Back to chapter

33.3:

Колонизация суши

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Colonization of Land

Languages

Share

более трех миллиардов лет назад, формы жизни могли выжить только в океанах. Некоторые прокариоты начали улавливать углекислый газ для производства сахара процесс, который называется фотосинтезом. Фотосинтетические организмы выделили кислород, который скопился в атмосфере.Как смогли водные организмы эволюционировать, чтобы населить Землю? Одноклеточные фотосинтетические прокариоты первые заселили влажные земные районы более двух миллиардов лет назад. В отличие от окружающей среды океана, наземная среда обеспечила достаточно солнечного света и углекислого газа, два важных компонента для фотосинтеза.Многоклеточные растения и грибы постепенно развили способность жить на земле в эпоху Ордовика примерно 485 миллионов лет назад. Одной из ключевых адаптаций для жизни на суше была специализация клетки, первоначально выделившей жёлоб, который получает свет из корневых структур, этого якоря для растения, и способствовавшего поглощению ими воды и питательных веществ. Дополнительные структурные изменения добавили к успеху наземных растений.Например, восковая кутикула ограничивает испарение. Стенки клетки и сосудистая ткань обеспечивают структурную поддержку и помогают транспорту воды у растений большего размера. Около 450 миллионов лет назад, членистоногие были первыми животными, развившими способность жить на земле.У этих организмов были внешние скелеты, и они были предшественниками сегодняшних насекомых и ракообразных. Тетраподы, животные с четырьмя ногами, эволюционировали примерно 400 миллионов лет назад. Эволюция лёгких и внутреннего скелета в их рыбах-предках имела решающее значение для массового распространения этой группы, которая в итоге произвела земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих И тетраподы, и членистоногие нашли изобилие продовольствия в растениях, заселивших сушу.В этом последовательном процессе растения, грибы, и животные колонизировали просторы суши на Земле, и, в итоге, эволюционировали в виды, которые мы знаем сегодня.

33.3:

Колонизация суши

Изменения в окружающей среде на ранней Земле стимулировали эволюцию организмов. Когда прокариотические организмы в океанах начали фотосинтез, они вырабатывали кислород. В конце концов, кислород насыщал океаны и попал в воздух, что привело к увеличению концентрации кислорода в атмосфере, известному как кислородная революция примерно 2,3 миллиарда лет назад. Следовательно, у организмов, которые могли использовать кислород для клеточного дыхания, было преимущество. Более полутора лет назад также начали появляться эукариотические клетки и многоклеточные организмы. Изначально все эти виды обитали в океанах Земли.

Первыми организмами, которые жили на суше, были фотосинтезирующие прокариоты, населявшие влажную среду у берегов океана. Несмотря на недостаток воды, земная среда обеспечивала изобилие солнечного света и углекислого газа для фотосинтеза. Около 500 миллионов лет назад предки современных растений могли заселять более сухую среду, но они нуждались в адаптации, чтобы предотвратить обезвоживание. Они разработали методы размножения, которые не зависели от воды и защищали эмбрионы от высыхания. Эти ранние растения также развили сосудистую систему, которая включала корни для получения воды и питательных веществ и побеги для получения солнечного света и углекислого газа.

Похоже, что растения и грибы заселили землю одновременно. Их совместная эволюция на сушу является результатом взаимовыгодных отношений между многими растениями и грибами, наблюдаемыми как в современных организмах, так и в некоторых из самых ранних окаменелостей растений; Грибы способствуют усвоению питательных веществ и воды, получая при этом пользу от питательных веществ, обеспечиваемых растением. & Nbsp;

Членистоногие были первым видом животных, колонизировавшим землю, около 450 миллионов лет назад. Первые четвероногие позже эволюционировали, чтобы жить на суше, найдя изобилие пищи в растениях, которые колонизировали землю. Амфибии доминировали среди наземных животных на протяжении 100 миллионов лет. Позже динозавры, а затем и млекопитающие станут самыми многочисленными наземными животными.

Suggested Reading

Delwiche, Charles Francis, and Endymion Dante Cooper. “The Evolutionary Origin of a Terrestrial Flora.” Current Biology 25, no. 19 (October 5, 2015): R899–910. [Source]

Jill Harrison C. “Development and Genetics in the Evolution of Land Plant Body Plans.” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 372, no. 1713 (February 5, 2017): 20150490. [Source]