Εξέλιξη φυτών από την προέλευση σε σύγχρονα φυτά

Το εξέλιξη των φυτών ενδεχομένως ξεκίνησε με μια ομάδα γλυκού νερού που θυμίζει τη σημερινή πράσινα φύκια και από αυτό όλες τις τρέχουσες ομάδες προήλθαν: βρύα, βρύα club, αλογουρές, φτέρες, γυμνόσπερμα και αγγειόσπερμα.

Τα φυτά χαρακτηρίζονται ως μια πολύ ποικίλη ομάδα και με μια αξιοσημείωτη πλαστικότητα. Από τη σκοπιά της εξελικτικής βιολογίας, μας επιτρέπει να μελετήσουμε ένα μεγάλο αριθμό μοναδικών μηχανισμών και εκδηλώσεων, για παράδειγμα, από πολυπλοειδισμός ειδογένεσης στα αγγειόσπερμα

Κατά τη διάρκεια αυτής της εξελικτικής διαδικασίας που προήλθε αυτό το μονοφυλετική ομάδα εμφανίστηκε καινοτομίες ως κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται κυρίως από κυτταρίνη - μια ένωση του πολυμερούς επαναλαμβανόμενες μονάδες γλυκόζης.

Η μονοφυλετική εξέταση των φυτών περιλαμβάνει την αρχική ενσωμάτωση των κυανοβακτηρίων, η οποία οδήγησε στην endosymbiotic ποικιλία πλαστίδιου (συμπεριλαμβανομένων των χλωροπλαστών, διαδικασία φωτοσύνθεσης σχετίζονται) γεγονότα. Αυτό το συμβάν συνέβη στον κοινό πρόγονο αυτής της γενεαλογίας.

Η πολυκυτταραιότητα (οργανισμοί με περισσότερα από ένα κύτταρα) και ο πολλαπλασιασμός του κορυφαίου μεριστη, ένας τύπος ασύμμετρης κυτταρικής διαίρεσης και ζυγωτικής συγκράτησης εμφανίστηκαν επίσης. Ωστόσο, η πιο εντυπωσιακή καινοτομία των φυτών ήταν να αποικίσουν το περιβάλλον της γης.

Στη συνέχεια θα περιγράψουμε κάποιες γενικές πτυχές της εξέλιξης των φυτών και στη συνέχεια θα εμβαθύνουμε στην προέλευση κάθε ομάδας.

Ευρετήριο

• 1 Εξέλιξη μηχανισμών
• 2 Εξέλιξη των σωματικών σχεδίων των φυτών
• 3 Γεωλογικές περιόδους εμφάνισης κάθε ομάδας
• 4 Εξέλιξη των φυκιών
• 5 Εξέλιξη των βρυοφύτων
• Εξέλιξη των αγγειακών φυτών χωρίς σπόρους
  • 6.1 Αγγειακά φυτά χωρίς σπόρους
  • 6.2 Σημασία του αγγειακού ιστού και των ριζών
• 7 Εξέλιξη σπόρων αγγειακών φυτών
  • 7.1 Εξέλιξη των γυμνοσπερμών
  • 7.2 Εξέλιξη των φυτών ανθοφορίας: αγγειόσπερμα
  • 7.3 Το λουλούδι
• 8 Αναφορές

Εξέλιξη μηχανισμών

Οι εξελικτικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται στην προέλευση των φυτών είναι οι ίδιοι που προκάλεσαν αλλαγές στις άλλες ζώνες: φυσική επιλογή και γονιδιακή ή γονιδιακή παρασυρόμενη.

Η δαρβινική φυσική επιλογή είναι ένας μηχανισμός εξέλιξης που συνίσταται στη διαφορική αναπαραγωγική επιτυχία των ατόμων. Όταν τα φυτά είχαν κάποια κληρονομική χαρακτηριστικό (δηλαδή, που πέρασε από τους γονείς στα παιδιά) και αυτό το χαρακτηριστικό τους επέτρεψε να αφήσει περισσότερους απογόνους, αυτό μορφο αυξημένη στον πληθυσμό.

Ο άλλος μηχανισμός είναι η γονιδιακή εκτροπή, η οποία συνίσταται στην τυχαία ή στοχαστική μεταβολή των συχνοτήτων αλληλόμορφων.

Κατά τον ίδιο τρόπο, οι συνεργατικές διαδικασίες με τα ζώα διαδραμάτισαν θεμελιώδη ρόλο. Όπως η επικονίαση και η διασπορά των σπόρων σε αγγειόσπερμα.

Εξέλιξη των σωματικών σχεδίων των φυτών

Η μεταβολή των σωματικών σχεδίων των φυτών σχετίζεται με τις θεμελιώδεις μεταβολές που εμφανίστηκαν στις φάσεις των σποριοφύτων και των γαμετοφίτων. Οι μελέτες που πραγματοποιήθηκαν υποδηλώνουν ότι η απλοειδή φάση πριν ήταν πιο πολύπλοκη.

Ωστόσο, αυτή η τάση υπέστη μια αναστροφή: το γαμετόφυτο άρχισε να είναι η πιο εμφανής φάση. Το φαινόμενο αυτό αύξησε δραματικά τη μορφολογική ποικιλομορφία από τον Ντεβονή.

Γεωλογικές περιόδους εμφάνισης κάθε ομάδας

Το αρχείο απολιθωμάτων παρέχει μια απίστευτη πηγή πληροφοριών για την εξέλιξη όλων των ζωντανών οργανισμών, αν και δεν είναι τέλεια και δεν είναι πλήρης.

Τα βρυόφυτα, πολύ απλοί οργανισμοί που στερούνται αγγειακούς ιστούς, είναι γνωστοί από τον Οροβιακό.

Τα παλαιότερα στρώματα αποτελούνται από πολύ απλές δομές αγγειακών φυτών. Στη συνέχεια, στο Devonian και λιθανθρακοφόρου αυτό συνέβη σε μια τεράστια εξάπλωση των φτέρες, βρύα club, αλογοουρά και progymnosperms.

Στο Devonian εμφανίστηκαν τα πρώτα φυτά με σπόρους. Έτσι, η χλωρίδα του Μεσοζωικού συνίστατο κυρίως σε άτομα που θυμίζουν γυμνόσπερμους. Τέλος, εμφανίζονται αγγειόσπερμα στην Κρητιδική.

Εξέλιξη των φυκιών

Τα άλγη αντιστοιχούν στην πιο πρωτόγονη ομάδα. Σε αυτά αντιστοιχεί η προέλευση του πρώτου φωτοσυνθετικού κυττάρου από ένα γεγονός ενδοσμυμνώσεως: ένα κύτταρο κατάλαβε ένα βακτήριο με φωτοσυνθετικές ικανότητες.

Αυτή ήταν μια αρκετά αποδεκτή εξήγηση της εξέλιξης των χλωροπλαστών, και ισχύει επίσης για τα μιτοχόνδρια.

Εξέλιξη των βρυοφύτων

Πιστεύεται ότι τα βρυόφυτα ήταν οι πρώτοι οργανισμοί που διέφεραν από τα άλγη. Αντιστοιχεί στην πρώτη ομάδα χερσαίων φυτών. Κύρια χαρακτηριστικά του είναι η έλλειψη ριζικού συστήματος και αγγειακού συστήματος που αποτελείται από xylem και phloem.

Οι βρυόφυτοι κυριάρχησαν στα προϊστορικά περιβάλλοντα για τα πρώτα 100 εκατομμύρια χρόνια από την προέλευση των φυτών.

Εξέλιξη αγγειακών φυτών χωρίς σπόρους

Αγγειακά φυτά χωρίς σπόρους

Τα αγγειακά φυτά άρχισαν να διαφοροποιούνται στην περίοδο του άνθρακα, ειδικά σε αγγειακά φυτά χωρίς σπόρους.

Όπως και τα βρυόφυτα, οι γαμετοί που κολυμπούν χωρίς φυτά χρειάζονται νερό για να βρεθούν και τα δύο φύλα. Για το λόγο αυτό, υποτίθεται ότι οι πρώτες μορφές αγγειακών φυτών περιορίστηκαν στα υγρά περιβάλλοντα που ευνόησαν την αναπαραγωγή.

Τα απολιθώματα και οι πρόγονοι αγγειακών φυτών χρονολογούνται πριν από 420 εκατομμύρια χρόνια. Οι οργανισμοί χαρακτηρίστηκαν από ένα διακλαδισμένο σπορόφυτο, ανεξάρτητο από τη γαμετοφιτική φάση για ανάπτυξη και ανάπτυξη. Αυτές οι διαφορές αντιστάθμισαν το μικρό τους μέγεθος - σπανίως υπερβαίνοντας τα πενήντα εκατοστά.

Η διάταξη αυτή διευκόλυνε την παραγωγή σπορίων και έτσι αύξησε την πιθανότητα επιβίωσης και αναπαραγωγής.

Η πιο πρωτόγονη ομάδα αγγειακών φυτών είναι τα σύγχρονα είδη licofitas (lycopodia, selaginelas και φτέρες ή ισόαιτες). Οι λεφοφίτες αναπτύχθηκαν στους βάλτους και σε παρόμοιες εκτάσεις, μέχρις ότου οι γιγαντιαίες μορφές εξαφανίστηκαν και τα μικρά που τα παρατηρούμε σήμερα.

Οι φτέρες έχουν ακτινοβολεί από τότε που προέρχονται από το Devonian, μαζί με τους συγγενείς τους τις ουρές των μαλλιών και τις φτέρες βούρτσας.

Σημασία του αγγειακού ιστού και των ριζών

Τα αγγειακά φυτά - όπως υποδηλώνει το όνομα - έχουν αγγειακό ιστό, ο οποίος χωρίζεται σε phloem και xylem. Αυτές οι δομές είναι υπεύθυνες για τη διεξαγωγή αλάτων και θρεπτικών ουσιών σε όλο το σώμα του φυτού.

Η απόκτηση ενός λιγνιδοποιημένου ιστού επέτρεψε στα φυτά να αυξηθούν σε μέγεθος, σε σύγκριση με τα βρυόφυτα. Αυτά τα στελέχη αποφεύγουν την κλίση και την πτώση και θα μπορούσαν να μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά και νερό σε σημαντικά ύψη.

Οι ρίζες, από την άλλη πλευρά, επιτρέπουν στα φυτά να αγκυροβολούν στην επιφάνεια του εδάφους, επιτρέποντάς τους να απορροφούν το νερό και τα θρεπτικά συστατικά. Οι ρίζες διαδραματίζουν επίσης θεμελιώδη ρόλο επιτρέποντας στο εργοστάσιο να φτάσει σε μεγαλύτερο μέγεθος. Το ριζικό σύστημα που παρατηρείται στα απολιθώματα είναι αρκετά παρόμοιο με το ρεύμα.

Η προέλευση των ριζών δεν είναι ακόμα σαφής στην εξελικτική ιστορία. Δεν είναι γνωστό αν εμφανίστηκαν σε ένα μόνο γεγονός στον πρόγονο όλων των αγγειακών φυτών ή σε πολλαπλά γεγονότα - αυτό που είναι γνωστό ως συγκλίνουσα εξέλιξη.

Εξέλιξη σπόρων αγγειακών φυτών

Στο Carboniferous, τα φυτά διακλαδίζονται σε δύο μεγάλες ομάδες φυτών με σπόρους: τα γυμνοσπερμίες και τα αγγειόσπερμα.

Εξέλιξη των γυμνοσπερμών

Στην αρχή, τα φυτά με σπόρους μοιάζουν με φτέρη. Γυμνοσπερμίες είναι φυτά χωρίς λουλούδια, τα οποία ακτινοβολούσαν όλα μέσα σε ένα πολύ παρόμοιο μοτίβο. Τα πιο κοινά σήμερα είναι τα πεύκα και τα κυπαρίσσια. Μερικά από τα παλαιότερα δείγματα περιλαμβάνουν το ginkgo, cycads και gnetales.

Εξέλιξη των ανθοφόρων φυτών: αγγειόσπερμα

Τα ανθοφόρα φυτά ή τα αγγειόσπερμα είναι μια φυτική ομάδα που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος των φυτών που υπάρχουν στον πλανήτη Γη. Επί του παρόντος διανέμονται παντού και περιλαμβάνουν ποικίλες μορφές όπως δέντρα, θάμνους, γκαζόν, πεδία σιταριού και καλαμποκιού και όλα τα κοινά φυτά που παρατηρούμε με λουλούδια.

Για τον πατέρα της εξελικτικής βιολογίας, Charles Darwin, η ξαφνική εμφάνιση αυτής της ομάδας αντιπροσώπευε ένα αινιγματικό γεγονός που περιλάμβανε μια τεράστια διανομή.

Σήμερα, θεωρείται ότι η ομάδα που δημιούργησε τα αγγειόσπερμα ήταν κάποια ομάδα πρωτόγονων gymnosperms: ένας οργανισμός παρόμοιος με έναν θάμνο. Παρόλο που δεν έχετε συγκεκριμένο υποψήφιο, υποψιάζεστε κάποιες μορφές ζωής με ενδιάμεσα χαρακτηριστικά μεταξύ των δύο ομάδων, τις μεσοζωικές και τις παλαιωζικές εποχές.

Ιστορικά, αυτός ο μετασχηματισμός έγινε αποδεκτός, δεδομένου ότι είναι εύκολο να φανταστεί κανείς τη μετατροπή δομών ικανών να μεταφέρουν ωάρια (τυπικά των γυμνοσπερμών) σε χελώνες. Πρόσφατα, δεν είναι πλέον συνηθισμένο να αναζητούνται ενεργά αυτές οι μεταβατικές μορφές.

Τα πρώτα απολιθώματα των αγγειόσπερμων (και άλλων ιχνών όπως οι σπόροι γύρης) χρονολογούνται από περισσότερα από 125 εκατομμύρια χρόνια.

Το λουλούδι

Η πιο σχετική καινοτομία των αγγειόσπερμων είναι η φυτική δομή. Πιθανολογείται ότι η πρωτόγονη μορφολογία λουλούδια είχαν μια τρέχουσα μανόλιας, που αποτελείται από πολλά καρπόφυλλα, στήμονες και περιάνθιο μέρη.

Όσον αφορά τα οπτικά και οσφρητικά ερεθίσματα, το λουλούδι αντιπροσωπεύει ένα ελκυστικό όργανο για επικονιαστές. Αυτά μπορεί να είναι σπονδυλωτά (όπως πτηνά και νυχτερίδες) ή ασπόνδυλα (όπως μέλισσες, σφήκες ή μύγες). Η γονιμοποίηση αποτελεί ένα προφανές πλεονέκτημα για το φυτό: διασπείρει τη γύρη πολύ καλύτερα από τον άνεμο.

Η γονιμοποίηση ήταν ένα επιλεγμένο γεγονός, αφού όσο περισσότερα ζώα επισκέπτονταν τα φυτά, η παραγωγή σπόρων έγινε επίσης. Έτσι, οποιαδήποτε αλλαγή που θα είχε αυξήσει τις επισκέψεις θετικά, αμέσως προσέφερε ένα μεγάλο επιλεκτικό πλεονέκτημα στο άτομο.

Για παράδειγμα, ανθοφόρα φυτά που με κάποια τυχαία μετάλλαξη άρχισαν να εκκρίνουν μια θρεπτική ουσία που προσέλκυσε έναν επικονιαστή είχε επιλεκτικό πλεονέκτημα έναντι των συνεργατών τους που δεν είχαν αυτό το χαρακτηριστικό.

Επιπλέον, ο καρπός αντιπροσωπεύει επίσης μια ανταμοιβή πλούσια σε ενέργεια για το ζώο που το καταναλώνει. Μετά την πέψη, το ζώο αφαιρείται και με αυτό διασκορπίζει τους σπόρους. Για παράδειγμα, πολλά ωφέλιμα πουλιά και νυχτερίδες παίζουν έναν απαραίτητο ρόλο ως διασκορπιστές σπόρων στα δάση.

Αναφορές

1. Audesirk, Τ., Audesirk, G., & Byers, Β. Ε (2004). Βιολογία: επιστήμη και φύση. Εκπαίδευση Pearson.
2. Curtis, Η., & Schnek, Α. (2006). Πρόσκληση στη Βιολογία. Ed. Panamericana Medical.
3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Εξελικτική ανάλυση. Prentice Hall.
4. Futuyma, D.J. (2005). Εξέλιξη. Sinauer.
5. Raven, Ρ. Η., Evert, R.F. & Eichhorn, S.E. (1992). Βιολογία φυτών (Τόμος 2). Αντίστροφα.
6. Rodríguez, Ε. V. (2001). Φυσιολογία της παραγωγής τροπικών καλλιεργειών. Συντάκτης Πανεπιστήμιο της Κόστα Ρίκα.
7. Taiz, L., & Zeiger, Ε. (2007). Φυσιολογία φυτών. Πανεπιστήμιο Jaume Ι.