Back to chapter

33.3:

استعمار الأرض

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

Languages

Share

منذ أكثر من ثلاثة ملايين سنة،لم تستطع أشكال الحياة الصمود إلا في المحيطات بدأت الأحياء بدائية النواة بالارتباط بثاني أكسيد الكربون لتنتج السكريات وهي عملية تُسمى التركيب الضوئي. أطلق أحياء التركيب الضوئي الأكسجين الذي تجمع في الجو. كيف تطورت الأحياء المائية لتعيش على اليابسة؟استوطنت الأحياء بدائية النواة ذات النواة الاحادية في مناطق اليابسة الرطبة أولاًمنذ أكثر من مليوني سنة خلت.وعلى نقيض بيئة المحيطات،وفرت بيئات اليابسة الكثير من أشعة الشمس وثاني أكسيد الكربون وهما مكونان حيويان للتركيب الضوئي. طورت الفطريات والنباتات متعددة الخلية بالتدريج القدرة لتعيش على الأرض بحلول العصر الأوردوفيشي حوالي 450 مليون سنة خلت. كانت أهم التكيفات للحياة على الأرض هي تخصص الخلايا بدايةًمن فصل فسيلة تحصل على الضوء عن التركيبات التي تشبه الجذور التي تثبت النبات وتُسهل امتصاص المياء والمواد المغذية.أسهمت تبدلات بنيوية إضافية بنجاح النباتات المستوطنة لليابسة. فعلى سبيل المثال،حدت الجليدة الشمعية تبخر الماء ووفر جدار الخلية والنسيج الوعائي دعماًهيكلياًوسهلت نقل المياه داخل النباتات الأكبر. منذ 450 سنة مضت،كانت المفصليات أول حيوانات طورت قدرة الحياة على الأرض.كان لهذه الأحياء هياكلاًخارجية وهي كذلك أسلاف الحشرات والقشريات في الحاضر. تطورت رباعيات الأرجل،ذات الأربعة أقدام،حوالي 400 مليون سنة مضت تقريباًكان تطور الرئات والهيكل العظمي الداخلي في أسلافهم السمك أمراًحاسماًللانتشار الواسع لهذه المجموعة التي تكونت في النهاية من البرمائيات والزواحف والطيور والثديات. وجد كلٌمن رباعيات الأرجل والمفصليات وفرة في موارد الطعام في النباتات التي استوطنت الأرض آنذاك.في هذه العملية المتلاحقة،استوطنت الفطريات والنباتات والحيوانات مساحات شاسعة من الأرض وتطورت في النهاية إلى الأجناس التي نعرفها اليوم.

33.3:

استعمار الأرض

أدت التغييرات في بيئة الأرض المبكرة إلى تطور الكائنات الحية. عندما بدأت الكائنات بدائية النواة في المحيطات في التمثيل الضوئي ، أنتجت الأكسجين. في النهاية ، أشبع الأكسجين المحيطات ودخل الهواء ، مما أدى إلى زيادة تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي ، والمعروفة باسم ثورة الأكسجين منذ حوالي ٢,٣ مليار سنة. لذلك ، فإن الكائنات الحية التي يمكن أن تستخدم الأكسجين للتنفس الخلوي لها ميزة. منذ أكثر من ١,٥ عام ، بدأت تظهر أيضاً الخلايا حقيقية النواة والكائنات متعددة الخلايا. في البداية ، كانت كل هذه الأنواع مقتصرة على محيطات الأرض.

كانت الكائنات الحية الأولى التي عاشت على الأرض هي بدائيات النوى الضوئية التي سكنت البيئات الرطبة بالقرب من شواطئ المحيط. على الرغم من نقص المياه ، قدمت البيئات الأرضية وفرة من ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي. منذ حوالي ٥٠٠ مليون سنة ، كان أسلاف النباتات في الوقت الحاضر قادرين على استعمار البيئات الأكثر جفافاً ، لكنهم احتاجوا إلى تكيفات لمنع الجفاف. لقد طوروا طرقاً للتكاثر لا تعتمد على الماء وتحمي أجنتهم من الجفاف. علاوة على ذلك ، طورت هذه النباتات المبكرة نظاماً وعائياً يتضمن الجذور للحصول على الماء والمغذيات و نظام خضري للحصول على ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون.

يبدو أن النباتات والفطريات استعمرت الأرض في نفس الوقت. إن تطورهم المشترك على الأرض هو نتيجة العلاقة المتبادلة المنفعة بين العديد من النباتات والفطريات ، والتي شوهدت في كل من الكائنات الحية الحديثة وبعض الحفريات النباتية المبكرة. تساعد الفطريات في امتصاص العناصر الغذائية والمياه مع الاستفادة من العناصر الغذائية التي يوفرها النبات.

كانت المفصليات هي أول أنواع الحيوانات التي استعمرت الأرض ، منذ حوالي ٤٥٠ مليون سنة. تطورت رباعيات الأرجل الأولى لاحقاً لتعيش على الأرض أيضاً ، حيث وجدت وفرة من الطعام في الأنواع النباتية التي استعمرت الأرض. سيطرت البرمائيات على الحياة الحيوانية الأرضية لمدة ١٠٠ مليون سنة. في وقت لاحق ، أصبحت الديناصورات ثم الثدييات أكثر الحيوانات الأرضية وفرة.

Suggested Reading

Delwiche, Charles Francis, and Endymion Dante Cooper. “The Evolutionary Origin of a Terrestrial Flora.” Current Biology 25, no. 19 (October 5, 2015): R899–910. [Source]

Jill Harrison C. “Development and Genetics in the Evolution of Land Plant Body Plans.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 372, no. 1713 (February 5, 2017): 20150490. [Source]