Актуальные проблемы структурной эволюции растений

Высшие растения

Определение, происхождение и предполагаемые предки

Выход растений на сушу

Могли переносить иссушение (покровная ткань, кутикула, паренхиматозное строение)
Могли

грибы

растения

животные

протисты

бактерии

Высшие растения – не таксономическая группа

Царство растений

Царство протистов:гетероконты

Царство животных

Царство грибов

Царство протистов:альвеоляты

Царство протистов: эвгленовые

Царство

Zygnema

Chlorokybus

Ulva

Отд. Chlorophyta, зеленые водоросли Хлорофиллы а, b. Предположительно хлоропласты - результат

Coleochaete

Nitella
Charales

Chara

Вероятные предки высших растений - класс Charophyceae (отд. Charophyta).

Харовые водоросли. Признаки, общие с высшими растениями.

Образуют фрагмопласт в процессе цитокинеза.

Формирование клеточной стенки в ходе цитокинеза.
Фрагмопласт.

Харовые водоросли. Признаки, общие с высшими растениями.

Образуют фрагмопласт в процессе цитокинеза.

Формирование первичной оболочки

Харовые водоросли. Признаки, общие с высшими растениями.

Образуют фрагмопласт в процессе цитокинеза.

Coleochaete

Nitella
Charales

Chara

Вероятные предки высших растений - класс Charophyceae (отд. Charophyta).

Таллом Chara - гаметофит

многоклеточные гаметангии, оогамный половой процесс, гаплофазный жизненный цикл

Отделы высших растений

I.  Отдел RHYNIOPHYTA (РИНИОФИТЫ, ПСИЛОФИТЫ)
II.  Отдел BRYOPHYTA (Marchantiophyta, Anthocerophya, Bryophyta)

Признаки высших растений

Признаки высших растений

1. Гаплодиплофазный жизненный цикл

Происхождение гаплодиплофазного жизненного цикла со спорической редукцией

Гипотеза 1. Интерполяция диплоидной фазы на основе гаплофазного жизненного цикла с

Гипотеза 1. Интерполяция диплоидной фазы на основе гаплофазного жизненного цикла с

Гипотеза 2. Трансформация на основе гаплодиплофазного жизненного цикла с чередованием изоморфных

Гипотеза 2. Трансформация на основе гаплодиплофазного жизненного цикла с чередованием изоморфных

2. Строение репродуктивных органов. Многоклеточные гаметангии.

Признаки высших растений

3. Строение репродуктивных органов. Многоклеточные спорангии.

Признаки высших растений

Эв (эу) спорангий

Лептоспорангий

Признаки высших растений

4. Фаза зародыща в онтогенезе. EMBRYOPHYTA

Признаки высших растений

5. Открытый рост. Наличие потенциально бессмертных образовательных тканей -

Признаки высших растений

6. Тело разделено на органы. CORMOPHYTA (THALLOPHYTA)

Наиболее распространенная точка

Системы тканей.

Образовательные ткани
2. Проводящие
3. Покровные
4. Ассимиляционные (фотосинтезирующие)
5.

7а. Проводящие ткани. TRACHEOPHYTA. VASCULAR PLANTS. СОСУДИСТЫЕ РАСТЕНИЯ. Непрерывная сеть внутри

Проводящие ткани. Значение для эволюционной морфологии. Лучше других тканей сохраняются у

Отдел Lycopodiophyta

Эволюция вегетативных органов высших растений

Эволюция метамерии и полярности вегетативного тела

Семенные растения:
-биполярный спорофит;
-фитомер включает лист

Нет общепринятого мнения относительно происхождения и эволюционных гомологий листьев у высших

Внешний облик растения определяется ветвлением и нарастанием. Способ образования почек =

Понятие о стеле.

Тип стелы характеризует таксоны на уровне отдела или класса.

Гаплостела Риниевые

Актиностела Псилотовые, плауны

Плектостела Плауны

Диктиостела Папоротники

Эвстела Голосеменные, Двудольные

Атактостела Однодольные

Возникновение вторичного роста.

Неоднократное и независимое возникновение камбия у представителей всех отделов

Французский ботаник
О. Линье (1902) на основании данных сравнительной морфологии нынеживущих

Какая фаза доминировала в жизненном цикле первых наземных растений?

Гаметофит Anthoceros sp. (мохообразные).
Достоверные остатки 425-375 млн лет.
Споры и новейшие открытия

В 1859 году канадский геолог Джеймс Досон в девонских отложениях на

1917 г

Rhynie Chert
thin section

Роберт Кидстон и Ланг с 1917 по1921 опубликовали пять работ, получивших

ОТДЕЛ Rhyniophyta

Возникновение в Силуре (430-415 млн лет назад). Вымерли в девоне

Rhynia gwin-vaughanii

Rhynia gwynne-vaughanii
Edwards 1986

Aglaophyton major

Rhynia major

Eggert 1974

Horneophyton

Спорофит Horneophyton спорангий сходен со спорангием мохообразных

Aglaophyton major

СПОРАНГИЙ

Каким был гаметофит риниевых?

Развитие и строение гаметофита Lyonophyton

Thomas N. Taylor et al. PNAS

Гаметофит Aglaophyton major (Lyonophyton rhyniensis)

Реконструкция гаметофита

Жизненный цикл Aglaophyton major/ Lyonophyton rhyniensis с диморфными гаметофитами.

Thomas N.

Микориза позволила риниевым освоить сушу?

Paul Kenrick, and Christine Strullu-Derrien Plant Physiol.

Glomites rhyniensis (Glomeromycota) в клетках Aglaophyton major

Lycopodium

Aglaophyton
(Devonian)

Anthoceros

Устьица

Гаплостела с центрархной протоксилемой

ИСХОДНЫЙ ТИП АМП
Симплексаная АМП Риниевых
По: Kidston and

Rhynia gwynne-vaughanii
Edwards 1986

Стела риниевых и закономерности ее формирования

Гаплостела с центрархной протоксилемой

Осознание искусственности отд. Rhyniophyta

Концепция Protracheophyta («предсосудистых» растений). Спорофиты с ветвящимися теломами,

Cooksonia - древнейший из известных спорофитов высших растений (414-408 млн лет)

Aglaophyton major

Rhynia major

гидроиды

Rhyniophytes
Дихотомическое ветвление с изодихоподиальным нарастанием
Спорангии на концах теломов (терминальные)

Steganotheca

Uskiella

Celatheca beckii

Psilophyton

Trimerophytes
Анизодихоподиальное нарастание при дихотомическом ветвлении
Хорошо выражена главная ось

Psilophyton princeps

Psilophyton princeps

Экзархная протоксилема

Psilophyton dawsonii

Psilophyton cernutum

Hsua robusta

Pertica

Zosterophyllophytes
Анизодихоподиальное нарастание. Спорангии на “боковых” веточках, собраны группами.

Экзархная протоксилема

Deheubarthia splendens

Barinophyton citrulliforme

Nothia aphylla

Gumuia zizzata

Предшественники корней у Риниевых

Paul Kenrick, and Christine Strullu-Derrien Plant Physiol. 2014;166:570-580

©2014

Paul Kenrick, and Christine Strullu-Derrien Plant Physiol. 2014;166:570-580

©2014 by American Society

Ландшафт среднего раннего Девона. Раннедевонские ( 408 - 387 млн лет

ОТДЕЛ RHYNIOPHYTA

Преобладание спорофита в жизненном цикле
Спорофиты ветвящиеся
Верхушечный рост
Верхушечное (= дихотомическое)