Какие растения появились первыми
В конце нашего путешествия по эволюции жизни на Земле, посмотрим самую важную форму жизни нашей планеты. Это растения. Мы совершенно не случайно, дорогой читатель, строим дачи, забираемся в парки и леса зимой и летом. Да и все остальные живые Земли - насекомые, птицы и животные тоже шевелятся там. Ведь растения - мать всего сущего и родовая обитель, мы инстинктивно стремимся туда.
Но как они появились?
Все началось с бактерий, что выжили в атмосфере без кислорода. Они эволюционировали в красные водоросли на дне океанов и берегах, эти первые растения дышали углекислым газом юной Земли. Мы нашли их окаменевшие следы в Новой Зеландии возрастом 2 миллиарда лет.
Рост числа водорослей, появление воды и фотосинтез делали свое дело - кислорода становилось больше. Когда его накопилось достаточно, появятся кислородные растения и первые морские животные.
В кембрийский и ордовикский периоды (543-442 млн. лет назад ) мы не найдем следов заметной растительной эволюции, те же водоросли плавают в морской и пресной воде. Первое земное вымирание жизни всё равно выкосит всех кто дышал углекислотой, и почти всех кто дышал кислородом.
Еще 10 миллионов лет, мой читатель, и на мертвых побережьях мы увидим зеленоватый налет на камнях. Это первая растительная революция, растения выходят из воды на сушу. Пока это крошечные лишайники и мхи, но они учатся сохранять воду из омывающих волн и луж для следующих поколений. Учатся жить и бороться на суше. Еще 40 миллионов лет.
Первое дерево на Земле появилось в девонский период (380 миллионов лет назад). Поверьте, совсем непросто - быть первым деревом Земли и расти вверх на суше. Первым деревьям потребовалось на эту эволюцию более 90 миллионов лет. Это будут папоротники.
Деревья столкнулись с ветром, силой тяжести и собственным весом. Чтобы решить все эти проблемы деревья придумали кольца в своем стволе, что множатся с возрастом и длиной. Кольца - это рубежи силы, что вместе с корнями позволяют деревьям преодолевать силу тяжести, вес и ветер.
Окей, зеленые парни! Мы сильны, высоки и чертов ветер с весом нам теперь не помеха. Но как быть с солнцем и холодом, паразитами? Что едят нас, жарят нас и воруют нашу воду и еду от корней к листьям? Давайте придумаем кору!!
Кора стала следующей эволюцией первого дерева. Кора защищает клетки дерева, которые снуют внутри его с питанием снизу вверх. Этот последний шаг привел ко 2-й революции растений, деревья покрыли лесами и джунглями зеленеющие континенты Земли в девонский период палеозойской эры.
Первые растения появились около 2 млрд. лет назад, в Архейскую эру. Одними из первых представителей флоры стали сине-зеленые водоросли, существующие на сегодняшний день. Постепенно увеличивалось видовое разнообразие, появлялись новые формы. Некоторые растения практически не изменились с момента их появления. Конкретные представители флоры существуют так долго, что застали все изменения, которые происходили с нашей планетой. В статье мы поговорим о том, как зародилась растительная жизнь и какие виды растений являются самыми древними.
Эволюция растений
Жизнь на планете Земля зародилась несколько миллиардов лет назад. Ученые до сих пор не могут точно сказать, как выглядели первые представители флоры и фауны – слишком мало сохранилось материалов для исследований. Однако можно отследить примерную эволюцию растительного мира:
- Архей. В атмосфере нет кислорода, появляются виды, которые не имеют способности к настоящему фотосинтезу: сине-зеленые и колониальные водоросли.
- Протерозой. Именно в эту эпоху происходит разделение организмов на животных и растения. Появляются красные, бурые и зеленые водоросли.
- Палеозой. В ранних периодах этой эры флора была представлена только различными водорослями. На поздних этапах появляются более сложные виды: споровые, плауны и папоротники, хвощи, мхи. Именно они стали основной первых лесов планеты.
- Мезозой. В этот период начинают зарождаться материки и водоемы. Происходят большие изменения в климате, меняется и растительный мир. Появляются голосеменные хвойные деревья, к меловому периоду растительный мир становится многообразным.
Именно водоросли являются самыми древними представителями флоры. Несмотря на то, что они не оставили после себя никаких следов, их роль сложно недооценить – водоросли наполнили атмосферу кислородом, сделав возможным появление жизни на суше.
Запасы каменного угля, которые до сих пор используются человеком, были сформированы древними папоротниками.
Древние растения, сохранившиеся до сих пор
Есть несколько видов растений, которые сохранили свой внешний вид и биологические свойства с древних времен. Некоторые их представители настолько старые, что застали практически все события, происходящие на нашей планете.
Сине-зеленые водоросли
С биологической точки зрения, они являются бактериями, но многие специалисты относят их к царству растений. Уникальность их в том, что сине-зеленые водоросли способны как к фотосинтезу, так и поглощению уже готовых органических веществ из атмосферы.
Сине-зеленые водоросли – самые древние представители флоры. Чаще всего они встречаются в пресных водоемах, но могут жить и на суше, в соленой воде и даже горячих источниках. Эти удивительные организмы могут появиться даже в квартире, например, если надолго оставить емкость с водой или аквариум на солнце.
Селагинелла
Селиганелла – единственный вид плаунов, сохранившийся до наших дней.
Гинкго
Согласно исследованиям биологов, впервые гинкго появились около 250 млн. лет назад. Предки сегодняшних деревьев были свидетелями пермского вымирания, которое привело к исчезновению почти 95% всех живых существ на планете Земля.
Это реликтовое растение, относящееся к группе голосеменных. Сегодня чаще всего гинкго можно встретить в парках Китая и Японии. Дерево легко узнать по необычной форме листьев, которые напоминают маленький веер.
Гинкго сохранилось до наших дней благодаря уникальной способности адаптироваться к внешней среде, они могут жить в любых условиях. После того, как в 1945 году на Хиросиму сбросили атомную бомбу, гинкго были единственными растениями, которые никак не пострадали от воздействия радиации.
Метасеквойя
Растение долго время считалось вымершим – исследователи находили только окаменевшие останки. Первая живая метасеквойя была обнаружена в 1943 году в горах Китая. Проведенный анализ ДНК доказал, что это хвойное дерево не изменилось со времен, когда жили динозавры. Сегодня ведется активная работа по восстановлению и увеличению популяции.
Секвойядендрон гигантский
Всего в мире осталось только 500 экземпляров этого исполинского дерева, находятся они в охраняемом парке в Северной Америке. Гигантская секвойядендрон впечатляет не только своей историей (первые представители появились около 100 млн. лет назад), но и размерами. Ее ствол может достигать до 10 метров в диаметре. Живет дерево около 4 тысяч лет.
В конце XIX века почти все секвойядендроны были уничтожены человеком. Деревья вырубались из-за очень прочной древесины, из которой строили дома и корабли.
Воллемия
Дерево, напоминающее обычную ель, живет на нашей планете уже больше 200 млн. лет. Воллемию случайно обнаружили в начале 2000-х сотрудники одного из национальных парков Австралии. Внешне это ничем не примечательное растение, удивление вызывает только его возраст – представители воллемии росли на планете в период зарождения первых млекопитающих.
Дзельква
Немногочисленный род семейства Вязовые. Это реликтовое дерево можно встретить в Японии, Китае, на Кавказе и острове Крит. Известны следующие виды:
- граболистная, или каспийская;
- Шнайдера;
- японская, или пильчатая;
- сицилийская;
- китайская.
Растет дзельква медленно, около 300 лет. Несмотря на широкое практическое применение, дерево сохранилось до сегодняшнего дня. Его древесину используют для создания мебели и фанеры, в кораблестроении. В некоторых районах Азии и Закавказья листья заготавливают на корм скоту, из-за чего деревья остаются без веток почти до самой вершины.
Магнолия
Она является самым древним цветковым растением, оно может быть представлено формой дерева и кустарника. Согласно исследованиями, магнолии были широко распространены еще в меловом периоде, произрастали они преимущественно на территории современной Арктики. Сегодня магнолию можно встретить в Северной Америке, Восточной Азии и России. Насчитывается около 240 видов этого растения, часть из которых выращивают для декоративных целей, озеленения городских парков.
Актинидия
Род актинидии больше известен по своим плодам, к нему относится киви и некоторые виды крыжовника. Растение появилось примерно 65 млн. лет назад одновременно с каштаном, фикусом и платаном. Сегодня актинидию активно применяют в садоводстве, а декоративные формы – для озеленения парков и садов.
Самые древние деревья
В мире можно встретить несколько еще живых растений, которые пережили многие этапы цивилизации. Рассмотрим наиболее известные из них.
Старый Тикко
Согласно данным ученых, возраст этой ели превысил 9500 лет. Лейф Куллман, первооткрыватель дерева, дал ему название в честь своего покойного пса. Ель сохранилась только благодаря клонированию (рост нового растения из старых корней), возраст непосредственно ствола – 600 лет.
Старый Тикко находится на горе Фулуфьяллет, в Швеции. К дереву ведет отдельная тропинка, которая никак не обозначена на плане парка. Сейчас природоохранные органы Швеции обсуждают установку ограждения вокруг ели, чтобы защитить ее от вандалов.
Патриарх леса
Дерево вида Cariniana legalis можно встретить в лесах Бразилии. Патриарх леса отличается высотой в 49 метров, диаметр ствола – 16 метров. Этот представитель флоры считается самым древним не хвойным деревом в мире, его возраст около 3000 лет. Растение является священным для аборигенных жителей, но находится в месте активной вырубки леса.
Джайя Шри Маха Бодхи
Священный фикус находится в Анурадхапуре, Шри-Ланка. По легенде, растение выращено из отростка Дерева Бодхи, под которым принц Гаутама достиг просветления. Джайя Шри Маха Бодхи является местом паломничества буддистов со всего мира, это одна из главных святынь этой религии. Возраст фикуса – 2300 лет.
Дерево растет на специально оборудованной террасе, на которой в середине XVIII века было установлено ограждение для защиты от диких слонов.
Каштан сотни лошадей
Это самое большое и старое каштановое дерево в мире, которое находится у дороги Лингуаглосса, Сицилия. По различным оценкам биологов, его возраст составляет от 2 до 4 тыс. лет. Каштан сотни лошадей внесен в Книгу рекордов Гиннесса за обхват ствола, диаметр которого превышает 60 м.
Генерал Шерман
Уникальное дерево вида секвойядендрон гигантский. Растет Генерал Шерман в национальном парке в Калифорнии. Это самое большое и тяжелое дерево на планете Земля. Его высота достигает 84 м, а вес, по оценке 1938 года, доходит до 2 тонн. Возраст растения точно определить не удается, он находится в пределах 2300-2700 лет.
К сожалению, многие виды растений не сохранились до наших дней. Однако постоянно ведется работа по воссозданию древних видов и селекции новых. Вероятно, благодаря найденным генетическим материалам, когда-нибудь мы сможем увидеть растения, которые жили еще до зарождения жизни на нашей планете.
Эволюция растений
Эволюция царства растений началась с архейской эры (около 3500 млн. лет назад). В этот период на Земле отмечено появление синезеленых водорослей. Эти водоросли принадлежат к группе цианобактерий, поскольку в их клетках отсутствует оформленные ядра|ядра. Таким образом, их можно отнести к прокариотам (доядерным организмам). Среди синезеленых водорослей были одно- и многоклеточные организмы, имеющие возможность осуществлять фотосинтез. Благодаря процессу фотосинтеза, в атмосферу нашей планеты начал|начал поступать кислород, необходимый для жизнедеятельности аэробов.
Позднее|Позднее в протерозойской эре (около 2600 млн. лет назад) Землёй завладели красные и зелёные водоросли. Их господство распространилось и на палеозойскую эру (примерно 570 млн. лет назад). Только в поздний палеозой (силурийский период) отмечена жизнедеятельность на планете древнейших высших растений – риниофитов, или псилофитов. У этих растений были побеги|побеги, но отсутствовали корни и листья. Размножение риниофитов происходило спорами. Они обитали на суше или частично в воде.В существовании нашей планеты новая эра началась с появления высших, или наземных растений. Около 400- 360 млн. лет назад в девонском периоде палеозойской эры на фоне преобладания на Земле риниофитов и водорослей появились первые папоротникообразные (папоротники, хвощи, плауны) и моховидные растения. Они относятся к высшим споровым растениям. Благодаря распространению растений на суше, появились и новые наземные виды животных. Сочетанное изменение в ходе эволюции форм растений и животных обусловило огромнейшее разнообразие жизни на Земле. Облик планеты изменился коренным|корённым образом. Прикреплённый образ жизни растения на суше привёл к появлению расчленения растения на корень, стебель и лист, а также к возникновению опорных тканей и сосудистой проводящей системы. Самые первые наземные растения были маленьких размеров. Они поглощали воду посредством ризоидов, как сохранившиеся по сей день на Земле мхи. В цикле их развития преобладало гаплоидное поколение (гаметофит). Постепенно появлялись более крупные формы растений — папоротникообразные, у которых образовались сложные специализированные органы|органы – корни с корневыми волосками. В цикле развития этих растений на первый план выступает диплоидная фаза — спорофит, являющийся непосредственно самим растением, тогда как гаметофит – это заросток, который выглядит как клубенёк у хвощей и плаунов и как небольшая пластинка в форме сердца|сердца у папоротников. Так осуществлялся постепенный переход от гаплоидного поколения к более совершенному|совершённому — диплоидному. В палеозойскую эру папоротникообразные были громадными растениями, господствовавшими на суше. Однако для их размножения была необходима вода, что ограничивало территорию их существования местностями с повышенной влажностью.
В каменноугольном периоде, который длился с 360 до 280 млн. лет назад, доказано появление на нашей планете семенных папоротников, которые в дальнейшем стали родоначальниками всех голосеменных растений. В это время полностью исчезают риниофиты из-за невозможности конкурировать с более развитыми|развитыми|развитыми растениями. А господствовашие тогда огромнейшие древовидные папоротникообразные после отмирания образовали залежи каменного угля.
В следующем пермском периоде палеозойской эры на Земле появились древние голосеменные растения. Древовидные папоротникообразные постепенно вымирают, а им на смену приходят семенные и травянистые папоротники, завладевая сушей. Особенностью голосеменных растений является то, что размножение их осуществляется семенами|семёнами, не имеющими защиты в виде стенок плода, так как цветков и плодов эти растения не образуют. Половое размножение этих растений осуществлялось независимо от капельно|капельно-водной среды|среды. А их появление в ходе эволюционных метаморфоз было обусловлено перепадами влажности и температуры и изменением рельефа Земли|Земли вследствие поднятия суши|суши, то есть появления горных массивов.
Мезозойская эра наступила около 240 млн. лет назад. В триасовом периоде мезозоя появились современные голосеменные, а в юрском периоде зародились первые покрытосеменные растения. Но господствующие позиции на планете сохранились за голосеменными растениями. Это эра вымирания древних папоротникообразных, не выдерживающих естественного отбора. В процессе появления покрытосеменных растений произошла череда ароморфозов. Во-первых, сформировался цветок – трансформированный побег, приспособленный для образования спор и гамет. Опыление, оплодотворение и образование зародыша и плода происходило непосредственно в цветке. Во-вторых, для лучшей защиты и распространения семена|семёна покрытосеменных растений были окружены околоплодником. Для этих растений характерно половое размножение. К покрытосеменным относятся травянистые растения, деревья и кустарники. Разнообразные видоизменения вегетативных органов|органов (корня, стебля, листа) отмечаются у разных видов растений. Эволюционные изменения покрытосеменных растений происходили за относительно короткий срок, поэтому для них свойственна высокая эволюционная пластичность. Огромное значение в протекании эволюционных преобразований сыграли насекомые-опылители. Покрытосеменные растения более продуктивно осваивают окружающую среду|среду и завоёвывают новые территории, благодаря своим особенностям строения и способности формировать сложные многоярусные сообщества.
В кайнозойской эре, наступившей приблизительно 70 млн. лет назад, на нашей планете стали господствовать существующие и в настоящее время покрытосеменные и голосеменные растения, тогда как высшие споровые растения регрессировали.
Сейчас на Земле произрастают более 350 видов растений, среди них встречаются цветковые, мохообразные растения, папоротники, водоросли.
Эволюция растений
Здравствуйте друзья! Сегодня хотелось бы поговорить о доисторических растениях, о том как они эволюционировали в современные растения.
В растительном мире сегодня преобладают цветковые растения, но плауны и папоротники покрывали Землю в доисторическое время.
Эволюция растений.
Более 400 000 видов флоры известны сегодня, и все они произошли от нескольких древних морских растений. Виды, исчезнувшие с лица|лица Земли|Земли, не входят в это число, поскольку к меняющимся условиям на Земле адаптироваться они не смогли, или не выдержали конкуренцию со стороны вновь появившихся растений, которые лучше были приспособлены к новой среде обитания.
Палеоботаники установили распределение растительного покрова|покрова по поверхности Земли|Земли в разные геологические периоды, а также закономерности его смены. В том, что у растений нет твёрдого скелета, который легко превращается в окаменелость, заключается сложность исследований.
К счастью, иногда можно обнаружить ранние формы флоры в древних илистых отложениях, а в горных породах были найдены некоторые останки растений, их возраст составляет около 3,1 млрд. лет.
О том, что жизнь на планете должна была начаться с появления растениеподобных организмов, ставших важным звеном в пищевой цепи животных в дальнейшем, свидетельствуют окаменелости.
Но намного значимее роль растений в эволюционной истории Земли|Земли, так как они фактически преобразовали атмосферу нашей планеты и сделали её пригодной для существования животного мира.
Вероятно, в условиях изначального содержания огромного количества углекислоты|углекислоты в атмосфере, животные не смогли бы дышать. Углекислый газ в кислород растения преобразуют в процессе фотосинтеза, насыщая им атмосферу.
Основой пищевой цепи послужила способность растений использовать солнечный свет для производства сложных органических веществ. Эволюцию плотоядных и травоядных животных обеспечили растения.
Эволюция, однако, крайне медленный процесс, и естественный отбор благоприятствует особям, приспосабливающимся к изменениям среды|среды обитания, а не просто к изменениям как таковым.
Без воды|воды не могли обходиться древнейшие виды растительного мира, так как структуры необходимые для жизни на суше, у них отсутствовали.
Первые вышедшие растения из воды, вероятно, обосновались в болотах, где их нижняя часть могла постоянно находиться под водой. Скорее всего, первые истинно наземные растения оставались влаголюбивыми и росли возле воды|воды.
Влажная среда для размножения по-прежнему, была необходима печёночникам, мхам и папоротникам, которые развивались как растения с давних времён.
Геологическую колонку с эрами, периодами, эпохами и их длительностью можно посмотреть здесь.
Предшественники цветковых растений – голосеменные, среди них хвойные деревья – нуждались в ветре для рассеивания семян и опыления, поскольку тогда ещё не было способных это делать насекомых.
Одновременно с насекомыми и животными развивались преобладающие сегодня цветковые (покрытосеменные) растения, поэтому часто опыляются ими.
Простейшие водоросли были древнейшими из известных растений.
Это одноклеточные организмы, всё|все функции которых выполняла единственная лишённая ядра|ядра клетка. Крайне примитивными были эти сине–зелёные водоросли, и только около 1,5 млрд. лет назад появились имеющие клеточное ядро водоросли.
Многоклеточные организмы возникли со временем. Возможно, они сходные с морскими водорослями и имеющие в разных частях растения органы|органы размножения.
Около 590 млн. лет назад, в кембрийский период, прочно обосновались на Земле многие формы жизни. К этому периоду относятся более 900 видов – и это те растения, которые сохранились и были обнаружены сотни миллионов лет спустя.
Нам, современникам, совсем немного известно о первых представителях растительного мира. К сожалению, и их ископаемых остатков найдено мало. Однако ученые, используя окаменелые отпечатки, оставленные древними растениями, все же восстановили их внешний вид, а также рассмотрели особенности строения растений, ставших первыми обитателями суши.
Классификация споровых растений
Риниофиты - первые растения суши
Первыми наземными растениями были представители флоры, освоившие Землю примерно 450 млн. лет назад. Произрастали они вблизи различных водоемов или на местах мелководья, для которых было характерно периодическое подтапливание и подсыхание.
У всех растений, освоивших сушу, имеется общий признак. Это разделение тела на две части - надземную и подземную. Такое строение было характерно и для Риниофитов.
Остатки древних растений впервые были обнаружены во второй половине XIX века на территории современной Канады. Но по невыясненным причинам эта находка не заинтересовала специалистов-ботаников. А в 1912 вблизи шотландского села Райни местный сельский доктор нашел еще несколько окаменелых растений. Он не знал, что держит в руках остатки первых наземных обитателей, но, будучи весьма любознательным, решил досконально изучить интересную находку. Сделав срез, он обнаружил хорошо сохранившиеся остатки растений. Стебель был очень тонкий, голый, а к нему прикреплялись продолговатой формы отростки (похожие на вытянутые шарики) с очень толстыми стенками. Информация о находке быстро дошла до палеоботаников, которые и выяснили, что найденные остатки являются первыми наземными растениями. Были сомнения относительно названия этих древних остатков. Но в результате решили пойти по самому простому пойти и нарекли вымершие растения Риниофитами по названию села, около которого их обнаружили.
Особенности строения
Внешнее строение Риниофитов очень примитивно. Тело разветвлялось по дихотомическому типу, то есть на две части. Листьев и настоящих корней они еще не имели. Прикрепление к почве осуществлялось с помощью ризоидов. Что касается внутреннего строения, то оно, напротив, было достаточно сложным, особенно по сравнению с водорослями. Так, покровная ткань имела устьичный аппарат, с помощью которого осуществлялись процессы газообмена и испарения воды. Вследствие отсутствия у них механических тканей, первые растения на Земле были относительно небольшими по высоте (не более 50 см) и диаметру стебля (около 0,5 см).
Палеоботаники полагают, что все современные наземные растения произошли от Риниофитов.
Псилофиты – первые наземные растения. Верно ли это?
Типичные представители первых наземных растений
Предположительно, первыми наземными растениями были куксония и риния.
Одним из самых древних представителей флоры была куксония, которая имела вид небольшого кустика высотой не более 7 см. Благоприятной средой произрастания для нее были болотные низменности. Окаменелые остатки куксонии и родственных ей видов найдены на территории Чехии, Соединенных Штатов Америки и в некоторых областях Западной Сибири.
Близкая по родству, риния гораздо лучше изучена, чем куксония. Ее тело было более массивным: в высоту растение могло достигать 50 см, а диаметр стебля – 5 мм. На конце стебля ринии находился купол, в котором были споры.
Древние представители рода Риния дали начало многим растениям тропиков и субтропиков. Согласно современной классификации, их объединяют в отдел Псилофиты. Он весьма немногочисленный, ведь включает в себя около 20 видов. По некоторым признакам они очень похожи на своих древних предков. В частности, и те, и другие имеют дихотомическое ветвление. Примерный рост Псилофитов составляет от 25 до 40 см.
Современные находки
До недавних пор палеонтологи находили в отложениях старше 425 миллионов лет лишь остатки примитивных трилетных спор с гладкой оболочкой. Такие находки обнаружены на территории Турции. Их относят к верхнему ордовику. Найденные экземпляры не могли пролить свет на информацию о времени возникновения сосудистых растений, так как были единичны и по ним было совершенно непонятно, каким же конкретно представителям растительного вида принадлежали гладкие споры.
Но не так давно в Саудовской Аравии были обнаружены достоверные остатки трилетных спор с орнаментированной оболочкой. Было определено, что возраст найденных образцов варьируется от 444 до 450 млн. лет.
Расцвет сосудистых растений после оледенения
Теломная теория
В ходе изучения Риниофитов появилась так называемая теломная теория, которую создал немецкий ботаник Циммерманн. В ней раскрывались особенности строения Риниофитов, которые к тому времени были признаны первыми наземными растениями. Были Циммерманом показаны и предполагаемые пути становления важных вегетативных и репродуктивных органов высших растений.
По мнению немецкого ученого, тело Риниофитов состояло из радиально-симметричных осей, конечные веточки которых Циммерман назвал теломами (от греч. telos - "конец").
Эволюционным путем теломы, претерпев многочисленные изменения, стали основными органами высших растений: стеблями, листьями, корнями, спорофиллами.
В результате доисторических событий, таких как пермское и мел-палеогеновое массовые вымирания, многие семейства растений и некоторые предки существующих видов вымерли до начала записанной истории.
Общая тенденция диверсификации флоры Земли включает в себя четыре основные группы растений, которые господствуют на планете, начиная со среднего силурийского периода и до настоящего времени:
- Первая основная группа, представляющая наземную растительность, включала бессемянные сосудистые растения, представленные классами риниевых (Rhyniophyta), зостерофилловых (Zosterophyllopsida).
- Вторая основная группа, появившаяся в позднедевонском периоде, состояла из папоротников.
- Третья группа, семенные растения, появились как минимум 380 миллионов лет назад. Она включала в себя голосеменные растения (Gymnospermae), которые доминировали в наземной флоре в течение большей части мезозойской эры до 100 миллионов лет назад.
- Последняя четвертая группа, покрытосеменные растения, появилась около 130 миллионов лет назад. В летописи окаменелостей также показано, что эта группа растений была в изобилии в большинстве районов мира в пределах от 30 миллионов до 40 миллионов лет назад. Таким образом, покрытосеменные доминировали над растительностью Земли в течение почти 100 миллионов лет.
Палеозойская эра
Протерозойский и архейский эоны предшествуют появлению наземной флоры. Бессемянные, сосудистые, наземные растения появились в середине силурийского периода (437-407 миллионов лет) и были представлены риниофитами и, возможно, плауновидными (включая ликоподиумы). Из примитивных риниофитов и плауновых наземная растительность быстро эволюционировала в течение девонского периода (407-360 миллионов лет назад).
Предки настоящих папоротников, возможно развивались в середине девона. Во время позднего девонского периода появились хвощёвые и голосеменные. К концу периода уже существовали все основные отделы сосудистых растений, кроме покрытосеменных.
Развитие особенностей сосудистых растений, во время девона, позволили увеличить географическое разнообразие флоры. Одной из них было возникновение сплющенных листьев, что повысило эффективность фотосинтеза. Другая – появление вторичной древесины, позволяющая растениям значительно увеличиваться по форме и размерам, что привело к появлению деревьяев и, вероятно, к лесов. Постепенным процессом было репродуктивное развитие семени; самое раннее обнаружено в верхнедевонских отложениях.
Предки хвойных и саговниковидных появились в каменноугольном периоде (360-287 миллионов лет назад). Во время раннего карбона в высоких и средних широтах растительность демонстрирует доминирование ликоподиумов и Progymnospermophyta.
В более низких широтах Северной Америки и Европы обнаруживается большое разнообразие ликоподиумов и Progymnospermophyta, а также другой растительности. Встречаются семенные папоротники (включая calamopityales), наряду с настоящими папоротниками и хвощами (Archaeocalamites).
Поздняя карбоновая растительность в высоких широтах сильно пострадала от начала пермско-карбонового ледникового периода. В северных средних широтах летопись окаменелостей показывает доминирование хвощей и примитивных семенных папоротников (птеридоспермов) над немногими другими растениями.
В северных низких широтах наземные массивы Северной Америки, Европы и Китая были охвачены неглубокими морями или болотами и, поскольку они близки к экватору, то испытывали тропические и субтропические климатические условия.
В это время появились первые тропические леса, известные как каменноугольные леса. Огромное количество торфа было заложено в результате благоприятных условий круглогодичного роста и адаптации гигантских ликоподиумов к тропическим средам водно-болотных угодий.
В более сухих районах, окружающих низменности, в большом изобилии существовали леса хвощей, семенные папоротники, кордаиты и другие папоротники.
Пермский период (287-250 миллионов лет назад) указывает на значительный переход хвойных, саговниковидных, глоссоптерис, гигантоптерид и пельтасперм из бедных окаменелостей в карбоне в значительную обильную растительность. Другие растения, такие как древесные папоротники и гигантские ликоподиумы, присутствовали в перми, но не в изобилии.
В результате массового пермского вымирания исчезли тропические болотные леса, а вместе с ними и ликоподиумы; кордаиты и глоссоптерисы вымерли на более высоких широтах. Около 96 % всех видов растений и животных исчезли с лица нашей планеты в это время.
Мезозойская эра
Поздняя триасовая флора в экваториальных широтах представлена широким диапазоном папоротников, хвощей, саговников, беннеттитов, гинкго и хвойных деревьев. Комбинации растений в небольших широтах сходные, но не богатые видами. Это отсутствие вариаций растений в низких и средних широтах отражает глобальный безморозный климат.
К хвойным этого возраста также могут относится современные семейства: подокарповых, араукариевых, сосновых и тисовых. Эти хвойные породы, во время мезозоя, создали значительные залежи такого полезного ископаемого, как уголь.
Во время раннего и среднего юрского периода, в экваториальных широтах западной части Северной Америки, Европы, Средней Азии и Дальнего Востока, произрастала разнообразная растительность. Она включала: хвощи, саговники, беннеттиты, гинкго, папоротники и хвойные деревья.
Теплые, влажные условия также существовали в северных средних широтах (Сибирь и северо-запад Канады), поддерживая гинкговые леса. Пустыни встречались в центральной и восточной частях Северной Америки и Северной Африки, а наличие беннеттитов, саговников, хейролепидиевых и хвойных деревьев свидетельствовали о приспособленности растений к засушливым условиям.
Южные широты имели сходную растительность с экваториальными, но из-за более сухих условий хвойные породы были обильными, а гинкговые – дефицитными. Южная флора распространилась на очень высокие широты, включая Антарктиду, из-за отсутствия полярного льда.
В меловом периоде (144-66,4 миллионов лет назад) в Южной Америке, Центральной и Северной Африке, и Центральной Азии существовали сухие, полупустынные природные условия. Таким образом, в наземной растительности преобладали хвойные породы хейролипидиевых и матониевые папоротники.
Северные средние широты Европы и Северной Америки имели более разнообразную растительность, состоящую из беннеттитовых, саговниковых, папоротников и хвойных деревьев, а в южных средних широтах преобладали беннеттиты.
В позднем меловом периоде произошли значительные изменения в растительности Земли, с появлением и распространением цветущих семенных растений, покрытосеменных. Присутствие покрытосеменных означало конец типичной мезозойской флоры с преобладанием голосеменных растений и определенное снижение беннеттитовых, гинкговых и саговниковых.
Во время позднего мела в Южной Америке, Центральной Африке и Индии преобладали засушливые условия, в результате чего среди тропической растительности доминировали пальмы. На средние южные широты также влияли пустыни, а растения, окаймлявшие эти районы, включали: хвощи, папоротники, хвойные и покрытосеменные, в частности, нотофагус (южный бук).
Высокоширотные районы были лишены полярного льда; из-за более теплых условий климата, покрытосеменные смогли процветать. Самая разнообразная флора была обнаружена в Северной Америке, где присутствовали вечнозеленые растения, покрытосеменные и хвойные деревья, особенно красное дерево, секвойя.
Мел-палеогеновое массовое вымирание (К-Т вымирание) произошло около 66,4 миллионов лет назад. Это событие, которое внезапно вызвало глобальные климатические изменения и исчезновение многих видов животных, особенно динозавров.
Наибольший “шок” для наземной растительности произошел в средних широтах Северной Америки. Показатели пыльцы и спор чуть выше границы К-Т в летописи окаменелостей показывают преобладание папоротников и вечнозеленых растений. Последующая колонизация растений в Северной Америке демонстрирует преобладание лиственных растений.
Кайнозойская эра
Увеличение осадков в начале палеогена-неогена (66,4-1,8 миллионов лет назад) способствовало широкомасштабному развитию дождевых лесов в южных районах.
Примечательным в этот период была полярная лесная флора Аркто, обнаруженная на северо-западе Канады. Мягкое, влажное лето чередовалось с непрерывной зимней тьмой с температурой от 0 до 25° C.
Эти климатические условия поддерживали лиственную растительность, которая включала платановых ореховых, берёзовых, луносемянниковых, вязовых, буковых, магнолиевых; и голосеменные растения, такие как таксодиевые, кипарисовые, сосновые и гинкговые. Эта флора распространилась по Северной Америке и Европе.
Примерно одиннадцать миллионов лет назад, во время миоценовой эпохи, произошли заметные изменения в растительности с появлением трав и их последующим распространением на травянистые равнины и прерии. Появление этой широко распространенной флоры способствовало развитию и эволюции растительноядных млекопитающих.
Четвертичный период (1,8 миллиона лет назад и к настоящему времени) начался с континентального оледенения в северо-западной Европе, Сибири и Северной Америке. Это оледенение затронуло наземную растительность, при этом представители флоры мигрировали на север и юг в ответ на ледниковые и межледниковые колебания. В межледниковые периоды были распространены клёновые, берёзовые и маслиновые.
Окончательные миграции видов растений в конце последнего ледникового периода (около одиннадцати тысяч лет назад) сформировали современное географическое распределение наземной флоры. Некоторые районы, такие как горные склоны или острова, имеют необычное видовое распределение в результате их изоляции от глобальной миграции растений.
Читайте также: