ГДЗ: Параграф § 24 / Биология 11 класс

Растения играли ключевую роль в эволюции, поскольку они являются автотрофами (продуцентами), способными создавать органические вещества из неорганических с помощью фотосинтеза (\( 6 \text{CO}_2 + 6 \text{H}_2\text{O} \to \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6 \text{O}_2 \)).

• Образование органики: Они сформировали первичную биомассу, которая стала основой питания для всех гетеротрофных организмов (животных, грибов, большинства бактерий).
• Накопление кислорода: В результате фотосинтеза произошло значительное накопление кислорода в атмосфере. Это привело к формированию озонового экрана, который защитил сушу от ультрафиолета и сделал возможным выход организмов на сушу.
• Пример: Если бы в атмосфере не накопился кислород и не образовался озоновый экран, сухопутная жизнь была бы невозможна.

Ароморфозы (крупные изменения):

• Появление хлорофилла и способности к фотосинтезу.
• Возникновение многоклеточности, что позволило достигать больших размеров (например, бурая водоросль макроцистис).

Идиоадаптации (частные приспособления):

• Развитие разнообразных пигментов (фикобилины у красных, фукоксантин у бурых), которые позволяют им поглощать свет на разных глубинах (например, красные водоросли, обитающие в глубинах).
• Приспособление к жизни на влажной почве, на коре деревьев, что демонстрируют некоторые виды зеленых водорослей.

Предпосылки и условия:

• Накопление в атмосфере молекулярного кислорода в результате фотосинтетической деятельности.
• Образование озонового экрана, защищающего от жесткого ультрафиолетового излучения.
• Дифференциация клеток водорослей.

Первые наземные растения:

• Назывались риниофиты.
• Их тело не имело четкого разделения на корни, стебли и листья. Было примитивное деление на надземную часть и ризоидоподобные выросты.
• В их стеблях уже начиналось формирование покровной и проводящей тканей.

Ключевые ароморфозы папоротникообразных, обеспечившие их успешное освоение суши:

• Появление настоящих корней, стеблей и листьев (вайи) с развитием проводящей системы (сосудистых пучков), что обеспечило эффективный транспорт воды и питательных веществ.
• Резкое преобладание спорофита (\( 2n \)) в жизненном цикле. Спорофит стал крупным, самостоятельным растением, в то время как гаметофит сильно редуцировался.
• Развитие покровных и механических тканей, обеспечивающих защиту от высыхания и опорную функцию.

В тексте учебника нет указаний на то, что развитие семян является тупиковой ветвью. Напротив, появление семян (у голосеменных и покрытосеменных) является одним из самых крупных ароморфозов, которые обеспечили семенным растениям господствующее положение в растительном покрове Земли.

• Семя является более совершенным способом размножения и расселения, чем споры.
• Эволюция семенных растений (особенно покрытосеменных) привела к максимальной адаптации к жизни в разнообразных условиях суши.

Главное преимущество семенного размножения перед споровым:

• Защита и питание зародыша: Семя, в отличие от споры, содержит уже сформировавшийся зародыш и запас питательных веществ (эндосперм), заключенные в плотную семенную кожуру. Это значительно повышает выживаемость зародыша в неблагоприятных условиях и обеспечивает успешное прорастание.
• Независимость от воды: Оплодотворение у семенных растений происходит внутри семязачатка (внутреннее оплодотворение), что полностью исключает зависимость полового процесса от наличия внешней воды (в отличие от мхов и папоротникообразных, гаметы которых нуждаются в воде для передвижения).
• Распространение: Семена и плоды приспособлены к разнообразным способам распространения (ветром, животными, водой), что обеспечивает более широкое расселение вида.

Ароморфозы, связанные с семенем:

• Появление семени как многоклеточного органа размножения, защищающего и питающего зародыш.
• Переход к внутреннему оплодотворению и редукция гаметофита.

Ароморфозы покрытосеменных (цветковых):

• Появление цветка – специализированного генеративного органа, приспособленного к перекрестному опылению.
• Формирование плода, который защищает семена и способствует их распространению.

Идиоадаптации:

• Развитие приспособлений цветка к различным способам опыления (насекомыми, ветром, птицами).
• Развитие приспособлений семян и плодов к различным способам распространения.
• Формирование разнообразных жизненных форм (деревья, кустарники, травы) и приспособление к сезонным изменениям климата.

Растения – основа жизни: Растения (автотрофы) являются первичными продуцентами. Они преобразуют солнечную энергию в химическую энергию органических веществ в процессе фотосинтеза, используя неорганические компоненты (\( \text{CO}_2 \) и \( \text{H}_2\text{O} \)).

• Энергетическая база: Созданные растениями органические вещества служат источником энергии и строительным материалом для всех гетеротрофов (животных, грибов). Без растений не было бы пищи для остальных организмов.
• Кислород и озон: Побочным продуктом фотосинтеза является кислород. Накопление кислорода в атмосфере сделало возможным аэробное дыхание, а образование озонового слоя (\( \text{O}_3 \)) защитило организмы от губительного ультрафиолета, что стало решающим условием для выхода жизни на сушу.
• Пример: Если бы не древние цианобактерии и водоросли, на Земле не сформировалась бы кислородная атмосфера, и сложная многоклеточная жизнь, в том числе животные, не могла бы развиваться.

Ароморфозы водорослей:

• Появление фотосинтеза и хлорофилла.
• Переход от одноклеточности к многоклеточности (например, ламинария, ульва).

Идиоадаптации водорослей:

• Формирование различных вспомогательных пигментов (фикобилины, фукоксантин) для улавливания света на разных глубинах: красные водоросли обитают глубже всех.
• Развитие приспособлений для прикрепления ко дну или к субстрату (ризоиды или подошвы).
• Приспособление некоторых видов к жизни вне водной среды (на коре деревьев, во влажной почве).

Предпосылки выхода на сушу:

• Формирование озонового экрана из-за накопления кислорода.
• Накопление органических веществ и формирование почвы.
• Дифференциация клеток водорослей.

Первые наземные растения:

• Назывались риниофиты.
• Имели примитивное строение: не было разделения на настоящие органы (корни, стебли, листья), но были ветвящиеся стебли и ризоиды.
• Имели покровную и проводящую ткани.

Ароморфозы папоротникообразных:

• Развитие настоящих органов: корней, стеблей, листьев (вайи).
• Развитие проводящих сосудистых тканей, обеспечивших эффективный транспорт воды и питательных веществ, что позволило достигать крупных размеров (древовидные папоротники).
• Резкое преобладание спорофита (\( 2n \)) в жизненном цикле как самостоятельного, доминирующего растения.

Преобладание диплоидного поколения (спорофита) (\( 2n \)) над гаплоидным (гаметофитом) (\( n \)) является прогрессивным направлением, поскольку:

• Маскировка мутаций: Диплоидный набор хромосом позволяет маскировать рецессивные, потенциально вредные мутации, которые могут быть сразу проявлены в гаплоидном организме. Это повышает жизнеспособность и устойчивость организма.
• Разнообразие: Спорофит производит споры путем мейоза, обеспечивая большое генетическое разнообразие, необходимое для адаптации и эволюции.
• Самостоятельность: У высших растений спорофит становится крупным, самостоятельным организмом со сложным строением, что позволило растениям освоить сушу и ее разнообразные условия.

Преимущества семян:

• Защита зародыша: Семя содержит зародыш и запас питательных веществ (эндосперм) под защитой плотной кожуры, что обеспечивает его высокую выживаемость и успешное прорастание. Споры не имеют такого запаса и защиты.
• Независимость от воды: У семенных растений (голосеменных, покрытосеменных) оплодотворение внутреннее и не требует внешней воды для переноса гамет. Споровые растения (мхи, папоротники) зависят от воды.

Примеры:

• Споровые растения: Мох сфагнум, папоротник орляк, плаун булавовидный.
• Семенные растения: Ель канадская (голосеменное), вишня обыкновенная (покрытосеменное).

Ароморфозы семенных растений:

• Семя: Переход к размножению семенами (как к многоклеточному органу), содержащими защищенный зародыш и запас питания.
• Внутреннее оплодотворение: Полная утрата зависимости полового процесса от воды.
• Цветок и плод (у покрытосеменных): Появление цветка для оптимизации опыления и плода для защиты и эффективного распространения семян.

Идиоадаптации семенных растений:

• Разнообразие способов опыления (насекомыми, ветром и др.) и распространения семян и плодов (например, колючки для прикрепления к животным, крылатки для полета).
• Широкий спектр жизненных форм (деревья, кустарники, травы) и приспособленность к сезонным изменениям климата.