Образование и развитие растений

Растительные клетки покрыты жесткой целлюлозной оболочкой, которая, с одной стороны, защищает их, но с другой, не дает им свободно перемещаться для получения пищи. Эволюция растительных клеток была связана с совершенствованием фотосинтеза, дававшего им необходимые питательные вещества. Тем не менее, среди растений существовали не только автотрофы, но и гетеротрофы, взаимно дополнявшие друг друга. Самыми первыми растениями были одноклеточные водоросли разных типов. Они пришли на смену безраздельно господствовавшим до этого сине-зеленым водорослям и бактериям, относящимся к прокариотам.

На водорослях впервые природа опробовала половое размножение, представляющее собой слияние ДНК двух индивидов с последующим перераспределением генетического материала, вследствие чего потомство получается похожим на своих родителей, но не идентичным им. Это событие произошло около 900 млн лет назад.

Затем, 700–800 млн лет назад, появились первые многоклеточные организмы, также относящиеся к водорослям – обширной группе низших водных растений, содержащих хлорофилл и вырабатывающих органические вещества путем фотосинтеза. Именно на водоросли приходится наиболее длительный этап в развитии зеленых растений. Они же сыграли роль гигантского генератора свободного кислорода в атмосфере Земли.

Событием огромной важности стал выход растений из моря на сушу, совершившийся в силуре около 400 млн лет назад. Этот факт стал в свою очередь предпосылкой для выхода на сушу животных. Считается, что еще до массового выхода на сушу там появлялись локальные участки жизни – на побережьях мелководных заливов и лагун, в местах, где вода могла периодически отступать, оставляя растения. Именно так появились растения, нижняя часть которых находилась в воде, а верхняя – в воздухе, под прямыми лучами Солнца. Затем растения смогли развить корневую систему, позволявшую использовать грунтовые воды.

В новых условиях фотосинтез становился более совершенным, так как солнечная энергия не поглощалась водой. Чтобы защититься от высыхания, растениям пришлось сформировать восковидную водонепроницаемую оболочку. Кроме того, произошла перестройка организмов, в них появились новые органы и ткани, изменялись способы размножения, распространения и т.д. Таким образом, в растительных организмах появились корень, стебель, лист, проводящие системы, покровные ткани.

Первыми на сушу вышли псилофиты – споровые растения, похожие на плауны. У них еще не было корней и почти не было листьев. В основном они состояли из длинных ветвившихся зеленых стеблей. Псилофиты покрывали влажную почву суши настоящими зелеными коврами.

Затем появились мхи и папоротники. Они добавили значительное количество кислорода в атмосферу, а также создали большое количество пищевых веществ, необходимых для возникновения и развития сухопутных позвоночных животных. В это же время (девон, карбон и пермь – 400–230 млн лет назад) накапливается огромное количество каменного угля. Тогда же появляется множество голосеменных растений. Сэтого момента поверхность материков стала приобретать современный облик.

В мезозое (около 200 млн лет назад) широко распространяются хвойные, цикадовые, а в меловой период (около 100 млн лет назад) появляются цветковые растения. Среди них – бук, ива, береза, платан, лавр, магнолия. В связи с появлением цветковых растений произошел расцвет насекомых, играющих значительную роль в их опылении.

После этого лиственные леса стали сосуществовать с появившимися ранее хвойными лесами, давшими приют папоротникам, боящимся открытого солнца. Таким образом, в современном растительном мире сохранились наряду с высокоорганизованными растениями представители более ранних эпох, которых можно назвать «живыми ископаемыми».