Эволюция растений

Реферат. Эволюция растений

 

Содержание

 

 

 

Введение……………………………………………………………………

1. Эволюционные представления в древности…………………………..

2. Оценка теории Ламарка……………………………………………….

3. Основные положения теории Дарвина

и значение ее для науки.   ……………………………………………….

4. Доказательства эволюции……………………………………………

5. Эволюция растений…………………………………………………….

6. Эволюция цветка………………………………………………………

7. Основные ароморфозы в эволюции

растительного мира. ……………………………………………………… 
Заключение………………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

На протяжении тысячелетий людям казалось очевидным, что живая природа была создана такой, какой мы её знаем сейчас, и всегда оставалась неизменной. Но уже в глубокой древности высказывались догадки о постепенном изменении, развитии (эволюции) живой природы.

В работе рассматриваются теории эволюции Ламарка и Дарвина, причины и доказательства эволюции, а также эволюция растений.

 

 

 

 

 

 

1. Эволюционные представления в древности.

 

Идея развития живой природы — идея эволюции — прослеживается в трудах древних материалистов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Еще в начале 1 тысячелетия до н. э. в Индии существовали философские школы, которые отстаивали идеи развития материального мира (в том числе и органического) из «праматерии». В еще более древних текстах Аюр-вед утверждается, что человек произошел от обезьян, живших около 18 млн. лет назад (при переводе на современное летоисчисчеление на материке, объединявшем Индостан и юго-восточную Азию. Примерно 4 млн. лет назад предки современных людей, якобы, перешли к коллективному добыванию пищи, что дало им возможность делать запасы. Современный человек, по этим представлениям, появился немного менее 1 млн. лет назад. Конечно, это были лишь гениальные догадки, основанные на прекрасном знании анатомии человека и животных.

В Китае за 2 тыс. лет до н. э. проводилась селекция крупного рогатого скота, лошадей и декоративных растений. В конце 1 тысячелетия до н. э. там существовала классификация растений (косточковые, стручковые, сочные, стелющиеся, кустарники и т. п.). В это же время в Китае были распространены учения о возможности превращения одних живых существ в процессе эволюции в другие. Тесные связи стран Древнего мира сделали эти знания достоянием философов стран Средиземноморья, где они получили дальнейшее развитие. У Аристотеля (IV в. до н. э.) уже встречаемся стройная система взглядов о развитии живой природы, основанная на анализе общего плана строения высших животных, гомологии и корреляции органов. Фундаментальные произведения Аристотеля «О частях животных», «История животных», «О возникновении животных» оказали большое влияние на последующее развитие биологии.

Однако, несмотря на внешнюю близость древних и наших представлений, взгляды древних мыслителей носили характер отвлеченных умозрительных доктрин.

 

На смену Средневековью приходит эпоха Возрождения (XV—XVI вв.). С ее наступлением вновь получают распространение сочинения античных натуралистов. Книги Аристотеля и других античных авторов попадают в европейские страны из Северной Африки и Испании в переводах с арабского. В результате развития торговли и мореплавания быстро растут знания о многообразии органического мира, происходит инвентаризация флоры и фауны. В XVI в. появляются первые многотомные описания животного и растительного мира, блестящих успехов достигает анатомия, В XVII в. У. Гарвей создает учение о кровообращении, а Р. Гук, М.. Мальпиги и другие закладывают основы микроскопии и изучения клеточного строения организмов. Растущие естественнонаучные знания нуждались в систематизации и обобщении. Первый этап процесса систематизации биологических знаний завершается в XVIII в. работами великого шведского естествоиспытателя К. Линнея (1707—1778).

Идеи эволюции начинают все отчетливее прослеживаться в трудах натуралистов и философов. Еще Г. Лейбниц (1646—1716) провозгласил принцип градации живых существ и предсказал существование переходных форм между растениями и животными. Принцип градации в дальнейшем был развит в представлении о «лестнице существ», которая для одних стала выражением идеальной непрерывности в строении, а для других — доказательством превращения, эволюции живой природы. В 1749 г. начинает выходить многотомная «Естественная история» Ж. Бюффона, в которой он обосновывает гипотезу о прошлом развитии Земли. По его мнению, она охватывает 80—90 тыс. лет, но лишь в последние периоды на Земле появляются из неорганических веществ живые организмы: сначала растения, потом животные и человек. Ж. Бюффон видел доказательство единства происхождения в плане строения животных и объяснял сходство близких форм их происхождением от общих предков.

Идея эволюции заложена и в трудах энциклопедиста Д. Дидро (1713—1784): мелкие изменения всех существ и длительность времени существования Земли могут объяснить возникновение разнообразия органического мира. П. Мопертюи (1698—1759) высказывает гениальные догадки о корпускулярной природе наследственности, эволюционной роли уничтожения форм, не -приспособленных к существованию, значении изоляции в развитии новых форм. Дед Ч. Дарвина Э. Дарвин (1731 —1802) в поэтической форме утверждает принцип единства происхождения всех живых существ, указывает, что органический мир развивался миллионы лет. К. Линней в последние годы жизни также приходит к признанию эволюции, считая, что близкие виды внутри рода развились естественным путем, без участия божественной силы.

Во второй половине XVIII в. эпоха Просвещения доходит и до России: в той или иной форме эволюционные взгляды характерны для таких естествоиспытателей, как М. В. Ломоносов, К. Ф. Вольф, П. С. Паллас, А. Н. Радищев. М. В. Ломоносов в трактате «О слоях земных» (1763) писал — «...напрасно многие думают, что все как мы видим, сначала творцом создано...».

Характеризуя развитие эволюционной мысли в эту эпоху, можно сказать, что в это время происходит интенсивное накопление естественнонаучного материала. Наиболее прозорливые исследователи пытаются перейти от простого описания имеющегося в природе материала к объяснению возникновения разнообразных форм. В XVIII в. наблюдается все обостряющаяся борьба старых идей креационизма (как концепции сотворения мира) и новых — эволюционных идей.

 

 

 

 

 

 

 

2. Оценка теории Ламарка.

 

Выдающаяся заслуга Ламарка заключается в создании первого эволюционного учения. Он отверг идею постоянства видов, противопоставив ей представление об изменяемости видов. Его учение утверждало существование эволюции как исторического развития от простого к сложному. Впервые был поставлен вопрос о факторах эволюции. Ламарк совершенно правильно считал, что условия среды оказывают важное влияние на ход эволюционного процесса. Он был одним из первых, кто отметил чрезвычайную длительность развития жизни на Земле. Однако Ламарк допустил серьезные ошибки прежде всего в понимании факторов эволюционного процесса, выводя их из якобы присущего всему живому стремления к совершенству. Также неверно понимал причины возникновения приспособленности , прямо связывал их с влиянием окружающей среды. Это породило очень распространенные, но научно совершенно необоснованные представления о наследовании признаков, приобретаемых организмами под непосредственным воздействием среды.

   Эволюционное учение Ламарка  не было достаточно доказательным  и не получило широкого признания  среди его современников.

 

 

 

 

 

3. Основные положения теории Дарвина и значение ее для науки.  

 

Основные принципы эволюционного учения Дарвина сводятся к следующим положением:

1.Каждый вид способен к неограниченному  размножению.

2.Ограниченность жизненных ресурсов  препятствует реализации потенциальной  возможности беспредельного размножения. Большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.

   3.Гибель или успех в  борьбе за существование носят  избирательный характер. Организмы  одного вида отличаются друг  от друга совокупностью признаков. В природе преимущественно выживают  и оставляют потомство те особи, которые имеют наиболее удачное для данных условий сочетание признаков, т.е. лучше приспособлены.

Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал естественным отбором.

4. Под действием естественного отбора, происходящего в разных условиях, группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают различные приспособительные признаки. Группы особей приобретают настолько существенные отличия, что превращаются в новые виды.

 

Крупнейшие ученые в разных странах способствовали распространению эволюционной теории Дарвина, защищали ее от нападок и сами вносили вклад в ее дальнейшее развитие. Дарвинизм оказал сильнейшее влияние не только на биологию и естественные науки, но и на общечеловеческую культуру, способствуя развитию естественнонаучных взглядов на возникновение и развитие живой природы и самого человека.

 

 

 

 

 

  4. Доказательства эволюции.

 

1. Доказательства единства происхождения органического мира.

 

1. Все организмы, будь то вирусы, бактерии, растения, животные или

  грибы, имеют удивительно близкий  элементарный химический состав.

2. У всех у них особо важную роль в жизненных явлениях играют белки и нуклеиновые кислоты, которые построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов. Высокая степень сходства обнаруживается не только в строении биологических молекул, но и в способе их функционирования. Принципы генетического кодирования,  биосинтеза белков и нуклеиновых кислот едины для всего живого.

3. У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки.

4.Большинство организмов имеют  клеточное строение.

 

 

2.Эмбриологические доказательства  эволюции.

 

Отечественные и зарубежные ученные обнаружили и глубоко изучили сходства начальных стадий эмбрионального развития животных. Все многоклеточные животные проходят в ходе индивидуального развития стадии бластулы и гаструлы. С особой отчетливостью выступает сходство эмбрионального стадий в пределах отдельных типов или классов. Например, у всех наземных позвоночных, так же и у рыб, обнаруживается закладка жаберных дуг, хотя эти образования не имеют функционального значения у взрослых организмов. Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.

 

3.Морфологические доказательства  эволюции.

 

   Особую ценность для доказательства  единства происхождения органического  мира представляют формы, сочетающие  в себе признаки нескольких  крупных систематических единиц. Существование таких промежуточных форм  указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп. Наглядным примером этого может служить одноклеточный организм эвглена зеленая.   Она одновременно имеет признаки, типичные для растений и для простейших животных.

    Строение передних конечностей  некоторых позвоночных несмотря  на выполнение этими органами  совершенно разных функций, в  принципиальных чертах строение  сходны. Некоторые кости в скелете  конечностей могут отсутствовать, другие – срастаться, относительные размеры костей могут меняться, но их гомология совершенно очевидна. Гомологичными называются такие органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом.

     Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и являются для них лишними – это так называемые рудиментарные органы или рудименты. Наличие рудиментов, так же как и гомологичных органов, тоже свидетельство общности происхождения.

 

 

4. Палеонтологические доказательства эволюции.

 

Палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. В этом отношении интересна эволюция лошадей. Изменение климата на Земле  повлекло за собой изменение конечностей лошади. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменения формы черепа и усложнение строения зубов, возникновения свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.

   В результате изменения  внешних условий под влиянием естественного отбора произошло постепенное превращение мелких пятипалых всеядных животных в крупных травоядных. Богатейший палеонтологический материал – одно из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса, длящегося на нашей планете уже более 3 миллиардов лет.

 

 

5. Биогеографические доказательства эволюции.

 

  Ярким свидетельством происшедших  и происходящих эволюционных  изменений является распространение  животных и растений по поверхности  нашей планеты.  Сравнение животного  и растительного мира разных зон дает богатейший научный материал для доказательства эволюционного процесса. Фауна и флора Палеоарктической и Неоарктической областей имеют много общего. Это объясняется тем, что в пролом между названными областями существовал сухопутный мост – Берингов перешеек.  Другие области имеют мало общих черт.

   Таким образом, распределение  видов животных и растений  по поверхности планеты и их  группировка в биографические  зоны отражает процесс исторического  развития Земли и эволюции  живого.

 

6. Островные фауна и флора.

 

Для понимания эволюционного процесса интерес представляют флора и фауна островов. Состав их флоры и фауны полностью зависит от истории происхождения островов.

  Огромное количество разнообразных  биографических фактов указывает  на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связаны с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов.

 

 

 

 

 

5. Эволюция растений.

 

Растительные клетки покрыты жёсткой целлюлозной оболочкой, которая их защищает, но одновременно не даёт им перемещаться и получать пищу в процессе передвижения. Первый важный результат растительной деятельности - фотосинтез - создание органического вещества из углекислоты и воды при использовании солнечной энергии, улавливаемой хлорофилом. Продукт фотосинтеза - кислород в атмосфере. Растительные клетки совершенствовались в направлении использования фотосинтеза для накопления питательных веществ.  После выхода растений на сушу эволюция была связана с усилением компактности тела, развитием корневой системы, тканей, клеток, проводящей системы и т.д.

Переход от трахеид к сосудам обеспечивал приспособление к засушливым условиям. В наземных условиях оказались непригодными для размножения свободно плавающие половые клетки; здесь для целей размножения формируются разносимые ветром споры или семена. Постепенно происходит дифференциация тела на корень, стебель, лист. Дальнейшая эволюция шла по пути совершенствования семян.

 

 

 

 

 

6. Эволюция цветка

 

Появление покрытосеменных, или цветковых, растений представляет собой один из самых значительных этапов эволюции органической жизни на Земле. Покрытосеменные являются господствующей группой растений на нашей планете. Цветковые, указывает Козо-Полянский, имеют поистине неизмеримое значение в природе - значение посредника между веществами и существами, между природой минеральной и органической. Не будь этого посредничества, и животная жизнь не могла бы развернуться в ту грандиозную картину, которую мы видим.

Победа цветковых была переломным этапом, революцией в судьбах всего живого населения Земли. Поэтому середина мелового периода - время массового появления покрытосеменных на Земле - справедливо оценивается многими исследователями, как начало новой эры в жизни нашей планеты. Ввиду исключительной, ни с чем не сравнимой значимости цветковых вопрос об их происхождении является центральным в филогении растений. Он окружен «ужасной тайной», по ставшему крылатым выражению Дарвина из его письма Гуккеру.

Особенно бурной оказалась дискуссия в области представлений о цветке покрытосеменных, его природе и происхождении в процессе эволюции.

Взгляды исследователей на объем понятия «цветок» были очень различны. Термин «цветковые растения» в свое время был предложен Александром Брауном, объединившим под этим названием и голосеменные и покрытосеменные растения, и соответственно оценивавшим цветок как репродуктивный орган тех и других. Эту трактовку также поддерживал Веттинтейн и некоторые другие ботаники.

Применялось понятие цветка и в более широком смысле. Галлир, например, указывал на сгруппированность фертильных вай некоторых папоротников и усматривал в таком строении прообраз цветка. Энглер считал возможным говорить о цветке у папоротников в тех случаях, когда их фертильные вайи оказываются сгруппированными. Энглер находил, что цветками обладают хвощи, плауны и все голосеменные. Гебель полагал, что цветок, т.е., по его определению, укороченный побег со спорофиллами, был уже у папоротникообразных.

Но Арбер и Паркин предложили ограничить понятие «цветковые растения» только покрытосеменными, характеризуя их как «истинно цветковые растения», и цветком называть только присущий им репродуктивный орган. В настоящее время общепринято употребление понятия «цветковые» как синоним понятия «покрытосеменные».

Сходство цветка со стробилами хвощей и плаунов и со спорофиллами папоротников является чисто внешним, т.к. в цветке совмещены оба - половое и бесполое - поколения. Т.о. женский гаметофит гомолог зародышевого мешка, а мужской гаметофит - пыльцевого зерна, содержащего вегетативную и генеративную клетку. То, что принимается за цветок у папоротников, хвощей и плаунов, как известно, представляет собой орган бесполого размножения, развивающийся на спорофите. Намного ближе по своей сути цветок покрытосеменных к стробилам голосеменных, но и здесь есть значительные отличия. Он очень сильно специализирован благодаря далеко зашедшим эволюционным процессам. Истинная природа органов цветка с трудом распознается и нередко вызывает различные толкования.

 

 

 

 

7. Основные ароморфозы в эволюции растительного мира.  
 
     1. Ароморфозы — эволюционные изменения, способствуют общему подъему организации и повышению интенсивности жизнедеятельности организмов, освоению новых сред обитания, выживанию в борьбе за существование. Ароморфоз — основа повышения выживаемости организмов, увеличения численности популяций, расширения их ареала, образования новых популяций, видов.

2. Возникновение в клетках хлоропластов  с хлорофиллом, фотосинтеза —  важный ароморфоз в эволюции  органического мира, обеспечивший  все живое пищей и энергией, кислородом.

3. Появление от одноклеточных  многоклеточных водорослей —  ароморфоз, способствующий увеличению  размеров организмов. Ароморфные  изменения — причина появления  от водорослей более сложных  растений — псилофитов. Их тело  состояло из различных тканей, ветвящегося стебля, ризоидов (выростов от нижней части стебля, укрепляющих растение в почве).

4. Дальнейшее усложнение растений  в процессе эволюции: появление  корней, листьев, развитого стебля, тканей, позволивших им освоить  сушу (папоротники, хвощи, плауны).

5. Ароморфозы, способствующие усложнению  растений в процессе эволюции: возникновение семени, цветка и  плода (переход семенных растений  от размножения спорами к размножению  семенами). Спора — одна специализированная  клетка, семя — зачаток нового растения с запасом питательных веществ. Преимущества размножения растений семенами — уменьшение зависимости процесса размножения от окружающих условий и повышение выживаемости.

6. Причина ароморфозов — наследственная  изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

Ламарк успешно для своего времени разработал проблему изменчивости видов под влиянием естественных причин, показал значение времени и условий внешней среды в эволюции, которую рассматривал как проявление общего закона развития природы.

Дарвин обратил внимание на чрезвычайно сложные взаимоотношения между организмом и окружающей средой, на разные формы зависимости растений и животных от условий жизни, на их приспособление к неблагоприятным условиям. Такие сложные и разнообразные, многогранные формы зависимости организмов от условий окружающей среды и от других живых существ он назвал борьбой за существование, или борьбой за жизнь.

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Даддингтон К. Эволюционная ботаника. Изд.«Мир», Москва, 1986.

 Найдыш В.М. Концепция современного естествознания. «Гардарики»., Москва, 1999.

Мейен С.В. Эволюция и систематика высших растений по данным палеоботаники. Москва «Наука», 1980.

Тахтаджан А.Л. Происхождение и расселение цветковых растений. Л.: Наука, 1970.