1. Uveďte správnou sekvenci výskytu organismů na Zemi.
1) řasy – bakterie – mechy – kapradiny – nahosemenné – krytosemenné
2) bakterie – řasy – mechy – kapradiny – krytosemenné – nahosemenné
3) bakterie – řasy – mechy – kapradiny – nahosemenné – krytosemenné
4) řasy – mechy – kapradiny – bakterie – nahosemenné – krytosemenné
2. Stanovte posloupnost výskytu hlavních skupin rostlin na Zemi v procesu evoluce.
1) psilofyty
2) jednobuněčné zelené řasy
3) mnohobuněčné zelené řasy
3. Stanovte posloupnost komplikací organismů v procesu historického vývoje organického světa na Zemi.
1) tvorba chlorofylu v buňkách
2) vzhled rhizoidů
3) tvorba plodů
4) vzhled kořenů, stonků, listů
5) vznik jednobuněčných heterotrofních organismů
4. Stanovit posloupnost rostoucí složitosti organizace organismů v procesu historického vývoje organického světa na Zemi.
1) vznik fotosyntézy
2) vývoj semen v šiškách
3) výskyt dvojitého oplodnění
4) vznik heterotrofních organismů
5) účast kyslíku na metabolických procesech v buňkách
5. V souvislosti se vznikem prvních rostlin na souši došlo k jejich vývoji
1) vegetativní orgány 2) semena 3) spory 4) gamety
6. Jaký rys kvetoucích rostlin přispěl k jejich rozšířenému rozšíření v kenozoické éře?
1) přítomnost květin a ovoce
2) prodloužení délky života
3) rozmanitost vegetativních orgánů
4) vzhled různých plastidů
1) semena obsahují zárodek se zásobou živin
2) zvířata jedí semena
3) semena se šíří větrem
4) semena leží otevřeně na šupinách šišek
8. Starověké kapradiny vyhynuly v procesu evoluce, protože
1) byly zničeny zvířaty
2) intenzivně je využívali starověký muž
3) došlo k ochlazení a poklesu vlhkosti vzduchu
4) objevily se kvetoucí rostliny
9. Vývoj rostlin se ubíral směrem
1) zkrácená délka života
2)vývoj nových prostředí a stanovišť
3) zachování závislosti hnojení na vodě
4) zachování gametofytu jako hlavní fáze vývoje
10. Která z uvedených skupin rostlin jako první v průběhu evoluce přestala být závislá na přítomnosti vody pro hnojení?
11. Savci se vyvinuli ze starověku
1) dinosauři 2) zvířecí ještěrky
3) lalokoploutvé ryby 4) ocasaté obojživelníky
12. Na obrázku je otisk Archeopteryxe. Je to fosilní přechodná forma mezi starověkem
1) ptáci a savci
2) plazi a ptáci
3) plazi a savci
4) obojživelníci a ptáci
13. Jaké znamení naznačuje příbuznost archaeopteryxe s moderními ptáky?
1) prsty s drápy na předních končetinách
2) tarsus v zadních končetinách
3) malé zuby v čelistech
4) kaudální oblast v páteři
14. Z jaké starověké ryby obojživelníci pocházeli?
1) žraloci a rejnoci 2) jesetery a běluhy 3) pastilky 4) kostnaté ryby
15. Mnoho vědců ji považuje za fosilní přechodnou formu mezi starověkými
1) ryby a obojživelníci 2) plazi a ptáci
3) ryby a plazi 4) obojživelníci a ptáci
16. V procesu evoluce je výskyt pětiprsté končetiny u zvířat spojován s
1) přechod na pozemský způsob života
2) potřeba lézt po stromech
3) potřeba vyrobit nástroje
4) aktivní pohyb ve vodním sloupci
17. Rozsekané končetiny u zvířat vznikly v procesu evoluce jako adaptace na pohyb v
1) voda 2) vzduch 3) půda 4) prostředí země-vzduch
18. V procesu evoluce vedl vznik druhého okruhu krevního oběhu u zvířat ke vzniku
1) žaberní dýchání 2) plicní dýchání
3) tracheální dýchání 4) dýchání celým povrchem těla
19. Nejpravděpodobnějšími předky plazů byli
1) čolci 2) archeopteryx
3) starověcí obojživelníci 4) lalokoploutvé ryby
20. Jaká starověká zvířata jsou považována za předky plazů?
1) ichtyosauři 2) archeopteryx
3) stegocephali 4) laločnatá ryba
21. V jaké době na Zemi dominovali plazi:
1) druhohor 2) archean
3) Cenozoikum 4) Paleozoikum
22. Ze starověkých plazů pocházeli:
1) ptáci a savci 2) plicníky a měkkýši
3) koelenteráty a červy 4) ryby a obojživelníky
23. Stanovte hypotetickou posloupnost výskytu následujících skupin zvířat:
A) Létající hmyz
B) Plazi
B) Primáti
D) Kroužky
D) Ploštěnky
E) Koelenteráty
24. Stanovte sled fází ve vývoji světa zvířat na Zemi od nejstarších po moderní:
A) vzhled stegocefalů
B) dominance mořských bezobratlých
B) dominance plazů
D) vzhled chrupavčitých ryb
D) vzhled kostnatých ryb
25. Stanovte posloupnost rostoucí složitosti organizace živočichů v procesu historického vývoje organického světa na Zemi. Zapište si odpovídající posloupnost čísel ve své odpovědi.
1) vzhled kůry v mozkových hemisférách
2) tvorba chitinózního obalu
3) vznik radiální symetrie těla
4) vývoj střeva s ústními a análními otvory
5) vzhled čelistí v lebce
Vznik jednobuněčných a mnohobuněčných řas, vznik fotosyntézy: vznik rostlin na souši (psilofyty, mechy, kapradiny, nahosemenné rostliny, krytosemenné rostliny).
Vývoj rostlinného světa probíhal ve 2 etapách a je spojen s výskytem nižších a vyšších rostlin. Podle nové taxonomie jsou řasy klasifikovány jako nižší (a dříve zahrnovaly bakterie, houby a lišejníky. Nyní jsou rozděleny do samostatných říší) a mechy, pteridofyty, nahosemenné a krytosemenné rostliny jsou klasifikovány jako vyšší.
V evoluci nižších organismů se rozlišují dvě období, která se výrazně liší organizací buňky. V období 1 dominovaly organismy podobné bakteriím a modrozeleným řasám. Buňky těchto forem života neměly typické organely (mitochondrie, chloroplasty, Golgiho aparát atd.) Buněčné jádro nebylo omezeno jadernou membránou (jedná se o prokaryotický typ buněčné organizace). Období 2 bylo spojeno s přechodem nižších rostlin (řas) na autotrofní typ výživy a se vznikem buňky se všemi typickými organelami (jedná se o eukaryotický typ buněčné organizace, který byl zachován i v dalších fázích vývoje svět rostlin a zvířat). Toto období lze nazvat obdobím dominance zelených řas, jednobuněčných, koloniálních a mnohobuněčných. Nejjednodušší z mnohobuněčných organismů jsou vláknité řasy (ulotrix), které nemají v těle žádné větvení. Jejich tělo je dlouhý řetězec skládající se z jednotlivých buněk. Jiné mnohobuněčné řasy jsou pitvány velkým množstvím výrůstků, takže jejich tělo je rozvětvené (u Chara, u Fucus).
Mnohobuněčné řasy se díky své autotrofní (fotosyntetické) aktivitě vyvíjely ve směru zvětšování tělesného povrchu pro lepší vstřebávání živin z vodního prostředí a sluneční energie. Řasy mají progresivnější formu rozmnožování - sexuální rozmnožování, při kterém nová generace začíná diploidní (2n) zygotou, která kombinuje dědičnost 2 rodičovských forem.
2. evoluční etapa vývoje rostlin musí být spojena s jejich postupným přechodem z vodního na suchozemský způsob života. Primárními suchozemskými organismy se ukázaly být psilofyty, které se zachovaly jako fosilní pozůstatky v siluru a devonu. Struktura těchto rostlin je ve srovnání s řasami složitější: a) měly zvláštní orgány přichycení k substrátu - rhizoidy; b) stonkovité orgány s dřevem obklopeným floémem; c) základy vodivých tkání; d) epidermis s průduchy.
Počínaje psilofyty je třeba vysledovat 2 vývojové linie vyšších rostlin, z nichž jednu představují mechorosty a druhou kapradiny, nahosemenné a krytosemenné rostliny.
Hlavní charakteristikou mechorostů je převaha gametofytu nad sporofytem v jejich individuálním vývojovém cyklu. Gametofyt je celá zelená rostlina schopná samo se živit. Sporofyt je zastoupen tobolkou (len kukaččí) a ve své výživě je zcela závislý na gametofytu. Dominance vlhkomilného gametofytu u mechů v podmínkách vzdušně-suchozemského životního stylu se ukázala jako nepraktická, mechy se tak staly zvláštním odvětvím evoluce vyšších rostlin a dosud nedaly vzniknout dokonalým skupinám rostlin. To bylo také usnadněno skutečností, že gametofyt měl ve srovnání se sporofytem špatnou dědičnost (haploidní (1n) sada chromozomů). Tato linie ve vývoji vyšších rostlin se nazývá gametofytická.
Druhá vývojová linie na cestě od psilofytů k krytosemenným rostlinám je sporofytní, protože u kapradin, nahosemenných a krytosemenných sporofyt dominuje v cyklu individuálního vývoje rostlin. Je to rostlina s kořenem, stonkem, listy, sporulačními orgány (u kapradin) nebo plodnicemi (u krytosemenných rostlin). Sporofytové buňky mají diploidní sadu chromozomů, protože vyvíjejí se z diploidní zygoty. Gametofyt je značně redukován a je přizpůsoben pouze pro tvorbu samčích a samičích zárodečných buněk. U kvetoucích rostlin je samičí gametofyt reprezentován zárodečným vakem, který obsahuje vajíčko. Samčí gametofyt se tvoří při klíčení pylu. Skládá se z jedné vegetativní a jedné generativní buňky. Když pyl vyklíčí, z generativní buňky se objeví 2 spermie. Tyto 2 samčí reprodukční buňky se podílejí na dvojitém oplodnění krytosemenných rostlin. Oplozené vajíčko dává vzniknout nové generaci rostliny – sporofytu. Pokrok krytosemenných rostlin je způsoben zlepšením reprodukční funkce.
Metody studia starých rostlin. Svět moderní rostliny různorodé (obr. 83). Ale v minulosti byl rostlinný svět Země úplně jiný. Paleontologie nám pomáhá vysledovat obraz historického vývoje života od jeho počátku až po současnost (z řeckých slov „palaios“ – starověký, „he/ontos“ – existující a „logos“) – nauka o vyhynulých organismech, jejich změna v čase a prostoru.
Rýže. 83. Přibližný počet druhů moderních rostlin
Jedno z odvětví paleontologie – paleobotanika – studuje fosilní pozůstatky starověkých rostlin uchované ve vrstvách geologických sedimentů. Je prokázáno, že v průběhu staletí se druhové složení rostlinných společenstev měnilo. Mnoho rostlinných druhů vymřelo, jiné je přišly nahradit. Někdy se rostliny ocitly v takových podmínkách (v bažině, pod vrstvou zborcené horniny), že bez přístupu kyslíku nehnily, ale byly nasyceny minerály. Došlo ke zkamenění. Zkamenělé stromy se často vyskytují v uhelných dolech. Jsou tak zachovalé, že je lze studovat vnitřní struktura. Někdy na tvrdých horninách zůstávají otisky, z nichž lze usuzovat na vzhled dávných fosilních organismů (obr. 84). Spory a pyl nalezené v sedimentárních horninách mohou vědcům mnohé napovědět. Použití speciální metody, je možné určit stáří fosilních rostlin a jejich druhové složení.
Rýže. 84. Otisky starých rostlin
Změna a vývoj rostlinného světa. Fosilní pozůstatky rostlin naznačují, že v dávných dobách byl rostlinný svět naší planety zcela odlišný od toho, co je nyní.
V nejstarších vrstvách zemské kůry není možné najít známky živých organismů. V pozdějších sedimentech se nacházejí zbytky primitivních organismů. Čím mladší vrstva, tím častěji se vyskytují složitější organismy, které se stále více podobají těm moderním.
Před mnoha miliony let na Zemi nebyl žádný život. Pak se objevily první primitivní organismy, které se postupně měnily a přetvářely a ustupovaly novým, složitějším.
V procesu dlouhodobého vývoje mnoho rostlin na Zemi zmizelo beze stopy, jiné se změnily k nepoznání. Proto je velmi obtížné zcela obnovit historii vývoje rostlinného světa. Ale vědci již dokázali, že všechny moderní druhy rostlin pocházejí ze starověkých forem.
Počáteční fáze vývoje rostlinného světa. Studium nejstarších vrstev zemské kůry, otisků a zkamenělin dříve žijících rostlin a živočichů a mnoho dalších studií umožnilo prokázat, že Země vznikla před více než 5 miliardami let.
První živé organismy se objevily ve vodě přibližně před 3,5-4 miliardami let. Nejjednodušší jednobuněčné organismy měly podobnou strukturu jako bakterie. Neměli ještě samostatné jádro, ale měli metabolický systém a schopnost reprodukce. K jídlu používali organické a minerální látky rozpuštěné ve vodě primárního oceánu. Postupně se zásoby živin v primárním oceánu začaly vyčerpávat. Mezi buňkami začal boj o jídlo. Za těchto podmínek se v některých buňkách vyvinul zelený pigment - chlorofyl a přizpůsobily se využití energie sluneční světlo k přeměně vody a oxidu uhličitého na potraviny. Tak vznikla fotosyntéza, tedy proces vzniku organických látek z anorganických pomocí světelné energie. S příchodem fotosyntézy se v atmosféře začal hromadit kyslík. Složení vzduchu se začalo postupně přibližovat modernímu, to znamená, že zahrnuje především dusík, kyslík a malé množství oxid uhličitý. Tato atmosféra přispěla k rozvoji pokročilejších forem života.
Vzhled řas. Jednobuněčné řasy se vyvinuly ze starověkých nejjednodušších jednobuněčných organismů schopných fotosyntézy. Jednobuněčné řasy jsou předky rostlinné říše. Spolu s plovoucími formami se mezi řasami objevily i ty přichycené ke dnu. Tento způsob života vedl k rozdělení těla na části: některé slouží k přichycení k substrátu, jiné provádějí fotosyntézu. U některých zelených řas toho bylo dosaženo díky obří mnohojaderné buňce, rozdělené na listovité a kořenové části. Rozchod se však ukázal jako slibnější mnohobuněčné tělo na části, které plní různé funkce.
Důležité pro další vývoj rostliny měly výskyt pohlavního rozmnožování v řasách. Pohlavní rozmnožování přispělo k variabilitě organismů a jejich získávání nových vlastností, které jim pomáhaly adaptovat se na nové životní podmínky.
Rostliny přicházející na zem. Povrch kontinentů a oceánské dno se v průběhu času měnily. Nové kontinenty povstaly a stávající se potopily. Díky vibracím zemské kůry se místo moří objevila pevnina. Studium fosilních pozůstatků ukazuje, že se změnil i svět rostlin na Zemi.
Přechod rostlin k suchozemskému životnímu stylu zřejmě souvisel s existencí pevninských oblastí, které byly periodicky zaplavovány a zbavovány vody. K odvodnění těchto ploch docházelo postupně. Některé řasy si začaly vyvíjet adaptace pro život mimo vodu.
V této době na zeměkoule klima bylo vlhké a teplé. Začal přechod některých rostlin z vodního na suchozemský způsob života. Struktura prastarých mnohobuněčných řas se postupně stávala složitější a daly vzniknout prvním suchozemským rostlinám (obr. 85).
Rýže. 85. První rostliny na sushi
Jednou z prvních suchozemských rostlin byli nosorožci, kteří rostli podél břehů nádrží, například rhinia (obr. 86). Existovali před 420-400 miliony let a poté vymřeli.
Obrázek 86. Nosorožci
Struktura nosorožců stále připomínala strukturu mnohobuněčných řas: nebyly tam žádné pravé stonky, listy, kořeny, dosahovaly výšky asi 25 cm Oddenky, pomocí kterých se přichytávaly k půdě, absorbovaly vodu a minerální soli z toho. Spolu s podobností kořenů, stonků a primitivních vodivých systémů měli nosorožci krycí tkáň, která je chránila před vysycháním. Rozmnožovali se výtrusy.
Původ vyšších výtrusných rostlin. Z rostlin podobných nosorožcům vznikly staré mechy, přesličky a kapradiny a zřejmě i mechy, které již měly stonky, listy a kořeny (obr. 87). Byly to typické výtrusné rostliny, které dosáhly svého rozkvětu asi před 300 miliony let, kdy bylo podnebí teplé a vlhké, což podporovalo růst a rozmnožování kapradin, přesliček a mechů. Jejich vynoření na pevninu a oddělení od vodního prostředí však ještě nebylo definitivní. Během pohlavního rozmnožování potřebují výtrusné rostliny pro oplodnění vodní prostředí.
Rýže. 87. Původ vyšších rostlin
Vývoj semenných rostlin. Na konci období karbonu se klima Země téměř všude stávalo sušším a chladnějším. Postupně vymřely stromové kapradiny, přesličky a mechy. Objevily se primitivní nahosemenné rostliny - potomci některých starověkých rostlin podobných kapradinám.
Životní podmínky se nadále měnily. Tam, kde se klima zpřísnilo, staré nahosemenné rostliny postupně vymřely (obr. 88). Nahradily je vyspělejší rostliny – borovice, smrk, jedle.
Rostliny, které se rozmnožovaly semeny, byly lépe přizpůsobeny životu na souši než rostliny, které se rozmnožovaly výtrusy. Je to dáno tím, že možnost oplodnění v nich nezávisí na přítomnosti vody ve vnějším prostředí. Převaha semenných rostlin nad výtrusnými rostlinami se projevila zvláště tehdy, když se klima stalo méně vlhkým.
Krytosemenné rostliny se na Zemi objevily asi před 130 miliony let.
Angiospermy se ukázaly být rostlinami nejvíce přizpůsobenými pro život na souši. Pouze krytosemenné rostliny mají květy, jejich semena se vyvíjejí uvnitř plodu a jsou chráněna oplodím. Krytosemenné rostliny se rychle rozšířily po celé Zemi a obsadily všechna možná stanoviště. Již více než 60 milionů let dominují na Zemi krytosemenné rostliny.
Krytosemenné rostliny, které se přizpůsobily různým životním podmínkám, vytvořily rozmanitý rostlinný kryt Země ze stromů, keřů a trav.
Paleontologie. Paleobotanika. Rhinophytes
V létě prozkoumejte strmé břehy řek, svahy hlubokých roklí, lomy, kusy uhlí a vápence. Najděte fosilizované starověké organismy nebo jejich otisky.
Nakreslete je. Pokuste se určit, ke kterým starověkým organismům patří.
Nejstarší otisk rostlinných květů byl nalezen v Coloradu (USA) v roce 1953. Rostlina vypadala jako palma. Otisk je starý 65 milionů let.
Některé formy starých krytosemenných rostlin: topoly, duby, vrby, eukalypty, palmy - přežily dodnes.
Rostlinná říše je překvapivě rozmanitá. Zahrnuje řasy, mechy, mechy, přesličky, kapradiny, nahosemenné a krytosemenné (kvetoucí) rostliny.
Nižší rostliny – řasy – mají poměrně jednoduchou stavbu. Mohou být jednobuněční nebo mnohobuněční, ale jejich tělo (thallus) není rozděleno na orgány. Existují zelené, hnědé a červené řasy. Produkují obrovské množství kyslíku, který se nejen rozpouští ve vodě, ale také se uvolňuje do atmosféry.
Člověk používá mořské řasy PROTI chemický průmysl. Z nich získáváme jód, draselné soli, celulózu, alkohol, octová kyselina a další produkty. V mnoha zemích se mořské řasy používají k přípravě různých pokrmů. Jsou velmi užitečné, protože obsahují hodně sacharidů, vitamínů a jsou bohaté na jód.
Lišejníky se skládají ze dvou organismů – houby a řasy, které jsou ve složité interakci. Lišejníky hrají v přírodě důležitou roli, jako první se usazují na těch nejpustějších místech. Když zemřou, vytvoří půdu, na které mohou žít jiné rostliny.
Vyšší rostliny se nazývají mechy, mechy, přesličky, kapradiny, nahosemenné a krytosemenné. Jejich tělo je rozděleno na orgány, z nichž každý plní specifické funkce.
Mechy, mechy, přesličky a kapradiny se rozmnožují výtrusy. Jsou klasifikovány jako rostliny s vyššími výtrusy. Nahosemenné a krytosemenné rostliny jsou vyšší semenné rostliny.
Nejvíce jich mají krytosemenné vysoká organizace. V přírodě jsou rozšířené a jsou dominantní skupinou rostlin na naší planetě.
Téměř všechny zemědělské rostliny pěstované lidmi jsou klasifikovány jako krytosemenné rostliny. Poskytují lidem jídlo, suroviny pro různá průmyslová odvětví, používají se v lékařství.
Studium fosilních pozůstatků dokazuje historický vývoj rostlinného světa po mnoho milionů let. Prvními rostlinami, které se objevily, byly řasy, které se vyvinuly z jednodušších organismů. Žili ve vodách moří a oceánů. Starověké řasy daly vzniknout prvním suchozemským rostlinám – nosorožcům, z nichž pocházely mechy, přesličky, mechy a kapradiny. Kapradiny dosáhly svého rozkvětu v období karbonu. Se změnou klimatu je nahradily nejprve nahosemenné a poté krytosemenné. Krytosemenné rostliny jsou nejpočetnější a vysoce organizovanou skupinou rostlin. Stala se dominantní na Zemi.
Kniha nastiňuje palčivý problém moderní přírodní vědy – vznik života. Je psána na základě nejmodernějších dat z geologie, paleontologie, geochemie a kosmochemie, která vyvrací mnohé tradiční, ale zastaralé představy o vzniku a vývoji života na naší planetě. Extrémní starobylost života a biosféry, úměrná stáří samotné planety, umožňuje autorovi dojít k závěru: vznik Země a života je jeden propojený proces.
Pro čtenáře se zájmem o geovědy.
| <<< Назад
|
Vpřed >>> |
Rostliny, jako typičtí zástupci fotoautotrofních organismů naší planety, vznikly během dlouhé evoluce, která pochází z primitivních obyvatel osvětlené zóny moře – planktonních a bentických prokaryot. Porovnáním paleontologických údajů s údaji o srovnávací morfologii a fyziologii živých rostlin je možné celkový pohled nastíní následující chronologický sled jejich vzhledu a vývoje:
1) bakterie a modrozelené řasy (prokaryota);
2) azurové řasy, zelené, hnědé, červené atd. (eukaryota, jako všechny následující organismy);
3) mechy a játrovky;
4) kapradiny, přesličky, mechy, semenné kapradiny;
6) krytosemenné rostliny nebo kvetoucí rostliny.
Bakterie a modrozelené řasy byly nalezeny v nejstarších dochovaných nalezištích prekambria, řasy se objevily mnohem později a teprve ve fanerozoiku se setkáváme s bujným rozvojem vyšších rostlin: lykofytů, přesliček, nahosemenných a krytosemenných.
V průběhu kryptozoického období se v primárních nádržích v eufotické zóně starých moří vyvíjely převážně jednobuněčné organismy – různé druhy řas.
Hlavní zástupci prokaryot objevení v prekambriu měli autotrofní výživu – prostřednictvím fotosyntézy. Většina příznivé podmínky pro fotosyntézu byly vytvořeny v osvětlené části moře v hloubce od hladiny do 10 m, což také odpovídalo podmínkám mělkovodního bentosu.
K dnešnímu dni studium prekambrických mikrofosilií pokročilo, a proto se nashromáždilo velké množství faktografického materiálu. Obecně je interpretace mikroskopických preparátů obtížným úkolem, který nelze jednoznačně vyřešit.
Nejlépe se identifikují a identifikují trichomové bakterie, které se ostře liší od minerálních útvarů podobného tvaru. Získaný empirický materiál o mikrofosiliích umožňuje konstatovat, že je lze srovnat s živými sinicemi.
Stromatolity jako biogenní struktury dávné minulosti planety vznikly při akumulaci tenkého sedimentu uhličitanu vápenatého zachyceného fotosyntetickými organismy mikrobiologických asociací. Mikrofosílie ve stromatolitech se skládají téměř výhradně z prokaryotických mikroorganismů, souvisejících především s modrozelenými řasami – sinicemi. Při studiu pozůstatků bentických mikroorganismů tvořících stromatopity se ukázalo jedno: zajímavá vlastnost, což má zásadní význam. Mikrofosílie různého stáří se ve své morfologii mění jen málo a obecně ukazují na konzervatismus prokaryot. Mikrofosílie patřící prokaryotům zůstaly po poměrně dlouhou dobu téměř konstantní. V každém případě máme před sebou prokázaný fakt – evoluce prokaryot byla mnohem pomalejší než u vyšších organismů.
Takže v průběhu geologické historie vykazují prokaryotické bakterie maximální perzistenci. Perzistentní formy zahrnují organismy, které byly během procesu evoluce zachovány beze změny. Jak poznamenává G. A. Zavarzin, protože starověká společenstva mikroorganismů vykazují významné podobnosti s moderními, vyvíjejícími se v hydrotermách a v oblastech tvorby evaporitu, umožňuje to důkladněji studovat geochemickou aktivitu těchto společenstev pomocí moderních přírodních a laboratorních modelů a extrapolovat je na vzdáleného prekambrického času.
První eukaryota vznikla v planktonních asociacích otevřených vod. Konec výlučné dominance prokaryot se datuje přibližně před 1,4 miliardami let, i když první eukaryota se objevila mnohem dříve. Podle nejnovějších údajů tedy výskyt fosilních organických pozůstatků z černých břidlic a uhlíkatých útvarů v oblasti Horního jezera naznačuje výskyt eukaryotických mikroorganismů před 1,9 miliardami let.
Od data před 1,4 miliardami let do naší doby se prekambrický fosilní záznam výrazně rozšiřuje. K tomuto datu se datuje výskyt relativně velkých forem souvisejících s planktonními eukaryoty a nazývaných „acritarchs“ (přeloženo z řečtiny jako „stvoření neznámého původu“). Je třeba poznamenat, že skupina Acritarcha byla navržena jako vágní systematická kategorie označující mikrofosílie různého původu, ale podobného vzhledu. morfologické charakteristiky. V literatuře jsou popsáni akritarchové z prekambria a spodního paleozoika. Většina acritarchů byla pravděpodobně jednobuněčná fotosyntetická eukaryota - schránky některých starověkých řas. Některé z nich by stále mohly mít prokaryotickou organizaci. O planktonické povaze akritarchů svědčí jejich kosmopolitní rozšíření v sedimentech stejného stáří. Nejstarší akritarchy z raně Ripheanských nalezišť jižního Uralu objevil T.V. Yankauskas.
V průběhu geologického času se velikost acritarchů zvětšovala. Podle pozorovacích dat se ukázalo, že čím mladší prekambrické mikrofosílie, tím jsou větší. Předpokládá se, že významný nárůst velikosti acritarchs byl spojen se zvýšením velikosti organizace eukaryotických buněk. Mohli se objevit jako nezávislé organismy, nebo spíše v symbióze s ostatními. L. Margelis věří, že eukaryotické buňky byly sestaveny z již existujících prokaryotických buněk. Pro přežití eukaryot však bylo nutné, aby byl biotop nasycen kyslíkem a v důsledku toho vznikl aerobní metabolismus. Zpočátku se volný kyslík uvolněný během fotosyntézy sinic akumuloval v omezeném množství v mělkých vodních biotopech. Nárůst jeho obsahu v biosféře vyvolal reakci organismů: začaly osídlovat bezkyslíkaté biotopy (zejména anaerobní formy).
Údaje z prekambrické mikropaleontologie ukazují, že ve středním prekambriu, ještě před objevením eukaryot, tvořily sinice relativně malou část planktonu. Eukaryota potřebovala volný kyslík a stále více konkurovala prokaryotům v těch oblastech biosféry, kde se volný kyslík objevil. Na základě dostupných mikropaleontologických dat lze soudit, že přechod z prokaryotické do eukaryotické flóry starých moří probíhal pomalu a obě skupiny organismů spolu koexistovaly dlouhou dobu. Toto soužití se však v moderní době vyskytuje v jiném poměru. Na začátku pozdního Ripheanu se již rozšířilo mnoho autotrofních a heterotrofních forem organismů.
Jak se organismy vyvíjely, přesouvaly se za živinami do hlubších oblastí moře, které byly dále od polic. Fosilní záznam uvádí prudký nárůst diverzita velkých sféroidních forem eukaryotických akritarchů v pozdním rifském čase, před 900-700 miliony let. Zhruba před 800 miliony let se ve Světovém oceánu objevili zástupci nové třídy planktonních organismů – tělesa pohárovitého tvaru s mohutnými schránkami nebo vnějšími obaly mineralizovanými uhličitanem vápenatým nebo oxidem křemičitým. Na začátku období kambria došlo k významným posunům ve vývoji planktonu – vznikly různé mikroorganismy se složitě tvarovaným povrchem a zlepšeným vztlakem. Dali vzniknout skutečným ostnatým acritarchům.
Objevení se eukaryot vytvořilo důležitý předpoklad pro vznik mnohobuněčných rostlin a živočichů v raném Riphean (asi před 1,3 miliardami let). Pro sérii Belta z prekambria západních států Severní Amerika popsal je C. Walcott Ale k jakému typu řas patří (hnědé, zelené nebo červené), stále není jasné. Extrémně dlouhou éru dominance bakterií a příbuzných modrozelených řas tak vystřídala éra řas, která ve vodách starověkých oceánů dosáhla výrazné tvarové a barevné rozmanitosti. Během pozdního Riphean a Vendian, mnohobuněčné řasy staly se rozmanitější oni byli srovnáni s hnědými a červenými řasami.
Podle akademika B.S. Sokolova se mnohobuněčné rostliny a živočichové objevili téměř současně. Ve vendianských nalezištích jsou různí zástupci vodní rostliny. Nejvýraznější místo zaujímají mnohobuněčné řasy, jejichž stélky často přetékají vrstvami vendských sedimentů: bahenní kameny, jíly, pískovce. Často se vyskytují makroplanktonické řasy, koloniální řasy, spirálovitě vláknité řasy Volymella, plstnaté řasy a další formy. Fytoplankton je velmi rozmanitý.
Po většinu historie Země probíhala evoluce rostlin ve vodním prostředí. Právě zde vodní vegetace vznikala a procházela různými fázemi vývoje. Obecně jsou řasy velkou skupinou nižších vodních rostlin, které obsahují chlorofyl a produkují organickou hmotu prostřednictvím fotosyntézy. Tělo řasy není dosud rozlišeno na kořeny, listy a další charakteristické části. Jsou zastoupeny jednobuněčnými, mnohobuněčnými a koloniálními formami. Rozmnožování je nepohlavní, vegetativní a pohlavní. Řasy jsou součástí planktonu a bentosu. V současné době jsou řazeny do rostlinné podříše Thallophyta, ve které je tělo složeno z poměrně jednotného pletiva – stélky, neboli Thallus. Talus se skládá z mnoha buněk, které jsou podobné ve vzhledu a funkci. Řasy prošly historicky nejdelší etapou ve vývoji zelených rostlin a v obecném geochemickém koloběhu hmoty v biosféře plnily roli obřího generátoru volného kyslíku. Vznik a vývoj řas byl extrémně nerovnoměrný.
Zelené řasy (Chlorophyta) jsou velkou a rozšířenou skupinou převážně zelených rostlin, která se dělí do pěti tříd. Podle vzhled jsou od sebe velmi odlišné. Zelené řasy pocházejí ze zelených bičíkovitých organismů. Svědčí o tom přechodné formy – pyramidomonas a chlamydomonas, pohyblivé jednobuněčné organismy, které žijí ve vodách. Zelené řasy se rozmnožují pohlavně. Některé skupiny zelených řas dosáhly velkého rozvoje v období triasu.
Bičíkovci (Flagellata) se sdružují do skupiny mikroskopických jednobuněčných organismů. Někteří badatelé je připisují rostlinné říši, jiní živočišné. Podobně jako rostliny obsahují některé bičíkovce chlorofyl. Na rozdíl od většiny rostlin však nemají samostatný buněčný systém a jsou schopny trávit potravu pomocí enzymů a také žijí ve tmě jako živočišné organismy. S největší pravděpodobností bičíkovci existovali v prekambriu, ale jejich nesporní zástupci byli nalezeni v jurských nalezištích.
Hnědé řasy (Phaeophyta) se vyznačují přítomností hnědého pigmentu v takovém množství, že vlastně maskuje chlorofyl a dodává rostlinám odpovídající barvu. Hnědé řasy patří mezi bentos a plankton. Největší řasy dosahují délky 30 m. Téměř všechny rostou ve slané vodě, proto se jim říká mořská tráva. Mezi hnědé řasy patří sargasové řasy – plovoucí planktonní formy s velkým množstvím bublinek. Ve fosilní formě jsou známy ze siluru.
Červené řasy(Rhodophyta) mají tuto barvu díky červenému pigmentu. Jsou to převážně mořské rostliny, vysoce rozvětvené. Některé z nich mají vápenatou kostru. Tato skupina se často nazývá cullipora. Existují dnes a ve fosilní formě jsou známy již od spodní křídy. V ordoviku se objevily jim blízké somipory s většími a širšími buňkami.
Charovaya řasa(Charophyta) jsou velmi unikátní a dosti vysoce organizovaná skupina mnohobuněčných rostlin, které se rozmnožují pohlavně. Jsou tak odlišné od ostatních řas, že je někteří botanici klasifikují jako listové řasy kvůli vznikající diferenciaci tkání. Charodické řasy mají zelenou barvu a v současné době žijí v čerstvou vodu a v brakických vodních útvarech. Mořské vodě s normální salinitou se vyhýbají, ale lze předpokládat, že v prvohorách obývali moře. U některých charofytů se vyvíjejí spory impregnované uhličitanem vápenatým. Characeae patří mezi důležité horninotvorné organismy sladkovodních vápenců.
Rozsivky(Diatomeae) - typičtí zástupci planktonu. Mají podlouhlý tvar a jsou z vnější strany pokryty pláštěm z oxidu křemičitého. První zbytky rozsivek byly nalezeny v devonských sedimentech, ale mohou být starší. Obecně jsou rozsivky relativně mladou skupinou. Jejich evoluce byla studována lépe než u jiných řas, protože pazourkové schránky a chlopně rozsivek mohou být zachovány ve fosilním stavu po velmi dlouhou dobu. S největší pravděpodobností pocházejí rozsivky z bičíkovců, zabarvených žluť a schopné ukládat malá množství oxidu křemičitého ve svých obalech. V moderní době jsou rozsivky rozšířeny v čerstvém a mořské vody, se občas vyskytují ve vlhkých půdách. V jurských nalezištích jsou známy zbytky rozsivek, ale je možné, že se objevily mnohem dříve. Fosilní rozsivky z rané křídy dosáhly novověku bez přerušení sedimentace.
Velmi důležitou událostí, která přispěla k prudkému zrychlení tempa evoluce celé živé populace naší planety, bylo vynoření rostlin z mořského prostředí na pevninu. Objevení se rostlin na povrchu kontinentů lze považovat za skutečnou revoluci v historii biosféry. Rozvoj suchozemské vegetace vytvořil předpoklady pro to, aby se zvířata dostala na zem. Masivnímu přechodu rostlin na souš však předcházelo dlouhé přípravné období. Dá se předpokládat, že rostlinný život se na pevnině objevily již velmi dávno, alespoň lokálně - ve vlhkém klimatu na pobřeží mělkých zálivů a lagun, kde změny vodní hladiny periodicky přinášely na pevninu vodní vegetaci. Sovětský přírodovědec L. S. Berg jako první vyslovil myšlenku, že zemský povrch není bez života ani v kambriu, ani v prekambriu. Významný sovětský paleontolog L. Sh. Davitašvili rovněž připustil, že v prekambriu již kontinenty pravděpodobně měly nějakou populaci skládající se z málo organizovaných rostlin a případně i živočichů. Jejich celková biomasa však byla zanedbatelná.
Aby rostliny mohly žít na souši, musely neztrácet vodu. Je třeba si uvědomit, že u vyšších rostlin - mechů, křídlatek, nahosemenných a kvetoucích rostlin, které v současnosti tvoří převážnou část suchozemské vegetace, přicházejí do styku s vodou pouze kořeny, kořenové vlásky a rhizoidy, zatímco zbytek jejich orgánů je v atmosféře a odpaří vodu po celém povrchu.
Rostlinný život nejvíce vzkvétal na březích lagunových jezer a bažin. Zde se objevil druh rostliny, jejíž spodní část byla ve vodě a horní část ve vzduchu, pod přímými slunečními paprsky. O něco později, s pronikáním rostlin na nezatopenou půdu, se vyvinuli jejich úplně první zástupci kořenový systém a dostal příležitost konzumovat podzemní vody. To přispělo k jejich přežití v období sucha. Nové okolnosti tak vedly k rozdělení rostlinných buněk do pletiv a vývoji ochranných zařízení, která u předků žijících ve vodě neexistovala.
Obr. 14. Vývoj a genetické souvislosti různé skupiny suchozemských rostlin
K masivnímu dobývání kontinentů rostlinami došlo během silurského období paleozoické éry. V prvé řadě to byly psilofyty – svérázné výtrusné rostliny připomínající kyjovité mechy. Některé kroutící se stonky psilofytů byly pokryty štětinatými listy. Psilofyty byly bez kořenů a většinou listů. Skládaly se z větvících se zelených stonků vysokých až 23 cm a oddenků táhnoucích se vodorovně v půdě. Psilophytes jako první spolehlivé sushi rostliny vytvořily na vlhké půdě celé zelené koberce.
Produkce organické hmoty z první suchozemské vegetace byla pravděpodobně nevýznamná. Vegetace silurského období nepochybně vznikla z mořských řas a sama dala vzniknout vegetaci následujícího období.
Po dobytí země vedl rozvoj vegetace ke vzniku četných a rozmanitých forem. Intenzivní oddělování rostlinných skupin začalo v devonu a pokračovalo i v následné geologické době. Celkový rodokmen nejdůležitějších rostlinných skupin je uveden na Obr. 14.
Mechy vznikly z. mořské řasy Jejich raná fáze vývoje je velmi podobná některým zeleným řasám. Existuje však předpoklad, že mechy vznikly z jednodušších zástupců hnědých řas, přizpůsobených životu na vlhkých skalách nebo v půdách obecně.
Na povrchu staropaleozoických kontinentů ustoupilo stáří řas stáří psilofytů, které daly vzniknout vegetaci, která vzhledem i velikostí připomínala novodobé houštiny velkých mechů. Převahu psilofytů vystřídala v období karbonu převaha kapradinovitých rostlin, které na bažinatých půdách tvořily dosti rozsáhlé lesy. Rozvoj těchto rostlin přispěl ke změně složení atmosférického vzduchu. Bylo přidáno značné množství volného kyslíku a akumulováno množství živin nezbytných pro vznik a vývoj suchozemských obratlovců. Zároveň se hromadily obrovské masy uhlí. Období karbonu se vyznačovalo výjimečným rozkvětem suchozemské vegetace. Objevily se stromovité mechy, dosahující výšky 30 m, začaly se objevovat obrovské přesličky, kapradiny, jehličnany. V období permu pokračoval vývoj suchozemské vegetace, která výrazně rozšířila jeho biotopy.
Období dominance kapradin ustoupilo období jehličnanů šiškových. Povrch kontinentů začal získávat moderní vzhled. Na počátku druhohor se rozšířily jehličnany a cykasy a v období křídy se objevily kvetoucí rostliny. Na samém počátku rané křídy ještě existovaly jurské formy rostlin, ale poté se složení vegetace velmi změnilo. Na konci rané křídy je jich mnoho krytosemenné rostliny. Od samého počátku pozdní křídy vytlačili nahosemenné rostliny a zaujali dominantní postavení na souši. Obecně v suchozemské flóře dochází k postupnému nahrazování druhohorní vegetace nahosemenných rostlin (jehličnany, cykasy, jinany) vegetací kenozoického vzhledu. Vegetace pozdní křídy je již charakterizována přítomností značného počtu moderních kvetoucích rostlin, jako je buk, vrba, bříza, platan, vavřín a magnólie. Tato restrukturalizace vegetace připravila dobrou potravní základnu pro rozvoj vyšších suchozemských obratlovců - savců a ptáků. Rozvoj kvetoucích rostlin byl spojen s rozkvětem četného hmyzu, který hrál důležitou roli při opylování.
Nástup nového období ve vývoji rostlin nevedl k úplnému zničení starých rostlinných forem. Některé organismy biosféry byly zachovány. S příchodem kvetoucích rostlin bakterie nejen nezmizely, ale nadále existovaly a nacházely nové zdroje výživy v půdě a v organické hmotě rostlin a zvířat. Řasy různých skupin se měnily a vyvíjely spolu s vyššími rostlinami.
Jehličnaté lesy, které se objevily v druhohorách, rostou dodnes spolu s listnatými. Poskytují úkryt kapradinovým rostlinám, protože tito dávní obyvatelé mlhavého a vlhkého klimatu karbonu se bojí otevřených míst osvětlených sluncem.
Nakonec je třeba poznamenat, že v moderní flóře existují trvalé formy. Nejvytrvalejší byly určité skupiny bakterií, které zůstaly prakticky nezměněny od raného prekambria. Ale z více organizovaných forem rostlin se vytvořily i rody a druhy, které se do dnešního dne změnily jen málo.
Je třeba poznamenat, že v moderní flóře jsou nepochybně zastoupeny relativně vysoce organizované mnohobuněčné rostlinné rody. Pozdně paleozoické a druhohorní formy rostlin, které žily beze změn desítky a stovky milionů let, jsou samozřejmě vytrvalé. V rostlinném světě se tak v současnosti dochovaly „živé zkameněliny“ (obr. 15) ze skupin kapradin, nahosemenných a palicovitých. Termín „živá fosilie“ poprvé použil Charles Darwin a jako příklad uvedl východoasijský nahosemenný strom Ginkgo biloba. Ze světa suchozemských rostlin patří mezi živé fosilie nejznámější kapradinové palmy, jinan, araukárie, mamutí strom nebo sekvoje.
Jak poznamenal odborník na fosilní flóru A. N. Krshptofovich, mnoho rodů rostlin, pánů prastarých lesů, existovalo také extrémně dlouho, zejména v prvohorách; například Sigillaria, Lepidodendron, Calamites - nejméně 100-130 milionů let. Stejný počet - druhohorní kapradiny 11 jehličnanů Metasekvoje. Rod Ginkgo je starý více než 150 milionů let a moderní vzhled Ginkgo biloba, pokud započítáte v podstatě nerozeznatelnou formu Ginkgo adiantoides, je staré asi 100 milionů let.
Živé fosilie moderního rostlinného světa lze jinak nazvat fylogeneticky konzervovanými typy. Rostliny, které jsou dobře prostudovány z paleobotanického hlediska a klasifikovány jako živé fosilie, jsou konzervativní skupiny. Ve srovnání s příbuznými formami geologické minulosti se nezměnily vůbec nebo se změnily jen velmi málo.
Přítomnost živých fosilií v moderní flóře přirozeně vyvolává problém jejich vzniku v historii biosféry. Konzervativní organizace jsou přítomny ve všech hlavních fylogenetických větvích a existují ve většině různé podmínky: v hlubokých a mělkých mořských zónách, ve starověku tropické pralesy, na otevřených stepních plochách a na všech vodních plochách bez výjimky. Nejdůležitější podmínkou existence evolučně konzervativních organismů je přítomnost biotopů se stálým životním prostředím. Stabilní životní podmínky však nejsou rozhodující. Přítomnost pouze určitých forem, a ne všech společenstev flóry a fauny, ukazuje na další faktory zachování živých fosilií. Studie jejich geografického rozšíření ukazuje, že jsou omezeni na přísně vymezená území a jsou charakterizováni geografickou izolací. Austrálie, ostrovy Madagaskar a Nový Zéland jsou tedy typickými oblastmi rozšíření suchozemských žijících fosilií.
Svět rostlin ve svém vývoji vytváří obecný vzhled starověkých krajin, v nichž probíhal vývoj světa zvířat. Proto lze rozdělení geologického času provádět na základě posloupnosti různých rostlinných forem. Německý paleobotanik W. Zimmermann ještě v roce 1930 rozdělil celou geologickou minulost z pohledu vývoje rostlinného světa do šesti epoch. Dal jim písmenné označení a seřadil je v pořadí od starověku k mladším.
Srovnání obvyklého geologického časového měřítka, vytvořeného především z paleozoologických dat, s měřítkem vývoje rostlin je uvedeno v tabulce. 11.
| <<< Назад
|
Vpřed >>> |
První živé organismy vznikly přibližně před 3,5 miliardami let. Zjevně jedli produkty abiogenního původu a byli heterotrofní. Vysoká míra reprodukce vedla ke konkurenci o potravu a následně k divergenci. Organismy schopné autotrofní výživy získaly výhodu – nejprve chemosyntézu a poté fotosyntézu. Asi před 1 miliardou let se eukaryota rozdělila na několik větví, z nichž některé vzešly mnohobuněčné fotosyntetické organismy (zelené, hnědé a červené řasy) a také houby.
Základní podmínky a fáze evoluce rostlin:
Hlavní rysy evoluce rostlinného světa:
Nejstarší stopy zvířat pocházejí z prekambria (přes 800 milionů let). Předpokládá se, že pocházejí buď z běžného kmene eukaryot, nebo z jednobuněčných řas, což potvrzuje i existence Euglena green a Volvox, schopných autotrofní i heterotrofní výživy.
V období kambria a ordoviku převládaly houby, koelenteráty, červi, ostnokožci, trilobiti a objevili se měkkýši.
V ordoviku se objevily bezčelisťovité organismy podobné rybám a v siluru ryby s čelistmi. První gnathostomové dali vzniknout paprskoploutvým a lalokoploutvým rybám. Laločtí živočichové měli v ploutvích podpůrné prvky, z nichž se později vyvinuly končetiny suchozemských obratlovců. Z této skupiny rybích obojživelníků vznikly další třídy obratlovců.
Nejstaršími obojživelníky jsou Ichthyostegas, kteří žili v devonu. Obojživelníkům se v karbonu dařilo.
Plazi, kteří dobyli pevninu v permském období, pocházejí z obojživelníků díky objevení se mechanismu pro nasávání vzduchu do plic, odmítání kožního dýchání, vzhledu zrohovatělých šupin a vaječných skořápek pokrývajících tělo, které chrání embrya před vysycháním a další vlivy prostředí. Mezi plazy pravděpodobně vynikala skupina dinosaurů, která dala vzniknout ptákům.
První savci se objevili v období triasu v druhohorách. Hlavními progresivními biologickými rysy savců jsou krmení mláďat mlékem, teplokrevnost a vyvinutá mozková kůra.
Vlastnosti evoluce světa zvířat:
Progresivní vývoj nervový systém se stal základem pro vznik systému podmíněné reflexy a zlepšení chování.
