Основные этапы эволюции растений

Происхождение и эволюцию царства растений нужно рассматривать в связи с историей развития Земли, которую принято изображать в виде следовавших одна за другой шести геологических эр. Это катархеозойская, археозойская, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры. Их, в свою очередь, делят на геологические периоды. Каждая из эр имеет определенные осадочные породы, в которых находят окаменелые остатки и отпечатки растений. Изучение последних позволило установить общую картину эволюции органического мира, а иногда и воспроизвести (реставрировать) особенности строения вымерших растений.
В катархеозойскую эру (более 4,5 млрд. лет назад) в Мировом океане развивались физико-химические процессы, создавшие условия (субстрат и материал) для возникновения жизни.
Считают, что жизнь на нашей планете возникла в Мировом океане в археозойскую эру (2,7—4,5 млрд. лет назад). Более точно установить, когда появились первые растительные организмы, пока не удалось. Остатки древнейших растений из-за простоты их студенистого плазматического тела не дошли до нас в окаменелом состоянии, они бесследно исчезли. Но продукты их жизнедеятельности в виде разнообразных пород бактериального и водорослевого происхождения, а также остатки аминокислот, которые входили в состав белковых тел первичных организмов, сохранились. Это были примитивные формы жизни — предклеточные, одноклеточные предъядерные, одноклеточные ядерные и колониальные .
Развитие жизни на Земле шло очень медленно, особенно в археозойскую и протерозойскую эры, составляющие более половины всего геологического летоисчисления. Так, по данным палеонтологов, только в протерозойскую эру (570—2700 млн. лет назад) определились две основные линии эволюции живой природы, различающиеся по способу питания: автотрофные (царство растений) и гетеротрофные (царство животных) организмы. В эту же эру наряду с широким развитием одноклеточных и колониальных сине-зеленых водорослей появляются красные и зеленые водоросли , новые группы бактерий, например железобактерии.
Важнейшие события в истории развития царства растений произошли в силурийском и девонском периодах палеозойской эры (230—570 млн. лет назад). В силурийском периоде (405—440 млн. лет назад) появились риниовидные — первые сухопутные растения . Это были еще небольшие (15—20 см в высоту) растения. Они нередко покрывали сушу сплошным ковром. Возможно, что в это время уже существовали грибы, мхи, лишайники. В девонском периоде (360—405 млн. лет назад) произошло массовое расселение высших споровых. Они достигли больших размеров. Чередование фаз в жизненном цикле (гаметофит и спорофит), установившееся тогда у многих-растений, оказалось очень полезным для них, так как позволило часть жизни проводить в воде (гаметофит), а другую часть — на суше (спорофит). Сухопутный образ жизни у спорофита способствовал развитию надземной части, образовались проводящие пучки. Важнейшим стимулом эволюции растений на суше послужила возможность естественной гибридизации. В карбоновом периоде (285—360 млн. лет назад) сформировались семенные папоротники и представители хвощевидных — каламиты, появились близкие к хвойным кордаиты, достигавшие 30 м высоты. Всюду, где была илистая, пропитанная водой почва, эти деревья формировали леса. Немало их было по берегам лагун. Подмытые водой, особенно во время разливов, деревья падали, покрывались наносами. Огромные скопления их подвергались разложению без доступа воздуха и превращались в залежи каменного угля. В карбоновом периоде риниовидные исчезли. В это отдаленное время суша Земли в световом и тепловом отношении была однотипной, так как относительно небольшая поверхность ее омывалась безбрежной теплой акваторией и многократно пересекалась широкими полноводными реками и заболоченными пространствами. На поверхность суши эффективно действовало также внутреннее тепло Земли. Кроме того, атмосфера была до предела насыщена влагой, тучи непроницаемым слоем окутывали Землю. Все это способствовало выравниванию климата в приполярных участках континентов. В пермском периоде (230—285 млн. лет назад) большинство семенных папоротников, древовидных плауновидных и кордаитов вымерло, плауновидные и хвощевидные начали исчезать, зато началось развитие новых видов голосеменных, в том числе саговниковых, предков современных араукариевых и других хвойных и гинкговых. В конце пермского периода господствовали голосеменные.
В триасовый (195—230 млн. лет назад) и в основном в юрский (137—195 млн. лет назад) периоды мезозойской эры (67—230 млн. лет назад) флора голосеменных значительно обогатилась. Леса юрского периода состояли из саговниковых, гинкговых, араукариевых. В изобилии развивались мхи, появились кэйтониевые, которые имели гомологи настоящих плодолистиков и ягодовидные плоды. В меловом периоде (67—137 млн. лет назад) началось развитие покрытосеменных. Появление их было важным поворотным этапом в истории растительного и животного царств. Древесные покрытосеменные — магнолия, лавр, платан, эвкалипт, фикус, тополь, ива, бук, виноград и другие — завоевывали большие пространства на Земле. Тогда же распространились и древовидные однодольные — пальмы. Из травянистых растений в результате приспособления к новым условиям выделились водяные формы.
В кайнозойскую эру (0—67 млн. лет назад) покрытосеменные достигли мощного развития. Два первых периода этой эры — палеогеновый (67—25 млн. лет назад) и неогеновый (25—0,7 млн. лет назад) отличались теплым климатом. Уже тогда ландшафт поверхности Земли напоминал современный. Появились лиственные леса. Среди древесных пород распространились хлебное дерево, инжир, мирт, дуб, клен, ясень, грецкий орех и др. Хвойные имели важнейшее значение в образовании чистых и смешанных лесов (с примесью лиственных пород). Сформировалась богатая травянистая флора. В следующий — четвертичный (современный) период, насчитывающий около 0,7 млн. лет, произошло резкое изменение климата Земли в сторону понижения температуры и увеличения количества осадков. Это привело к колоссальному накоплению льдов в высоких широтах, в частности в Северном полушарии. Эта громада льдов двигалась к югу. Началась ледниковая эпоха. Во время наибольшего оледенения ледники доходили до центральной части Европы. На территории, занимаемой теперь Украиной, они по Днепру спускались к нынешним Днепропетровской и Житомирской областям. Появились холодостойкие растения. Конец неогенового периода связан с появлением и развитием человека, который стал новым фактором, способствовавшим изменению состава растительности: введение в культуру полезных растений положило начало вытеснению дикой растительности.
Таким образом, в истории развития растительного мира можно выделить три периода: водорослевый (протерозойская эра — первая половина палеозойской), высших споровых (вторая половина палеозойской эры), семенных — голосеменных (первая половина мезозойской эры) и покрытосеменных (от второй половины мезозойской эры до наших дней).