PLANTERNAS UTVECKLING: URSPRUNGSMODERNA VÄXTER - BIOLOGI - 2025

Den utveckling av växter möjligen började med en sötvattens grupp som påminner om dagens gröna alger och från detta alla aktuella grupper har sitt ursprung: mossor, klubb mossor, horsetails, ormbunkar, gymnospermer och angiospermer.

Växter kännetecknas av att vara en väldigt varierad grupp och med en anmärkningsvärd plasticitet. Ur evolutionsbiologisk synvinkel tillåter de studier av en viktig serie av mekanismer och unika händelser, till exempel, speciering med polyploidi i angiospermer.

Källa: Av Maulucioni, från Wikimedia Commons

Under denna evolutionära process som gav upphov till denna monofyletiska grupp dök innovationer ut, såsom cellväggen som huvudsakligen består av cellulosa - en polymer som består av upprepande glukosenheter.

Den monofyletiska betraktningen av växter innebär den inledande inkorporeringen av cyanobakterier, vilket gav upphov till olika plastider (inklusive kloroplaster, relaterade till den fotosyntetiska processen) genom endosymbiotiska händelser. Denna händelse inträffade i den gemensamma förfäder till denna släkt.

Multicellularitet (organismer med mer än en cell) och spridning av det apikala meristemet, en typ av asymmetrisk celldelning och zygotisk retention, dök också upp. Den mest slående innovationen av växterna var dock att kolonisera den markbundna miljön.

Nedan beskriver vi några allmänna aspekter av växternas utveckling och sedan kommer vi att fördjupa ursprunget för varje grupp.

Evolutionära mekanismer

De evolutionära mekanismerna som är involverade i växternas ursprung är samma som skapade förändringar i andra levande grupper: naturligt urval och genetisk eller genetisk drift.

Darwinian naturliga urval är en mekanism för evolution som består av individernas differentiella reproduktionsframgång. När växterna hade en viss ärftlig egenskap (det vill säga som överförts från föräldrar till barn) och denna egenskap tillät dem att lämna fler ättlingar ökade denna morf i befolkningen.

Den andra mekanismen är gendrift, som består av slumpmässig eller stokastisk variation av allelfrekvenser.

På samma sätt spelade samevolutionära processer med djur en grundläggande roll. Som pollinering och utsädesspridning i angiospermer.

Utveckling av växtkroppsplaner

Förändringen i planternas kroppsplaner är relaterad till grundläggande variationer som inträffade i sporofyt- och gametofytfaserna. De genomförda studierna tyder på att haploiden fas tidigare var mer komplex.

Denna trend genomgick emellertid en reversering: gametofyten började vara den mest iögonfallande fasen. Detta fenomen ökade den morfologiska mångfalden drastiskt från Devonian.

Geologiska perioder för varje grupps utseende

Den fossila posten ger oss en otrolig källa till information om utvecklingen av alla levande organismer, även om den inte är perfekt och inte är fullständig.

Bryofyter, mycket enkla organismer som saknar kärlvävnader, har varit kända sedan ordovicern.

De äldsta skikten består av mycket enkla strukturer av vaskulära växter. Senare, i Devonian och Carboniferous, inträffade en enorm spridning av ormbunkar, klubbmossor, hästsvans och progymnospermer.

I Devonian dök de första fröplantorna upp. Således bestod den mesozoiska floran huvudsakligen av individer som påminde om gymnospermer. Slutligen, angiosperms visas i krita.

Utveckling av alger

Alger är den mest primitiva gruppen. För dem motsvarar ursprunget till den första fotosyntetiska cellen på grund av en endosymbioshändelse: en cell intog en bakterie med fotosyntetisk kapacitet.

Detta har varit en ganska accepterad förklaring till utvecklingen av kloroplaster, och det gäller även mitokondrier.

Evolution av bryofyter

Bryofyter tros vara de första organismerna som avviker från alger. De motsvarar den första gruppen markväxter. Dess huvudsakliga egenskaper är bristen på ett rotsystem och ett kärlsystem som består av xylem och floem.

Bryophytes dominerade förhistoriska miljöer under de första 100 miljoner åren från växternas ursprung.

Utveckling av kärlfröväxter

Vaskulära fröfria växter

Kärlväxter började diversifiera under kolperioden, speciellt till fröfria kärlväxter.

Liksom bryofyter behöver simningspelet från utsäde växter vatten för att båda könscellerna ska möta. Av denna anledning antas att de första formerna av kärlväxter var begränsade till fuktiga miljöer som gynnade reproduktionen.

Fossiler och förfäder till kärlväxter går tillbaka till 420 miljoner år. Organismerna kännetecknades av en grenad sporofyt, oberoende av den gametofytiska fasen för deras tillväxt och utveckling. Dessa förgreningar kompenserade för deras lilla storlek - de överskred sällan femtio centimeter.

Detta arrangemang underlättade produktionen av sporer och ökade således sannolikheten för överlevnad och reproduktion.

Den mest primitiva gruppen av kärlväxter är de moderna arter av lykofyter (klubbmossor, selaginella och ormbunkar eller isoetter). Lykofyterna utvecklades i träsk och liknande terrängen, tills de jätteformerna utrotades och de små vi observerar idag.

Björnen har strålat sedan de härstammade i Devonian, tillsammans med sina släktingar hårsvansarna och penslarna.

Betydelsen av vaskulär vävnad och rötter

Kärlväxter - som deras namn antyder - har kärlvävnad, som är uppdelad i floem och xylem. Dessa strukturer ansvarar för ledning av salter och näringsämnen i hela växtkroppen.

Förvärvet av en lignifierad vävnad tillät växterna att öka i storlek jämfört med bryofyter. Dessa stjälkar förhindrade tippning och tappning och kunde transportera näringsämnen och vatten till betydande höjder.

Rötter tillåter å andra sidan växter att förankra sig på jordytan, vilket gör att de kan absorbera vatten och näringsämnen. Rötterna spelar också en grundläggande roll för att låta växten nå en större storlek. Rotsystemet som observeras i fossilerna är ganska likt det nuvarande.

Ursprunget på rötter är fortfarande oklart i utvecklingshistorien. Det är inte känt om de förekom i en enda händelse i förfäderna till alla kärlväxter, eller i flera händelser - det som kallas konvergent evolution.

Utveckling av kärlfröväxter

I kolväten grenas växter in i två stora grupper av frönplantor: gymnospermer och angiospermer.

Utveckling av gymnospermer

Till en början påminde plantorna om en ormbunke. Gymnospermer är växter utan blommor, som alla strålade i ett mycket likt mönster. De vanligaste idag är tallar och cypresser. Några av de äldsta exemplen inkluderar ginkgos, cykader och gnetales.

Utveckling av blommande växter: angiosperm

Blommande växter, eller angiospermer, är en växtgrupp som utgör de flesta växter som finns på planeten jorden. Idag distribueras de överallt och inkluderar former lika varierande som träd, buskar, gräsmattor, vete- och majsfält och alla vanliga växter som vi ser med blommor.

För evolutionsbiologiens far, Charles Darwin, representerade det plötsliga uppträdandet av denna grupp en gåtfull händelse som sträckte sig över en enorm distribution.

I dag anses gruppen som gav upphov till angiospermerna vara en grupp av primitiva gymnospermer - en buskliknande organism. Även om det inte finns någon specifik kandidat misstänks vissa livsformer med mellanliggande egenskaper mellan de två grupperna från Mesozoic och Paleozoic.

Historiskt accepterades denna omvandling, eftersom det är lätt att föreställa sig omvandlingen av strukturer som kan transportera ägglossningar (typiska för gymnospermer) till karpeller. Nyligen är det inte längre vanligt att aktivt söka efter dessa former av övergång.

De första fossilerna av angiospermer (och andra spår som pollenkorn) går tillbaka mer än 125 miljoner år.

Blomman

Den mest relevanta innovationen av angiosperms är den blommiga strukturen. Det spekuleras i att de primitiva blommorna hade morfologin av en nuvarande magnolia, bestående av många karpeller, stamens och bitar av perianth.

När det gäller visuella och luktande stimuli representerar blomman ett attraktivt organ för pollinerare. Dessa kan vara ryggradsdjur (som fåglar och fladdermöss) eller ryggradslösa djur (som bin, getingar eller flugor). Att pollineras representerar en uppenbar fördel för anläggningen: den sprider pollen mycket bättre än vinden.

Pollinering var en utvald händelse, eftersom ju fler djur besökte växterna, så gjorde fröproduktionen också. Således gav varje förändring som hade positivt ökat besök direkt en stor selektiv fördel för individen.

Blommande växter som genom en viss slumpmutation började utsöndra ett näringsämne som lockade en pollinator hade till exempel en selektiv fördel gentemot sina kamrater som saknade denna egenskap.

Dessutom representerar frukten också en belöning som är rik på energi till det djur som konsumerar den. Efter matsmältningen avföljer djuret och sprider därmed frön. Till exempel spelar många fåglar och fruktfladdermössor en oumbärlig roll som fröspridare i skogar.

referenser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: vetenskap och natur. Pearson Education.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Inbjudan till biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Växtbiologi (vol. 2). Jag vänt.
6. Rodríguez, EV (2001). Fysiologi för produktion av tropiska grödor. Redaktionellt universitet i Costa Rica.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Växtfysiologi. Jaume I. universitet