Question 1. Quand sont apparues les premières plantes terrestres ?
Au début de l'ère Paléozoïque, les plantes habitaient principalement les mers, mais à l'Ordovicien - Silurien les premières plantes terrestres - les psilophytes - sont apparues (Fig. 1).

Riz. 1. La première plante terrestre

C'étaient petites plantes, occupant une position intermédiaire entre les algues et les plantes vasculaires terrestres. Les psilophytes possédaient déjà un système conducteur (vasculaire), les premiers tissus peu différenciés, et pouvaient se renforcer dans le sol, même si les racines (comme les autres organes végétatifs) étaient encore absentes. L'évolution ultérieure des plantes sur terre visait à différencier le corps en organes et tissus végétatifs, améliorant ainsi système vasculaire(permettant une montée rapide de l'eau à une plus grande hauteur).

Question 2. Dans quelle direction est allée l'évolution des plantes terrestres ?
Après l'apparition des psilophytes, l'évolution des plantes sur terre s'est orientée vers la division du corps en organes et tissus végétatifs et l'amélioration du système vasculaire (assurant le mouvement rapide de l'eau vers les hautes altitudes). Déjà dans le Dévonien aride, les prêles, les mousses massues et les ptéridophytes étaient répandus. La végétation terrestre a atteint un développement encore plus important à la période carbonifère (Carbonifère), caractérisée par un climat humide et chaud tout au long de l'année. Des gymnospermes apparaissent, descendants de fougères à graines. Aller à propagation des graines a donné de nombreux avantages : l'embryon dans les graines est protégé des conditions favorables membranes et est nourri, possède un nombre diploïde de chromosomes. Chez certains gymnospermes (conifères), le processus de reproduction sexuée n'est plus associé à l'eau. La pollinisation des gymnospermes est effectuée par le vent et les graines ont des adaptations pour être distribuées par les animaux. Ces avantages et d’autres ont contribué à la large diffusion des plantes à graines. Grand plantes à spores s'est éteint au Permien en raison du climat asséchant.

Question 3. Décrivez l'évolution des animaux à l'ère paléozoïque.
La faune du Paléozoïque s'est développée extrêmement rapidement et était représentée un grand nombre diverses formes. La vie dans les mers s'épanouit. À l'époque cambrienne, tous les principaux types d'animaux, à l'exception des cordés, existaient déjà. Éponges, coraux, échinodermes, divers mollusques, énormes crustacés prédateurs - voici une liste incomplète des habitants des mers cambriennes.
A l'Ordovicien, l'amélioration et la spécialisation des principaux types se sont poursuivies. Pour la première fois, des restes d'animaux dotés d'un squelette axial interne sont découverts - des vertébrés sans mâchoires, dont les lointains descendants sont des lamproies et des myxines modernes. La bouche de ces organismes particuliers était une simple ouverture menant au tube digestif. La partie antérieure du tube digestif était percée de fentes branchiales, entre lesquelles se trouvaient des arcs branchiaux cartilagineux de soutien. Les animaux sans mâchoires se nourrissaient d'organismes vivant dans les fonds boueux des rivières et des lacs et de détritus (restes organiques), aspirant de la nourriture dans leur bouche. Chez certains animaux sans mâchoires, une division des arcs branchiaux est apparue, ce qui a permis de modifier la lumière du pharynx à l'aide des muscles branchiaux et, par conséquent, de retenir les proies mobiles entrées dans le tube digestif.
L’apparence de la saisie appareil buccal- aromorphose majeure - a provoqué une restructuration de toute l'organisation des vertébrés.
L'apparition de nageoires appariées - membres - est la prochaine aromorphose majeure dans l'évolution des vertébrés.
Au Silurien, les premiers animaux à respiration aérienne, les arthropodes, sont arrivés sur terre avec les psilophytes. Le développement intensif des vertébrés inférieurs s'est poursuivi dans les réservoirs. On suppose que les vertébrés sont apparus dans des plans d’eau douce peu profonds et se sont ensuite déplacés vers les mers. La période Dévonienne a été marquée par l'aménagement des terres par d'autres arthropodes - les araignées ; à la fin de la période, apparaissent les premiers vertébrés terrestres - les amphibiens (stégocéphales). Au Carbonifère, apparaissent des reptiles (cotylosaures), des insectes volants et des mollusques pulmonaires. Au cours de la dernière période permienne de l'ère paléozoïque, un développement rapide et une augmentation des groupes systématiques de reptiles ont été observés ; des reptiles à dents d'animaux apparaissent - les ancêtres des mammifères.

Question 4. Quelles caractéristiques structurelles des animaux vertébrés ont servi de conditions préalables à leur émergence sur terre ?
Au Silurien, les premiers animaux à respiration aérienne, les arthropodes, sont arrivés sur terre avec les psilophytes. Le développement intensif des vertébrés inférieurs s'est poursuivi dans les réservoirs. On suppose que les vertébrés sont apparus dans des plans d’eau douce peu profonds et se sont ensuite déplacés vers les mers. Au Dévonien, les vertébrés sont représentés par trois groupes : les poissons-poumons, les poissons à nageoires rayonnées et les poissons à nageoires lobes. Ce sont les poissons à nageoires lobes qui ont donné lieu au développement des vertébrés terrestres. Les poissons à nageoires lobes étaient généralement des animaux aquatiques, mais pouvaient respirer l'air atmosphérique à l'aide de poumons primitifs, qui étaient des saillies de la paroi intestinale. Seuls les poissons à nageoires lobes étaient capables de s'adapter à la vie terrestre. Leurs nageoires étaient des lames constituées d'os individuels auxquels étaient attachés des muscles (Fig. 2). À l'aide de nageoires, les poissons à nageoires lobes - de gros animaux mesurant de 1,5 à plusieurs mètres de long - pouvaient ramper le long du fond. Ainsi, ils avaient deux conditions préalables principales pour la transition vers environnement terrestre habitat : membres musculaires et poumons. À la fin du Dévonien, les poissons à nageoires lobées ont donné naissance aux premiers amphibiens, les stégocéphales.

Riz. 2. Squelette de la nageoire paire du poisson à nageoires lobes et du stégocéphale :
A - ceinture scapulaire et nageoire du poisson à nageoires lobes ;
B - squelette interne de la nageoire ;
B - squelette du membre antérieur du stégocéphale :
1 - élément correspondant à l'humérus ;
2 - élément correspondant au rayon ;
8 - élément correspondant au cubitus ;
4, 5, 6 - os du carpe ; 7 - phalanges des doigts.

le stade embryonnaire d'une plante à graines, formé au cours du processus de reproduction sexuée et servant à la dispersion. À l’intérieur de la graine se trouve un embryon constitué d’une racine germinale, d’une tige et d’une ou deux feuilles, ou cotylédons. Plantes à fleurs En fonction du nombre de cotylédons, ils sont divisés en dicotylédones et monocotylédones. Chez certaines espèces, comme les orchidées, les parties individuelles de l'embryon ne sont pas différenciées et commencent à se former à partir de certaines cellules immédiatement après la germination.

Une graine typique contient une réserve de nutriments pour l'embryon, qui devra croître pendant un certain temps sans la lumière nécessaire à la photosynthèse. Cette réserve peut occuper la majeure partie de la graine, et se situe parfois à l'intérieur de l'embryon lui-même - dans ses cotylédons (par exemple, dans les pois ou les haricots) ; alors ils sont gros, charnus et déterminent la forme générale de la graine. Lorsque la graine germe, elle peut être transportée hors du sol sur une tige allongée et devient les premières feuilles photosynthétiques de la jeune plante. Les monocotylédones (par exemple, le blé et le maïs) ont un approvisionnement alimentaire - ce qu'on appelle. l'endosperme est toujours séparé de l'embryon. L’endosperme moulu des céréales est la farine bien connue.

Chez les angiospermes, la graine se développe à partir de l'ovule, un petit épaississement sur la paroi interne de l'ovaire, c'est-à-dire le bas du pistil, situé au centre de la fleur. L'ovaire peut contenir de un à plusieurs milliers d'ovules.

Chacun d'eux contient un œuf. Si, à la suite de la pollinisation, il est fécondé par un spermatozoïde qui pénètre dans l'ovaire à partir d'un grain de pollen, l'ovule se transforme en graine. Il grandit et sa coquille devient dense et se transforme en un tégument à deux couches. Sa couche interne est incolore, visqueuse et peut gonfler considérablement en absorbant l’eau. Cela s'avérera utile plus tard lorsque l'embryon en croissance devra percer l'enveloppe de la graine. La couche externe peut être grasse, molle, filmeuse, dure, papyracée et même ligneuse. Le soi-disant tégument est généralement visible. hile - la zone par laquelle la graine était reliée au pédoncule, qui la rattachait à l'organisme parent.

La graine est la base de l’existence du monde végétal et animal moderne. Sans graines sur la planète, il n'y aurait pas de taïga de conifères, de forêts de feuillus, de prairies fleuries, de steppes, de champs de céréales, il n'y aurait pas d'oiseaux et de fourmis, d'abeilles et de papillons, d'humains et d'autres mammifères. Tout cela n'est apparu qu'après que les plantes, au cours de leur évolution, ont fait naître des graines, à l'intérieur desquelles la vie peut, sans se déclarer, persister pendant des semaines, des mois et même de nombreuses années. L’embryon végétal miniature contenu dans la graine est capable de parcourir de longues distances ; il n'est pas lié à la terre par des racines, comme ses parents ; ne nécessite ni eau ni oxygène; il attend dans les coulisses pour que, s'étant trouvé dans un endroit convenable et attendant des conditions favorables, il commence le développement, ce qu'on appelle la germination de la graine.

Evolution des graines.

Pendant des centaines de millions d’années, la vie sur Terre s’est déroulée sans graines, tout comme la vie sur les deux tiers de la surface de la planète, recouverte d’eau, s’en passe aujourd’hui. La vie est née dans la mer et les premières plantes à conquérir la terre étaient encore dépourvues de pépins, mais seule l'apparition des graines a permis aux organismes photosynthétiques de maîtriser complètement ce nouvel habitat.

Les premières plantes terrestres.

Parmi les grands organismes, la première tentative de prendre pied sur terre a probablement été faite par des macrophytes marins - des algues qui se sont retrouvées sur les rochers chauffés par le soleil à marée basse. Ils se reproduisent par des spores - des structures unicellulaires dispersées par l'organisme parent et pouvant se développer en une nouvelle plante. Les spores d'algues sont entourées de fines coquilles et ne tolèrent donc pas le dessèchement. Sous l'eau, une telle protection est tout à fait suffisante. Les spores y sont propagées par les courants et, comme la température de l'eau fluctue relativement peu, elles n'ont pas besoin d'attendre longtemps pour obtenir des conditions favorables à la germination.

Les premières plantes terrestres se reproduisaient également par spores, mais un changement obligatoire de générations était déjà établi dans leur cycle de vie. Le processus sexuel qu'il contient assurait la combinaison des caractéristiques héréditaires des parents, grâce à quoi la progéniture combinait les avantages de chacun d'eux, devenant plus grande, plus résistante et de structure plus parfaite. À un certain stade, une telle évolution progressive a conduit à l'apparition d'hépatiques, de mousses, de mousses, de fougères et de prêles, qui avaient déjà complètement quitté les réservoirs terrestres. Cependant, la reproduction des spores ne leur permettait pas encore de se propager au-delà des zones marécageuses à l'air humide et chaud.

Plantes sporulées de la période carbonifère.

A ce stade du développement de la Terre (il y a environ 250 millions d'années), des formes géantes aux troncs partiellement lignifiés sont apparues parmi les fougères et les lycophytes. Les équisétoïdes, dont les tiges creuses étaient recouvertes d'écorce verte imprégnée de silice, ne leur étaient pas inférieures en taille. Partout où les plantes apparaissaient, elles étaient suivies par des animaux, explorant de nouveaux types d'habitats. Dans le crépuscule humide de la jungle charbonnière, il y avait de nombreux gros insectes (jusqu'à 30 cm de long), des mille-pattes géants, des araignées et des scorpions, des amphibiens qui ressemblaient à d'énormes crocodiles et des salamandres. Il y avait des libellules d'une envergure de 74 cm et des cafards d'une longueur de 10 cm.

Les fougères arborescentes, les mousses et les prêles possédaient toutes les qualités nécessaires pour vivre sur terre, à une exception près : elles ne formaient pas de graines. Leurs racines absorbaient efficacement l'eau et les sels minéraux, le système vasculaire des troncs distribuait de manière fiable les substances nécessaires à la vie à tous les organes et les feuilles synthétisaient activement des substances organiques. Même les spores se sont améliorées et ont acquis une coque cellulosique durable. Sans crainte de dessèchement, ils étaient emportés par le vent sur des distances considérables et ne pouvaient germer pas immédiatement, mais après une certaine période de dormance (les soi-disant spores dormantes). Cependant, même la spore la plus parfaite est une formation unicellulaire ; Contrairement aux graines, elles sèchent rapidement et ne contiennent pas de nutriments et ne peuvent donc pas attendre longtemps des conditions favorables au développement. Pourtant, la formation de spores au repos constituait une étape importante sur le chemin menant à l’obtention de graines.

Pendant des millions d’années, le climat de notre planète est resté chaud et humide, mais l’évolution dans les terres sauvages et fertiles des marais houillers ne s’est pas arrêtée. Dans les plantes à spores arborescentes, des formes primitives de véritables graines ont émergé pour la première fois. Fougères à graines, lycophytes (représentants célèbres du genre Lépidodendron– en grec, ce nom signifie « arbre écailleux ») et cordaites aux troncs ligneux solides.

Bien que les restes fossiles de ces organismes qui vivaient il y a des centaines de millions d’années soient rares, on sait que les fougères arborescentes sont antérieures à la période carbonifère. Au printemps 1869, la rivière Schoharie Creek, dans les montagnes Catskill (New York), a été fortement inondée. L'inondation a détruit des ponts, renversé des arbres et emporté gravement les berges près du village de Gilboa. Cet incident aurait été oublié depuis longtemps si la chute d'eau n'avait pas révélé aux observateurs une impressionnante collection de souches étranges. Leurs bases s'étendaient considérablement, comme celles des arbres des marais, leur diamètre atteignait 1,2 m et leur âge était de 300 millions d'années. Les détails de la structure de l'écorce étaient bien conservés ; des fragments de branches et de feuilles étaient dispersés à proximité. Naturellement, tout cela, y compris le limon d'où sortaient les souches, était pétrifié. Les géologues ont daté les fossiles du Dévonien supérieur, la période précédant le Carbonifère, et ont déterminé qu'ils correspondaient à des fougères arborescentes. Au cours des cinquante années suivantes, seuls les paléobotanistes se souvinrent de la découverte, puis le village de Gilboa présenta une autre surprise. Outre les troncs fossilisés d'anciennes fougères, cette fois-ci, leurs branches contenant de véritables graines ont été découvertes. Ces arbres disparus sont désormais classés comme appartenant au genre Éospermatopteris, qui se traduit par « fougère aux graines de l’aube ». (« aube », puisque nous parlons des premières plantes à graines sur Terre).

La légendaire période carbonifère s'est terminée lorsque les processus géologiques ont compliqué le relief de la planète, froissant sa surface en plis et la démembrant. chaînes de montagnes. Les marécages de basse altitude étaient enfouis sous une épaisse couche de roches sédimentaires emportées par les pentes. Les continents ont changé de forme, déplaçant la mer et détournant les courants océaniques de leur trajectoire antérieure, les calottes glaciaires ont commencé à se développer par endroits et le sable rouge a recouvert de vastes étendues de terre. Les fougères géantes, les mousses et les prêles ont disparu : leurs spores n'étaient pas adaptées à un climat plus rigoureux et la tentative de passer à la multiplication par graines s'est avérée trop faible et incertaine.

Les premières vraies plantes à graines.

Les forêts de charbon sont mortes et ont été recouvertes de nouvelles couches de sable et d'argile, mais certains arbres ont survécu grâce au fait qu'ils formaient des graines ailées avec une coquille solide. Ces graines pourraient se propager plus rapidement, plus longtemps et donc sur de plus longues distances. Tout cela augmentait leurs chances de trouver des conditions favorables à la germination ou d’attendre leur arrivée.

Les graines étaient destinées à révolutionner la vie sur Terre au début de l’ère mésozoïque. A cette époque, deux types d'arbres - les cycadales et les ginkgos - avaient échappé au triste sort des autres végétations du Carbonifère. Ces groupes ont commencé à co-peupler les continents mésozoïques. Sans rencontrer de concurrence, ils se sont propagés du Groenland à l’Antarctique, rendant le couvert végétal de notre planète quasiment homogène. Leurs graines ailées voyageaient à travers les vallées montagneuses, survolaient les rochers sans vie et poussaient dans les zones sablonneuses entre les pierres et parmi les graviers alluviaux. Probablement, les petites mousses et fougères qui ont survécu au changement climatique sur la planète au fond des ravins, à l'ombre des falaises et le long des rives des lacs les ont aidées à explorer de nouveaux endroits. Ils ont fertilisé le sol avec leurs restes organiques, préparant ainsi sa couche fertile à l'installation d'espèces plus grandes.

Les chaînes de montagnes et les vastes plaines sont restées nues. Deux types d'arbres « pionniers » aux graines ailées, répandus sur toute la planète, étaient attachés à des endroits humides, car leurs œufs étaient fécondés par des spermatozoïdes flagellés et nageant activement, comme ceux des mousses et des fougères.

De nombreuses plantes sporulées produisent des spores différentes tailles– les grosses mégaspores, qui donnent naissance aux gamètes femelles, et les petites microspores, dont la division produit des spermatozoïdes mobiles. Pour féconder un œuf, ils doivent nager jusqu'à lui sur l'eau - une goutte de pluie et de rosée suffit.

Chez les cycadales et les ginkgos, les mégaspores ne sont pas dispersées par la plante mère, mais restent dessus et se transforment en graines, mais les spermatozoïdes sont mobiles, l'humidité est donc nécessaire pour la fécondation. Structure externe Ces plantes, notamment leurs feuilles, les rapprochent également de leurs ancêtres fougères. Économie manière ancienne la fécondation par les spermatozoïdes flottant dans l'eau a conduit au fait que, malgré les graines relativement résistantes, une sécheresse prolongée est restée un problème insurmontable pour ces plantes et la conquête des terres a été suspendue.

L'avenir de la végétation terrestre était assuré par des arbres d'un type différent, poussant parmi les cycadales et les ginkgos, mais ayant perdu leurs spermatozoïdes flagellés. Il s'agissait d'Araucarias (genre Araucaria), descendants de conifères des cordaites du Carbonifère. À l’ère des cycas, l’Araucaria a commencé à produire d’énormes quantités de grains de pollen microscopiques, correspondant à des microspores, mais secs et denses. Ils étaient transportés par le vent jusqu'aux mégaspores, ou plus précisément jusqu'aux ovules avec les œufs formés à partir d'eux, et poussaient avec des tubes polliniques qui délivraient des spermatozoïdes immobiles aux gamètes femelles.

Ainsi, le pollen est apparu dans le monde. Le besoin d’eau pour la fertilisation a disparu et les plantes ont atteint un nouveau niveau d’évolution. La production de pollen a entraîné une augmentation colossale du nombre de graines se développant sur chaque arbre et, par conséquent, une propagation rapide de ces plantes. Les anciens Araucarias avaient également une méthode de dispersion qui a été préservée chez les conifères modernes, à l'aide de graines aux ailes dures et facilement transportées par le vent. Ainsi, les premiers conifères sont apparus, et avec le temps, cela a fait du bien à tout le monde. espèce connue famille des pins.

Le pin produit deux types de cônes. Longueur homme env. 2,5 cm et 6 mm de diamètre sont regroupés aux extrémités des branches les plus hautes, souvent en bouquets d'une douzaine ou plus, de sorte que grand arbre il peut y en avoir plusieurs milliers. Ils dispersent le pollen, inondant tout autour de poudre jaune. Les cônes femelles sont plus gros et poussent plus bas sur l’arbre que les cônes mâles. Chacune de leurs écailles a la forme d'une écope - large à l'extérieur et effilée vers la base, avec laquelle elle est fixée à l'axe ligneux du cône. Sur la face supérieure des écailles, plus près de cet axe, deux mégaspores sont ouvertement situées, en attente de pollinisation et de fécondation. Les grains de pollen transportés par le vent volent à l'intérieur des cônes femelles, roulent le long des écailles jusqu'aux ovules et entrent en contact avec eux, ce qui est nécessaire à la fécondation.

Les cycadales et les ginkgos ne pouvaient pas résister à la concurrence des conifères plus avancés qui, dispersant efficacement le pollen et les graines ailées, non seulement les écartaient, mais développaient également de nouveaux coins de terre auparavant inaccessibles. Les premiers conifères dominants étaient les taxodiacées (ils comprennent désormais notamment les séquoias et les cyprès des marais). Répandus à travers le monde, ces beaux arbres ont recouvert pour la dernière fois toutes les parties du monde d'une végétation uniforme : leurs restes se retrouvent en Europe, Amérique du Nord, Sibérie, Chine, Groenland, Alaska et Japon.

Plantes à fleurs et leurs graines.

Les conifères, les cycas et les ginkgos appartiennent à ce qu'on appelle. gymnospermes. Cela signifie que leurs ovules sont situés ouvertement sur les écailles des graines. Les plantes à fleurs constituent la division des angiospermes : leurs ovules et les graines qui en découlent sont cachés. environnement externeà la base élargie du pistil appelée ovaire.

Le grain de pollen ne peut donc pas atteindre directement l’ovule. Pour la fusion des gamètes et le développement d'une graine, une toute nouvelle structure végétale est nécessaire : une fleur. Sa partie mâle est représentée par des étamines, la partie femelle par des pistils. Ils peuvent être dans la même fleur ou dans différentes fleurs, même sur différentes plantes, qui dans ce dernier cas sont appelés dioïques. Les espèces dioïques comprennent, par exemple, les frênes, les houx, les peupliers, les saules et les palmiers dattiers.

Pour que la fécondation ait lieu, le grain de pollen doit atterrir sur le dessus du pistil – le stigmate collant, parfois plumeux – et s'y coller. Points saillants de la stigmatisation produits chimiques, sous l'influence duquel germe le grain de pollen : un protoplasme vivant, sortant de sa coquille dure, forme un long tube pollinique, pénétrant dans le stigmate, s'étendant plus loin dans le pistil le long de sa partie allongée (style) et atteignant finalement l'ovaire avec les ovules . Sous l'influence d'attractifs chimiques, le noyau du gamète mâle se déplace le long du tube pollinique jusqu'à l'ovule, y pénètre par un minuscule trou (micropyle) et fusionne avec le noyau de l'œuf. C'est ainsi que se produit la fécondation.

Après cela, la graine commence à se développer - dans un environnement humide, abondamment approvisionné nutriments, protégé par les parois de l'ovaire des influences extérieures. Des transformations évolutives parallèles sont également connues dans le monde animal : la fécondation externe, typique, par exemple, des poissons, sur terre est remplacée par une fécondation interne, et l'embryon de mammifère ne se forme pas dans des œufs pondus dans l'environnement externe, comme par exemple dans les cas typiques. reptiles, mais à l'intérieur de l'utérus. L'isolement de la graine en développement des influences étrangères a permis aux plantes à fleurs d'« expérimenter » avec audace sa forme et sa structure, ce qui a conduit à une apparition semblable à une avalanche de nouvelles formes de plantes terrestres, dont la diversité a commencé à augmenter à un rythme rapide. sans précédent dans les époques précédentes.

Le contraste avec les gymnospermes est évident. Leurs graines « nues » posées à la surface des écailles, quel que soit le type de plante, sont à peu près les mêmes : en forme de goutte, recouvertes d'une peau dure, à laquelle est parfois attachée une aile plate formée par les cellules entourant la graine. . Il n'est pas surprenant que pendant des millions d'années, la forme des gymnospermes soit restée très conservatrice : les pins, les épicéas, les sapins, les cèdres, les ifs et les cyprès se ressemblent beaucoup. Certes, chez les genévriers, les ifs et les ginkgos, les graines peuvent être confondues avec les baies, mais cela ne change rien au tableau d'ensemble - l'extrême uniformité de la structure générale des gymnospermes, la taille, le type et la couleur de leurs graines par rapport à l'énorme richesse de formes fleuries.

Malgré le manque d'informations sur les premières étapes de l'évolution des angiospermes, on pense qu'elles sont apparues vers la fin de l'ère mésozoïque, qui s'est terminée il y a environ 65 millions d'années, et qu'au début de l'ère cénozoïque, elles avaient déjà conquis le monde. Le genre à fleurs le plus ancien connu de la science est Claytonie. Ses restes fossiles ont été trouvés au Groenland et en Sardaigne, ce qui signifie qu'il est probable qu'il y a 155 millions d'années, il était aussi répandu que les cycadales. Feuilles Claytonie complexe palmé, comme ceux des marrons d'Inde et des lupins modernes, et les fruits ressemblent à des baies avec un diamètre de 0,5 cm au bout d'une fine tige. Peut-être que ces plantes étaient de couleur brune ou verte. Les couleurs vives des fleurs et des fruits des angiospermes sont apparues plus tard, parallèlement à l’évolution des insectes et autres animaux qu’elles étaient conçues pour attirer. Baie Claytonieà quatre graines; on y discerne quelque chose qui ressemble à un reste de stigmate.

Outre des restes fossiles extrêmement rares, des plantes modernes inhabituelles, regroupées sous l'ordre des Gnetales, donnent un aperçu des premières plantes à fleurs. L'un de leurs représentants est l'éphédra (genre Éphédra), que l'on trouve notamment dans les déserts du sud-ouest des États-Unis ; extérieurement, il ressemble à plusieurs tiges sans feuilles s'étendant d'une tige épaisse. Un autre genre est Velvichia ( Welwitschia) pousse dans le désert au large de la côte sud-ouest de l'Afrique, et le troisième est le gnetum ( Gnétum) – buisson bas Tropiques indiens et malais. Ces trois genres peuvent être considérés comme des « fossiles vivants » démontrant moyens possibles transformation des gymnospermes en angiospermes. Les cônes de conifères ressemblent à des fleurs : leurs écailles sont divisées en deux parties, rappelant des pétales. Velvichia n'a que deux larges feuilles en forme de ruban atteignant 3 m de long, complètement différentes des aiguilles de conifères. Les graines de Gnetum sont équipées d'une coquille supplémentaire, ce qui les rend similaires aux drupes d'angiospermes. On sait que les angiospermes diffèrent des gymnospermes par la structure de leur bois. Chez les Gnetov, il combine les caractéristiques des deux groupes.

Dispersion des graines.

La vitalité et la diversité du monde végétal dépendent de la capacité des espèces à se disperser. La plante mère est attachée à un endroit par ses racines toute sa vie, sa progéniture doit donc en trouver un autre. Cette tâche de développer un nouvel espace a été confiée aux graines.

Premièrement, le pollen doit se poser sur le pistil d'une fleur de la même espèce, c'est-à-dire la pollinisation doit avoir lieu. Deuxièmement, le tube pollinique doit atteindre l’ovule, où fusionnent les noyaux des gamètes mâles et femelles. Enfin, la graine mature doit quitter la plante mère. La probabilité qu'une graine germe et qu'un semis réussisse à s'enraciner dans un nouvel emplacement est d'une infime fraction de pour cent, de sorte que les plantes sont obligées de s'appuyer sur la loi des grands nombres et de disperser autant de graines que possible. Ce dernier paramètre est généralement inversement proportionnel à leurs chances de survie. Comparons par exemple le cocotier et les orchidées. Le cocotier possède les plus grosses graines du monde végétal. Ils sont capables de nager indéfiniment dans les océans jusqu'à ce que les vagues les jettent sur le sable mou du littoral, où la compétition des semis avec d'autres plantes sera beaucoup plus faible que dans les fourrés de la forêt. En conséquence, les chances que chacun d’eux prenne racine sont assez élevées, et un palmier adulte, sans risque pour l’espèce, ne produit généralement que quelques dizaines de graines par an. Les orchidées, en revanche, possèdent les plus petites graines au monde ; dans les forêts tropicales, ils sont transportés par de faibles courants d'air parmi les hautes cimes et germent dans les fissures humides de l'écorce des branches des arbres. La situation est compliquée par le fait que sur ces branches, ils doivent trouver un type particulier de champignon, sans lequel la germination est impossible : les petites graines d'orchidées ne contiennent pas de réserves de nutriments et, dans les premiers stades de développement des plantules, elles les reçoivent du champignon. Il n'est pas surprenant que dans un fruit orchidée miniature plusieurs milliers de ces graines.

Les angiospermes ne se limitent pas à produire une variété de graines par fécondation : les ovaires et parfois d'autres parties des fleurs se développent en structures uniques contenant des graines appelées fruits. L'ovaire peut devenir un haricot vert, protégeant les graines jusqu'à ce qu'elles mûrissent, se transformer en une noix de coco durable, capable de faire de longs voyages en mer, en une pomme juteuse, qu'un animal mangera dans un endroit isolé, en utilisant la pulpe, mais pas la graines. Les baies et les drupes sont un mets de prédilection des oiseaux : les graines de ces fruits ne sont pas digérées dans leurs intestins et finissent dans le sol avec les excréments, parfois à plusieurs kilomètres. plante mère. Les fruits sont ailés et duveteux, et la forme de leurs appendices augmentant les substances volatiles est beaucoup plus variée que celle des graines de pin. L'aile du fruit du frêne ressemble à une rame, celle de l'orme au bord d'un chapeau, celle de l'érable les fruits appariés - les biptères - ressemblent à des oiseaux planeurs, et celle de l'ailante les ailes du fruit sont tordues en un sens. angle l'un par rapport à l'autre, formant pour ainsi dire une hélice.

Ces dispositifs permettent aux plantes à fleurs d'utiliser très efficacement les graines pour se disperser. facteurs externes. Cependant, certains types de aide extérieure ne compte pas. Ainsi, les fruits des impatiens sont une sorte de catapulte. Les géraniums utilisent également un mécanisme similaire. À l'intérieur de leur long fruit se trouve une tige à laquelle sont fixées quatre valves, pour le moment, droites et connectées - elles sont maintenues fermement en haut, faiblement en bas. À maturité, les extrémités inférieures des valves se détachent de la base, s'enroulent brusquement vers le haut de la tige et dispersent les graines. Chez l'arbuste ceanothus, bien connu en Amérique, l'ovaire se transforme en baie, de structure semblable à une bombe à retardement. La pression du jus à l'intérieur est si élevée qu'après maturation, un chaud rayon de soleil suffit pour que ses graines se dispersent dans toutes les directions comme des éclats d'obus vivants. Les boîtes de violettes ordinaires, lorsqu'elles sont sèches, éclatent et dispersent des graines autour d'elles. Les fruits de l'hamamélis fonctionnent sur le principe d'un obusier : pour faire tomber les graines plus loin, ils les tirent avec un grand angle par rapport à l'horizon. Chez la renouée de Virginie, à l'endroit où les graines sont attachées à la plante, se forme une structure en forme de ressort qui rejette les graines mûres. Chez l'oxalis, les coques des fruits gonflent d'abord, puis se fissurent et rétrécissent si brusquement que les graines s'envolent par les fissures. Arceutobium est minuscule en raison de pression hydrauliqueà l’intérieur des baies, il pousse les graines comme des torpilles miniatures.

Viabilité des semences.

Les embryons de nombreuses graines sont pourvus de nutriments et ne souffrent pas de dessèchement sous une coque hermétique, et peuvent donc attendre des conditions favorables pendant plusieurs mois, voire plusieurs années : pour le mélilot et la luzerne - 20 ans, pour les autres légumineuses - plus de 75, pour le blé, l'orge et l'avoine - jusqu'à dix heures. Les graines de mauvaises herbes ont une bonne viabilité : dans l’oseille frisée, la molène, la moutarde noire et la menthe poivrée, elles germent après être restées dans le sol pendant un demi-siècle. On pense qu'un hectare de sol agricole ordinaire contient 1,5 tonne de graines de mauvaises herbes, qui n'attendent que l'occasion de se rapprocher de la surface et de germer. Les graines de cassia et de lotus restent viables pendant des siècles. Le record de viabilité est toujours détenu par les graines du lotus à noix, découvertes il y a plusieurs années dans le fond limon d'un des lacs asséchés de Mandchourie. La datation au radiocarbone a établi que leur âge est de 1040 ± 120 ans.

Question 1. Quand sont apparues les premières plantes terrestres ? Comment s'appelaient-ils et comment traits distinctifs avait?

Au début de l'ère Paléozoïque (ère vie ancienne) les plantes habitent principalement les mers, mais après 150 à 170 millions d'années apparaissent les premières plantes terrestres - les psilophytes, occupant une position intermédiaire entre les algues et les plantes vasculaires terrestres. Les psilophytes possédaient déjà des tissus peu différenciés capables de transporter l'eau et la matière organique, et pouvaient se renforcer dans le sol, même s'il leur manquait encore de véritables racines (ainsi que de véritables pousses). De telles plantes ne pouvaient exister que dans un climat humide ; lorsque des conditions arides s’établissaient, les psilophytes disparaissaient. Elles ont cependant donné naissance à des plantes terrestres plus adaptées.

Question 2. Dans quelle direction est allée l'évolution des plantes terrestres ?

L'évolution ultérieure des plantes sur terre s'est orientée vers la division du corps en organes et tissus végétatifs, améliorant ainsi le système vasculaire (fournissant mouvement rapide l'eau jusqu'aux hautes altitudes). Les plantes sporulées (prêles, mousses, fougères) sont répandues.

Question 3. Quels avantages évolutifs la transition des plantes vers la reproduction par graines offre-t-elle ?

Le passage à la multiplication par graines a apporté aux plantes de nombreux avantages : l'embryon contenu dans la graine est désormais protégé des conditions défavorables par des coquilles et pourvu de nourriture. Chez certains gymnospermes (conifères), le processus de reproduction sexuée n'est plus associé à l'eau. La pollinisation des gymnospermes s'effectue par le vent et les graines sont équipées de dispositifs de distribution par les animaux. Tout cela a contribué à la propagation des plantes à graines.

Question 4. Décrire faune Paléozoïque

La faune de l'ère paléozoïque s'est développée extrêmement rapidement et était représentée par un grand nombre de formes diverses. La vie dans les mers était florissante. Au tout début de cette ère (il y a 570 millions d’années), tous les principaux types d’animaux, à l’exception des cordés, existaient déjà. Éponges, coraux, échinodermes, mollusques, énormes crustacés prédateurs - voici une liste incomplète des habitants des mers de cette époque.

Question 5. Nommer les principales aromorphoses de l'évolution des vertébrés au Paléozoïque.

Un certain nombre d'aromorphoses peuvent être retrouvées chez les vertébrés de l'ère paléozoïque. Parmi ceux-ci, on note l'apparition des mâchoires chez les poissons cuirassés, le mode de respiration pulmonaire et la structure des nageoires chez les poissons à nageoires lobées. Plus tard, les aromorphoses majeures dans le développement des vertébrés ont été l'apparition d'une fécondation interne et la formation d'un certain nombre de coquilles d'œufs qui protègent l'embryon du dessèchement, des complications dans la structure du cœur et des poumons et de la kératinisation de la peau. Ces changements profonds ont conduit à l’émergence de la classe des reptiles.

Question 6. Quelles conditions environnementales et caractéristiques structurelles des vertébrés ont servi de conditions préalables à leur émergence sur terre ?

La majeure partie du pays était un désert sans vie. Le long des rives des réservoirs d’eau douce, les annélides et les arthropodes vivaient dans des fourrés denses de plantes. Le climat est sec, avec fortes fluctuations températures diurnes et saisonnières. Le niveau d'eau des rivières et des réservoirs changeait fréquemment. De nombreux réservoirs se sont complètement asséchés et ont gelé en hiver. Lorsque les plans d’eau s’assèchent, la végétation aquatique meurt et les résidus végétaux s’accumulent. Leur décomposition a consommé de l'oxygène dissous dans l'eau. Tout cela créait un environnement très défavorable aux poissons. Dans ces conditions, seule la respiration de l’air atmosphérique pourrait les sauver.

Question 7. Pourquoi les amphibiens de la période carbonifère ont-ils atteint la prospérité biologique ?

Les reptiles (objets rampants) ont acquis certaines propriétés qui leur ont permis de rompre définitivement leur lien avec l'habitat aquatique. Fécondation interne et accumulation de jaune dans l'œuf fabriqué reproduction possible et le développement de l'embryon sur terre. La kératinisation de la peau et la structure plus complexe du rein ont contribué à une forte diminution de la perte d'eau par l'organisme et, par conséquent, à une dispersion généralisée. Émergence poitrine fourni un type de respiration plus efficace que celui des amphibiens - l'aspiration. Le manque de compétition a provoqué la propagation généralisée des reptiles sur terre et le retour de certains d'entre eux - les ichtyosaures - dans le milieu aquatique.

Question 8. Résumez les informations obtenues à partir de ce paragraphe dans un seul tableau « L'évolution de la flore et de la faune à l'ère paléozoïque ».

Question 9. Donnez des exemples de la relation entre les transformations évolutives des plantes et des animaux au Paléozoïque.

Au Paléozoïque, les organes de reproduction et de fécondation croisée des angiospermes se sont améliorés parallèlement à l'évolution des insectes ;

Question 10. Est-il possible de dire que les aromorphoses sont basées sur des idioadaptations - des adaptations particulières à des conditions environnementales spécifiques ? Donnez des exemples.

Les aromorphoses reposent en effet sur des adaptations particulières à des conditions environnementales spécifiques. Un exemple en est l’émergence des gymnospermes due au changement climatique : il fait plus chaud et plus humide. Chez les animaux, un tel exemple est l'apparition de membres appariés à la suite de la détérioration des conditions environnementales et de l'accès ultérieur à la terre.

La plupart des scientifiques modernes pensent que la planète Terre s'est formée il y a un peu plus de quatre milliards et demi d'années. Les premiers restes d’organismes disparus se trouvent dans des roches datant de 3,8 milliards d’années. Les premiers habitants de la Terre étaient des bactéries anaérobies, c'est-à-dire qu'ils n'utilisaient pas d'oxygène pour respirer, qui n'était pas encore présent dans l'atmosphère.

On pense que pour la première fois, le processus de photosynthèse a commencé à se produire chez les bactéries. La photosynthèse est le processus naturel le plus important lorsque, lors de l'interaction soleil, de l'eau et du dioxyde de carbone, des substances organiques et de l'oxygène libre se forment.

Les premières algues et champignons unicellulaires simples sont apparus il y a environ 2 milliards d’années. Leurs restes ont été retrouvés dans des sédiments de l'ère protérozoïque au Groenland et au Canada. Parallèlement, les premières plantes multicellulaires apparaissent. Le développement de la vie sur Terre, l’émergence des plantes et des animaux, étaient étroitement liés au processus de photosynthèse.

Les scientifiques pensent que les algues bleu-vert (c'est leur nom, pas seulement une désignation de couleur) et les champignons sont les premiers représentants du monde végétal sur Terre. Ce sont des plantes inférieures.

Il y a plus de 2 milliards d’années, les premières plantes terrestres ressemblaient aux mousses que l’on voit aujourd’hui dans les endroits humides et ombragés.

Des plantes plus complexes sont apparues il y a environ 400 000 000 d'années. Elles ressemblaient à des fougères modernes. Les fougères ont été les premières à avoir des racines, des tiges et des feuilles. Ce sont des signes de plantes supérieures.

Au moment où les dinosaures sont apparus, la Terre était déjà couverte de forêts. Ces plantes se reproduisent par graines.

Les pins et autres conifères sont apparus plus tard, il y a 300 000 000 d’années. Ce groupe d'arbres comprend de nombreux représentants tels que le pin, l'épinette, l'épinette du Canada, le cèdre et le mélèze. Tous ces arbres cachent leurs graines dans des cônes.

D'abord plantes à fleurs est apparu il y a 150 000 000 d'années. Leurs graines bien protégées leur donnaient un grand avantage sur les plantes dont les graines n'étaient pas aussi bien protégées. Leur nombre et leur type ont donc augmenté. Les plantes à fleurs sont partout de nos jours.

Une baie est un fruit qui contient de nombreuses graines et aucune graine. Lorsque la baie est mûre, elle présente un péricarpe charnu et juteux, comme les fraises, les raisins, l'œil-de-corbeau, les airelles rouges, les myrtilles, les myrtilles, les canneberges. Alors, une cerise n'est pas une baie, mais une tomate est une baie ? Oui, du point de vue d'un botaniste, c'est vrai. Et des agrumes : orange, citron, mandarine, pamplemousse,...

Le hêtre se trouve dans les forêts des régions tempérées de l’hémisphère nord. Ce sont de grands arbres d'une hauteur de 25 à 40 m et d'un diamètre de tronc allant jusqu'à deux mètres. Le tronc, lisse comme une colonne, est recouvert d'une écorce grise et lisse. Les feuilles sont simples, leur forme est une ellipse oblongue. En automne, les fruits mûrissent sur l'arbre - des noix triangulaires. Un plus contient généralement 2, moins souvent 4 noix, dans lesquelles...

Cette plante ne se trouve qu'en Asie de l'Est et du Sud-Est. Les Européens n’en savaient rien pendant très longtemps, même si la schisandra est utilisée depuis des temps immémoriaux dans la médecine populaire en Corée, au Japon et en Chine. Schisandra est un excellent tonique. Il augmente le tonus du corps et donne de la vigueur à une personne. La teinture de Schisandra prévient et soulage la fatigue lors de fortes activité physique. Citronnelle -...

Quand nous entendons le mot « champignon », nous nous souvenons des cèpes, des champignons au miel, de la russula et même des champignons vénéneux que nous connaissions depuis l'enfance - en un mot, quelque chose composé d'un chapeau et d'une tige qui pousse dans la forêt et qui finit dans notre panier si il est comestible, ou qui est si agréable à céder s'il ressemble à un champignon vénéneux. Mais c’est, pour ainsi dire, la forme « traditionnelle » des champignons. En fait...

Dans les climats tempérés, le pommier est le plus important arbre fruitier. Les scientifiques ont dénombré au moins 10 000 variétés de pommiers. Ils ont été issus de diverses variétés de plantes sauvages. Toutes ces variétés sont adaptées aux différents climats et sols. Mais la région des pommes est à juste titre considérée voie du milieu Russie, et la variété de pomme la plus célèbre et la plus appréciée est jaune ambrée, parfumée, aigre-douce et croustillante...

Il est absolument impossible d’imaginer la vie sans thé. Cette boisson aromatique contient des vitamines B1, B2, C, P, PP, du tanin, de la caféine et autres. substances utiles. L'huile utilisée en parfumerie est extraite des graines. Les médicaments sont fabriqués à partir de déchets de feuilles. La patrie du thé est constituée des forêts subtropicales de l'Asie du Sud-Est, des régions méridionales de la Chine, de la Birmanie, du Nord-Vietnam et de l'État d'Assam au nord-est de l'Inde...

Les capucines orange vif sont aussi appelées capucines capucines en raison de la forme pointue de la fleur, qui rappelle la capuche d'un moine capucin. Chez nous, en Amérique tropicale, vous pouvez trouver jusqu'à 80 espèces de capucines. Ils poussent dans les forêts tropicales humides, les steppes arides et les montagnes. Ils sont également colorés d'un beau jaune, couleurs oranges, mais il existe des capucines bleues et violettes. Toutes les capucines tropicales...

Capitaine James Cook ; en visitant les îles de Nouvelle-Zélande, je n'ai pu m'empêcher de remarquer une plante qui poussait le long des berges des ruisseaux et des marécages. Ses feuilles, de forme très similaire et... des épées de même taille couvraient les collines côtières et étaient également trouvées dans des fourrés de buissons à feuilles persistantes et même dans des endroits rocheux secs. C'est le lin de Nouvelle-Zélande, qui deviendra plus tard célèbre...

À ce jour, les musées contiennent des meubles élégants en ébène avec des incrustations de bouleau - tables, fauteuils, bureaux. C'était surtout à la mode sous Pierre Ier et jusqu'à la fin du XVIIIe siècle. Puis des meubles en « acajou » font leur apparition dans les maisons riches. Pendant longtemps elle était considérée comme la plus précieuse des espèces décoratives. Et toujours dans...

Les palmiers nourrissent, abreuvent et habillent les gens. Le plus utile d’entre eux est le cocotier. Elle est dans le top dix les arbres les plus importants paix. Le cocotier pousse sous les tropiques, au bord des océans, des mers et des îles. Leurs troncs hauts de 25 à 30 m sont généralement inclinés vers la mer. Presque toutes les îles de l'océan Pacifique sont occupées par des bosquets de cocotiers. Ces plantes n'ont pas peur du salé...