วิวัฒนาการของพืชตั้งแต่ต้นกำเนิดจนถึงพืชสมัยใหม่

วิวัฒนาการของพืช อาจเริ่มต้นด้วยกลุ่มของน้ำจืดที่ชวนให้นึกถึงสาหร่ายสีเขียวในปัจจุบันและจากนี้เกิดขึ้นทุกกลุ่มในปัจจุบัน: มอส, Lycopods, หางม้า, เฟิร์น, gymnosperms และ angiosperms.

พืชมีลักษณะที่แตกต่างกันมากและมีความโดดเด่นปั้น จากมุมมองของชีววิทยาวิวัฒนาการพวกเขาอนุญาตให้ศึกษาชุดของกลไกที่สำคัญและเหตุการณ์ที่ไม่ซ้ำกันเช่น speciation โดย polyploidy ใน angiosperms

ในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการที่ก่อให้เกิดกลุ่ม monophyletic นี้นวัตกรรมปรากฏขึ้นเมื่อผนังเซลล์เกิดขึ้นส่วนใหญ่ของเซลลูโลส - โพลีเมอร์ประกอบด้วยหน่วยกลูโคสซ้ำ.

การพิจารณาโมโนโครมของพืชแสดงถึงการรวมตัวกันครั้งแรกของไซยาโนแบคทีเรียซึ่งก่อให้เกิดเหตุการณ์ endosymbiotic กับความหลากหลายของ plastids (ในหมู่พวกคลอโรพลาสต์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสง) เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในบรรพบุรุษร่วมของเชื้อสายนี้.

Multicellularity (สิ่งมีชีวิตที่มีมากกว่าหนึ่งเซลล์) และการแพร่กระจายของเนื้อเยื่อยอด, ชนิดของการแบ่งเซลล์แบบอสมมาตรและการเก็บรักษาไซคลิก อย่างไรก็ตามนวัตกรรมที่โดดเด่นที่สุดของพืชคือการตั้งรกรากสภาพแวดล้อมทางบก.

ต่อไปเราจะอธิบายแง่มุมทั่วไปของการวิวัฒนาการของพืชและจากนั้นเราจะเจาะลึกถึงต้นกำเนิดของแต่ละกลุ่ม.

ดัชนี

• 1 กลไกวิวัฒนาการ
• 2 วิวัฒนาการของแผนการทางกายภาพของพืช
• 3 ช่วงเวลาทางธรณีวิทยาของการปรากฏตัวของแต่ละกลุ่ม
• 4 วิวัฒนาการของสาหร่าย
• 5 วิวัฒนาการของไบรโอไฟต์
• 6 วิวัฒนาการของพืชที่ไม่มีเมล็ด
  • 6.1 ต้นไม้ที่ไม่มีเมล็ด
  • 6.2 ความสำคัญของเนื้อเยื่อหลอดเลือดและราก
• 7 วิวัฒนาการของเมล็ดพืช Vascular
  • 7.1 วิวัฒนาการของ gymnosperms
  • 7.2 วิวัฒนาการของไม้ดอก: พืชไร่
  • 7.3 ดอกไม้
• 8 อ้างอิง

กลไกวิวัฒนาการ

กลไกวิวัฒนาการที่เกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของพืชเป็นสิ่งเดียวกันที่สร้างการเปลี่ยนแปลงในกลุ่มสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ : การคัดเลือกโดยธรรมชาติและยีนหรือยีนดริฟท์.

การคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินเป็นกลไกของวิวัฒนาการที่ประกอบด้วยความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของแต่ละบุคคล เมื่อพืชมีลักษณะที่สืบทอดบางอย่าง (นั่นคือมันส่งผ่านจากผู้ปกครองไปยังเด็ก ๆ ) และลักษณะนี้ทำให้พวกเขาออกจากลูกหลานมากขึ้น morph นี้เพิ่มขึ้นในประชากร.

อีกกลไกคือยีนลอยซึ่งประกอบด้วยการสุ่มหรือสุ่มสุ่มของความถี่อัลลีล.

ในทำนองเดียวกันกระบวนการร่วมสมัยกับสัตว์มีบทบาทพื้นฐาน เช่นเดียวกับการผสมเกสรและการกระจายตัวของเมล็ดใน angiosperms.

วิวัฒนาการของแผนการทางพืช

การเปลี่ยนแปลงในแผนการทางกายภาพของพืชนั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานที่เกิดขึ้นในเฟสสโปโรฟีและเฟสของไฟโต จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าช่วงเวลาที่ไม่คุ้นเคยก่อนหน้านี้มีความซับซ้อนมากขึ้น.

อย่างไรก็ตามเทรนด์นี้ประสบกับการผกผัน: ไฟโตไฟต์เริ่มเป็นช่วงที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด ปรากฏการณ์นี้เพิ่มความหลากหลายทางสัณฐานวิทยาจาก Devonian อย่างมาก.

ช่วงเวลาทางธรณีวิทยาของการปรากฏตัวของแต่ละกลุ่ม

บันทึกฟอสซิลเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเหลือเชื่อเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดถึงแม้ว่ามันจะไม่สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์ก็ตาม.

ไบรโอไฟต์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายมากที่ไม่มีเนื้อเยื่อหลอดเลือดเป็นที่รู้จักจากออร์โดวิเชียน.

ชั้นที่เก่าแก่ที่สุดประกอบด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายของพืชในหลอดเลือด จากนั้นใน Devonian และแระแระมีการแพร่กระจายของเฟิร์น, Lycopodia, หางม้าและ Pro-gymnosperms.

ในดีโวเนียนปรากฏพืชแรกที่มีเมล็ด ดังนั้นพืชของ Mesozoic ประกอบด้วยส่วนใหญ่ของบุคคลที่ชวนให้นึกถึง gymnosperms ในที่สุด angiosperms ก็จะปรากฏขึ้นในยุคครีเทเชียส.

วิวัฒนาการของสาหร่าย

สาหร่ายตรงกับกลุ่มดั้งเดิมที่สุด พวกเขาสอดคล้องกับที่มาของเซลล์สังเคราะห์แสงครั้งแรกโดยเหตุการณ์ endosymbiosis: เซลล์ที่ติดเครื่องแบคทีเรียที่มีความสามารถในการสังเคราะห์แสง.

นี่เป็นคำอธิบายที่ยอมรับได้อย่างเป็นธรรมเกี่ยวกับวิวัฒนาการของคลอโรพลาสต์และใช้ได้กับไมโตคอนเดรียด้วย.

วิวัฒนาการของไบรโอไฟต์

เชื่อกันว่าไบรโอไฟต์เป็นสิ่งมีชีวิตแรกที่แยกออกจากสาหร่าย พวกเขาตรงกับกลุ่มแรกของพืชบก ลักษณะสำคัญคือการขาดระบบรากและระบบหลอดเลือดประกอบด้วย xylem และ phloem.

Bryophytes ครอบครองสภาพแวดล้อมยุคก่อนประวัติศาสตร์ในช่วง 100 ล้านปีแรกจากต้นกำเนิดของพืช.

วิวัฒนาการของพืชที่ไม่มีเมล็ด

พืชมีเมล็ดที่ไม่มีเมล็ด

หลอดเลือดเริ่มแตกต่างกันไปในช่วงแระแระโดยเฉพาะในพืชที่ไม่มีเมล็ด.

เช่นเดียวกับไบรโอไฟต์การว่ายน้ำ gametes ของพืชไร้เมล็ดต้องการน้ำเพื่อให้สามารถหาเซลล์ทั้งสองได้ ด้วยเหตุนี้จึงสันนิษฐานว่ารูปแบบแรกของพืชลำเลียงถูก จำกัด ให้อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นซึ่งเป็นที่โปรดปรานของการสืบพันธุ์.

ซากดึกดำบรรพ์และบรรพบุรุษของพืชลำเลียงมีอายุตั้งแต่ 420 ล้านปีที่แล้ว สิ่งมีชีวิตนั้นมีลักษณะเป็น sporophyte ที่แยกจากกันเป็นอิสระจากช่วง gametophytic สำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนา การขยายสาขาเหล่านี้ชดเชยขนาดที่เล็กมาก - น้อยกว่าห้าสิบเซนติเมตร.

ข้อตกลงนี้อำนวยความสะดวกในการผลิตสปอร์และเพิ่มความน่าจะเป็นของการอยู่รอดและการสืบพันธุ์.

กลุ่มของพืชในหลอดเลือดที่เก่าแก่ที่สุดคือสายพันธุ์ licofitas ที่ทันสมัย ​​(lycopodia, selaginelas และ ferns หรือ isoetes) Licofitas พัฒนาในหนองน้ำและดินแดนที่คล้ายกันจนกระทั่งรูปแบบยักษ์ก็สูญพันธุ์และสิ่งเล็ก ๆ ที่เราสังเกตเห็นในปัจจุบัน.

เฟิร์นเปล่งปลั่งตั้งแต่กำเนิดในดีโวเนียนพร้อมกับขนหางและแปรงเฟิร์นของญาติ.

ความสำคัญของเนื้อเยื่อหลอดเลือดและราก

พืชในหลอดเลือด - ตามชื่อหมายถึง - มีเนื้อเยื่อของหลอดเลือดซึ่งแบ่งออกเป็น phloem และ xylem โครงสร้างเหล่านี้มีหน้าที่ในการนำเกลือและสารอาหารไปทั่วร่างกายของพืช.

การได้มาซึ่งเนื้อเยื่อที่มีขนาดเล็กทำให้พืชมีขนาดเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับไบรโอไฟต์ ลำต้นเหล่านี้หลีกเลี่ยงการเอียงและล้มและสามารถขนส่งสารอาหารและน้ำได้สูงมาก.

ในทางกลับกันอนุญาตให้พืชทอดสมอสู่ผิวดินเพื่อดูดซับน้ำและสารอาหาร รากยังมีบทบาทพื้นฐานในการอนุญาตให้พืชมีขนาดใหญ่ขึ้น ระบบรากที่สังเกตในฟอสซิลนั้นค่อนข้างคล้ายกับกระแส.

ต้นกำเนิดของรากยังไม่ชัดเจนในประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ ไม่มีใครรู้ว่าพวกมันปรากฏตัวในเหตุการณ์เดียวในบรรพบุรุษของพืชในหลอดเลือดหรือในหลาย ๆ เหตุการณ์ - สิ่งที่เรียกว่าวิวัฒนาการของการลู่เข้า.

วิวัฒนาการของเมล็ดพืช Vascular

ในแระพืชแยกเป็นสองกลุ่มใหญ่ของพืชที่มีเมล็ด: gymnosperms และ angiosperms.

วิวัฒนาการของ gymnosperms

ตอนแรกพืชที่มีเมล็ดมีลักษณะคล้ายเฟิร์น Gymnosperms เป็นพืชที่ไม่มีดอกไม้ซึ่งแผ่รังสีทั้งหมดในรูปแบบที่คล้ายกันมาก วันนี้ที่พบมากที่สุดคือต้นสนและไซเปรส ตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุด ได้แก่ แปะก๊วยปรงและ gnetales.

วิวัฒนาการของไม้ดอก: พืชไร่

พืชที่ออกดอกหรือ angiosperms เป็นกลุ่มพืชที่ถือส่วนใหญ่ของพืชที่มีอยู่บนโลกดาวเคราะห์ ขณะนี้มีการเผยแพร่ทุกที่และรวมถึงรูปแบบที่หลากหลายเช่นต้นไม้พุ่มไม้สนามหญ้าทุ่งข้าวสาลีและข้าวโพดและพืชทั่วไปทั้งหมดที่เราสังเกตด้วยดอกไม้.

สำหรับบิดาแห่งชีววิทยาวิวัฒนาการชาร์ลส์ดาร์วินการปรากฎอย่างกะทันหันของกลุ่มนี้แสดงถึงเหตุการณ์ลึกลับที่ครอบคลุมการกระจายอันยิ่งใหญ่.

ปัจจุบันมีการพิจารณาว่ากลุ่มที่ก่อให้เกิด angiosperms นั้นเป็นกลุ่มของ gymnosperms ดั้งเดิม: สิ่งมีชีวิตที่คล้ายกับไม้พุ่ม แม้ว่าคุณจะไม่ได้มีผู้สมัครที่เฉพาะเจาะจง แต่คุณสงสัยว่าบางรูปแบบชีวิตที่มีลักษณะกลางระหว่างทั้งสองกลุ่มยุค Mesozoic และ Paleozoic.

ในอดีตการเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ได้รับการยอมรับเนื่องจากเป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการถึงการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างที่สามารถบรรทุก ova (แบบฉบับของ gymnosperms) ใน carpels เมื่อเร็ว ๆ นี้มันเป็นเรื่องปกติที่จะหารูปแบบการนำส่งเหล่านี้ไม่ได้อีกต่อไป.

ซากดึกดำบรรพ์ครั้งแรกของ angiosperms (และร่องรอยอื่น ๆ เช่นละอองเกสร) มีอายุมากกว่า 125 ล้านปี.

ดอกไม้นั้น

นวัตกรรมที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของ angiosperms คือโครงสร้างดอกไม้ มันเป็นที่คาดการณ์ว่าดอกไม้ดึกดำบรรพ์มีสัณฐานวิทยาของแมกโนเลียในปัจจุบันสอดคล้องกับ carpels เกสรและชิ้น perianth จำนวนมาก.

เกี่ยวกับสิ่งเร้าที่มองเห็นและดมกลิ่นดอกไม้หมายถึงอวัยวะที่น่าสนใจสำหรับการถ่ายละอองเรณู สิ่งเหล่านี้อาจเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลัง (เช่นนกและค้างคาว) หรือสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (เช่นผึ้งตัวต่อหรือแมลงวัน) การผสมเกสรเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนสำหรับพืช: มันกระจายละอองเรณูได้ดีกว่าสายลม.

การผสมเกสรเป็นเหตุการณ์ที่เลือกเนื่องจากมีสัตว์มาเยี่ยมชมพืชมากขึ้นการผลิตเมล็ดก็ทำเช่นกัน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่จะเพิ่มการเข้าชมในเชิงบวกนำเสนอข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมสำหรับแต่ละบุคคลในทันที.

ตัวอย่างเช่นพืชที่ออกดอกโดยการกลายพันธุ์แบบสุ่มเริ่มหลั่งสารอาหารที่ดึงดูดการถ่ายละอองเรณูมีความได้เปรียบในการคัดเลือกมากกว่าคู่ของพวกเขาที่ขาดคุณสมบัตินั้น.

นอกจากนี้ผลไม้ยังแสดงให้เห็นถึงรางวัลที่อุดมไปด้วยพลังงานกับสัตว์ที่กินมัน หลังจากการย่อยอาหารสัตว์ defecates และกระจายเมล็ด ตัวอย่างเช่นนกและค้างคาวที่อดไม่ได้มากมายมีบทบาทสำคัญในฐานะผู้กระจายเมล็ดในป่า.

การอ้างอิง

1. Audesirk, T. , Audesirk, G. , & Byers, B. E. (2004). ชีววิทยา: วิทยาศาสตร์และธรรมชาติ. การศึกษาของเพียร์สัน.
2. Curtis, H. , & Schnek, A. (2006). ขอเชิญทางชีววิทยา. Ed. Panamericana การแพทย์.
3. ฟรีแมน, S. , & เฮอรอน, J. C. (2002). การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการ. ศิษย์โถง.
4. Futuyma, D. J. (2005). วิวัฒนาการ. Sinauer.
5. Raven, P. H. , Evert, R. F. , & Eichhorn, S. E. (1992). ชีววิทยาของพืช (บทที่ 2) ฉันกลับรายการ.
6. Rodríguez, E. V. (2001). สรีรวิทยาของการผลิตพืชเขตร้อน. มหาวิทยาลัยบรรณาธิการของคอสตาริกา.
7. Taiz, L. , & Zeiger, E. (2007). สรีรวิทยาของพืช. Universitat Jaume I.