EVOLUȚIA PLANTELOR: PLANTE DE ORIGINE-MODERNE - BIOLOGIE - 2025

Evolutia plantelor , eventual , a început cu un grup care amintește de apa dulce de alge verzi astăzi și din această toate grupurile actuală își are originea: mu chii mosses club, tuiuri, ferigi, gimnosperme și angiosperme.

Plantele se caracterizează prin a fi un grup foarte variat și cu o plasticitate remarcabilă. Din punct de vedere al biologiei evolutive, acestea permit studiul unei serii importante de mecanisme și evenimente unice, de exemplu, specializarea prin poliploidie în angiosperme.

Sursa: De Maulucioni, de la Wikimedia Commons

În timpul acestui proces evolutiv care a dat naștere acestui grup monofiletic, au apărut inovații, cum ar fi peretele celular format în principal din celuloză - un polimer format din unități de glucoză repetate.

Considerația monofiletică a plantelor implică încorporarea inițială a cianobacteriilor, care au dat naștere varietății de plastide (inclusiv cloroplaste, legate de procesul fotosintetic) prin evenimente endosimbiotice. Acest eveniment a avut loc în strămoșul comun al acestei linii.

Au apărut, de asemenea, multicelularitatea (organisme cu mai multe celule) și proliferarea meristemului apical, un tip de diviziune celulară asimetrică și retenție zigotică. Cu toate acestea, cea mai izbitoare inovație a plantelor a fost colonizarea mediului terestru.

Mai jos vom descrie câteva aspecte generale ale evoluției plantelor și apoi vom aprofunda în originea fiecărui grup.

Mecanisme evolutive

Mecanismele evolutive implicate în originea plantelor sunt aceleași care au generat schimbări în alte grupuri vii: selecția naturală și derivă genetică sau genetică.

Selecția naturală darwinistă este un mecanism de evoluție care constă în succesul reproductiv diferențial al indivizilor. Când plantele aveau o anumită caracteristică moștenitoare (adică au trecut de la părinți la copii) și această caracteristică le-a permis să lase mai mulți descendenți, acest morf a crescut în populație.

Celălalt mecanism este deriva genică, care constă în variația aleatorie sau stocastică a frecvențelor alelelor.

În același mod, procesele coevoluționare cu animale au jucat un rol fundamental. Ca polenizarea și diseminarea semințelor în angiosperme.

Evoluția planurilor corpului plantelor

Modificarea planurilor corpului plantelor este legată de variațiile fundamentale care au apărut în fazele de sporofite și gametofite. Studiile efectuate sugerează că faza haploidă a fost anterior mai complexă.

Cu toate acestea, această tendință a suferit o inversare: gametofitul a început să fie faza cea mai vizibilă. Acest fenomen a crescut drastic diversitatea morfologică din Devonian.

Perioadele geologice ale apariției fiecărui grup

Înregistrarea fosilelor ne oferă o sursă incredibilă de informații despre evoluția tuturor organismelor vii, deși nu este perfectă și nu este completă.

Bryofitele, organisme foarte simple, lipsite de țesuturi vasculare, sunt cunoscute încă de la Ordovician.

Cele mai vechi straturi constau din structuri foarte simple de plante vasculare. Mai târziu, în Devonian și Carbonifer, s-a produs o imensă proliferare de ferigi, mușchi de club, coada de cal și progimnosperme.

În Devonian au apărut primele plante de sămânță. Astfel, flora mezozoică a constat în principal din indivizi care amintesc de gimnosperme. În cele din urmă, angiospermele apar în Cretacic.

Evoluția algelor

Algele sunt cel mai primitiv grup. La acestea corespunde originea primei celule fotosintetice datorită unui eveniment de endosimbioză: o celulă a ingerat o bacterie cu capacități fotosintetice.

Aceasta a fost o explicație destul de acceptată pentru evoluția cloroplastelor și se aplică și în mitocondrii.

Evoluția briofitelor

Se crede că Bryofitele sunt primele organisme care se diverge de alge. Ele corespund primului grup de plante terestre. Principalele sale caracteristici sunt lipsa unui sistem rădăcină și a unui sistem vascular compus din xilem și floem.

Bryofiții au dominat mediile preistorice pentru primii 100 de milioane de ani de la originea plantelor.

Evoluția plantelor fără semințe vasculare

Plante vasculare fără semințe

Plantele vasculare au început să se diversifice în perioada carboniferă, în special în plante vasculare fără semințe.

La fel ca și briofiții, gameții de înot ai plantelor fără semințe au nevoie de apă pentru ca ambele celule sexuale să se întâlnească. Din acest motiv, se presupune că primele forme de plante vasculare erau limitate la medii umede care favorizau reproducerea.

Fosilele și strămoșii plantelor vasculare datează de 420 de milioane de ani. Organismele au fost caracterizate printr-un sporofit ramificat, independent de faza gametofitică pentru creșterea și dezvoltarea lor. Aceste ramificații au făcut dimensiuni mici - rareori au depășit cincizeci de centimetri.

Acest aranjament a facilitat producerea sporilor și astfel a crescut probabilitatea de supraviețuire și reproducere.

Cel mai primitiv grup de plante vasculare sunt speciile moderne de lycophytes (mușchi de club, selagineel și ferigi sau izoete). Lycophytes s-au dezvoltat în mlaștini și terenuri similare, până când formele uriașe au dispărut și cele mici pe care le observăm astăzi.

Felii au radiat de când au originea în Devonian, împreună cu rudele lor cozile de păr și ferigile de perie.

Importanța țesutului și rădăcinilor vasculare

Plantele vasculare - după cum le spune și numele - au țesut vascular, care este împărțit în floem și xilem. Aceste structuri sunt responsabile de conducerea sărurilor și a substanțelor nutritive pe întreg corpul plantei.

Achiziția unui țesut lignificat a permis plantelor să crească în dimensiuni, în comparație cu briofiții. Aceste tulpini împiedicau bascularea și coborârea și ar putea transporta nutrienți și apă la înălțimi considerabile.

Rădăcinile, pe de altă parte, permit plantelor să se ancoreze pe suprafața solului, permițându-le să absoarbă apă și nutrienți. Rădăcinile joacă, de asemenea, un rol fundamental pentru a permite plantei să ajungă la o dimensiune mai mare. Sistemul de rădăcini observat în fosile este destul de similar cu cel actual.

Originea rădăcinilor este încă neclară în istoria evolutivă. Nu se știe dacă au apărut într-un singur eveniment în strămoșul tuturor plantelor vasculare sau în mai multe evenimente - ceea ce este cunoscut sub numele de evoluție convergentă.

Evoluția plantelor de semințe vasculare

În carbonifer, plantele s-au ramificat în două grupe mari de plante de semințe: gimnosperme și angiosperme.

Evoluția gimnospermelor

La început, răsadurile aminteau de o ferigă. Gimnospermele sunt plante fără flori, care toate radiau într-un model foarte similar. Cele mai frecvente astăzi sunt pinii și chiparoșii. Unele dintre cele mai vechi exemplare includ ginkgos, cycads și gnetales.

Evoluția plantelor cu flori: angiosperm

Plantele cu flori, sau angiospermele, sunt un grup de plante care formează cea mai mare parte a plantelor care există pe planeta Pământ. Acum sunt distribuite peste tot și includ forme la fel de variate precum copaci, arbuști, peluze, câmpuri de grâu și porumb și toate plantele comune pe care le observăm cu flori.

Pentru tatăl biologiei evolutive, Charles Darwin, apariția bruscă a acestui grup a reprezentat un eveniment enigmatic care a cuprins o distribuție imensă.

Astăzi, grupul care a dat naștere angiospermelor este considerat a fi un grup de gimnosperme primitive - un organism asemănător arbustului. Deși nu există un candidat specific, sunt suspectate unele forme de viață cu caracteristici intermediare între cele două grupuri, din epocile mezozoice și paleozoice.

Istoric, această transformare a fost acceptată, deoarece este ușor de imaginat transformarea structurilor capabile să transporte ovule (tipice gimnospermelor) în carpeli. Recent, nu mai este de obicei căutarea activă a acestor forme de tranziție.

Primele fosile ale angiospermelor (și alte urme, cum ar fi boabele de polen) datează de peste 125 de milioane de ani.

Floarea

Cea mai relevantă inovație a angiospermelor este structura florală. Se speculează că florile primitive aveau morfologia unei magnolii actuale, formată din multe carpele, stamine și bucăți din periant.

În ceea ce privește stimulii vizuali și olfactivi, floarea reprezintă un organ atractiv pentru polenizatori. Acestea pot fi vertebrate (precum păsările și liliecii) sau nevertebrate (precum albinele, viespile sau muștele). A fi polenizat reprezintă un avantaj evident pentru plantă: dispersează polenul mult mai bine decât vântul.

Polenizarea a fost un eveniment selectat, pe măsură ce mai multe animale au vizitat plantele, producția de semințe a făcut-o și ea. Astfel, orice schimbare care a crescut pozitiv vizitele a oferit instantaneu un avantaj selectiv deosebit.

De exemplu, plantele cu flori care, printr-o anumită mutație aleatorie, au început să secrete un nutrient care a atras un polenizator, aveau un avantaj selectiv față de semenii lor care nu aveau această trăsătură.

În plus, fructul reprezintă și o recompensă bogată în energie pentru animalul care îl consumă. După digestie, animalul defecă și, astfel, împrăștie semințele. De exemplu, multe păsări și lilieci de fructe joacă un rol indispensabil ca dispersori de semințe în păduri.

Referințe

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologie: știință și natură. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitatie la biologie. Editura Medicală Panamericană.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analiza evolutivă. Sala Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evoluţie. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologia plantelor (vol. 2). Am inversat.
6. Rodríguez, EV (2001). Fiziologia producției de culturi tropicale. Universitatea editorială din Costa Rica.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fiziologia plantelor. Universitatea Jaume I.