34.1: 4.1 Введение в разнообразие растений
От воды к земле
Kingdom Plantae впервые появился около 410 миллионов лет назад, когда зеленые водоросли перешли из воды в землю. Эта земля была относительно неколонизированной средой с достаточными ресурсами. Наземные среды также предлагают больше света и двуокиси углерода, необходимых растениям для роста и выживания.
Однако резкие различия между сушей и морем представляют собой серьезную проблему для ранних колонизации видов, что вызывает множество новых приспособлений, которые привели к широкому разнообразию форм растений, наблюдаемых сегодня.
Одной из ранних адаптаций была разработка внешнего воскового покрытия, называемого кутикулой. Кутикулы служат для защиты растений от высыхания, улавлив влагу внутри. Однако эта адаптация предотвратила прямой обмен газами по поверхности растений. В результате на наружных поверхностях растений развились поры, что позволило усвоить углекислый газ и выпустить кислород.
Дополнительные структуры были необходимы для облегчения транспортировки воды и питательных веществ из почвы в верхние части растения. В результате развивалась сосудистая ткань, которая не только служит для транспортировки воды и питательных веществ во все области растения, но и обеспечивает структурную поддержку по мере роста стеблей выше и сильнее.
Для размещения размножения на суше наземные растения разработали gametangia - репродуктивные структуры, которые защищают гегта и эмбрионы от суровой окружающей среды за пределами растения. У самцов эта структура называется атеридией, в то время как у самок она называется архегония.
Различные стратегии эволюционировали для того чтобы облегчить перевозку спермы от antheridia к яичкам внутри archegonia. К ним относятся сперматозоиды, плавающие от одной структуры к другой, перевозимые ветром, или транспортируются опылителями, такими как пчелы и птицы. Используемый конкретный режим уникален для каждой классификации растений. После оплодотворения, яйца сохраняются в архегонии для защиты и питания развивающегося эмбриона, или sporophyte.
Другой важной репродуктивной адаптацией было производство семян. Хотя не все наземные растения посеяны, семена выгодны по многим причинам. Без этих структур, растения требуют влажной среды для транспортировки gametes из одного места в другое. Часто в без семян растений, мужские и женские споры примерно одинакового размера, и оба путешествия. Тем не менее, семена растений, как правило, содержат небольшие мужские споры адаптированы для высокомобильных, называемых пыльцы зерна, которые путешествуют к женщинам gametophytes на хранение спермы непосредственно в яйцеклетку. Как только происходит оплодотворение, образуется семя, которое содержит эмбрион растения и запас питательных веществ.
Эти адаптации создали виды растений, хорошо приспособленные к жизни в земной среде.
Основные линии растений
Хотя в настоящее время существует бесчисленное множество разновидностей растений, все они могут быть разделены на одну из трех групп: несосудичные, сосудистые семена и сосудистые семена. Несосудистые растения являются наиболее родовыми и наименее сложными, в том числе мхи, liverworts, и hornworts. Далее, сосудистые растения без семян включают папоротники и хвощ, и были первой группой, которая развивала сосудистую транспортную систему. Последняя группа, сосудистые семенные растения, включает в себя все оставшиеся виды. Эта группа является самой разнообразной и занимает самый широкий спектр мест обитания, и делится на две основные подгруппы, ангиоспермы, и gymnosperms. Ангиоспермы включают в себя все цветущие и плодоносящее растения, с пыльцой, перевозимой ветром или транспортируется опылителями. Gymnosperms являются нецветущей растений, в том числе хвойных деревьев, цикад, и гинкго деревьев. Эти виды производят голые семена, не защищенные фруктами и пыльцой, несли ветра.
