ք պալեոզոյան դարաշրջանում ողնաշարավորների էվոլյուցիայի հիմնական արոմորֆոզները:
Մի շարք արոմորֆոզներ կարելի է գտնել պալեոզոյան դարաշրջանի ողնաշարավորների մոտ։ Դրանցից նշվում են զրահապատ ձկների մոտ ծնոտների տեսքը, բլթակավոր ձկների մոտ թոքային շնչառության մեթոդը և լողակների կառուցվածքը։ Հետագայում ողնաշարավորների զարգացման հիմնական արոմորֆոզներն էին ներքին բեղմնավորման տեսքը և մի շարք ձվի կեղևների ձևավորումը, որոնք պաշտպանում են սաղմը չորացումից, սրտի և թոքերի կառուցվածքի բարդություններից և մաշկի կերատինացումից: Այս խորը փոփոխությունները հանգեցրին սողունների դասի առաջացմանը:
Հարց 6. Ողնաշարավորների ո՞ր բնապահպանական պայմաններն ու կառուցվածքային առանձնահատկություններն են նախապայման հանդիսացել նրանց ցամաք դուրս գալու համար:
Երկրի մեծ մասը անշունչ անապատ էր։ Քաղցրահամ ջրամբարների ափերին բույսերի խիտ թավուտներում ապրում էին անելիդներ և հոդվածոտանիներ։ Կլիման չոր է, ջերմաստիճանի կտրուկ տատանումներով ողջ օրվա ընթացքում և եղանակների միջև։ Գետերի և ջրամբարների ջրի մակարդակը հաճախակի փոխվել է։ Շատ ջրամբարներ ամբողջությամբ չորացան և ձմռանը սառեցին։ Երբ ջրային մարմինները չորացան, ջրային բուսականությունը մահացավ, և բույսերի մնացորդները կուտակվեցին: Դրանց տարրալուծումը սպառում էր ջրի մեջ լուծված թթվածին: Այս ամենը շատ անբարենպաստ միջավայր է ստեղծել ձկների համար։ Այս պայմաններում միայն մթնոլորտային օդը շնչելը կարող էր փրկել նրանց։
Հարց 7. Ինչու՞ ածխածնային շրջանի երկկենցաղները հասան կենսաբանական բարգավաճման:
Սողունները (սողացող իրերը) ձեռք բերեցին որոշ հատկություններ, որոնք թույլ տվեցին վերջապես կոտրել իրենց կապը ջրային միջավայրի հետ։ Ներքին բեղմնավորումը և ձվի մեջ դեղնուցի կուտակումը հնարավոր դարձրեցին սաղմի վերարտադրությունն ու զարգացումը ցամաքում։ Մաշկի կերատինացումը և երիկամի ավելի բարդ կառուցվածքը նպաստեցին մարմնի կողմից ջրի կորստի կտրուկ նվազմանը և, որպես հետևանք, լայն տարածմանը: Կրծքավանդակի տեսքը ապահովում էր շնչառության ավելի արդյունավետ տեսակ, քան երկկենցաղներում՝ ներծծում: Մրցակցության բացակայությունը պատճառ է դարձել տարածվածսողունները ցամաքում և նրանցից մի քանիսի՝ իխտիոզավրերի վերադարձը ջրային միջավայր։
Հարց 8. Ամփոփեք այս պարբերությունից ստացված տեղեկատվությունը մեկ աղյուսակում «Բուսական և կենդանական աշխարհի էվոլյուցիան պալեոզոյան դարաշրջանում»:
Հարց 9. Բերե՛ք պալեոզոյան դարաշրջանում բույսերի և կենդանիների էվոլյուցիոն փոխակերպումների փոխհարաբերությունների օրինակներ:
Պալեոզոյան ժամանակաշրջանում միջատների էվոլյուցիայի հետ զուգահեռ բարելավվել են անգիոսպերմների բազմացման և խաչաձեւ բեղմնավորման օրգանները.
Հարց 10. Կարելի՞ է ասել, որ արոմորֆոզները հիմնված են իդիոադապտացիաների վրա՝ հատուկ հարմարվողականություններ շրջակա միջավայրի հատուկ պայմաններին: Բերեք օրինակներ։
Արոմորֆոզներն իսկապես հիմնված են որոշակի միջավայրի պայմաններին հատուկ հարմարվողականության վրա: Դրա օրինակն է կլիմայի փոփոխության պատճառով մարմնամարզիկների առաջացումը. այն դարձել է ավելի տաք և խոնավ: Կենդանիների մոտ նման օրինակ է զուգորդված վերջույթների հայտնվելը շրջակա միջավայրի պայմանների վատթարացման և հետագա ցամաքի հասանելիության հետևանքով:
400 միլիոն տարի առաջ մեր մոլորակի երկրագնդի մակերևույթի հսկայական մասը զբաղեցնում էին ծովերն ու օվկիանոսները։ Առաջին կենդանի օրգանիզմները առաջացել են ջրային միջավայրում։ Դրանք լորձի մասնիկներ էին։ Մի քանի միլիոն տարի անց այս պարզունակ միկրոօրգանիզմները ստացել են կանաչ գույն: Ըստ տեսքընրանք սկսեցին ջրիմուռների տեսք ունենալ:
Բույսեր ածխածնի ժամանակաշրջանում
Կլիմայական պայմանները բարենպաստ ազդեցություն են ունեցել ջրիմուռների աճի և վերարտադրության վրա։ Ժամանակի ընթացքում երկրի մակերեսը և օվկիանոսների հատակը փոփոխության են ենթարկվել։ Նոր մայրցամաքներ առաջացան, իսկ հները անհետացան ջրի տակ։ Երկրի ընդերքըակտիվորեն փոխվում էր. Այս պրոցեսները հանգեցրին երկրի մակերեսին ջրի հայտնվելուն։
Նահանջելով՝ ծովի ջուրն ընկել է ճեղքերն ու իջվածքները։ Նրանք հետո չորացան, հետո նորից լցվեցին ջրով։ Արդյունքում այդ ջրիմուռները, որոնք գտնվում էին ծովի հատակին, աստիճանաբար տեղափոխվեցին երկրի մակերես։ Բայց քանի որ չորացման գործընթացը տեղի է ունեցել շատ դանդաղ, այս ընթացքում նրանք հարմարվել են երկրի վրա նոր կենսապայմաններին: Այս գործընթացը տեղի է ունեցել ավելի քան մեկ միլիոն տարի:
Կլիման այդ ժամանակ շատ խոնավ ու տաք էր։ Այն հեշտացրեց բույսերի անցումը ծովային կյանքին ցամաքային: Էվոլյուցիան հանգեցրեց տարբեր բույսերի ավելի բարդ կառուցվածքի, և հնագույն ջրիմուռները նույնպես փոխվեցին: Դրանք հիմք են տվել նոր երկրային բույսերի՝ պսիլոֆիթների զարգացմանը։ Արտաքին տեսքով նրանք նման էին փոքր բույսերի, որոնք գտնվում էին լճերի և գետերի ափերի մոտ։ Նրանք ունեին ցողուն, որը ծածկված էր փոքր խոզանակներով։ Բայց ինչպես ջրիմուռները, այնպես էլ պսիլոֆիտները արմատային համակարգ չունեին։
Բույսեր նոր կլիմայական պայմաններում
Պտերները առաջացել են պսիլոֆիտներից։ Պսիլոֆիթներն իրենք դադարել են գոյություն ունենալ 300 միլիոն տարի առաջ:
Խոնավ կլիմա և մեծ թվովջրերը հանգեցրին տարբեր բույսերի` պտերների, ձիաձետերի, մամուռների արագ տարածմանը: Ածխածնի շրջանի ավարտը նշանավորվեց կլիմայի փոփոխությամբ. այն դարձավ ավելի չոր ու ցուրտ: Հսկայական պտերերը սկսեցին մահանալ։ Մահացած բույսերի մնացորդները փտել են և վերածվել ածուխի, որն այնուհետև մարդիկ օգտագործել են իրենց տները տաքացնելու համար։
Պտերներն ունեին սերմեր, որոնք կոչվում էին մարմնամարզիկներ։ Հսկայական պտերներից առաջացել են ժամանակակից սոճիներ, եղևնիներ և եղևնիներ, որոնք կոչվում են մարմնամարզիկներ։
Կլիմայի փոփոխության հետ մեկտեղ հնագույն պտերներն անհետացել են: Ցուրտ կլիման ոչնչացրեց նրանց քնքուշ ծիլերը։ Նրանց փոխարինել են սերմացու պտերները, որոնք կոչվում են առաջին մարմնամարզիկներ։ Այս բույսերը հիանալի կերպով հարմարվել են չոր և ցուրտ կլիմայի նոր պայմաններին։ Այս բույսի տեսակում վերարտադրության գործընթացը կախված չէր արտաքին միջավայրի ջրից։
130 միլիոն տարի առաջ Երկրի վրա առաջացել են տարբեր թփեր ու խոտաբույսեր, որոնց սերմերը գտնվում էին պտղի մակերեսին։ Նրանք կոչվում էին անգիոսպերմ: 60 միլիոն տարի անգիոսպերմներապրել մեր մոլորակի վրա: Այդ բույսերը գրեթե անփոփոխ են մնացել այն ժամանակվանից մինչև մեր օրերը: