Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Возникновение и развитие многоклеточной организации







Первые многоклеточные животные и растения появились на Земле в протерозое около 700-900 млн. лет назад. У растений возникновение многоклеточного уровня организации произошло на основе дифференциации лентообразных колоний. У колоний, прикрепленных одним концом к субстрату, различные участки находились в разных условиях по отношению к падающему свету, субстрату и водной среде. В связи с этим естественный отбор благоприятствовал возникновению некоторой дифференциации частей колонии. На одном конце колонии выделялись клетки, служившие для прикрепления к субстрату (для них характерно ослабление фотосинтеза, потеря способности к делению), на другом же конце - верхушечные клетки, интенсивно делившиеся и образовавшие своего рода " точку роста" колонии. Естественный отбор благоприятствовал приобретению клетками колонии способности делиться в разных направлениях; это приводило к ветвлению, что увеличивало поверхность колонии. Это вело к возникновению многослойного тела. В процессе дальнейшей дифференциации сформировались органы, выполнявшие разные функции (фиксация на субстрате, фотосинтез, размножение).
Среди многочисленных гипотез о происхождении многоклеточности животных наиболее известны гипотезы немецкого зоолога Э.Геккеля и русского ученого И.И. Мечникова. Гипотеза Э. Геккеля основана на сформулированном им биогенетическом законе. В соответствии с этим Э.Геккель полагал, что филогенез древнейших Metazoa в определенной степени повторяется в онтогенезе современных низших многоклеточных животных. По Геккелю, предками Metazoa были колониальные простейшие, обладавшие сферическими колониями с однослойной стенкой, подобными бластуле. Геккель назвал эту гипотетическую предковую форму " бластеей". У бластеина переднем полюсе возникло впячивание ее стенки внутрь, подобно тому, как это происходит при гаструляции в онтогенезе некоторых современных Metazoa. Эту предковую форму за сходство с эмбриональной гаструлой дало основание Э.Геккелю назвать ее гастреей. Гастрея имела рот, слепо замкнутую кишечную полость и двуслойную стенку тела, состоящую из экто и энтодермы. Гастрея Геккеля близка по организации к кишечнополостным.

 


И.И.Мечников обратил внимание на то, что у примитивных кишечнополостных гаструляция происходит не путем инвагинации (впячивания одного полюса однослойного зародыша - бластулы), что характерно для более высокоорганизованных групп, а посредством миграции некоторых клеток из однослойной стенки тела внутрь. Там они образуют рыхлое скопление, позднее организующееся в виде стенок гастральной полости, которая прорывается наружу ротовым отверстием. Такой способ гаструляции гораздо проще, чем инвагинация, так как не требует сложного направленного и координированного смещения целого пласта клеток, и, вероятно, примитивнее инвагинации. В связи с этим Мечников модифицировал гипотезу Геккеля следующим образом. В сфероидной колонии простейших - жгутиконосцев клетки ее однослойной стенки, захватывавшие пищу, мигрировали для ее переваривания внутрь, в полость колонии. Эти клетки образовали рыхлое внутреннее скопление -- фагоцитобласт, функцией которого стало обеспечение всего организма пищей, включая ее переваривание и распределение, тогда как поверхностный слой клеток - кинобласт - осуществлял функции защиты и движения организма. Для захвата новых пищевых частиц клеткам фагоцитобласта, по мысли Мечникова, не было необходимости возвращаться в поверхностный слой: располагаясь непосредственно под кинобластом, клетки фагоцитобласта захватывали пищевые частицы псевдоподиями, выдвигаемыми наружу в промежутках между клетками фагоцитобласта. Эта гипотетическая стадия эволюции Metazoa была названа Мечниковым фагоцителлой (или паренхимеллой); ее строение соответствует таковому паренхимулы, личинки некоторых кишечнополостных и губок. В дальнейшем как приспособление к повышению активности питания у потомков фагоцителлы произошла эпителизация фагоцитобласта с образованием первичного кишечника и возникновением ротового отверстия в том месте, где происходила преимущественная миграция клеток внутрь. Гипотеза Мечникова, как и гипотеза Геккеля, рассматривает в качестве наиболее примитивных многоклеточных животных кишечнополостных и губок.


Эволюция растительного мира


Архейская эра. В архее обнаружены первые ос­татки фотосинтезирующих организ­мов (одноклеточные сине-зеленые водоросли). Предполагаемые древнейшие остатки организмов были описаны из различных районов земного шара возрастом 3, 1-3, 8 млрд. лет. В это время жизнь существовала в условиях бескислородной атмосферы в водоемах на глубине около 10-50 метров. Десятиметровый слой воды защищал организмы от губительного действия жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. Считается, что в промежутке между 3, 3-3, 5 млрд. лет назад произошло расхождение прокариот на гетеротрофные организмы (бактерии) и автотрофные (синезеленые водоросли).

Протерозойская эра. В протерозойскую эру бактерии и водоросли достигли расцвета, с их участием ин­тенсивно происходят процессы от­ложения осадков. В результате жиз­недеятельности железобактерий в протерозое образовались крупней­шие залежи железных руд. Большинство из первичных растений свободно плавало в морской воде (диато­мовые, золотистые водоросли), часть прикреплялась ко дну.

Палеозойская эра.

Кембрийский период. В кембрийском периодежизнь была сосредоточена в воде. Кроме одноклеточных водорослей, растения были представлены многоклеточными водорослями. Благодаря расчлененному слоевищу они активно синтезировали органи­ческие вещества. Многоклеточные водоросли явились исходной ветвью для наземных листостебельных рас­тений.

Ордовикский период.

Силурийский период. В конце силурийского периода горообразовательные про­цессы и сокращение площади морей подготовили возможность выхода растений на сушу. В новых условиях многие виды водорослей погибли. Другие дали начало первым наземным споровым расте­ниям – псилофитам. Как адаптация к жизни на суше появляются пок­ровные, механические и проводя­щие ткани. Формируются споры с толстой оболочкой, предохраняю­щие организм от высыхания.

Девонский период. В девоне численность псилофитов резко сократилась, на смену им пришли плауновидные, хвощевидные и папорот­никовидные растения. Возникновение вегета­тивных органов повысило эффек­тивность функционирования от­дельных частей растений и их жиз­недеятельность как гармонически целостной системы. В конце этого периода древовидные хвощи, плау­ны и папоротники образовали ни­зинные леса, чему способствовали интенсивные почвообразовательные процессы и особые климатические условия. В этот же период поя­вились и первые голосемен­ные, возникшие от древних папоротников и унаследо­вавшие от них внешний дре­вовидный облик. Возникшие семенные растения мог­ли поселяться в более сухих место­обитаниях, так как их размножение уже не зависело от наличия влажной среды.

Каменноугольный период (кар­бон). Среди древовидных широко распространялись плаунообразные (лепидоден­дроны) и сигилляриевые, достигавшие в высоту 30 м и более. Из первич­ных голосеменных господствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволами хвойных и имевшие длин­ные лентовидные листья.

Пермский период. В пермском периодепроизошло крупнейшее в истории Земли от­ступление моря, вновь усилилась вулканическая деятельность. Обра­зовались большие пространства суши, во внутренних районах мате­риков климат стал резко континен­тальным, более сухим и холодным. Произошло значительное оледене­ние практически всей современной Африки, Австралии, Антарктиды. Обширные болотные леса карбона исчезли. На смену древовидным спо­ровым растениям пришли голосе­менные, имеющие развитую стер­жневую корневую систему и размно­жающиеся семенами.

Мезозойская эра.

Триасовый период. В триасе из растений широко распространены голосемен­ные, особенно хвойные, занявшие господствующее положение.

Юрский период. В юрском периоде климат стал теплым и влажным; образовались обширные болота и озера. По-преж­нему были широко распространены голосеменные.

Меловой период. В середине мелового периода поя­вились первые цветковые растения, берущие начало от голосе­менных. Первые представители покрытосеменных были кустарниками или низкорослыми деревьями с мелкими листьями. Затем довольно быстро цветковые достигли огромного разнообразия форм со значительными размерами и крупными листьями (например, возникли семейства магнолиевых, платановых, лавровых). Парал­лельно с ними развивались насекомые, кото­рые, будучи опылителями цветко­вых растений, в большой мере спо­собствовали их прогрессивной эво­люции. Опыление насекомыми и внутреннее оплодотворение создали значи­тельные преимущества цветковых над голосеменными. В настоящее время число видов покрытосеменных составляет около 250 тысяч, т. е. почти половину всех известных ныне видов растений. В конце мелового периода большинство голосеменных.

Кайнозойская эра.

Палеоген. В палеогене были распространены леса тропического и субтропическо­го типа. Для Европы выделяют две палеогеновые флоры: тургайскую (более северную, представленную листопадными видами) и полтав­скую (более южную, тропическую).

Неоген. В конце неогена начался процесс остепенения суши. В связи с иссуше­нием климата тропические и саванные леса во многих местах Земли сменились открытыми ландшафта­ми. Эти изменения привели к разви­тию злаковых растений, приспособ­ленных к существованию в сухом или сезонно-засушливом климате. Питательные и легко переваривае­мые стебли, листья и семена травя­нистых злаков стали идеальной пи­щей для быстро развивающейся группы травоядных млекопитаю­щих.

Основные особенности эволюции растительного мира:

 

1. постепенный переход к преобладанию диплоидного поколе­ния над гаплоидным. У многих водорослей все клетки (кроме зиготы) гаплоидны, у голосеменных и покрытосеменных почти полностью редуцируется гаметофит и значительно удлиняется в жизненном цикле диплоидная фаза.

2. независимое от влажной среды размножение. Переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двойного оплодотворения и обеспечение зародыша запасами питательных веществ.

3. дифференцировка наземных растений на корень, стебель и лист, развитие сосудистой проводящей системы, опорных и защитных тканей.

4. совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в коэволюции с насекомыми.

5. развитие зародышевого мешка для зашиты растительного эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды;

6. возникновение разнообразных способов распростра­нения семян и плодов физическими и биотическими факторами.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал