Отдел Rhyniophyta Риниофиты Первые наземные растения Периодизация

Скачать презентацию Отдел Rhyniophyta Риниофиты Первые наземные растения Периодизация

эволюция.ppt

Количество слайдов: 116

Отдел Rhyniophyta Риниофиты Первые наземные растения

Периодизация истории Земли Геохронологическая таблица геохронологическая шкала этапы развития Земли и органического мира за определенный отрезок времени

Геохронологическая шкала эон эра период эпоха век время

История Земли эоны Фанерозой Криптозой (время явной жизни) (время скрытой жизни) эры Архейская (эра древнейшей жизни) Палеозойская (эра древней жизни) Мезозойская (эра средней жизни) Протерозойская (эра первичной жизни) Кайнозойская (эра новой жизни)

Геохронологическая шкала фанерозоя

Первые наземные растения

Класс Риниевые Спорангии верхушечные, расположены по одному на концах теломов Ксилема эндархная — формируется от центра к периферии Отдел Риниофиты Класс Зостерофилловые Спорангии боковые, собраны в группы Ксилема экзархная — формируется от периферии к центру

Класс Риниевые (Rhyniopsida) Порядок Риниевые (Rhyniales) Риния (Rhynia) Куксония (Cooksonia) Хорнеофитон (Horneophyton) Хедея (Hedeia) Ярравия (Yarravia) Порядок Тримерофитовые (Trimerophytales) Pertica

Rhynia major • Обнаружена в 1912 в девонских отложениях в Шотландии • 45 -50 см, неравная дихотомия • Нет листьев и побегов • Система осей, на концах которых располагаются спорангии подземные оси – горизонтальные ризомоиды, на них - ризоиды

Rhynia major Спороносные теломы Вегетативные теломы ризомоиды

Анатомическое строение • Эпидерма с устьицами • Большая часть объема протостель – кора • В центре – протостель: ксилема окружена флоэмой • Нет трахеид. На стенках проводящих элементов – мелкосетчатая структура устьице

РИНИЯ. АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТЕЛОМА эпидерма протостела устьице кора

Схема анатомического строения Rhynia major

РИНИЯ БОЛЬШАЯ тетрады спор разрез через спорангий фрагмент эпидермы с устьицем

Rhynia gwynne-vaughanii Риния Гвин-Вогана • 15 -20 см • Дихотомическое ветвление • Эпидерма с устьицами • Трахеиды кольчатые и спиральные

Cooksonia Куксония

Cooksonia Куксония • • Верхний силур 5 -10 см высотой Неравная дихотомия Спорангии шаровидной или почковидной формы

Horneophyton Хорнеофитон • До 20 см • Подземные ризомоиды клубневидной формы (микориза) • В спорангии колонка

Horneophyton Хорнеофитон ризомоиды

• Прослеживалась тенденция к объединению спорангиев • Род Хедея (Hedeia) – спорангии сгруппированы в щитковидные пучки. • Род Ярравия (Jarravia) – сближение спорангиев приводит к их срастанию и образованию синангиев (синангии встречаются у папоротниковидных)

• Порядок Тримерофитовые Pertica

Pertica • Средний девон • Высота до 3 м • Хорошо выражена главная ось, боковые ветви ветвятся

Pertica • Дифференциация боковых ветвей на вегетативные и спороносные

Класс Зостерофилловые

Zosterophyllum споран гии • 15 -17 см • Нижний девон • Горизонтальные и вертикальные теломы дихотомически ветвились • В верхней части на оси спороносных теломов на коротких ножках спорангии в виде колосовидных образований

• Для вегетативных осей – дихотомическое ветвление. При неравной дихотомии намечалась главная ось

• Морфологическая дифференциация между вегетативными и спороносными осями у одних видов отсутствовала (Rhynia), у других – четко выражена (Pertica)

• Проводящая система – протостель. Однако у ринии ксилема – эндархная, у зостерофиллума – экзархная •

Спорангии разные по форме (округлые, почковидные, цилиндрические) • Спорангии располагались поразному (верхушечное, боковое, одиночно, срастаясь) • Все известные риниофиты – спорофиты.

Теломная теория Циммерманн, 1938 • Вводит понятие телом (конечная ось) и мезом (средняя ось) • Особенности теломов • 1. цилиндрическая ось, снабженная проводящим пучком по типу протостели • 2. дифференциация теломов на спороносные и вегетативные

спорангий телом мезом Схема строения тела первичного высшего растения (по Циммерманну) проводящий пучок ризомоид ризоиды

Элементарные процессы 1. перевершинивание

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ перевершинивание Перевершинивание происходило в результате неравной дихотомии. В итоге формировались главная ось и система боковых осей. Это явилось предпосылкой для возникновения крупных форм наземных растений.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2. планация (от лат. planum – плоский) Под планацией понимается расположение теломов в одной плоскости. Этот процесс явился важнейшим этапом в ходе формирования листьев папоротников, хвощевидных и предковых голосеменных.

3. СРАСТАНИЕ ТЕЛОМОВ Срастание теломов как конечный результат эволюционных преобразований мог распространяться на теломы, расположенные как в одной, так и в нескольких плоскостях. Если срастание сочеталось с планацией, то формировались крупные рассеченные листья с системой разветвленных жилок.

СРАСТАНИЕ ТЕЛОМОВ Срастание теломов, расположенных в разных плоскостях, приводило к образованию стеблей со стелой сложной конфигурации

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ 4. редукция Под редукцией понимается уменьшение числа порядков ветвления, что приводило к упрощенному строению органа. Так, простая листовая пластинка хвощей в ходе эволюции возникла из системы многократно ветвящихся теломов, которые подверглись редукции.

• Возникновение вегетативных листьев и спорофиллов происходило одновременно и независимо друг от друга, и дальнейшее их развитие шло параллельно. • Следовательно, формирование вегетативных и спороносных побегов происходило также независимо друг от друга.

• 2. Планация – расположение теломов в одной плоскости. Важный этап для формирования листьев • 3. Срастание теломов в разных плоскостях. (срастание в одной плоскости привело к формированию листьев; срастание в разных плоскостях – к образованию стеблей). • 4. Редукция – уменьшение числа порядков ветвления

Происхождение высших растений

Два пути возникновения листьев

Стелярная теория • Первая классификация и учение о стеле – французские ученые Ф. Ван Тигем и А. Дулио (1886) • Развитие теории - работы английского ботаника Г. Бребнера (1902), американского — Э. Джефри (1903, 1917), • Труды немецкого учёного В. Циммерманна и советские — К. И. Мейера, А. Л. Тахтаджяна изменения стелы в онтогенезе и филогенезе растений ( 40 -е-60 -е годы 20 века)

Плектостель

Диктиостель эпидерма Концентриче ские пучки Внутренняя кора Наружная кора Механическая ткань

Разнообразие стели • Протостель – ксилема окружена флоэмой • Плектостель – ксилема в виде тяжей (плауны), окружена флоэмой

• Диктиостель – концентрические закрытые проводящие пучки, между ними листовые прорывы (лакуны), заполнены паренхимой (папоротники) • Эустель – пучковое строение (семенные растения)

Процессы: • Скульптуризация – изменение конфигурации ксилемы • Медулляция – появление в центре паренхимы • Дезинтеграция – разъединение на пучки (сердцевинные лучи)

• Витализация – «оживление» • Увеличение поверхности соприкосновения мертвых ксилемных элементов с живыми паренхимными клетками.

Отдел папоротниковидные Pteridophyta 10 000 видов, 300 родов

• Древняя группа, известна с девона • Распространены на всех континентах • ¾ видов распространены во влажных тропических и субтропических лесах • ¼ в Средней Полосе

Общие признаки • Макрофилия – синтеломное происхождение листьев(из теломов риниофитов), сложное анатомоморфологическое строение • Отсутствие камбия • Проводящая система – диктиостель • Отсутствие стробила • Равноспоровые и разноспоровые растения

Строение листа • Лист папоротника нарастает верхушкой • Лист называют вайя • Молодые листья свернуты в улитку, которая защищает верхушечную меристему • У папоротника мужского лист развивается в течение 3 -х лет

Род Орляк

Размеры листьев • От 3 -4 мм до 2 -4 см(род Трихоманес) • до 5 -6 м (род Ангиоптерис – самые крупные папоротники современности)

Ангиоптерис

Функции листа 1. Фотосинтез и спороношение (спорангии обычно на нижней стороне листа) – папоротник мужской, орляк и др. • 2. Одна часть листа выполняет функцию фотосинтеза, другая – функцию спороношения (осмунда, ужовник, гроздовник)

Сорусы орляка

Ужовник обыкновенный

Осмунда королевская

• 3. Разделение функций: один лист выполняет функцию фотосинтеза, другой спороношения (страусник)

Жизненные формы • Папоротники Средней Полосы – многолетние травянистые корневищные растения (папоротник мужской, кочедыжник женский, орляк и др. ).

Щитовник мужской

• Водный папоротник – марсилия четырехлистная – многолетнее травянистое растение.

Марсилия четырехлистная

• Однолетние травянистые растения: водный папоротник - сальвиния плавающая

Сальвиния плавающая

Разнообразие жизненных форм в тропиках и субтропиках • Лигодиум – папоротник – листовая лиана до 30 м • Обитает в Ю-в Азии, Австралии и Океании, в тропиках Центр. и Юж. Америки

Род Лигодиум

• Мелкие папоротники – приземные эпифиты, листья состоят из 1 -3 слоев клеток и впитывают влагу всей поверхностью.

Род трихоманес

Схизея

• Эпифиты в кронах и на стволах деревьев

Асплениум гнездовой или птичье гнездо • Папоротник-эпифит обитает в тропиках Старого Света на стволах деревьев • Короткие толстые побеги прочно закрепляются на стволах деревьев с помощью многочисленных переплетающихся и сильно опушенных корней. • На вершине побега розетки кожистых листьев до 2 м • Масса листьев и корней способна накапливать гумус и поглощать влагу из атмосферы, обеспечивая себе питание и водоснабжение

Род Олений рог

Платицериум (Олений рог) • Короткие стебли прикрепляются к коре деревьев многочисленными корнями • Вегетативные листья в виде плоских округлых пластинок, которые своими основаниями плотно прижаты к стволу, а их вершины образуют нишу в виде кармана. • В нише скапливаются опавшие и перегнивающие кора деревьев и листья самого растения, т. е. они сами формируют себе почву.

• У платицериума большого в такой нише, глубиной более 1 м, может скапливаться до 100 кг почвы • Спороносные листья дихотомически ветвятся и напоминают оленьи рога.

Древовидные папоротники • Приурочены к горным районам тропической и субтропической зон, образуют рощи • Высота от 5 -6 до 10 м, некоторые экземпляры до 20 -25 м • Диаметр ствола до 50 см • Ствол не ветвится и образует на вершине крону из перистых листьев (2 -3 – 5 -6 м) • Нет камбия, нет вторичного утолщения, поэтому их нельзя назвать древесными растениями

• При опадании листьев на стебле остаются их основания и нижние части сильно склерифицированных черешков, которые одевают стебель в виде футляра • Под каждым листом формируются корни • Корни переплетаются с черешками, образуя прочный листо-корневой цилиндр.

Диксония

• Проводящая система диктиостель • Проводящий пучок – концентрический закрытый. Ксилема окружена флоэмой, нет камбия. • В месте отхождения листа от стебля – листовой прорыв или листовая лакуна, заполненная паренхимой.

Анатомическое строение корневища орляка эпидерма Концентриче ские пучки Внутренняя кора Наружная кора Механическая ткань