Sự tiến hóa của thực vật trên cạn

Sự xâm chiếm đất liền của thực vật, bắt đầu từ hơn 450 triệu năm trước, đã làm thay đổi bề mặt hành tinh, khí quyển và các hệ sinh thái, và những đổi mới lớn sau đó đã theo dõi sự tiến hóa từ rêu đơn giản đến thực vật có hoa cao lớn.

Definition

Sự tiến hóa của thực vật trên cạn là lịch sử tiến hóa của thực vật có phôi (embryophytes), từ nguồn gốc tảo của chúng và sự chuyển đổi đời sống thực vật lên cạn thông qua sự đa dạng hóa của các dòng thực vật chính.

Scope

Chủ đề này bao gồm nguồn gốc của thực vật trên cạn từ tổ tiên tảo lục, những thích nghi cần thiết cho sự sống trên cạn, sự đa dạng hóa của các dòng chính — thực vật có rêu, thực vật có mạch, dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín — và những đổi mới quan trọng như mô mạch, hạt và hoa.

Core questions

• Thực vật trên cạn bắt nguồn từ tổ tiên nào, và những thích nghi nào đã giúp chúng sống được trên cạn?
• Các dòng thực vật trên cạn chính là gì và thứ tự chúng phân kỳ như thế nào?
• Những đổi mới quan trọng — mô mạch, hạt và hoa — đã thúc đẩy sự đa dạng hóa của thực vật như thế nào?

Key theories

Nguồn gốc đơn ngành của thực vật trên cạn

Thực vật trên cạn tạo thành một nhánh đơn ngành có nguồn gốc từ tảo lục Charophyte, với các cấp rêu phân nhánh sớm và thực vật có mạch tạo thành một nhánh được xác định bởi mô dẫn hóa gỗ.

Những đổi mới và sự đa dạng hóa chính

Sự tiến hóa liên tiếp của mô mạch, hạt và hoa đã mở ra những khả năng sinh thái mới, mỗi khả năng đều gắn liền với sự đa dạng hóa lớn, đỉnh điểm là sự thống trị của thực vật hạt kín.

Clinical relevance

Việc tìm hiểu sự tiến hóa của thực vật trên cạn tạo khung cho sinh học so sánh của cây trồng và các loài mô hình, cung cấp thông tin cho việc tìm kiếm các đặc điểm chịu đựng căng thẳng ở các dòng phân kỳ sớm, và củng cố việc giải thích hồ sơ hóa thạch thực vật và các hệ sinh thái trên cạn trong quá khứ.

History

Hình thái học so sánh và hồ sơ hóa thạch, từ những công trình ban đầu của Hofmeister và Bower, đã thiết lập phác thảo rộng lớn về sự tiến hóa của thực vật trên cạn, điều mà hệ gen học phát sinh loài phân tử quy mô lớn đã tinh chỉnh và định tuổi kể từ đó.

Key figures

• Frederick Orpen Bower
• Wilhelm Hofmeister

Seminal works

• judd2016
• raven2013

Frequently asked questions

Những thích nghi nào đã cho phép thực vật sống trên cạn?

Sự sống trên cạn đòi hỏi sự bảo vệ chống khô hạn — một lớp biểu bì sáp và khí khổng để trao đổi khí — cùng với sự hỗ trợ cấu trúc, cơ chế vận chuyển nước và chất dinh dưỡng, và sinh sản được bảo vệ, những đổi mới đã tích lũy qua các dòng thực vật trên cạn ban đầu.

Tại sao thực vật có hoa lại thành công đến vậy?

Thực vật hạt kín kết hợp hoa và sự thụ phấn nhờ động vật, hạt được bao bọc trong quả, mạch dẫn nước hiệu quả và chu kỳ sống nhanh, một tập hợp các đặc điểm đã cho phép chúng đa dạng hóa thành những loài thực vật thống trị hầu hết các hệ sinh thái trên cạn.