§19. Загальний огляд еволюції рослин

• Зміст ГДЗ Біологія 7 клас Тагліна

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Що саме спонукало рослинні організми здійснювати зміни?

Рослини спонукала змінюватися необхідність пристосовуватися до умов середовища, виживати та залишати нащадків. Постійні зміни умов на Землі, зокрема можливість виходу з водного середовища на суходіл, викликали потребу в нових органах і тканинах для захисту від висихання, живлення й розмноження.

Поділіться своїми думками

Що заважало зеленим водоростям опанувати суходіл?

Опануванню суходолу заважали такі чинники:

• Смертоносне космічне й ультрафіолетове випромінювання за відсутності озонового шару.
• Повна залежність процесів життєдіяльності та розмноження від наявності води.
• Відсутність тканин і органів для захисту від пересихання, утримання тіла у вертикальному положенні й поглинання речовин із ґрунту та повітря.

Знайдіть інформацію й дайте відповіді на запитання

Як учені відтворюють еволюцію різних груп організмів?

Учені відтворюють еволюцію за допомогою викопних решток вимерлих організмів, їхніх відбитків у гірських породах, а також порівняння анатомії та генетичного матеріалу сучасних і давніх видів.

Що таке палеонтологія?

Палеонтологія — це наука, яка вивчає викопні рештки вимерлих організмів та історію розвитку життя на Землі за минулих геологічних епох.

Робота в групі

Етапи розвитку рослинності на планеті за схемою еволюції рослин:

1. 475 млн років тому: поява різноманітних зелених водоростей і перших судинних рослин.
2. 400 млн років тому: виникнення різних мохів.
3. 380 млн років тому: поява плаунів, хвощів і папоротей.
4. 350 млн років тому: виникнення насінних папоротей.
5. 240 млн років тому: розвиток хвойних голонасінних рослин.
6. 130 млн років тому: поява та поширення сучасних покритонасінних рослин.

Періоди історичного розвитку життя на Землі, що відповідають датуванням на схемі:

• 475–350 млн років тому: ордовицький, силурійський і девонський періоди палеозойської ери.
• 350–240 млн років тому: кам’яновугільний (карбон) і пермський періоди палеозойської ери.
• 240–130 млн років тому: тріасовий і юрський періоди мезозойської ери.
• 130–0 млн років тому: крейдовий період мезозойської ери та кайнозойська ера.

Період Палеозойської ери, який називають «green house»:

Періодом «green house» (зеленим будинком / оранжереєю) називають кам’яновугільний період (карбон). У цей час на Землі панував теплий і вологий парниковий клімат, що сприяло формуванню велетенських лісів із деревоподібних папоротей, хвощів і плаунів, рештки яких утворили поклади кам’яного вугілля.

Порівняння особливостей мохів, папоротей, голонасінних і покритонасінних рослин

Завдання 1. Розгляньте малюнки. Порівняйте життєвий цикл мохів і папоротей. Опишіть і порівняйте їхні гаметофіти й спорофіти. Що в них схожого? Чим вони відрізняються? Запишіть назви елементів схеми, які позначені цифрами. Зробіть висновки.

Життєвий цикл мохів

Назви елементів схеми моху:

1. Гаметофіт (доросла листостеблова рослина).
2. Спорофіт (спорогон: ніжка з коробочкою).
3. Спори.
4. Проростання спори (протонема, молодий гаметофіт).
5. Чоловічий статевий орган (антеридій).
6. Жіночий статевий орган (архегоній).
7. Яйцеклітина.
8. Сперматозоїд.

Життєвий цикл папоротей

Назви елементів схеми папороті:

1. Спорофіт (доросла рослина з листками-вайями та кореневищем).
2. Спорангії на нижньому боці вайї (соруси).
3. Спорангій.
4. Дозрівання та розсіювання спор.
5. Гаметофіт (серцеподібний заросток із ризоїдами).
6. Антеридій зі сперматозоїдами.
7. Архегоній із яйцеклітиною.
8. Молодий спорофіт, що розвивається на заростку.

Порівняння:

• Спільне: розмножуються спорами; мають чергування поколінь (гаметофіт і спорофіт); запліднення можливе лише за наявності краплинно-рідкої води.
• Відмінності: у мохів переважає гаметофіт (зелена рослина), а спорофіт веде напівпаразитичний спосіб життя на ньому; у папоротей переважає спорофіт (велика рослина з розвиненими органами й коренями), а гаметофіт редукований до дрібного заростка.

Висновок: папороті є більш еволюційно прогресивними порівняно з мохами, оскільки домінування спорофіта з добре розвиненими тканинами й коренями дозволило їм ефективніше освоювати наземне середовище.

Завдання 2. Розгляньте малюнки. Порівняйте життєвий цикл голонасінних і покритонасінних рослин. Що в них схожого? Чим вони відрізняються? Запишіть назви елементів схеми, які позначені цифрами. Зробіть висновки.

Життєвий цикл голонасінних

Назви елементів схеми голонасінної рослини (сосни):

1. Спорофіт (доросле дерево).
2. Чоловічі шишки.
3. Жіночі шишки.
4. Луска чоловічої шишки з пилковими мішками.
5. Пилкове зерно (пилкова гранула).
6. Луска жіночої шишки з насінними зачатками.
7. Насінина з крильцем.

Назви елементів схеми покритонасінної рослини:

1. Доросла рослина (спорофіт).
2. Квітка.
3. Плід (біб).
4. Насіння.
5. Проростання насінини.
6. Проросток (молода рослина).

Порівняння:

• Спільне: розмножуються насінням; у життєвому циклі домінує спорофіт; для запліднення не потрібна вода; пилок переноситься повітрям або запилювачами.
• Відмінності: у покритонасінних є квітка та плід, у яких захищене насіння, а також характерне подвійне запліднення; у голонасінних органи розмноження — шишки, а насіння лежить відкрито на лусках.

Висновок: голонасінні та покритонасінні незалежні від води під час запліднення, але покритонасінні мають вищий рівень пристосованості завдяки появі квітки, закритого насінного зачатка та плоду.

Завдання 3. Розгляньте малюнки. Порівняйте життєвий цикл папоротей і покритонасінних рослин. Що в них схожого? Чим вони відрізняються? Запишіть назви елементів схеми, які позначені цифрами. Зробіть висновки.

Назви елементів схеми папороті:

1. Спорофіт (доросла рослина).
2. Спорангії у сорусах на вайях.
3. Спорангій.
4. Дозрілі спори.
5. Гаметофіт (заросток).
6. Антеридій.
7. Архегоній.
8. Молодий спорофіт.

Назви елементів схеми покритонасінної рослини:

1. Доросла рослина (спорофіт).
2. Квітка.
3. Плід.
4. Насіння.
5. Проростання насіння.
6. Проросток.

Порівняння:

• Спільне: у життєвому циклі обох груп домінує нестатеве покоління (спорофіт), що має розчленоване вегетативне тіло (корінь, пагін).
• Відмінності: папороті розмножуються спорами і потребують води для запліднення, а гаметофіт існує як окремий заросток; покритонасінні розмножуються насінням, мають органи розмноження квітку і плід, не залежать від води під час запліднення, а їхній гаметофіт надзвичайно редукований і розвивається всередині спорофіта.

Висновок: перехід від спорового розмноження (папороті) до насінного з утворенням квітки й плоду (покритонасінні) забезпечив рослинам повну незалежність від води під час запліднення й найвищу життєздатність на суходолі.

Розв’язання проблемних питань і завдань із теми

Як зміна умов існування з водного на наземно-повітряне спричинила появу вищих рослин?

Перехід на суходіл вимагав пристосування до висихання та сили тяжіння, тому у вищих рослин з’явилися справжні тканини (покривні, механічні, провідні) та вегетативні органи (пагін, корінь), які забезпечили утримання тіла, добування води з ґрунту й захист клітин.

Як предки насінних рослин розв’язали проблему залежності статевого розмноження від води?

Вони сформували пилкове зерно та пилкову трубку, які доставляють чоловічі гамети до яйцеклітини всередині насінного зачатка по повітрю без участі водяного середовища.

Запитання і завдання

1. Доведіть, що еволюція є процесом адаптивних перетворень живої природи.

Еволюційні зміни завжди спрямовані на пристосування організмів до конкретних умов навколишнього середовища. Наприклад, вихід рослин на сушу спричинив формування коренів і судин для добування води, що допомогло їм вижити, успішно давати потомство й освоювати нові території.

2. Що заважало живим організмам опанувати суходіл? Чому це стало можливим?

Опануванню суходолу заважали смертоносна космічна радіація, згубний ультрафіолет та загроза швидкого зневоднення. Це стало можливим після того, як діяльність фотосинтезуючих ціанобактерій і водоростей збагатила атмосферу киснем, з якого утворився захисний озоновий шар.

3. Як спорові рослини пристосувалися до життя на суходолі?

Спорові рослини утворили покривні тканини з продихами для газообміну та захисту від висихання, провідні тканини для руху води й мінералів, а також механічні тканини для підтримання форми тіла в повітрі.

4. Чому один із найважливіших етапів в еволюції рослин — це поява насінних папоротей?

Поява насінних папоротей започаткувала насінний спосіб розмноження, при якому зародок захищений насінною шкіркою та забезпечений запасом поживних речовин, а запліднення перестало залежати від води.

5. Доведіть, що еволюція рослин пов’язана з еволюцією людини. Яким чином такі злаки, як пшениця і рис, вплинули на виникнення людських цивілізацій?

Еволюція рослин створила багату киснем атмосферу та рослинну біомасу, необхідні для виникнення й живлення людини. Окультурення злаків (пшениці, рису, кукурудзи) дало стабільне джерело їжі, що дозволило давнім племенам перейти від збиральництва до осілого землеробства й заклало основу для появи перших міст і людських цивілізацій.