Основные этапы исторического развития и усложнения растительного мира. Создание культурных растений человеком - Развитие растительного мира на Земле - РАСТЕНИЯ. БАКТЕРИИ. ГРИБЫ. ЛИШАЙНИКИ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Примерно 2000 млн. лет назад появились синезеленые водоросли (цианобактерии) — одноклеточные и многоклеточные прокариотические организмы, способные к фотосинтезу с выделением кислорода. Это привело к обогащению атмосферы Земли кислородом, необходимым для всех аэробных организмов. В протерозойской эре господствовали представители эукариот — зеленые и красные водоросли. Водоросли продолжали господствовать и в палеозое (возраст палеозоя примерно 570 млн. лет), однако в силурийском периоде палеозоя появляются древнейшие высшие растения — риниофиты (псилофиты). Эти растения уже имели побеги, но у них еще не было листьев и корней. Размножались они спорами и вели наземный или полуводный образ жизни. В девонском периоде палеозоя появляются моховидные и папоротникообразные (плауны, хвощи, папоротники), но господствуют на Земле еще риниофиты и водоросли. В девоне же появляется и новое царство — Грибы. Моховидные и папоротникообразные — это Высшие споровые растения. У мхов появляются стебли и листья (выросты стебля), однако корней еще нет; функцию корней выполняют ризоиды — корнеобразные отростки от стебля. В цикле развития мхов преобладает гаплоидное поколение (гаметофит) — это само растение мха. Диплоидное поколение (спорофит) у них не способно к самостоятельному существованию и питается за счет гаметофита. У папоротникообразных появляются корни; в цикле их развития преобладает спорофит (само растение), а гаметофит представлен отдельно живущим растением — заростком (это маленькая сердцевидная пластинка у папоротников или клубенек у плаунов и хвощей). В древности папоротникообразные были огромными древовидными растениями. Размножение у Высших споровых невозможно без воды, так как подвижные мужские гаметы — сперматозоиды — движутся к яйцеклеткам для оплодотворения в капельках воды. Именно поэтому вода для Высших споровых — ограничивающий фактор; если не будет капельной воды, размножение этих растений станет невозможным.

В карбоне (каменноугольном периоде) появляются семенные папоротники, от которых в дальнейшем, как полагают ученые, произошли голосеменные растения. Господствуют на планете гигантские древовидные папоротникообразные (именно они и дали залежи каменного угля), а риниофиты в этом периоде полностью вымирают. В пермском периоде палеозоя появляются древние голосеменные растения. Древовидные папоротникообразные вымирают, а господствуют в этом периоде семенные и травянистые папоротники. Голосеменные растения относятся к Высшим семенным растениям. Размножаются они семенами, которые еще пока не защищены стенками плода (цветков и плодов у голосеменных растений нет). Размножение этих растений уже не зависит от воды.

В мезозое (возраст мезозоя примерно 240 млн. лет) различают три периода — триасовый, юрский и меловой. В мезозое появляются современные голосеменные (в триасе) и первые покрытосеменные растения (в юрском периоде). Господствующие растения — голосеменные. Древние голосеменные растения и папоротники в эту эру вымирают. Появление покрытосеменных растений было связано с целым рядом ароморфозов. У этих растений появляется цветок — видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования спор и гамет. В цветке осуществляется опыление, оплодотворение, формируется зародыш и плод. Семена покрытосеменных растений защищены околоплодником — это способствует их сохранению и распространению. При половом размножении у этих растений происходит двойное оплодотворение: один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а второй спермий — центральную клетку зародышевого мешка, в результате чего образуются зародыш и триплоидный эндосперм — питательная ткань зародыша. Оплодотворение происходит в зародышевом мешке, который развивается в семяпочке, защищенной стенками завязи. Среди покрытосеменных растений есть и травы, и кустарники, и деревья. Вегетативные органы (корень, стебель, лист) имеют множество видоизменений. Эволюция покрытосеменных растений шла очень быстро. Для них характерна высокая эволюционная пластичность. Большую роль в их эволюции и расселении сыграли насекомые-опылители. Покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества. Это способствует более интенсивному использованию среды и успешному завоеванию новых территорий.

В кайнозойской эре (ее возраст примерно 62-70 млн. лет) на Земле господствуют современные покрытосеменные и голосеменные растения, а Высшие споровые растения подвергаются биологическому регрессу.

Сельскохозяйственные (культурные) растения произошли от дикорастущих видов. Первобытный человек, находя растения со съедобными плодами, семенами, корнями, позднее стал выращивать их вблизи своего жилища. При этом он заметил, что уход за растениями (рыхление почвы, полив, уничтожение сорняков и вредителей) увеличивает и улучшает урожай. Кроме того, происходил постоянный отбор особей с наиболее ценными качествами, поскольку именно они являлись самым качественным посевным материалом. В результате происходила стихийная селекция культурных растений и появились различные их сорта.

Сортом называется однородная группа (популяция) растений с определенными признаками и свойствами, искусственно созданная человеком. Признаки сорта передаются по наследству, хотя в полной мере проявляются лишь при определенных климатических условиях и соответствующем уходе (агротехнике). Характерно, что в полеводстве и овощеводстве подавляющее большинство растений размножается семенами и чисто генетических факторов достаточно для сохранения свойств сорта. В плодоводстве обычно используется вегетативное размножение (черенки, прививки и т. п.).

В настоящее время селекция представляет собой одну из прикладных областей биологии и использует для создания и улучшения сортов растений не только традиционные способы скрещивания и отбора, но и различные генетические и молекулярно-биологические методы. Они позволяют создавать полиплоидные сорта, проводить отдаленную (межвидовую) гибридизацию, а также направленные изменения ДНК растений, придавая им устойчивость к различным заболеваниям и т. п.

Чем разнообразнее исходный материал, используемый для селекции, тем больше возможностей он дает для успешного создания новых сортов и тем эффективнее селекция. Источником такого разнообразия служат прежде всего исходные («дикие») популяции растений — предков современных пшеницы, картофеля и т. п. При этом те районы, где обнаружено наибольшее генетическое разнообразие предков какого-либо вида культурного растения, являются, очевидно, и местами его происхождения и одомашнивания. Систематическое исследование таких районов было проведено Н.И. Вавиловым, который установил основные центры древнего земледелия.