33.3: Kolonizacja ziemi

The Colonization of Land
JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Colonization of Land
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

34,136 Views

02:22 min
August 07, 2019

Overview

Zmiany w środowisku wczesnej Ziemi napędzały ewolucję organizmów. Gdy organizmy prokariotyczne w oceanach zaczęły fotosyntezować, wytwarzały tlen. W końcu tlen nasycił oceany i dostał się do powietrza, co spowodowało wzrost stężenia tlenu w atmosferze, znany jako rewolucja tlenowa około 2,3 miliarda lat temu. Dlatego organizmy, które mogły wykorzystywać tlen do oddychania komórkowego, miały przewagę. Ponad 1,5 roku temu zaczęły pojawiać się również komórki eukariotyczne i organizmy wielokomórkowe. Początkowo wszystkie te gatunki były ograniczone do oceanów Ziemi.

Pierwszymi organizmami żyjącymi na lądzie były fotosyntetyczne prokariota, które zamieszkiwały wilgotne środowiska w pobliżu wybrzeży oceanów. Pomimo braku wody, środowiska lądowe oferowały obfitość światła słonecznego i dwutlenku węgla do fotosyntezy. Około 500 milionów lat temu przodkowie dzisiejszych roślin byli w stanie skolonizować bardziej suche środowiska, ale wymagali adaptacji, aby zapobiec odwodnieniu. Opracowali metody rozrodu, które nie były zależne od wody i chroniły ich zarodki przed wysuszeniem. Te wczesne rośliny wykształciły ponadto system naczyniowy, który obejmował korzenie do pozyskiwania wody i składników odżywczych oraz pęd do pozyskiwania światła słonecznego i dwutlenku węgla.

Wydaje się, że rośliny i grzyby skolonizowały ziemię w tym samym czasie. Ich koewolucja na lądzie jest wynikiem wzajemnie korzystnego związku między wieloma roślinami i grzybami, obserwowanego zarówno we współczesnych organizmach, jak i w niektórych z najwcześniejszych skamieniałości roślin; Grzyby pomagają w wchłanianiu składników odżywczych i wody, jednocześnie korzystając ze składników odżywczych dostarczanych przez roślinę. 

Stawonogi były pierwszymi gatunkami zwierząt, które skolonizowały ląd około 450 milionów lat temu. Pierwsze czworonogi wyewoluowały później, aby żyć również na lądzie, znajdując obfitość pożywienia w gatunkach roślin, które skolonizowały ląd. dominowały w życiu zwierząt lądowych przez 100 milionów lat. Później dinozaury, a następnie ssaki stały się najliczniejszymi zwierzętami lądowymi.

Transcript

Ponad trzy miliardy lat temu formy życia mogły przetrwać tylko w oceanach. Niektóre prokariota zaczęły wychwytywać dwutlenek węgla do produkcji cukrów w procesie zwanym fotosyntezą. Organizmy fotosyntetyzujące uwalniały tlen, który gromadził się w atmosferze.

W jaki sposób organizmy wodne ewoluowały, aby zasiedlić ląd? Jednokomórkowe fotosyntetyzujące prokariota po raz pierwszy zasiedliły wilgotne obszary lądowe ponad dwa miliardy lat temu. W przeciwieństwie do środowiska oceanicznego, środowiska lądowe zapewniały dużo światła słonecznego i dwutlenku węgla, dwóch kluczowych składników fotosyntezy. Wielokomórkowe rośliny i grzyby stopniowo wyewoluowały zdolność do życia na lądzie w erze ordowiku około 485 milionów lat temu. Jedną z kluczowych adaptacji do życia na Ziemi była specjalizacja komórek, początkowo oddzielająca rynnę, która pozyskuje światło ze struktur przypominających korzenie, które zakotwiczają roślinę i ułatwiają wchłanianie wody i składników odżywczych. Dodatkowe zmiany strukturalne przyczyniły się do sukcesu elektrowni lądowych.

Na przykład woskowy naskórek ograniczał parowanie. Ściana komórkowa i tkanka naczyniowa zapewniały wsparcie strukturalne i ułatwiały transport wody w większych roślinach. Około 450 milionów lat temu stawonogi były pierwszymi zwierzętami, które wyewoluowały zdolność do życia na lądzie. Organizmy te miały zewnętrzne szkielety i były przodkami dzisiejszych owadów i skorupiaków. Czworonogi, zwierzęta z czterema nogami, wyewoluowały około 400 milionów lat temu. Ewolucja płuc i wewnętrznego szkieletu u ich rybich przodków miała kluczowe znaczenie dla masowego rozprzestrzenienia się tej grupy, która ostatecznie obejmowała,, ptaki i ssaki. Zarówno czworonogi, jak i stawonogi znajdowały obfitość zasobów pokarmowych w roślinach zamieszkujących w tym czasie lądy. W tym sekwencyjnym procesie rośliny, grzyby i zwierzęta skolonizowały lądy Ziemi i ostatecznie wyewoluowały w gatunki, które znamy dzisiaj.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for