Эволюция семенных растений: Часть 1

Видео

Конспект

Эволюция семенных растений

Семенные растения эволюционировали после споровых, появившись в конце палеозойской эры, и постепенно заняли доминирующее положение на суше благодаря своим анатомическим и физиологическим особенностям, а также преобразованному жизненному циклу. Их оплодотворение стало независимым от воды.

Лигнофиты - это таксон, объединяющий семенные папоротники и семенные растения, характеризующийся наличием сосудистого камбия - вторичной образовательной ткани, формирующей вторичную ксилему (внутрь) и вторичную флоэму (наружу), что ведет к развитию древесной жизненной формы. У лигнофитов также присутствует стадия семени в жизненном цикле. Важное отличие семенных папоротников от настоящих семенных растений - строение стебля: у семенных папоротников сифоностела, у семенных растений - эустела. Сосудистый камбий появился раньше семени, как видно на примере ископаемого растения археоптерис.

1.jpeg 2.jpeg Анатомические особенности стебля: Сифоностела vs Эустела

Главное отличие между сифоностелой и эустелой заключается в наличии собственных проводящих тканей стебля.

tab1.jpeg Эустела позволила семенным растениям формировать мощные побеговые системы с большим количеством листьев.

3.jpeg Происхождение семени: необходимые шаги

Возникновение семени у семенных папоротников и семенных растений потребовало преобразований в устройстве спорангиев и жизненном цикле.

Гетероспория. Растение производит мужские (микроспоры, мелкие, без запаса веществ) и женские (мегаспоры, крупные, с запасом крахмала, липидов, белка) споры. Микроспор много, мегаспор мало;

Эндоспорический гаметофит. Гаметофит развивается, не покидая прочной оболочки споры (содержит спорополленин). Половые органы созревают внутри оболочки. Гетероспория и эндоспория также встречаются у гетероспоровых плауновидных и водных папоротников;

Опыление. Изобретение механизма переноса мужских гаметофитов (пыльцевых зерен) к женским. Примитивный способ - ветром, более прогрессивный животными (коэволюция с насекомыми);

Модификация женского спорангия. Женский спорангий (нуцеллус) окружен защитной оболочкой (интегументом), образуя семязачаток;

Развитие только одной мегаспоры. Из линейной тетрады мегаспор, сформированных мейозом материнской клетки, только одна развивается в женский гаметофит, остальные отмирают;

Запасание веществ женским гаметофитом. Многоклеточный женский гаметофит (внутри спорангия) накапливает питательные вещества для будущего зародыша;

Доставка мужских гамет. Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) доставляет мужские половые клетки (спермии/сперматозоиды) к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки. Трубка служит для доставки и питания.

В результате этих шагов формируется семя, состоящее из семенной кожуры (из интегумента, диплоидная), эндосперма (из женского гаметофита, гаплоидный у примитивных) и зиготы/зародыша (из оплодотворенной яйцеклетки, диплоидная).

4.jpeg