Эволюция наземных растений

Колонизация суши растениями, начавшаяся более 450 миллионов лет назад, преобразила поверхность планеты, атмосферу и экосистемы, а последующие крупные инновации прослеживают эволюцию от простых мохообразных до высоких цветковых растений.

Definition

Эволюция наземных растений — это эволюционная история эмбриофитов, от их водорослевого происхождения и террестриализации растительной жизни до диверсификации основных линий растений.

Scope

Эта тема охватывает происхождение наземных растений от зеленых водорослей-предков, адаптации, необходимые для наземной жизни, радиацию основных линий — мохообразных, плауновидных, папоротников, голосеменных и покрытосеменных — а также ключевые инновации, такие как сосудистая ткань, семена и цветы.

Core questions

• От каких предков произошли наземные растения и какие адаптации позволили им жить на суше?
• Каковы основные линии наземных растений и порядок их дивергенции?
• Как ключевые инновации — сосудистая ткань, семена и цветы — способствовали диверсификации растений?

Key theories

Монофилетическое происхождение наземных растений

Наземные растения образуют единый клад, произошедший от харофитовых зеленых водорослей, при этом грады мохообразных рано отделились, а сосудистые растения образуют клад, определяемый лигнифицированной проводящей тканью.

Ключевые инновации и радиация

Последовательная эволюция сосудистой ткани, семени и цветка открыла новые экологические возможности, каждая из которых была связана с крупной диверсификацией, кульминацией которой стало доминирование покрытосеменных.

Clinical relevance

Понимание эволюции наземных растений формирует сравнительную биологию сельскохозяйственных культур и модельных видов, информирует поиск признаков стрессоустойчивости у рано дивергировавших линий и лежит в основе интерпретации ископаемых остатков растений и прошлых наземных экосистем.

History

Сравнительная морфология и палеонтологическая летопись, начиная с ранних работ Хофмайстера и Бауэра, установили общие контуры эволюции наземных растений, которые с тех пор были уточнены и датированы с помощью крупномасштабной молекулярной филогенетики.

Key figures

• Frederick Orpen Bower
• Wilhelm Hofmeister

Seminal works

• judd2016
• raven2013

Frequently asked questions

Какие адаптации позволили растениям жить на суше?

Наземная жизнь требовала защиты от высыхания — восковой кутикулы и устьиц для газообмена — а также структурной поддержки, механизмов транспорта воды и питательных веществ и защищенного размножения, инноваций, которые накапливались в ранних линиях наземных растений.

Почему цветковые растения так успешны?

Покрытосеменные сочетают цветы и опыление животными, заключенные в плоды семена, эффективные водопроводящие сосуды и быстрые жизненные циклы — набор признаков, который позволил им диверсифицироваться и стать доминирующими растениями большинства наземных экосистем.