Основните етапи на историческото развитие и сложността на растителния свят на земята. Псилофити - първородните на земната растителност

Еволюция Микроеволюция Макроеволюция Макроеволюция - еволюционни трансформации, водещи до образуването на таксони още висок ранг отколкото видовете (родове, семейства, разреди, класове и т.н.) Проблем: Защо е станало възможно съществуването на еволюционна теория? Хипотеза Защото са се появили доказателства за еволюция План за работа: 1. 2. 3. 4. Запознайте се с откритията, които се появяват в началото на 20 век в природните науки: Палеонтология Ембриология Сравнителна анатомия Биогеография Палеонтология Кювие играе важна роля в създаване на палеонтология и сравнителна анатомия. Той описва голям брой фосилни форми и предлага да се определи от тях възрастта на геоложките слоеве, в които са открити. Реконструирани цели организми от няколко части, намерени по време на разкопки. Палеонтологията е наука за изкопаемите останки от животни и растения. Сред обектите на интерес на палеонтологията са цели организми (замразени в лед, „мумифицирани“ в смола или асфалт), скелетни структури, заровени в пясък и глина (кости, черупки и зъби), вкаменелости (тъканите на тялото са заменени със силициев диоксид, калциев карбонат или други вещества), отпечатъци и следи, копролити (животински екскременти). Кости на изкопаем мезозавър Паяк в кехлибар Вкаменелост от яйца на динозаври Филогенетична серия Сериите, които последователно се заменят една друга, се наричат филогенетични и показват съществуването на еволюционен процес. Ковалевски В.О. открити последователни серии от фосилни форми на коне Преходни форми Преходни форми Комбинация от признаци на различни групи Euglena verida Едноклетъчни растения и едноклетъчни животни Волвокс Едноклетъчни и многоклетъчни Ланцелетни Пръстеноподобни и хордови сухоземни гръбначни животни Лобови перки Риби и земноводни Стегоцефали Земноводни и влечуги Археоптерикс Влечуги и птици Животнозъби гущери Влечуги и бозайници Псилофити Водорасли и сухоземни съдови растения Семенни папрати Спорови папрати и голосеменни „Живи вкаменелости“ Акули Лобовидни риби Целакант Сред съществуващите в момента видове реликтни видове са запазени в много малък брой, т.е. тези, които са се появили на Земята преди много милиони години и чиито потомци са оцелели до днес в почти непроменена форма. Hatteria "Живи вкаменелости" Ginko Cycadaceae. Отляво надясно: къдрава цикас, обратима цикас, флоридска замия, макрозамия вулгарис Изкопаеми и съвременни преходни форми (растения) Зелена еуглена Изчезнали голосеменни. Отляво надясно: отпечатък от археоптерис, медулоза, полиподий (семенна папрат), Уилямсония (бенетит) Риния Фосил и съвременни преходни форми (животни) Гущер на Св. Йоан Археоптерикс Ланцелет Волвокс Ембриология В тесен смисъл - науказа ембрионалното развитие, в широко - науказа индивидуалното развитие на организмите (онтогенеза). Закон за зародишното сходство ранни стадииЕмбрионите на всички гръбначни животни са подобни един на друг, а по-развитите форми преминават през етапите на развитие на по-примитивните форми. К. Баер. Биогенетичен закон Индивидуалното развитие на организма е кратко повторение на ембрионалните стадии на предците, или онтогенезата е кратко повторение на филогенезата. Е. Хекел - Ф. Мюлер Допълнение към биогенетичния закон А. Н. Северцов доказа, че в процеса на онтогенезата има загуба на определени етапи от историческото развитие, повторение на ембрионалните стадии на предците, а не на възрастните форми, и възникването на мутации, които предците не са имали. Онтогенезата не само повтаря филогенезата, но е източник на нови направления на филогенезата. Сравнителната анатомия е направление на научните изследвания, благодарение на което се установява степента на сходство и различия в структурата на организмите. Основите на сравнителната анатомия на животните са положени от Аристотел (4 век пр.н.е.). В началото на 19в. J. Cuvier разработи принципа на органната корелация. E. Geoffroy Saint-Hilaire разработи идеята за единен структурен план на всички животни, променящ се под влияние на фактори външна среда, и постави основите на учението за хомологията на части и органи. - Аристотел J. Cuvier E. J. Saint-Hilaire Подобни органи Възникват в систематично отдалечени организми в резултат на конвергенция - сближаване на характерите поради адаптивността на тези организми към подобен начин на живот (крило на пеперуда и крило на птица). Аналогичните органи са органи, които изпълняват същите функции, но имат различен произход и структура. Хриле на риба (1) и раци (2); ровещи крайници на къртица (3) и къртица щурец (4) Хомоложни органи В резултат на дивергенция - разминаване на признаците в сродни организми в процеса на тяхната еволюция (което води до появата на нови систематични категории) се появяват хомоложни органи-органи , подобни един на друг по произход и структура, но изпълняващи различни функции. Пример за хомоложни органи при животните са предните крайници, състоящи се от едни и същи кости, имащи същия произход, но изпълняващи различни функции. Атавизми Атавизмите са случаи на връщане на характеристиките на предците в индивидите. Срещат се при животни, например: третият чифт зърна на вимето на кравата, жребчетата могат да се родят с цвят на зебра, има случаи на черна ивица, появяваща се на гърба на заливните коне - това е връщане към цвета на техните диви предци. При хората понякога се срещат атавистични признаци: 1 - обилно окосмяване по тялото, 2 - множество рудименти Органи, които в процеса на еволюция са загубили първоначалното си значение за запазването на вида и са в процес на изчезване. Например безкракият вретеновиден гущер има остатъчен раменен пояс. Вторият и четвъртият пръст на коня, останките от тазовите кости на кита и задните крайници на питона също са рудиментарни. Рудименти: Трети клепач на хора (1) и птици (2), сляпо черво с вермиформен апендикс при хора (3) и копитни животни (4). Преходни форми Сравнителното анатомично изследване на организмите дава възможност да се установят преходни форми. Преходните форми са тези, които съчетават в структурата си характеристиките на организми от по-ниски и по-високи класове. Например структурата на нисшите бозайници има характеристики, които ги доближават до влечугите. Птицечовката и ехидната имат клоака и когато се размножават, снасят яйца като влечуги. Еднопроходни. Отляво надясно: птицечовка, австралийска ехидна, проехидна Биогеографски доказателства Дори в епохата на Великите географски открития пътешествениците и натуралистите бяха изумени от разнообразието на животните в далечни страни и особеностите на тяхното разпространение. Въпреки това, само Алфред Уолъс успява да въведе цялата информация в система и да идентифицира 6 биогеографски региона. Алфред Уолъс Ернст Хекел Хекел Ернст Хайнрих (16.02.1834 г., Потсдам - 09.08.1919 г., Йена), немски натуралист и философ. Учи медицина и естествени науки в университетите в Берлин, Вюрцбург и Виена. През 1857 г. получава медицинска диплома. От 1861 г. е частен асистент, а от 1865–1909 г. е професор в Йенския университет. Дарвинистките идеи оказват най-силно влияние върху Хекел. През 1863 г. той изнася публична реч за дарвинизма на среща на Германското научно дружество, а през 1866 г. е публикувана книгата му „Обща морфология на организмите“. Две години по-късно се появява „Естествената история на света“, където разработеният от него еволюционен подход е представен в по-популярна форма, а през 1874 г. Хекел публикува труда „Антропогенията или историята на човешкото развитие“, в който проблемите на се обсъжда човешката еволюция. Той излезе с идеята за съществуването в историческото минало на форма, междинна между маймуната и човека, което по-късно беше потвърдено от откриването на останките на питекантропа на остров Ява. Хекел създава теория за произхода на многоклетъчните организми (теорията на гаструлата, 1866 г.), формулира биогенетичен закон, според който индивидуалното развитие на организма възпроизвежда основните етапи от неговата еволюция, и изгражда първото родословно дърво на животинското царство. . Продължавайки своите зоологически изследвания в лабораторията и по време на експедиции до остров Мадейра, Цейлон, Египет и Алжир, Хекел публикува монографии за радиоларии, дълбоководни медузи, сифонофори, дълбоководни рибари, както и последната си работа, The впечатляваща „Систематична филогенеза“ на Суперразред Лобоперки - риби с лобоперки, еволюирали през Девон от древни белодробни риби. Те пълзят по дъното, разчитайки на мускулести чифтни перки, подсилени от гроздовидно разклонени скелетни фрагменти като крайниците на сухоземните гръбначни. Има две гръбни перки. Черепът е разделен на две части, подвижни една спрямо друга. Нотохордата се запазва през целия живот. Всички риби с перки са хищници. Rhipidistiformes, изчезнали в началото на Перм, имаха вътрешни ноздри, което им позволи да излязат на сушата и да станат предци на земноводните. Доскоро древните целаканти също се смятаха за изчезнали, така че откриването през 1938 г. на жив целакант - колакант - край Коморските острови, се превърна в истинска сензация, която може да се сравни само с улавянето на жив динозавър. Целаканти – големи рибис дължина над 1,5 м и тегло до 100 кг. Тези животни никога не са излизали на сушата и следователно отново са загубили вътрешните си ноздри и... бели дробове. Целакантът е единственият съвременен представител на лобоперите риби Ковалевски Владимир Онуфриевич. (1842-1883) Изследвайки историята на развитието на конете, V.O. Ковалевски показа. Че съвременните еднополови животни произлизат от малки петпръсти всеядни предци, живели преди 60-70 милиона години в горите. Изменението на климата на Земята, което доведе до намаляване на горските площи и увеличаване на размера на степите, доведе до факта, че предците на съвременните коне започнаха да се развиват нова средаместообитание - степ. Необходимостта от защита от хищници и движение на дълги разстояния в търсене на добри пасища доведе до трансформация на крайниците - намаляване на броя на фалангите до един. Успоредно с промяната на крайниците се трансформира целият организъм: увеличаване на размера на тялото, промяна във формата на черепа и усложнения в структурата на зъбите, появата на храносмилателния тракт, характерен за тревопасните бозайници и много повече. IN. Ковалевски открива последователни серии от изкопаеми конски форми, чиято еволюция протича в посочените посоки. Такива серии от видове, последователно заместващи един друг, се наричат филогенетични. Алексей Николаевич Северцов (1866 -1936) Алексей Николаевич Северцов (23.11.1866, Москва - 19.12.1936, пак там), съветски биолог, академик на Академията на науките на СССР (1920) и Украинската академия на науките науки (1925). Син на Н. А. Северцов. Завършва Московския университет (1890). Ученик на M. A. Menzbier. От 1899 г. е професор в Юриевския (сега Тартуски) университет, от 1902 г. – в Киевския университет, а от 1911–30 г. – в Московския университет. През 1930 г. по инициатива и с участието на Северцов в системата на Академията на науките на СССР е организирана лаборатория по еволюционна морфология, която през 1935 г. е преобразувана в Институт по еволюционна морфология и палеозоология (сега Институт А. Н. Северцов на Еволюционна морфология и екология на животните на Академията на науките на СССР). Световно признание получиха големи трудове върху метамерията на главата (1891–1901) и произхода на чифтните крайници на гръбначните животни (1900, 1908, 1926), както и изследвания върху еволюцията на нисшите гръбначни животни (1916–1927). Във филогенетичните трудове той се стреми да сравни данни от сравнителни анатомични и ембриологични изследвания с палеонтологични факти; подчертава необходимостта от изучаване при изясняване на филогенезата на структурата, развитието и функционална стойноствсички системи на органи. Той изложи теория за произхода на петпръстия крайник от 7-10-лъчевия крайник на предците, който от своя страна произхожда от многолъчевата перка на древни рибоподобни форми. Северцов е основоположник на еволюционната морфология на животните. Той изяснява пътищата и насоките на биологичния и морфо-физиологичния прогрес и регрес, създава учение за видовете (режимите) на филогенетичните изменения на органите и функциите и филогенетичните корелации (координация). Северцов установи основните насоки, по които да се постигне биологичен прогрес . Това са ароморфоза (повишена интензивност на жизнената активност на тялото), идиоадаптация (специална адаптация към условията на съществуване). Централно място в теоретичното наследство на Северцов заема проблемът за връзката между индивидуалното и историческото развитие. Той разработи теорията за филембриогенезата, според която еволюцията се осъществява чрез промяна на хода на онтогенезата. Законите на еволюцията, изяснени от Северцов, са обобщени от него в монографията "Морфологични закони на еволюцията" (немско издание 1931 г., руско издание, разширено и допълнено, 1939 г.). През 1969 г. е учредена наградата "Северцов". 4.2.1. Пионери на земята Предишният раздел изброи основните адаптации, необходими на растенията, за да излязат от водата на сушата. Учените имат всички основания да смятат, че първите (още през силура), които са направили такъв изход, са били псилофитите - древен и примитивен растителен отдел, който на практика е изчезнал от лицето на Земята още през перм. Предците на псилофитите са зелени водорасли, обитаващи крайбрежната зона. Фигура 4.2.1.1. Rhinia изглеждаше така, за разлика от мъховете, псилофитите са съдови растения (Tracheophyta). Това означава, че са имали проводяща тъкан: ксилема и флоема. Проводимата тъкан е характеристика на спорофита; Ето защо във всички васкуларни растения спорофитното поколение доминира над гаметофитното поколение. Проводимата тъкан образува транспортна система вътре в растението, чрез която вода, органични и минерални вещества се пренасят в тялото. В допълнение, силните лигнифицирани клетки дават на растението необходимата подкрепа. Тези два фактора позволяват на васкуларните растения да достигнат големи размери. Подобно на мъховете, псилофитите нямаха истински корени, а бяха прикрепени към почвата чрез ризоиди. Разклонените стъбла достигаха височина 25 см и бяха покрити с люспести „листа“. Кутикулата предпазваше растението от изсъхване. Псилофитите растат във влажни места и плитки води. Отделът включва един клас с два разреда - риниофити (Rhyniales) и псилофити (Psilophytales). Близки до древните псилофити са съвременните псилотови растения (Psilotales), които включват 2 рода и няколко вида. Ето как изглежда ринията Фигура 4.2.1.2. Псилоти. Отляво надясно: psilotum, tmesipteris Псилофитите дават началото на птеридофити, от които впоследствие се развиват семенни растения. Въз основа на съвременните данни изкуствената група папрати (Pteridophyta) се разделя на три отдела: папрати, хвощове и ликофити. Псилоти. Отляво надясно: псилотум, тмезиптерис Изчезнали голосеменни. Отляво надясно: отпечатък от Archaeopteris (прогимносперма), medullosa, polypodium (семенна папрат), Williamsonia (bennettite) По-сложни по структура са семенните папрати (Pteridospermophyta или Lyginodendrophyta), сега класифицирани като самостоятелен отдел. Това бяха дървесни растения външен види структурата на листата приличаше на истински папрати, но възпроизведени с помощта на семена. Развитието на ембриона най-вероятно е станало след падането на семето на земята. Големите стъбла на семенните папрати съдържат вторична ксилема; перестите листа се различават от истинските папрати само в структурата на епидермиса, устицата и дръжките. Понякога семенните папрати се класифицират като цикади. Друг изчезнал отдел на голосеменни растения, известен от карбона, са бенетофитите (Bennettitophyta или Cycadeoideophyta). Някои изследователи класифицират тези растения като цикасови, от които се различават по своите репродуктивни органи. Всички бенетити имат двуполови стробили, напомнящи цвета на най-примитивните покритосеменни растения. Бенетите са изчезнали в края на Креда заедно с динозаврите. Карл Баер (1792–1876) Баер Карл Максимович (17/28.2.1792– 16/28.11.1876), руски естествоизпитател, основател на ембриологията. Завършва Дерпатския (Тарту) университет (1814). От 1817 г. работи в Кьонигсбергския университет. От 1826 г. член-кореспондент, от 1828 г. обикновен академик, от 1862 г. почетен член на Петербургската академия на науките. Завръща се в Русия през 1834 г. Работи в Петербургската академия на науките и в Медико-хирургическата академия (1841–52). Баер изучава подробно ембриогенезата на пилето (1829, 1837) и изучава ембрионалното развитие на риби, земноводни, влечуги и бозайници. Той открива важен етап от ембрионалното развитие - бластулата. Той проследява съдбата на зародишните слоеве и развитието на феталните мембрани. Той установи, че: 1) ембрионите на висшите животни не приличат на възрастните форми на нисшите животни, а са подобни само на техните ембриони; 2) в процеса на ембрионалното развитие се появяват последователно признаци на тип, клас, разред, семейство, род и вид (законите на Бир). Той изучава и описва развитието на всички основни органи на гръбначните животни - хорда, мозък и гръбначен мозък, очи, сърце, отделителен апарат, бели дробове, храносмилателен канал. Фактите, открити от Баер в ембриологията, са доказателство за непоследователността на преформационизма. Баер работи плодотворно в областта на антропологията, създавайки система за измерване на черепите, името на Баер е дадено на нос на Нова Земля и остров в Таймирския залив, а като термин е включен в името на хребетите (хълмовете на Баер). в Прикаспийската низина. Жорж Кювие (1769-1832) Кювие Жорж (23.08.1769, Монбелиард - 13.05.1832, Париж), френски зоолог. Завършва Каролинската академия в Щутгарт (1788). През 1795 г. става асистент в музея. природознаниев Париж, от 1799 г. - професор по естествена история в Колеж дьо Франс. Зает ред държавни постовепри Наполеон I и по време на Реставрацията. Бил е председател на Съвета по образованието, председател на Комисията по вътрешни работи и е бил член на Държавния съвет. Създава факултета природни наукив Парижкия университет, организира редица университети и лицеи във френските градове. През 1820 г. получава титлата барон, през 1831 г. - пер на Франция. Кювие играе значителна роля в създаването на палеонтологията и сравнителната анатомия. Класификацията се основава на структурата на нервната система и на тази основа през 1812 г. той формулира доктрината за четири „типа“ организация на животните: „гръбначни“, „артикулирани“, „мекотелесни“ и „излъчващи“. Той описва голям брой фосилни форми и предлага да се определи от тях възрастта на геоложките слоеве, в които са открити. Реконструирани цели организми от няколко части, намерени по време на разкопки. За да обясни промяната във флората и фауната през различни периоди от еволюцията на Земята, той излага теорията за катастрофите (1817–24). Кювие е последовател на К. Линей и отхвърля еволюционните възгледи на Ж. Ламарк и Е. Жофроа Сент-Илер. Жофроа Сен-Илер (1772 - 1844) Жофроа Сен-Илер (15.04.1772 - 19.06.1844, Париж), френски зоолог, еволюционист, един от предшествениците на Чарлз Дарвин, член на Института на Франция (1807 г. ). През 1793 г. той поема катедрата по зоология на гръбначните животни в Национален музейприродознание. През 1798–1801 г. участва в експедиция до Египет, където събира колекции от изключителни научна значимост(17 нови рода и вида бозайници, 25 рода и вида влечуги и земноводни, 57 рода и вида риби). Съвместната работа на J. Cuvier и Geoffroy постави началото на реформата на класификацията на гръбначните животни според сравнителните анатомични характеристики. Въз основа на сравнителни анатомични доказателства за единството на структурата на организмите в отделните класове гръбначни животни, Жофроа предприема търсене на морфологичното единство на животните различни класове , използвайки метода за сравнително изследване на ембриони, който впоследствие формира основата на ембриологичните доказателства за еволюцията и биогенетичния закон. За да обоснове учението за единството на структурния план на животните, Жофроа във „Философия на анатомията” (том 1, 1818 г.) използва така наречената синтетична морфология, разработена от него, основана на „теорията на аналозите”, както и върху принципите на връзките, селективния афинитет на органичните елементи и равновесните (балансиращи) органи. Учението на Жофроа за единен план за организацията на всички видове животински свят (без да се вземат предвид качествените различия) беше метафизично, но допринесе за установяването в науката на идеята за единството на произхода и следователно беше подложено на тежки атаки от учени, които заемат позицията за неизменността на видовете. През 1831 г. Жофроа, въпреки тежките атаки от страна на реакционните кръгове, излиза с пряка защита на еволюционната идея. За да обоснове своите възгледи, Жофроа черпи обширен материал от различни биологични науки (ембриология, палеонтология, сравнителна анатомия, систематика). Жофроа създава учението за деформациите като естествени природни явления („Философия на анатомията“, том 2, 1822 г.). Той постави основите на експерименталната тератология, като получи редица изкуствени деформации при експерименти с пилешки ембриони. Той създава науката за аклиматизацията на животните, разработена от неговия син И. Жофроа Сен-Илер. Характеристики на микро- и макроеволюцията. ), насочващият фактор на естествения подбор. Тя няма специфични механизми и се осъществява само чрез процесите на микроеволюцията. Продължителност Среща се в рамките на даден вид на ниво популация. Може да възникне в исторически кратък период от време и да бъде достъпен за пряко наблюдение. Възниква на надвидово ниво. Изисква исторически големи периоди от време и не е достъпен за пряко наблюдение. Аристотел (384 пр.н.е. - 322 пр.н.е.) Аристотел (384 пр.н.е., Стагира - 322 пр.н.е., Халкида), древногръцки философ и учител. Аристотел е учил в Академията на Платон почти двадесет години и очевидно е преподавал там известно време. След като напуска Академията, Аристотел става учител на Александър Велики. Аристотел има значителен принос за античната образователна система, като основава Лицея в Атина, който продължава своята дейност в продължение на много векове. Той замисля и организира широкомащабни природни научни изследвания, които Александър финансира. Тези изследвания доведоха до много фундаментални открития, но най-големите постижения на Аристотел бяха в областта на философията. Биологични трактати: „История на животните“, „За частите на животните“, „За произхода на животните“, „За движението на животните“, както и трактатът „За душата“ обхваща почти всички клонове на знания, достъпни за неговото време. Въпреки че Аристотел признава материята за една от първите причини и я смята за определена същност, той вижда в нея само пасивен принцип (способността да стане нещо), но приписва цялата активност на другите три причини и приписва вечността и неизменността на същността на битието - формата, а източник Той смятал всяко движение за неподвижен, но движещ се принцип - Бог. Богът на Аристотел е "основният двигател" на света, най-висока целвсички форми и образувания се развиват според собствените си закони. В областта на биологията една от заслугите на Аристотел е неговото учение за биологичната целесъобразност, основано на наблюдения върху целесъобразната структура на живите организми. Аристотел вижда примери за целесъобразност в природата в такива факти като развитието органични структуриот семето, различни прояви на целесъобразно действащия инстинкт на животните, взаимната адаптивност на техните органи и др. В биологичните трудове на Аристотел, които дълго време служат като основен източник на информация по зоология, класификация и описание на бяха дадени множество видове животни. Материята на живота е тялото, формата е душата, която Аристотел нарича "ентелехия". Според трите вида живи същества (растения, животни, хора) Аристотел разграничава три души, или три части на душата: растителна, животинска (сетивна) и разумна. Уолъс Алфред Ръсел (01/08/1823–11/07/1913), английски натуралист и писател. Завършва училище в Хартфорд, работи като геодезист, железопътен предприемач и училищен учител. От 1844 г. той преподава в Лестърското училище, където се сближава с друг млад учител, Г. Бейтс, който също се интересува от естествена история. След като натрупаха пари, Уолъс и Бейтс отидоха на ветроходен кораб до Бразилия, където в продължение на две години изучаваха района от устието на Амазонка до вливането на Рио Негро. След това Бейтс се насочи към Амазонка, а Уолъс към Рио Негро. През 1852 г., след като събира колекции от растения и животни, Уолъс решава да се върне в Англия. За съжаление, пожар на кораба, на който Уолъс плава, унищожава всичките му колекции, рисунки и дневници. Въпреки това, още през 1854 г., с помощта на Т. Хъксли, Уолъс успява да събере средства за друг страхотно пътуване- до Малайския архипелаг. Тук той прекарва осем години, изследва повечето от големите острови на архипелага и донася богати колекции в Англия. В началото на 1855 г. Уолъс написа статия, озаглавена „За закона, регулиращ произхода на новите видове“, а по-късно излезе с идеята за „оцеляването на най-силните“. Уолъс изпраща чернова на статията „За тенденцията на разновидностите да се отдалечават безкрайно от оригиналния тип“ (1858) на Чарлз Дарвин в Англия с молба да я представи на Линейското научно общество. След като прочита ръкописа на Уолъс, Дарвин открива в него идеи, върху които самият той е мислил дълго време. По съвет на приятели - К. Лайъл и Дж. Хукър - Дарвин прехвърля в Линейското общество не само статията на Уолъс, но и резюме на собствените си изследвания от 1913 г. Уолъс излезе с идеята да раздели земята на шест зоогеографски региона: палеарктически, неарктически, етиопски, източен (индо-малайски), австралийски и неотропичен. От многото зоогеографски контрасти, открити от Уолъс, най-изненадващият е между островите Бали и Ломбок. Въпреки че тези острови са разделени от проток, чиято ширина в най-тясната си точка не надвишава 24 km, разликите между обитаващите ги птици и четириноги са по-големи, отколкото между фауната на Англия и Япония. Факт е, че този проток минава точно по протежение на зоогеографската граница (сега наричана „Линията на Уолъс“), разделяйки зоната на разпространение на типичната австралийска фауна от зоната на разпространение на лежащата индо-малайска фауна на север. През 1862 г. Уолъс се завръща в Англия. През 1870 г. е публикувана книгата му „Принос към теорията на естествения подбор“ (1870 г.), която, заедно с „Произход на видовете“ на Дарвин, играе важна роля в разпространението на идеи за естествения подбор и еволюцията. Уолъс е член на Кралското общество на Лондон и е награден с Орден за заслуги през 1908 г. Уолъс Алфред Ръсел (1823 –

ОБЩА БИОЛОГИЯ

ЕВОЛЮЦИЯ. ЕВОЛЮЦИОННО УЧЕНИЕ

ДОКАЗАТЕЛСТВА ЗА ЕВОЛЮЦИЯ

Биологична еволюция - исторически процесразвитие органичен свят, което е съпроводено с промени в организмите, изчезване на едни и поява на други. Съвременната наука оперира с много факти, които показват еволюционни процеси.

Ембриологични доказателства за еволюцията.

През първата половина на 19в. Започва да се развива теорията за „зародишното сходство“. Руският учен Карл Баер (1792-1876) установява, че в ранните етапи на развитие на ембриона има голямо сходство между ембрионите различни видовев рамките на типа.

Трудовете на Ф. Мюлер и Е. Хекел им дадоха възможност да формулират биогенетичния закон: "онтогенезата е кратко и бързо повторение на филогенезата". По-късно тълкуването на биогенетичния закон е развито и изяснено от В.М. Северцовим: „в онтогенезата ембрионалните етапи на предците се повтарят“. Най-голямо сходство имат ембрионите в ранните етапи на развитие. Общи признацитип се образуват по време на ембриогенезата по-рано от специалните. Така всички ембриони на гръбначни животни на етап I имат хрилни процепи и двукамерно сърце. В средните етапи се появяват характеристики, характерни за всеки клас, и едва в по-късните етапи се формират характеристиките на вида.

Сравнителни анатомични и морфологични доказателства за еволюцията.

Доказателство за единството на произхода на всички живи същества е клетъчна структураорганизми, единен структурен план на органите и техните еволюционни промени.

Хомоложните органи имат сходна структура, общ произход и изпълняват както еднакви, така и различни функции. Наличието на хомоложни органи дава възможност да се докаже историческата връзка на различните видове. Първичното морфологично сходство се заменя различни степениразличия, придобити в процеса на дивергенция. Типичен пример за хомоложни органи са крайниците на гръбначните животни, които имат еднакъв строеж независимо от функциите, които изпълняват.

Някои растителни органи се развиват морфологично от зародишните слоеве и са модифицирани листа (антени, шипове, тичинки).

Аналогичните органи са вторични, морфологични сходства, които не са наследени от общи предци на организми от различни систематични групи. Подобни органи са сходни по своите функции и се развиват чрез процеса на конвергенция. Те показват еднаквостта на адаптациите, които възникват в процеса на еволюцията при едни и същи условия на околната среда в резултат на естествения подбор. Например подобни животински органи -криле на пеперуда и птица. Тази адаптация към летене при пеперудите се развива от хитиновото покритие, а при птиците - от вътрешния скелет на предните крайници и покритието на перата. Филогенетично тези органи са формирани по различен начин, но изпълняват една и съща функция - животните се използват за полет. Понякога подобни органи придобиват изключителни прилики, като очите на главоногите и сухоземните гръбначни животни. Те имат един и същ общ план на структура, подобни структурни елементи, въпреки че се развиват от различни ембрионални листа в онтогенезата и са напълно несвързани помежду си. Сходството се обяснява само с физическата природа на светлината.

Пример за подобни органи са бодлите на растенията, които ги предпазват от изяждане от животни. Шиповете могат да се развият от листа (берберис), прилистници (бяла акация), издънки (глог), кора (къпина). Приличат си само на външен вид и по функциите, които изпълняват.

Остатъчни органи, относително опростени или недоразвити структури, които са загубили първоначалното си предназначение. Те се залагат по време на ембрионалното развитие, но не се развиват напълно. Понякога рудиментите изпълняват различни функции в сравнение с хомоложните органи на други организми. По този начин рудиментарният човешки апендикс изпълнява функцията на образуване на лимфа, за разлика от хомоложния орган - цекума при тревопасните животни. Зачатъците на тазовия пояс на кита и крайниците на питона потвърждават факта, че китовете произхождат от сухоземни четириноги, а питоните - от предци с развити крайници.

Атавизмът е феномен на връщане към прародителски форми, който се наблюдава при отделни индивиди. Например, оцветяване като зебра при жребчета, богати зърна при хора.

Биогеографски доказателства за еволюцията.

Проучване на флората и фауната различни континентини позволява да възстановим общия ход на еволюционния процес и да идентифицираме няколко зоогеографски зони с подобни сухоземни животни.

1. Холарктическият регион обединява Палеарктика (Евразия) и Неоарктика ( Северна Америка) области.

2. Неотропичен регион (Южна Америка).

3. Етиопски регион (Африка).

4. Индо-малайски регион (Индокитай, Малайзия, Филипините).

5. Австралийски регион.

Във всяка от тези области има голяма прилика между животното и флора. Регионите се различават един от друг по определени ендемични групи.

Ендемити са видове, родове, семейства растения или животни, чието разпространение е ограничено до малък географски район, тоест флора или фауна, специфична за дадена област. Развитието на ендемичност най-често се свързва с географска изолация. Например, най-ранното отделяне на Австралия от южния континент Гондвана (повече от 120 милиона години) доведе до независимото развитие на редица животни. Без да изпитват натиск от хищници, които липсват в Австралия, тук са се запазили еднопроходни бозайници - първични зверове: птицечовка и ехидна; торбести животни: кенгуру, коала.

Флората и фауната на Палеарктическия и Неоарктическия регион, напротив, са подобни една на друга. Например, тясно свързани дървета включват американски и европейски кленове, ясени, борови дървета и смърчови дървета. Бозайници като лосове, куници, норки и полярни мечки живеят в Северна Америка и Евразия. Американският бизон е представен от семеен вид - европейски бизон. Такива прилики показват дългосрочното единство на двата континента.

Палеонтологични доказателства за еволюцията.

Палеонтологията изучава изкопаеми организми и ни позволява да установим историческия процес и причините за промяната в органичния свят. Въз основа на палеонтологични находки е съставена история на развитието на органичния свят.

Изкопаемите преходни форми са форми на организми, които съчетават древни и съвременни групи. Те помагат за възстановяване на филогенезата отделни групи. Представители: Археоптерикс - преходна форма между влечуги и птици; Иностранцевия е преходна форма между влечуги и бозайници; псилофитите са преходна форма между водораслите и сухоземните растения.

Палеонтологичните серии са съставени от фосилни форми и отразяват хода на филогенезата (историческото развитие) на вида. Такива редове съществуват за коне, слонове и носорози. Първата палеонтологична серия от коне е съставена от В. А. Ковалевски (1842-1883).

Реликтите са редки видове растения или животни, които са останали да съществуват на дадена територия и са се запазили от минали геоложки времена. Те се характеризират с признаци на изчезнали групи от минали епохи. Изследването на реликтни форми ни позволява да възстановим външния вид на липсващите организми, да пресъздадем техните условия на живот и начин на живот. Hatteria е представител на древните примитивни влечуги. Такива влечуги са живели в периодите на юра и креда. Целакантът с кръстосани перки е известен още от ранния девон. Тези животни са дали началото на сухоземни гръбначни. Гинко е най-примитивната форма на голосеменните. Листата са големи, ветрилообразни, ноември растения. На територията на Украйна сред реликтните растения са запазени жълта азалия, тебеширен бор и хиляда горски плодове. Сред реликтните животни са обикновеният ондатр, бандажът и други животни.

Сравнението на съвременните примитивни и прогресивни форми на организми позволява да се възстановят някои от характеристиките на предполагаемите предци на прогресивната форма и да се анализира хода на еволюционния процес.

Сходство на ембриони. Биогенетичен закон

Изследването на ембрионалното и постембрионалното развитие на животните направи възможно намирането Общи чертив тези процеси и формулира закона за ембрионалното сходство (К. Баер) и биогенетичния закон (Ф. Мюлер и Е. Хекел), които са от голямо значение за разбирането на еволюцията.

Всички многоклетъчни организми се развиват от оплодена яйцеклетка. Процесите на развитие на ембриона при животни от един и същи тип са до голяма степен сходни. При всички хордови в ембрионалния период се образува аксиален скелет - нотохорда и се появява нервна тръба. Структурният план на хордовите също е същият. В ранните етапи на развитие ембрионите на гръбначните животни са изключително сходни (фиг. 24).

Тези факти потвърждават валидността на закона за ембрионалното сходство, формулиран от К. Баер: „Ембрионите показват, още от най-ранните етапи, известно общо сходство в рамките на типа.“ Сходството на ембрионите служи като доказателство за техния общ произход. Впоследствие структурата на ембрионите разкрива характеристики на клас, род, вид и накрая характеристики, характерни за даден индивид. Разликата в характеристиките на ембрионите по време на развитието се нарича ембрионална дивергенция и отразява еволюцията на определена систематична група животни.

Голямото сходство на ембрионите в ранните етапи на развитие и появата на различия в по-късните етапи има своето обяснение. Изследването на ембрионалната изменчивост показва, че всички етапи на развитие са променливи. Процесът на мутация засяга и гени, които определят структурните и метаболитни характеристики на най-младите ембриони. Но структурите, които възникват в ранните ембриони (древни характеристики, характерни за далечни предци) играят много важна роля в процесите по-нататъчно развитие. Промените в ранните етапи обикновено водят до недоразвитие и смърт. Напротив, промените в по-късните етапи могат да бъдат полезни за тялото и следователно се улавят естествен подбор.

Появата в ембрионалния период на развитие на характерни за далечните предци съвременни животински характеристики отразява еволюционните трансформации в структурата на органите.

В своето развитие организмът преминава през едноклетъчен стадий (стадий зигота), който може да се разглежда като повторение на филогенетичния стадий на примитивната амеба. При всички гръбначни животни, включително техните най-високи представители, се образува нотохорда, която след това се заменя с гръбнак, а при техните предци, съдейки по ланцетата, нотохордата остава през целия им живот.

По време на ембрионалното развитие на птици и бозайници, включително хора, във фаринкса се появяват хрилни процепи и съответните прегради. Фактът на образуването на части от хрилния апарат в ембрионите на сухоземни гръбначни се обяснява с техния произход от рибоподобни предци, които дишат с хриле. Структурата на сърцето на човешкия ембрион през този период наподобява структурата на този орган при рибите.

Такива примери показват дълбока връзка между индивидуалното развитие на организмите и тяхното историческо развитие. Тази връзка намира израз в биогенетичния закон, формулиран от Ф. Мюлер и Е. Хекел през 19 век: онтогенезата ( индивидуално развитие) за всеки индивид има кратко и бързо повторение на филогенезата (историческото развитие) на вида, към който този индивид принадлежи.

Биогенетичният закон играе важна роля в развитието на еволюционните идеи. Голям принос за задълбочаване на разбирането за еволюционната роля на ембрионалните трансформации принадлежи на А. Н. Северцов. Той установява, че в индивидуалното развитие характеристиките се повтарят не на възрастните предци, а на техните ембриони.

Филогенезасега се разглежда не като промяна в последователностите на редица възрастни форми, а като историческа поредица от онтогени, избрани чрез естествен подбор. Цялата онтогения винаги е обект на селекция и само тези, които въпреки влиянието на неблагоприятните фактори на околната среда оцеляват на всички етапи на развитие, оставяйки жизнеспособно потомство. По този начин основата на филогенезата са промените, настъпващи в онтогенезата на отделните индивиди.

Палеонтологични доказателства. Сравнението на фосилни останки от земни слоеве от различни геоложки епохи убедително показва промените в органичния свят с течение на времето. Палеонтологичните данни дават страхотен материалза последователните връзки между различни систематични групи. В някои случаи беше възможно да се установят преходни форми, в други - филогенетични серии, т.е. серии от видове, които последователно се заместват един друг.

Изкопаеми преходни форми:

а) Археоптерикс- преходна форма между птици и влечуги, открита в пластовете Джурасик(преди 150 милиона години). Признаци на птици: задни крайници с тарзус, наличие на пера, външна прилика, крила. Признаци на влечуги: дълга опашка, състояща се от прешлени, коремни ребра, наличие на зъби, кости на предния крайник;

Б) псилофити- преходна форма между водораслите и сухоземните растения.

Филогенетична серия. В. О. Ковалски възстанови еволюцията на коня, конструирайки неговата филогенетична серия (фиг. 25).

Еволюцията на коня обхваща доста голям период от време. Най-старият прародителконят датира от началото на терциерния период, докато съвременният кон датира от кватернерния период. Видовете от рода Eucus бяха малки горски животни с височина 30 см. Те имаха четири пръста на краката, което улесняваше ходенето и бягането по блатистата почва на горските блата. Съдейки по зъбите, тези животни са яли мека растителна храна. Те принадлежат към долния еоцен на Северна Америка. Тази форма е последвана от средноеоценския Orohippus, при който четири пръста все още са били развити на предните крака. В средния еоцен се появява епихипус, при който четвъртата цифра е редуцирана. В олигоцена е живял потомък на предишни форми - Мезохип. Той има само три пръста на краката си, като средният е значително по-развит от останалите. Височината на животните достига 45 см.

Започват да се появяват промени в зъбната система. Туберкулозните предни зъби на Eohippus, адаптирани към мека растителна храна, се превръщат в зъби с канали. Еволюцията засяга и кътниците; стават по-адаптирани към грубата степна растителна храна. В горния олигоцен мезохипусът отстъпва място на редица форми: миохипус, а в долния миоцен - парахипус. Parahippus е предшественик на следващия етап от серията коне - merichippus. Meryhippus несъмнено са били обитатели на открити пространства и при различни видове от този род е имало процес на скъсяване на страничните пръсти: при някои видове пръстите са били по-дълги, при други по-къси, приближавайки се последният случайна бързоноги еднопръсти коне.

И накрая, при Плиохип, който е живял през плиоцена, този процес завършва с образуването нова форма, древен еднопръст кон - плезипус. По форма и размер последният се доближава до съвременния кон, известен още от плейстоцена.

Произхожда от Америка модерна формаслед това конете проникват в Евразия сред няколко вида. В крайна сметка всички американски коне измряха, но европейските оцеляха и след това дойдоха в Америка за втори път. Този път те са донесени тук от европейците в началото на 16 век. По този начин еволюцията на конете убедително показва процеса на еволюция, водещ до появата на нови видове чрез трансформация на техните предци.

Несъмнено е интересно да разгледаме по-отблизо първородните на земната флора, открити сравнително наскоро от науката.

Бяха повикани псилофити. Техните фосилни останки в отлаганията от късния силур и особено първата половина на девон, обхващащи период от време от приблизително 20-30 милиона години, са доста многобройни и разнообразни.

Това бяха малки растения със сравнително прост вид. Тялото им, подобно на водораслите, не е разделено на основните органи, обичайни за висшите растения. Още нямаха корени. Най-простите от псилофитите също не са имали стъбло в обичайния смисъл като орган, носещ листа, тъй като те също не са имали листа.

Най-ранните сред псилофитите и най-простите в разчленяването на тялото са РинияИ Hornea. Всъщност те са толкова просто конструирани, че много водорасли изглеждат много по-сложни. Те имат подземна част, подобна на коренище, от която излизат вертикални, раздвоени, разклонени стъблевидни органи. Вместо корени, тези растения образуват само едноклетъчни израстъци върху „коренища“ - ризоиди, подобни на кореновите косми върху корените на цъфтящи растения. В краищата на клоните има спорангии. В тях се развиват спори, с помощта на които се размножават псилофитите. Rhinia и hornea бяха малки растения с височина от 20 до 40 см. Те живееха в блатата.

По-голямото растение беше псилофитон, достигаше височина 1,5-2 м и имаше обилно разклонена надземна част на тялото. Имаше шипове по него. Многоклетъчните израстъци също се развиват върху подземни „коренища“.

Стигна до още по-сложно разчленяване астероксилон. Най-важната разлика на това растение е, че неговите надземни органи са гъсто покрити с люспести израстъци, подобни на малки листа, но се различават от истинските листа по липсата на вени. В подземните органи, вместо ризоидите, клоните отиват дълбоко в почвата, което може да се счита за зачатъци на корените. Стената на спорангиума на Asteroxylon вече имаше пръстен от клетки с удебелени стени, толкова характерен за много живи папрати. Благодарение на този пръстен, когато спорангият узрее, стената му се разкъсва и спорите се освобождават.

Въпреки външната простота на разчленяването на тялото на псилофитите, тяхната вътрешна (анатомична) структура беше доста сложна.

Разгледайте подробности анатомична структуравъв вкаменелите останки на растения, както вече казахме, е възможно благодарение на способността да се правят толкова тънки срезове от тези вкаменелости, че те могат да бъдат изследвани под микроскоп, като срезове от живи растения, и да се видят отделните клетки, които правят до определени тъкани.

В центъра на техните коренищни и стъблевидни органи вече се е появила истинска дървесина, състояща се от водопроводими клетки (трахеиди). Дървесината е заобиколена от лик от продълговати клетки, по които се е движела продукцията на растението. органична материя. На повърхността тялото е покрито с типична кожа (епидермис). Сред кожните клетки има характерни за висшите растения устица, чрез които се осъществява газообмен. Всичко предполага, че при псилофитите газообменът е протичал по същия начин, както при съвременните растения: чрез устицата, въглеродният диоксид, изразходван по време на процеса на фотосинтеза, и вече натрупаният в атмосферата кислород, необходим за дишането, влиза в растението от атмосферата, и е бил освободен от растителното тяло в атмосферата, представлява водна пара, въглероден диоксид, образуван по време на дишането, и кислород, отделен от водата по време на фотосинтезата. Спорангиумът има дебела стена, която добре защитава спорите, които са били нежни в младото си състояние.

Според геоложки данни земята на Земята в описаното време (в девонската ера) е била представена от два големи континента: екваториалният, разположен от съвременния Южна Америкапрез Африка до Австралия и на север, простиращ се от края на Северния Атлантик през Гренландия до Централна Европа. Имаше и големи острови на изток и запад от северния континент. Растенията, които описваме, са били заровени в крайбрежните седименти на тази земя. Много от тях все още бяха тясно свързани с водната среда и бяха блатни растения, при които само горната част на тялото се издигаше над повърхността на водата. Но сред псилофитите имаше и истински сухоземни представители с по-големи размери - до 3 м височина.

Въз основа на знанията за промените, настъпващи на нашата планета в определени етапи от нейната история, и въз основа на реконструкция на външния вид на организмите, обитавали Земята по техните изкопаеми останки, е възможно с различна степен на достоверност да се направи картина на пейзажите на Земята през съответния период.

Като цяло се приема, че предците на псилофитите са водораслите. Трудно е да се каже със сигурност кой от познатите ни видове водорасли е дал началото на псилофитите. Най-вероятно това са зелени водорасли, тъй като цялата земна растителност се характеризира със зеления цвят на надземните си органи. Но разликата дори между най-простите псилофити и всеки представител на водораслите е много голяма.

По пътя от водорасли до псилофит животът направи огромна крачка напред. Вземете например наличието на устица в псилофитите по сложен начинразширяване или стесняване на празнината между клетките, затварящи устицата. Или наличието на дърво в псилофитите, свързано с появата на нов химическо вещество лигнин, причинявайки лигнификация на клетъчната стена. И накрая, трябва да се има предвид, че е малко вероятно псилофитите да се заселят директно върху изходните скали, а не върху почвата. Почвата, както знаем, се създава чрез дейността на организмите. Следователно е естествено да се предположи, че псилофитите са формирали не първия авангард на заселниците на сушата, а форми, които са завършили верига от организми, които са били още по-прости и по-близки до по-ниските растения - водорасли. Трябва да се приеме, че много преди псилофитите, обитателите на водните тела и не само водораслите, но заедно с тях и други организми - гъбички, бактерии и вероятно протозои - са се преместили на сушата. Те живееха във влажни места, образувайки особени групи, в които ролята на хранител естествено принадлежеше на водораслите и автотрофните бактерии. Може да се установи близко съжителство между автотрофни и хетеротрофни организми, например между водорасли и гъби, при което и двамата съжителстващи са получили ползи: гъбата извлича вода от почвата, водораслите доставят органични вещества.

Интересно е да се отбележи, че сред псилофитите е установено явлението на съжителство (симбиоза) с гъби: в клетките на подземните органи са открити нишки - хифи на гъби, т.е. още в зората на земното съществуване в растителния свят е имало mycorrhizae - „гъбични корени“, които станаха широко разпространени в по-нататъшна историяземна флора.

Жизнената дейност на нисшите организми може да доведе до създаването на първични почви на мястото на изходните скали. Почвообразуващите процеси, според учението на академик В. Р. Уилямс, играят и играят огромна роляв изменението на растителните формации. Живеейки във влажна, но все пак сухоземна среда, водораслите са били изложени на въздействието на тази много по-променлива среда. Тези промени, главно изсъхването на почвата, естествено е трябвало да предизвикат съответните реакции в организмите и да обуславят промени в самите организми. Промените настъпиха като биохимични процесии морфологични структури. Веригата от такива насочени промени доведе до появата на арената на живота на организми, които вече бяха до известна степен адаптирани към съществуването на сушата - псилофити. Но дори сред тях няма еднаква форма: някои от тях все още са с краката си във водата, докато други са изцяло на сушата.

Геоложкият запис все още е далеч от разчитане. Само преди около 30 години бяха открити и изследвани псилофитите и това коренно промени предишните представи за произхода на земната флора. Може би земните предшественици на псилофитите ще бъдат открити в по-древни слоеве и това допълнително ще разшири нашите хоризонти. Но не трябва да си затваряме очите за факта, че повечето някога живи организми, особено такива деликатни като водорасли и гъби, не могат да бъдат запазени във вкаменелост и следите им се губят завинаги. Следователно ни остава пътя на косвените свидетелства за една или друга страна в развитието на органичния свят, за които вече говорихме на първите страници.

Сред изкопаемите останки от псилофити няма абсолютно никакви следи от генитални органи, но ние казваме с увереност, че псилофитите са имали полов процес, че от спори са развили израстъци, върху които са възникнали гениталните органи, а след оплождането познатото ни тяло е развило псилофита . Трябва да се мисли, че израстъкът е малък и изграден от тънкостенни клетки, поради което не е запазен. Защо говорим толкова уверено за нещо, което никой не е виждал? Защото спорите на псилофитите, запазени във фосилизирано състояние, са подобни по своите характеристики на спорите на папратите, за които е добре известно, че от спорите първо израства проталус с генитални органи върху него.

Така при живите папрати от спора израства малко (2-4 mm в диаметър) зелено, ламеларно тяло с форма на сърце. Това ще бъде израстъкът. От долната му страна, обърната към почвата, се развиват ризоиди. Тук се образуват и половите органи: женски, наречени архегонии, и мъжки, наречени антеридии. Сперматозоидите, излизащи от антеридиума, проникват през шийките на архегониите до яйцата и ги оплождат. От оплодената яйцеклетка първо се развива ембрион, от него се развива разсад, а от разсада се образува самото растение - папрат. Спорангиите, събрани на купчини, се появяват върху листата (пътищата) на папрата. Както знаем, спорите се развиват в спорангиите. Този цикъл на развитие е характерен за всички птеридофити като цяло и псилофитите, които започват линията на птеридофитите в историята на растителния свят, не са изключение от това правило.

Произход и еволюция на сухоземните растения

През протерозоя земята е била обитавана от прокариоти; едноклетъчните еукариоти са се присъединили към тях по-късно (преди около 1 милиард години). Първите обитатели на сушата вероятно са били цианобактерии и актинобактерии. Хетеротрофните актинобактерии образуват множество разклонени структури, подобни на гъбичен мицел. Те са в състояние да се обединяват с фототрофни цианобактерии в невероятни симбиотични „суперорганизми“ (т.нар. актинолихени).

Може би най-важното еволюционно събитие през фанерозоя е колонизирането на сушата от многоклетъчни еукариоти. В резултат се появиха познати ни пейзажи, доминирани от земни растения, насекоми и четириноги животни (тетраподи).

Това показват филогенетичните реконструкции, базирани на сравнения на геномите на съвременните организми земните растения произхождат от харофитни водорасли.Представителите на тази група сладководни зелени водорасли включват както едноклетъчни, така и многоклетъчни форми. Очевидно един от преходите към многоклетъчност преди около 1 милиард години се е случил по време на еволюцията на харофитните водорасли. Към днешна дата не са известни фосилни останки от преходни форми между сухоземни растения и техните водни предци.

Основните проблеми, с които се сблъскват водните растения при достигане на сушата и техните решения. Изсушаване (разтвор - покривни тъкани или изпадане в суспендирана анимация при бриофити), необходимост от обмен на газ и изпарение (устицата), абсорбция на вещества (абсорбиращи тъкани, микориза), транспорт на вещества (проводими тъкани - с изключение на бриофити), конкуренция, гравитация (механични тъкани).

Сред първите обитатели на сушата са гъбите, които също влизат в симбиоза с цианобактериите. Генетичните и биохимични системи, които земните гъби са разработили за симбиоза с цианобактерии, по-късно са им били полезни за „установяване на връзки“ с първите сухоземни растения. Цялата тази сухоземна микробиота постепенно подготви почвата (директно и метафорично) за колонизиране на земята с растения. От самото начало земните растения живееха в тясна симбиоза с почвените гъби, без които най-вероятно не биха могли да напуснат родния си воден елемент.

Най-старите изкопаеми сухоземни растения са фрагменти от чернодробен мъх, съдържащ спори (преди около 460 милиона години). Според филогенетичните реконструкции тази група мъхове са най-древните сухоземни растения. Съдовите растения (всички сухоземни растения, с изключение на бриофитите) са възникнали по време на еволюцията не по-късно от преди 420 милиона години. В рамките на тази група се разграничават две еволюционни линии. При споровите растения (хвощ, мъхове и папрати, възникнали не по-късно от 350 милиона години), както спорофитът, така и гаметофитът са независими организми. В семенните растения хаплоидният гаметофит е загубил своята независимост. Споровите растения (риниофити) първи достигнаха сушата - това се случи в края на силура. Те растяха в плитки крайбрежни води, те нямаха истински нишковидни израстъци, служещи за прикрепване към субстрата.

Към края на девонския период започват да се появяват първите гори. Те се състоят от спорови растения - папрати, клубни мъхове и хвощ. Във въглерод(Карбонен период) осигурено значително затопляне и овлажняване на климата широко използванетропически гори(Европа, Северна Америка, Южна Азия- тогава тези територии са били разположени в екваториалния пояс), образувани от дървесни папрати, гигантски дървовидни хвощи и мъхове (до 40 м височина). Тези гори, разположени в крайбрежните низини, нямат съвременни аналози. Това бяха плитки резервоари, препълнени с органични останки. Кореновите системи на дърветата са били разположени под подобната на торф органична маса, а стволовете са прораснали през нея и дебел слой мъртва дървесина. Именно на мястото на тези „горски резервоари“ впоследствие възникват големи въглищни басейни.

На територията на съвременен Сибир и Далеч на изток, които тогава са били разположени близо до Арктическия кръг, основата на растителността се състои от иглолистни дървета с височина до 20 m (кордити). Тяхната дървесина има ясни растежни пръстени, потвърждаващи наличието на сезонен климат там (нещо като съвременна тайга). Териториите на съвременната Южна Америка и Африка (тяхните южни половини), Индия и Австралия тогава са били разположени близо до южния полярен кръг. В него преобладаваха широколистни гори от гинко.

През карбона се появява и първи голосеменни растения(колективна група, наречена "семенни папрати"). Семето им беше покрито с обвивка, която го предпазваше от изсъхване. Възпроизвеждането с помощта на семена направи процеса на възпроизвеждане независим от водна среда. Тази ароморфоза направи възможно по-нататъшното развитие на земята и преместването на растенията по-дълбоко в континентите.

В по-студения и по-сух пермски период голосеменните растения стават широко разпространени. От тях само няколко са оцелели до днес - гинко, араукария и цикас.

Най-старите надеждни находки на покритосеменни (цъфтящи) растения са на възраст 140-130 милиона години; това са единични поленови зърна, намерени в Израел. Най-ранните макроскопични вкаменелости (листа, цветя, плодове) на покритосеменни са на около 125 милиона години. Тъй като те вече са доста разнообразни, покритосеменните очевидно са възникнали много по-рано (те са се отделили от голосеменните не по-късно от 300 милиона години). В сравнение с голосеменните, покритосеменните претърпяха важна ароморфоза - появи се двойно оплождане, което предотврати загубата на хранителни вещества (ендосперма се развива само заедно с ембриона), яйчникът изпълнява защитна функция. Еволюционен успех покритосеменни растенияобяснено със съкратено жизнен цикъл, склонност към опрашване от насекоми и образуване на различни тревисти форми. Някои от покритосеменните растения, възникнали през периода Креда, са оцелели до днес - това са палмови дървета и платани.

Сега на Земята има стотици хиляди видове цъфтящи растения и филогенетичните връзки между тях са доста добре проучени. Важна роля за появата на съвременното разнообразие от цъфтящи растения изигра тяхната коеволюция с насекоми.

Многоклетъчните животни и сухоземните растения са единствените два известни случая на многотъканно образуване., което доведе до появата на сложни големи организми. Интересното е, че генетичните механизми на тези две независими събитиямного подобно. Първо, появата на сложен многоклетъчен организъм не е придружена от значително увеличение на броя на гените, кодиращи протеини. Вместо това взаимодействията между гените и техните регулаторни елементи - специални ДНК последователности - стават по-сложни. Второ, животните и растенията независимо са развили специални гени, които регулират индивидуалното развитие на организма.