EVOLUSI TUMBUH-TUMBUHAN: TUMBUHAN ASAL-MODEN - BIOLOGI - 2026

The evolusi tumbuhan mungkin bermula dengan mengingatkan kumpulan air tawar alga hijau hari ini dan daripada ini semua kumpulan semasa berasal: lumut, lumut kelab, horsetails, paku-pakis, gimnosperma dan angiosperma.

Tumbuhan dicirikan oleh kumpulan yang sangat pelbagai dan dengan keplastikan yang luar biasa. Dari sudut pandang biologi evolusi, mereka membenarkan kajian mengenai rangkaian mekanisme penting dan peristiwa unik, misalnya, spesiasi oleh poliploidi dalam angiosperma.

Sumber: Oleh Maulucioni, dari Wikimedia Commons

Semasa proses evolusi yang memunculkan kumpulan monoflet ini, inovasi muncul seperti dinding sel yang terdiri terutamanya dari selulosa - polimer yang terdiri daripada unit glukosa berulang.

Pertimbangan monofitik tanaman menyiratkan penggabungan awal cyanobacteria, yang menimbulkan pelbagai plastid (termasuk kloroplas, yang berkaitan dengan proses fotosintetik) oleh kejadian endosymbiotik. Kejadian ini berlaku pada nenek moyang keturunan yang sama.

Multiselulariti (organisma dengan lebih dari satu sel) dan percambahan meristem apikal, sejenis pembelahan sel asimetrik dan pengekalan zigotik, juga muncul. Namun, inovasi tanaman yang paling mencolok adalah menjajah persekitaran daratan.

Di bawah ini kita akan menerangkan beberapa aspek umum evolusi tumbuh-tumbuhan dan kemudian kita akan mengkaji asal usul setiap kumpulan.

Mekanisme evolusi

Mekanisme evolusi yang terlibat dalam asal tanaman adalah sama yang menghasilkan perubahan dalam kumpulan hidup lain: pemilihan semula jadi dan genetik atau pergeseran genetik.

Pemilihan semula jadi Darwin adalah mekanisme evolusi yang terdiri daripada perbezaan pembiakan individu. Apabila tumbuh-tumbuhan mempunyai ciri keturunan tertentu (iaitu, diturunkan dari ibu bapa kepada anak-anak) dan ciri ini memungkinkan mereka meninggalkan lebih banyak keturunan, morf ini meningkat pada populasi.

Mekanisme lain adalah penyimpangan gen, yang terdiri daripada variasi frekuensi alel secara rawak atau stokastik.

Dengan cara yang sama, proses koevolusi dengan haiwan memainkan peranan penting. Seperti pendebungaan dan penyebaran biji dalam angiosperma.

Evolusi rancangan badan tumbuhan

Perubahan dalam rancangan badan tumbuhan berkaitan dengan variasi asas yang berlaku pada fasa sporofit dan gametofit. Kajian yang dilakukan menunjukkan bahawa fasa haploid sebelumnya lebih kompleks.

Walau bagaimanapun, trend ini mengalami pembalikan: gametofit mula menjadi fasa yang paling mencolok. Fenomena ini secara drastik meningkatkan kepelbagaian morfologi dari Devonian.

Tempoh geologi penampilan setiap kumpulan

Rekod fosil memberi kita sumber maklumat yang luar biasa mengenai evolusi semua organisma hidup, walaupun tidak sempurna dan tidak lengkap.

Bryophytes, organisma yang sangat sederhana yang kekurangan tisu vaskular, telah diketahui sejak Ordovician.

Strata tertua terdiri daripada struktur tanaman vaskular yang sangat sederhana. Kemudian, di Devonian dan Carboniferous, berlaku banyak percambahan pakis, lumut kelabu, ekor kuda dan progymnosperma.

Di Devonian tumbuh-tumbuhan biji pertama muncul. Oleh itu, flora Mesozoikum terdiri terutamanya daripada individu yang mengingatkan pada senam. Akhirnya, angiosperma muncul di Cretaceous.

Evolusi alga

Alga adalah kumpulan yang paling primitif. Bagi mereka sesuai dengan asal sel fotosintetik pertama kerana kejadian endosymbiosis: sel yang memakan bakteria dengan kapasiti fotosintetik.

Ini adalah penjelasan yang cukup diterima untuk evolusi kloroplas, dan ini juga berlaku untuk mitokondria.

Evolusi bryophytes

Bryophytes dipercayai organisma pertama yang menyimpang dari alga. Mereka sesuai dengan kumpulan tanaman tanah pertama. Ciri utamanya adalah kekurangan sistem akar dan sistem vaskular yang terdiri daripada xilem dan floem.

Bryophytes mendominasi persekitaran prasejarah selama 100 juta tahun pertama dari asal tanaman.

Evolusi tanaman tanpa biji vaskular

Tumbuhan tanpa biji vaskular

Tumbuhan vaskular mula mempelbagai dalam tempoh Carboniferous, khususnya menjadi tanaman vaskular tanpa biji.

Seperti bryophytes, gamet tumbuhan tanpa biji memerlukan air untuk memenuhi kedua-dua sel seks. Atas sebab ini, diasumsikan bahawa bentuk tumbuhan vaskular pertama terbatas pada lingkungan lembap yang lebih menyukai pembiakan.

Fosil dan nenek moyang tumbuhan vaskular bermula sejak 420 juta tahun. Organisma dicirikan oleh sporofit bercabang, tidak bergantung pada fasa gametofit untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Konsekuensi ini dibuat untuk ukuran kecil - jarang melebihi lima puluh sentimeter.

Penyusunan ini memudahkan pengeluaran spora dan dengan demikian meningkatkan kebarangkalian untuk hidup dan berkembang biak.

Kumpulan tumbuhan vaskular yang paling primitif adalah spesies lycophytes moden (klub lumut, selaginella, dan pakis atau isoet). Lycophytes berkembang di rawa dan medan yang serupa, sehingga bentuk raksasa menjadi pupus dan yang kecil yang kita perhatikan hari ini.

Pakis telah terpancar sejak mereka berasal dari Devonian, bersama dengan saudara mereka ekor rambut dan pakis berus.

Kepentingan tisu dan akar vaskular

Tumbuhan vaskular - seperti namanya - mempunyai tisu vaskular, yang terbahagi kepada floem dan xilem. Struktur ini bertanggungjawab untuk pengaliran garam dan nutrien ke seluruh badan tumbuhan.

Pemerolehan tisu lignifikasi membolehkan tanaman bertambah besar, berbanding bryophytes. Batang ini mencegah tergelincir dan terkulai, dan dapat mengangkut nutrien dan air ke ketinggian yang tinggi.

Akar, sebaliknya, membiarkan tanaman berlabuh ke permukaan tanah, yang memungkinkan mereka menyerap air dan nutrien. Akarnya juga memainkan peranan penting dalam membiarkan tanaman mencapai ukuran yang lebih besar. Sistem akar yang diperhatikan dalam fosil hampir sama dengan sistem semasa.

Asal usul masih belum jelas dalam sejarah evolusi. Tidak diketahui apakah mereka muncul dalam satu peristiwa di nenek moyang semua tumbuhan vaskular, atau dalam beberapa peristiwa - apa yang dikenali sebagai evolusi konvergen.

Evolusi tanaman biji vaskular

Di Carboniferous, tanaman bercabang menjadi dua kumpulan besar tanaman biji: gymnosperma dan angiosperma.

Evolusi gymnosperma

Pada mulanya, anak benih itu mengingatkan pada pakis. Gymnosperma adalah tumbuhan tanpa bunga, yang semuanya terpancar dalam corak yang sangat serupa. Yang paling biasa pada masa ini adalah pain dan cemara. Beberapa spesimen tertua termasuk ginkgos, sikad, dan gnetales.

Evolusi tumbuh-tumbuhan berbunga: angiosperma

Tumbuhan berbunga, atau angiosperma, adalah kelompok tanaman yang membentuk sebagian besar tanaman yang ada di planet bumi. Mereka sekarang diedarkan di mana-mana, dan termasuk bentuk yang bervariasi seperti pohon, semak, rumput, ladang gandum dan jagung, dan semua tanaman biasa yang kita amati dengan bunga.

Bagi bapa biologi evolusi, Charles Darwin, kemunculan kumpulan ini secara tiba-tiba mewakili peristiwa penuh teka-teki yang merangkumi sebaran besar.

Hari ini, kumpulan yang menimbulkan angiosperma dianggap sebagai kumpulan gymnosperma primitif - organisme seperti semak. Walaupun tidak ada calon tertentu, beberapa bentuk kehidupan dengan ciri-ciri pertengahan antara kedua-dua kumpulan itu disyaki, dari era Mesozoik dan Paleozoikum.

Dari segi sejarah, transformasi ini diterima, kerana mudah untuk membayangkan transformasi struktur yang mampu membawa ovula (khas gymnosperma) ke dalam karel. Baru-baru ini, tidak lagi biasa mencari bentuk peralihan ini secara aktif.

Fosil angiosperma pertama (dan jejak lain seperti biji debunga) berasal lebih dari 125 juta tahun.

Bunga

Inovasi angiosperma yang paling relevan adalah struktur bunga. Diperkirakan bahawa bunga primitif memiliki morfologi magnolia saat ini, yang terdiri dari banyak karpet, benang sari dan potongan perianth.

Dari segi rangsangan visual dan penciuman, bunga mewakili organ yang menarik bagi pendebunga. Ini boleh menjadi vertebrata (seperti burung dan kelawar) atau invertebrata (seperti lebah, tawon, atau lalat). Penyerbukan merupakan kelebihan yang jelas bagi tanaman: ia menyebarkan debunga lebih baik daripada angin.

Pendebungaan adalah peristiwa terpilih, karena semakin banyak haiwan mengunjungi tanaman, produksi benih juga terjadi. Oleh itu, setiap perubahan yang secara positif meningkatkan kunjungan serta-merta memberikan kelebihan selektif yang besar kepada individu tersebut.

Sebagai contoh, tanaman berbunga yang dengan mutasi rawak tertentu mula mengeluarkan nutrien yang menarik penyerbuk mempunyai kelebihan selektif berbanding rakan sebaya mereka yang tidak memiliki sifat ini.

Selain itu, buah itu juga merupakan hadiah yang kaya dengan tenaga kepada haiwan yang memakannya. Selepas pencernaan, haiwan itu membuang air besar dan dengan demikian menyebarkan biji. Sebagai contoh, banyak burung dan kelawar buah memainkan peranan yang sangat diperlukan sebagai penyebar benih di hutan.

Rujukan

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: sains dan alam semula jadi. Pendidikan Pearson.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Jemputan ke Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi Tumbuhan (Jilid 2). Saya terbalik.
6. Rodríguez, EV (2001). Fisiologi pengeluaran tanaman tropika. Universiti Editorial Costa Rica.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi tumbuhan. Jaume I. Universiti