Эволюция растений
Эволюция растений
В биологии Эволюция -- это изменение наследственных признаков популяции организмов в течение нескольких поколений. Изменения вызываются взаимодействием трех основных процессов: вариабельности, воспроизведения и селекции. Гены, которые передаются потомству, в результате выражения образуют сумму признаков организма (фенотип). При воспроизведении организмов у их потомков появляются новые или измененные признаки, которые возникают либо в результате мутации или при переносе генов между популяциями или даже видами. У видов, которые размножаются половым путем, новые комбинации генов возникают при генетической рекомбинации. Эволюция происходит, когда наследственные различия становятся более частыми или редкими в популяции.
Подобно всем другим организмам, растения имеют долгую эволюционную историю. Возраст Земли, считая от газопылевого скопления, вращающегося по орбите вокруг Солнца, около 4,5 млрд. лет. Самым ранним из известных ископаемых, представленным несколькими типами мелких, сравнительно простых клеток, примерно 3,5 млрд. лет. Они найдены в некоторых древнейших горных породах.
Считается, что первые клетки образовались в ходе последовательных случайных событий. Вероятно, сначала в атмосфере Земли преобладали газы, выделяемые многочисленными в то время вулканами, в основном азот с довольно большим количеством углекислоты и водяного пара. Молекулы этих трех веществ содержат элементы углерод, кислород, водород и азот, из которых на 98% состоят ныне живущие организмы. Здесь же, по-видимому, присутствовали сероводород, аммиак и метан. Однако газообразного кислорода, который сейчас составляет 21% нашей атмосферы, не было до тех пор, пока не появились и не начали фотосинтезировать живые организмы. Таким образом, первые этапы эволюции живого связаны с анаэробной (бескислородной) средой.
Сквозь тонкий слой атмосферы Солнце обрушивало на жесткую голую поверхность юной Земли свет, тепло и ультрафиолетовую радиацию. Пока кора планеты остывала и стабилизировалась, над ней бушевали мощные ураганы, сопровождаемые вспышками молний и выделением электрической энергии. Энергию испускали и радиоактивные вещества, а расплавленные породы и кипящая вода извергались из глубин Земли на ее поверхность. В этом гигантском тигле простые молекулы атмосферных газов разрывались и превращались в более крупные и сложные молекулы. Ультрафиолет, заливающий поверхность планеты, разрушал и те и другие, вызывая образование новых соединений.
Согласно современным гипотезам, вещества, возникавшие в первичной атмосфере, в основном вымывались из нее ливнями и накапливались в океанах, размеры которых увеличивались по мере остывания Земли. Были проведены эксперименты с газами, предположительно входившими в состав этой атмосферы, в условиях, считающихся близкими к господствовавшим в то время. В этих экспериментах получены сложные органические молекулы, сходные с основными компонентами биологических структур. Земные океаны превращались во все более концентрированный раствор таких веществ.
Некоторые органические молекулы имеют тенденцию собираться вместе. В первичном океане эти скопления, вероятно, приобретали форму капель, похожих на образуемые маслом в воде. Такие капли, по-видимому, и были предшественниками примитивных клеток -- первых форм живого.
Согласно современным теориям, эти органические молекулы служили также источником энергии для первых организмов. Примитивные клетки или клеткоподобные структуры могли получать ее, используя имеющиеся в изобилии химические соединения. По мере развития и усложнения организмы становились все более самостоятельными, приобретая способность расти, размножаться и передавать свои признаки следующим поколениям.
Клетки, которые удовлетворяют свои энергетические нужды, потребляя органические соединения из окружающей среды, называются гетеротрофами (от греческих слов hete-ros = другой и trophos = питающийся). Соответственно гетеротрофным является организм, зависящий от внешнего источника органических молекул. К этой группе сейчас относятся все животные и грибы, а также многие одноклеточные, например большинство бактерий и некоторые протисты.
По мере увеличения численности примитивных гетеротрофов запас сложных молекул, от которых зависело их существование, накапливавшийся в течение миллионов лет, начал истощаться. Органики за пределами клеток становилось все меньше, и между ними началась конкуренция. Под ее давлением клетки, которые могли эффективно использовать ставшие ограниченными источники энергии, получили по сравнению с другими больше шансов выжить. С течением времени в результате длительного медленного процесса вымирания (элиминации) наименее приспособленных возникли организмы, способные создавать собственные богатые энергией молекулы из простых неорганических веществ.
Они называются автотрофами, что означает по-гречески "самостоятельно питающиеся". Без появления этих первых автотрофов жизнь на Земле прекратилась бы.
Наиболее преуспевающими оказались автотрофы, у которых появилась система для непосредственного использования солнечной энергии, т. е. фотосинтеза. Первые фотосинтезирующие организмы были намного проще современных растений, но уже значительно сложнее, чем примитивные гетеротрофы. Для поглощения и использования солнечной энергии потребовалась особая, улавливающая световую энергию пигментная система и сопряженная с ней система запасания этой энергии в связях органических молекул.
Доказательства существования фотосинтезирующих организмов были найдены в породах возрастом 3,4 млрд. лет, т. е. на 100 млн. лет более молодых, чем те, в которых обнаружены первые ископаемые свидетельства жизни на Земле. Однако можно быть почти уверенным в том, что и жизнь, и фотосинтез появились значительно раньше. По-видимому, не приходится сомневаться и в более раннем возникновении гетеротрофов. С появлением автотрофов поток энергии в биосфере приобрел современные черты: лучистая энергия улавливается фотосинтезирующими организмами, а от них передается всем остальным живым существам
Похожие статьи
-
Концепция биохимической эволюции (гипотеза А. И. Опарина) - Развитие понятия "жизнь"
Александр Иванович Опарин был не просто автором концепции физико-химической реконструкции зарождения жизни на Земле, а основоположником целого...
-
Эволюция биосферы - Биосфера В. И. Вернадского
Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием Двух главных факторов: Естественных геологических и климатических...
-
Химическая эволюция - Зарождение жизни в горячей воде
Химическая эволюция или пребиотическая эволюция - этап, предшествовавший появлению жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли...
-
Роль живых организмов в эволюции земли - От физики существующего к физике возникающего
Живое вещество биосферы - это активное начало, преобразующее остальные сферы Земли. Эта роль жизни была впервые обоснована В. И.Вернадским. Современная...
-
Эволюционная теория признана научным сообществом как единственное разумное объяснение разнообразия жизни на Земле и приспособляемости организмов к...
-
Принципы биологической эволюции - Виды эволюции человека
Интенсивное проникновение эволюционной пирамиды в биологии начато в конце XVIII веке и благодаря этим работам известного французского биолога Ламарка....
-
Теория биохимической эволюции - Эволюция представлений о происхождении жизни
До середины XX в. многие ученые полагали, что органические соединения могут возникать только в живом организме. Именно поэтому их назвали органическими...
-
Единое древо жизни - Механизмы эволюции
Вся совокупность данных биологии развития, палеонтологии, биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии, молекулярной генетики убедительно...
-
Биохимическая эволюция - Теории возникновения жизни
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. По мнению многих биологов, в прошлом...
-
Возникновение живых организмов - Эволюция биосферы Земли
Предполагается, что органические соединения, рассеянные в воде, в результате бесчисленных взаимодействий друг с другом, периодических образований привели...
-
Развитие биосферы в докембрии, Добиогенное развитие Земли - Эволюция биосферы Земли
Добиогенное развитие Земли Биосфера автотроф эволюция животное По современным представлениям, возраст Земли оценивается около 5 млрд. лет. Во время...
-
Все живое обладает молекулярной, клеточной, тканевой и иной структурностью. На молекулярном уровне начинаются и осуществляются важнейшие процессы...
-
Теория случайного однократного происхождения жизни - Эволюция представлений о происхождении жизни
Суть ее заключается в гипотезе о случайном характере возникновения на Земле первичной живой молекулы, которая появилась лишь раз за все время...
-
Почему растения лечат? - Лекарственные растения
Любые растения содержат белки, жиры и углеводы - основной строительный материал всех живых организмов. Белки и жиры растений, за исключением некоторых...
-
Биохимическая эволюция - Строение удаленных планет-гигантов: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст Земли составляет примерно 4,5 - 5 млрд. лет. По мнению многих биологов, в прошлом...
-
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) состоит из органического основания аденина (I), углевода рибозы (II) и трех остатков фосфорной кислоты (III)....
-
Основные законы эволюции, Основные факторы эволюции - Современная теория эволюции
Многочисленные исследования, проведенные в рамках вышеупомянутых наук, позволили сформулировать следующие основные законы эволюции. 1. Скорость эволюции...
-
Предпосылки эволюции - Популяция как единица эволюции. Факторы эволюции
Жизнь на Земле... Богатство ее форм поразительно! Всегда ли формы жизни были такими, какими мы их наблюдаем сегодня, или в течение многих тысячелетий они...
-
Круговорот веществ в биогеоценозе - необходимое условие существования жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции живой...
-
Основные положения теории неодарвинизма - Эволюция современного естествознания
Теория эволюции занимает особое место в изучении истории жизни и служит фундаментом для всей биологии. [3 ] Эволюция - всеобщее постепенное развитие,...
-
Введение - Эволюция биосферы Земли
Человек связан с природой неразрывными узами. Начиная с первобытного периода своего существования он пытался ее познать в целях использования. Природа...
-
Строение вселенной - Элементы эволюции вселенной
Мир, Земля, Космос, Вселенная... Тысячелетиями пытливое человечество обращало свои взгляды на окружающий мир, стремилось постигнуть его, вырваться за...
-
Эволюция биосферы - Биосфера. Понятие о биосфере
Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам...
-
Теория панспермии - Эволюция представлений о происхождении жизни
Практически одновременно с опытами Пастера немецкий ученый Георг Рихтер предложил гипотезу о занесении живых существ на Землю из космоса, которая позднее...
-
Введение - Эволюция представлений о происхождении жизни
Одним из наиболее трудных и в то же время актуальных и интересных в современном естествознании является вопрос о происхождении жизни. Жизнь - одно из...
-
Введение - Возникновение и эволюция жизни на Земле
Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых...
-
Принципы биологической эволюции - Подтверждение теории эволюции
Интенсивное проникновение эволюционной парадигмы в биологию началось в конце XVIII в. благодаря работам французского биолога Ламарка. Ламарк объяснил...
-
Влияние атмосферного давления и газового состава атмосферы на растения
В тех местах, где сейчас пустыни, полупустыни и почти безжизненные пространства, полыхал пожар, охвативший почти 70 млн. квадратных километров площади...
-
Направления эволюции, Генетические и онтогенетические основы эволюции - Механизмы эволюции
Направление эволюции каждой систематической группы определяется взаимоотношениями между особенностями среды, в которой протекает эволюция данного...
-
Отличия растений от животных - Эволюция биосферы Земли
Наиболее существенное различие между животными и растениями состоит прежде всего в способе питания. В результате фотосинтеза, то есть биохимической...
-
Заключение - Теория эволюции Чарльза Дарвина
Выводы: - Борьба за существование, по Дарвину, -- это совокупность взаимоотношений организмов данного вида друг с другом, с другими видами живых...
-
Возникновение и эволюция жизни. Концепция происхождения жизни - Биология как естественная наука
Эволюция жизни предполагает ее истоки, начало. Проблема происхождения жизни является одной из важнейших не только в биологии, но и во всем естествознании...
-
Введение, Идея эволюции живой природы - Концепции происхождения и развития жизни на Земле
Самые первые картины мира были разработаны в рамках античной философии и носили натурфилософский характер. Подлинно научные картины мира возникают в...
-
Основные положения СТЭ, их историческое формирование и развитие - Теория эволюции
Генетические идеи проникли в систематику, палеонтологию, эмбриологию, биогеографию. Термин "современный" или "эволюционный синтез" происходит из названия...
-
Сразу же отметим, что изменить положение своей БД для ответа на изменение внешней среды в водах с замедленным течением и тем более - в стоячих водах...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Основные концепции происхождения и эволюции человека
Итак, многолетние находки и исследования ученых убедительно показывают, что человек вовсе не Божье создание, а вышел и развился из животного мира Земли,...
-
Основные результаты эволюции (по Ч. Дарвину) - Эволюционная теория Ч. Дарвина
Главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их...
-
Теория биохимической эволюции Опарина-Холдейна Идея самозарождения живых организмов из неорганических веществ всегда оставалась чуть ли не единственной...
-
Культурная эволюция - Виды эволюции человека
Культурная эволюция - это такое в своем роде изменение поведения и способностях человека. Чтоб представить специфику совершенствования человечества,...
-
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - Теория эволюции
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и...
Эволюция растений