AUGU EVOLŪCIJA: MŪSDIENU IZCELSMES AUGI - BIOLOĢIJA - 2025

Augu attīstība , iespējams, sākās ar saldūdens grupas atgādina mūsdienu zaļaļģu un no tā visi esošie grupas cēlies: sūnas, klubs sūnu horsetails, papardes, kailsēkļu un segsēkļu.

Augus raksturo ļoti daudzveidīga grupa un ar ievērojamu plastiskumu. No evolūcijas bioloģijas viedokļa tie ļauj izpētīt svarīgu mehānismu un unikālu notikumu virkni, piemēram, poliploīdijas spekulāciju angiospermas.

Avots: Autors Maulucioni, no Wikimedia Commons

Šī evolūcijas procesa laikā, kas izraisīja šīs monofilās grupas izveidošanos, parādījās jauninājumi, piemēram, šūnas siena, kuru galvenokārt veidoja celuloze - polimērs, ko veido atkārtotas glikozes vienības.

Augu monofilētiskais apsvērums nozīmē sākotnējo zilaļģu iekļaušanu, kas endosimbiotisko notikumu dēļ izraisīja plastiīdu (ieskaitot hloroplastus, kas saistīti ar fotosintēzes procesu) daudzveidību. Šis notikums notika šīs cilts kopīgajā senčā.

Parādījās arī daudzšūnu (organismi ar vairāk nekā vienu šūnu) un apikālā meristema izplatīšanās, asimetriskas šūnu dalīšanas un zigotu aizturi. Tomēr visspilgtākais augu jauninājums bija kolonizēt sauszemes vidi.

Zemāk mēs aprakstīsim dažus vispārīgus augu evolūcijas aspektus, un tad mēs izpētīsim katras grupas izcelsmi.

Evolūcijas mehānismi

Augu izcelsmē iesaistītie evolūcijas mehānismi ir tie paši, kas izraisīja izmaiņas citās dzīves grupās: dabiskā atlase un ģenētiskā vai ģenētiskā novirze.

Darviniešu dabiskā atlase ir evolūcijas mehānisms, kas sastāv no atšķirīgiem indivīdu reproduktīvajiem panākumiem. Kad augiem bija noteikta pārmantojama īpašība (tas ir, nodoti vecākiem no bērniem) un šī īpašība ļāva viņiem atstāt vairāk pēcnācēju, šis morfs palielinājās populācijā.

Otrs mehānisms ir gēna novirze, kas sastāv no nejaušām vai stohastiskām alēļu frekvenču variācijām.

Tādā pašā veidā galvenā loma bija koevolūcijas procesiem ar dzīvniekiem. Tāpat kā apputeksnēšana un sēklu izkliedēšana segsēklās.

Augu ķermeņa plānu attīstība

Augu ķermeņa plāna izmaiņas ir saistītas ar fundamentālām variācijām, kas notika sporofītu un gametofītu fāzēs. Veiktie pētījumi liecina, ka haploīdā fāze iepriekš bija sarežģītāka.

Tomēr šī tendence tika mainīta: gametofīts sāka būt visizteiktākais posms. Šī parādība krasi palielināja morfoloģisko daudzveidību no devona.

Katras grupas parādīšanās ģeoloģiskie periodi

Fosiliju reģistrs mums sniedz neticamu informācijas avotu par visu dzīvo organismu evolūciju, kaut arī tas nav pilnīgs un nav pilnīgs.

Kopš Ordoviča laikiem ir zināmi Bryophytes, ļoti vienkārši organismi, kuriem trūkst asinsvadu audu.

Vecākie slāņi sastāv no ļoti vienkāršām asinsvadu augu struktūrām. Vēlāk devonas un oglekļa vidē notika milzīga papardes, kluba sūnu, kosa un progmosmopēdu izplatība.

Devonijā parādījās pirmie sēklu augi. Tādējādi mezozoiskā flora sastāvēja galvenokārt no indivīdiem, kas atgādināja vingrošanas periodus. Visbeidzot, kraukšķīgajā vietā parādās sīpolaugi.

Aļģu evolūcija

Aļģes ir primitīvākā grupa. Viņiem atbilst pirmās fotosintēzes šūnas izcelsme endosimbiozes dēļ: šūna uzņem baktērijas ar fotosintēzes spējām.

Tas ir bijis diezgan pieņemts hloroplastu evolūcijas skaidrojums, un tas attiecas arī uz mitohondrijiem.

Bryophytes evolūcija

Tiek uzskatīts, ka Bryophytes ir pirmie organismi, kas atdalās no aļģēm. Tie atbilst pirmajai sauszemes augu grupai. Tās galvenās iezīmes ir sakņu sistēmas un asinsvadu sistēmas trūkums, kas sastāv no ksilēmas un floēma.

Pirmos 100 miljonus gadu no augu izcelsmes aizvēsturiskajā vidē dominēja Bryophytes.

Asinsvadu, bez sēklām augu evolūcija

Asinsvadu augi bez sēklām

Asinsvadu augi sāka dažādoties oglekļa periodā, it īpaši bezsēklu vaskulāros augos.

Tāpat kā bryophytes, bezsēklu augu peldēšanas gametām ir nepieciešams ūdens, lai abas dzimuma šūnas varētu satikties. Šī iemesla dēļ tiek pieņemts, ka pirmās asinsvadu augu formas aprobežojās ar mitru vidi, kas sekmēja reprodukciju.

Asinsvadu augu fosilijas un senči datēti ar 420 miljoniem gadu. Organismiem raksturīgs sazarots sporofīts, neatkarīgi no gametofīzes fāzes to augšanai un attīstībai. Šīs sazarojuma dēļ bija mazs izmērs - tās reti pārsniedza piecdesmit centimetrus.

Šis izvietojums atviegloja sporu veidošanos un tādējādi palielināja izdzīvošanas un vairošanās varbūtību.

Primitīvākā asinsvadu augu grupa ir mūsdienu likofītu sugas (kluba sūnas, selaginella un papardes vai izoetītes). Likopīti attīstījās purvos un līdzīgos reljefos, līdz milzu formas izmira un mazās, kuras mēs šodien novērojam.

Papardes ir izstarojušas kopš to pirmsākumiem, kad tās ir cēlušās no devonas, kopā ar saviem radiniekiem ir matu astes un papardes.

Asinsvadu audu un sakņu nozīme

Asinsvadu augiem - kā to nosaukums norāda - ir asinsvadu audi, kas ir sadalīti floemā un ksilēmā. Šīs struktūras ir atbildīgas par sāļu un barības vielu vadīšanu visā auga ķermenī.

Lignētu audu iegūšana ļāva augiem palielināt izmēru, salīdzinot ar bryophytes. Šie kāti neļāva nogāzties un nokrist, un tie varēja pārvadāt barības vielas un ūdeni ievērojamā augstumā.

Saknes, no otras puses, ļauj augiem noenkuroties augsnes virsmā, ļaujot tiem absorbēt ūdeni un barības vielas. Arī saknēm ir būtiska loma, ļaujot augam sasniegt lielāku izmēru. Fosilijās novērotā sakņu sistēma ir diezgan līdzīga pašreizējai.

Sakņu izcelsme evolūcijas vēsturē joprojām nav skaidra. Nav zināms, vai tie parādījās vienā notikumā visu asinsvadu augu priekštečos vai vairākos gadījumos - tā sauktajā konverģencē evolūcijā.

Asinsvadu sēklu augu evolūcija

Oglekļa augā augi sazarojās divās lielās sēklu augu grupās: ģimnāzijas un segsēklas.

Sporta vingrinājumu attīstība

Sākumā stādus atgādināja paparde. Ģimnāzijas augi ir augi bez ziediem, kas visi izstaro ļoti līdzīgā modelī. Mūsdienās visbiežāk sastopamas priedes un cipreses. Daži no vecākajiem paraugiem ietver ginkgo, velosipēdu un gnetales.

Ziedošo augu evolūcija: angiosperm

Ziedoši augi jeb sīpolaugi ir augu grupa, kas veido lielāko daļu augu, kas pastāv uz planētas Zeme. Mūsdienās tie ir izplatīti visur un ietver dažādas formas, piemēram, kokus, krūmus, zālājus, kviešu un kukurūzas laukus, kā arī visus parastos augus, kurus novērojam ar ziediem.

Evolūcijas bioloģijas tēvam Čārlzam Darvinam šīs grupas pēkšņa parādīšanās bija mīklains notikums, kas aptvēra milzīgu izplatību.

Mūsdienās grupa, kas izraisīja anespermu veidošanos, tiek uzskatīta par kaut kādu primitīvu gymnospermu grupu - krūmiem līdzīgu organismu. Lai gan nav konkrēta kandidāta, pastāv aizdomas par dažām dzīvības formām ar starpposma pazīmēm starp abām grupām, sākot no mezozoja un paleozoikas laikmeta.

Vēsturiski šī pārvērtība tika pieņemta, jo ir viegli iedomāties tādu konstrukciju pārveidošanu, kuras spēj pārnēsāt ovulus (tipiskus ģimnāziju augiem) paklājiem. Pēdējā laikā vairs nav ierasts aktīvi meklēt šīs pārejas formas.

Pirmās pūtīšu sēklu fosilijas (un citas pēdas, piemēram, ziedputekšņu graudi) meklējamas vairāk nekā 125 miljonus gadu atpakaļ.

Puķe

Vispiemērotākā angiospermu inovācija ir ziedu struktūra. Tiek spekulēts, ka primitīvajiem ziediem bija pašreizējās magnolijas morfoloģija, ko veidoja daudzi karpeļi, putekšņlapas un periantas gabali.

Runājot par vizuālajiem un ožas stimuliem, zieds ir pievilcīgs orgāns apputeksnētājiem. Tie var būt mugurkaulnieki (piemēram, putni un sikspārņi) vai bezmugurkaulnieki (piemēram, bites, lapsenes vai mušas). Puteksnēšana ir acīmredzama auga priekšrocība: tā putekšņus izkliedē daudz labāk nekā vējš.

Apputeksnēšana bija izvēlēts notikums, jo, jo vairāk dzīvnieku apmeklēja augus, jo arī sēklu ražošana notika. Tādējādi jebkuras izmaiņas, kas pozitīvi palielināja apmeklējumus, indivīdam uzreiz piedāvāja lielas selektīvās priekšrocības.

Piemēram, ziedošiem augiem, kuri ar noteiktu nejaušu mutāciju sāka izdalīt barības vielu, kas piesaistīja apputeksnētāju, bija selektīva priekšrocība salīdzinājumā ar vienaudžiem, kuriem nebija šīs pazīmes.

Turklāt augļi ir arī atlīdzība, kas bagāta ar enerģiju dzīvniekam, kurš tos patērē. Pēc sagremošanas dzīvnieks nokrāso un tādējādi izkliedē sēklas. Piemēram, daudziem putniem un augļu sikspārņiem ir neaizstājama loma kā sēklu izplatītājiem mežos.

Atsauces

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Bioloģija: zinātne un daba. Pīrsona izglītība.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Ielūgums uz bioloģiju. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolūcijas analīze. Prentice zāle.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolūcija. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF un Eichhorn, SE (1992). Augu bioloģija (2. sēj.). Es apgriezos.
6. Rodrigess, EV (2001). Tropu kultūru audzēšanas fizioloģija. Kostarikas redakcijas universitāte.
7. Taizs, L., un Zeigers, E. (2007). Augu fizioloģija. Jaume I. universitāte