Споровые сосудистые растении

Растения, как и все живые существа, имели водных предков, и их эволюция неразрывно связана с постепенным завоеванием суши. Одним из ключевых событий раннего этапа выхода на берег было появление спор с прочными защитными оболочками, позволяющими переносить сухие условия.

Это дало им возможность распространяться по поверхности земли ветром. С увеличением размеров растений развивались структуры, способствующие более эффективному высвобождению и рассеиванию спор. Еще одним важным эволюционным процессом, сопровождавшим увеличение размеров, было возникновение кутина, воскоподобного вещества, предохраняющего тело растений от избыточного испарения.

По-видимому, одновременно с кутикулой появились устьица, обеспечившие газообмен этих древнейших растений. Развитие у сосудистых растений эффективной проводящей системы, состоящей из ксилемы и флоэмы, решило проблему транспорта воды и органических веществ в сухопутных условиях.

Многие ученые полагают, что появление способности к синтезу лигнина, вошедшего в состав клеток, которые образовали опорные и проводящие элементы, оказалось поворотным моментом в эволюции наземных растений.

Затем подземные части спорофита превратились в корни, выполняющие функции поглощения и закрепления, а на надземных частях обособились листья. Эта морфологическая дифференцировка упрочила положение первых растений в среде и способствовала эффективному фотосинтезу.

Тем временем гаметофитное поколение постепенно уменьшалось в размере и становилось все более зависимым от спорофита в отношении питания и защиты. И наконец в ряде эволюционных линий возникли семена — структуры, предохраняющие зародыш спорофита от превратностей сухопутной жизни, питающие его и дающие возможность противостоять неблагоприятным условиям.

Как говорилось в гл. 16, общим предком разных групп моховидных и сосудистых растений была, вероятно, относительно сложно устроенная многоклеточная зеленая водоросль (см. рис. 15-21), заселившая сушу в ордовикский период (около 450 млн. лет назад), может быть, в составе эндомикоризной ассоциации (см. с. 208).

Водоросль типа Coleochaete (см. рис. 15-20), по-видимому, больше всего подходит на роль живой модели такого предка. Сами особи Coleochaete гаплоидны, диплоидна только зигота (зиготический мейоз). Многие ученые в настоящее время поддерживают гипотезу, согласно которой спорофитное поколение в существующем у растений виде развилось независимо из диплоидной фазы, типичной для жизненных циклов многих водорослей.

Остатки сосудистых растений обнаружены в отложениях силурийского периода (438—408 млн. лет назад); например, хорошо сохранившиеся тяжи, очевидно, проводящей ткани известны из горных пород Северной Америки возрастом 430 млн. лет. В девонское время (408—360 млн. лет назад; рис. 17-1) эти растения стали многочисленны и разнообразны.

Благодаря своей приспособленности к жизни на суше сосудистые растения занимают господствующее положение в наземных местообитаниях. Существует девять их отделов, включающих около 250 000 ныне живущих видов.

Кроме того, несколько отделов состоят из полностью вымерших форм. Ниже мы рассмотрим некоторые из эволюционных преимуществ этой группы и семь отделов споровых сосудистых растений, из них три вымерших. В гл. 18 речь пойдет о семенных растениях, включающих пять отделов с современными представителями.

П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна

AOF | 05.12.2020 19:58:36