Evolusi tanaman dari asal ke tanaman modern



itu evolusi tanaman mungkin dimulai dengan sekelompok air tawar yang mengingatkan pada ganggang hijau saat ini dan dari sini berasal semua kelompok saat ini: lumut, lycopod, ekor kuda, pakis, gymnospermae dan angiosperma.

Tanaman dicirikan sebagai kelompok yang sangat bervariasi dan dengan plastisitas yang luar biasa. Dari sudut pandang biologi evolusi, mereka memungkinkan untuk mempelajari serangkaian mekanisme penting dan peristiwa unik, misalnya, spesiasi oleh poliploidi dalam angiospermae

Selama proses evolusi yang memunculkan kelompok monofiletik ini, inovasi muncul ketika dinding sel terbentuk terutama dari selulosa - polimer yang terdiri dari unit glukosa yang diulang.

Pertimbangan monofiletik tanaman menyiratkan penggabungan awal cyanobacteria, yang memunculkan kejadian endosimbiotik pada beragam plastida (di antaranya kloroplas, terkait dengan proses fotosintesis). Peristiwa ini terjadi pada nenek moyang yang sama dari garis keturunan ini.

Multiseluleritas (organisme dengan lebih dari satu sel) dan proliferasi meristem apikal, sejenis pembelahan sel asimetris dan retensi zigotik juga muncul. Namun, inovasi tanaman yang paling mencolok adalah menjajah lingkungan tanah.

Selanjutnya kita akan menjelaskan beberapa aspek umum dari evolusi tanaman dan kemudian kita akan mempelajari asal usul masing-masing kelompok.

Indeks

  • 1 Mekanisme evolusi
  • 2 Evolusi rencana jasmani tanaman
  • 3 Periode geologis kemunculan masing-masing kelompok
  • 4 Evolusi ganggang
  • 5 Evolusi bryophytes
  • 6 Evolusi tanaman vaskular tanpa biji
    • 6.1 Tumbuhan vaskular tanpa biji
    • 6.2 Pentingnya jaringan dan akar pembuluh darah
  • 7 Evolusi benih tanaman vaskular
    • 7.1 Evolusi gymnospermae
    • 7.2 Evolusi tanaman berbunga: angiosperma
    • 7.3 Bunga
  • 8 Referensi

Mekanisme evolusi

Mekanisme evolusi yang terlibat dalam asal usul tanaman adalah sama yang menghasilkan perubahan pada kelompok hidup lainnya: seleksi alam dan penyimpangan gen atau gen..

Seleksi alam Darwin adalah mekanisme evolusi yang terdiri dari keberhasilan reproduksi individu yang berbeda. Ketika tanaman memiliki karakteristik yang diwariskan tertentu (yaitu, itu diturunkan dari orang tua kepada anak-anak) dan karakteristik ini memungkinkan mereka untuk meninggalkan lebih banyak keturunan, morf ini meningkat dalam populasi.

Mekanisme lainnya adalah penyimpangan gen, yang terdiri dari variasi frekuensi alel acak atau stokastik.

Dengan cara yang sama, proses coevolutionary dengan hewan memainkan peran mendasar. Seperti penyerbukan dan penyebaran benih dalam angiospermae.

Evolusi rencana jasmani tanaman

Perubahan dalam rencana fisik tanaman terkait dengan variasi mendasar yang terjadi pada fase sporofit dan gametofit. Studi yang dilakukan menunjukkan bahwa fase haploid sebelumnya lebih kompleks.

Namun, tren ini mengalami inversi: gametofit mulai menjadi fase yang paling mencolok. Fenomena ini secara dramatis meningkatkan keragaman morfologis dari Devonian.

Periode geologis kemunculan masing-masing kelompok

Catatan fosil memberikan sumber informasi yang luar biasa tentang evolusi semua organisme hidup, meskipun tidak sempurna dan tidak lengkap.

Bryophytes, organisme yang sangat sederhana yang tidak memiliki jaringan pembuluh darah, diketahui dari Ordovisium.

Strata tertua terdiri dari struktur tanaman vaskular yang sangat sederhana. Kemudian, di Devonian dan Carboniferous terjadi perkembangbiakan pakis, lycopodia, ekor kuda dan pro-gymnospermae yang sangat besar..

Di Devonian muncul tanaman pertama dengan biji. Dengan demikian, flora Mesozoikum terutama terdiri dari individu-individu yang mengingatkan pada gymnospermae. Akhirnya, angiospermae muncul di masa Kapur.

Evolusi ganggang

Ganggang sesuai dengan kelompok yang paling primitif. Untuk mereka sesuai dengan asal sel fotosintesis pertama oleh peristiwa endosimbiosis: sel mencerna bakteri dengan kemampuan fotosintesis.

Ini telah menjadi penjelasan yang cukup diterima tentang evolusi kloroplas, dan juga berlaku untuk mitokondria.

Evolusi bryophytes

Dipercayai bahwa bryophytes adalah organisme pertama yang menyimpang dari ganggang. Mereka sesuai dengan kelompok tanaman terestrial pertama. Karakteristik utamanya adalah kurangnya sistem akar dan sistem pembuluh darah yang terdiri dari xilem dan floem.

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

Evolusi tanaman vaskular tanpa biji

Tumbuhan vaskular tanpa biji

Tanaman vaskular mulai terdiversifikasi pada periode Karbon, khususnya pada tanaman vaskular tanpa biji.

Seperti bryophytes, gamet renang tanaman tanpa biji membutuhkan air sehingga kedua sel kelamin dapat ditemukan. Untuk alasan ini, diasumsikan bahwa bentuk pertama dari tanaman vaskular terbatas pada lingkungan lembab yang mendukung reproduksi.

Fosil dan leluhur tanaman vaskular berasal dari 420 juta tahun yang lalu. Organisme dicirikan oleh sporofit bercabang, independen dari fase gametofit untuk pertumbuhan dan perkembangan. Konsekuensi ini mengkompensasi ukurannya yang kecil - jarang melebihi lima puluh sentimeter.

Pengaturan ini memfasilitasi produksi spora dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan bertahan hidup dan reproduksi.

Kelompok tanaman vaskular yang paling primitif adalah spesies licofitas modern (lycopodia, selaginelas dan pakis atau isoetes). Licofitas berkembang di rawa-rawa dan tanah serupa, sampai bentuk raksasa punah dan yang kecil kita amati saat ini.

Pakis telah memancar sejak mereka berasal dari Devonian, bersama dengan kerabat mereka ekor rambut dan sikat pakis.

Pentingnya jaringan dan akar pembuluh darah

Tumbuhan vaskular - sesuai namanya - memiliki jaringan vaskular, yang terbagi menjadi floem dan xilem. Struktur ini bertanggung jawab untuk konduksi garam dan nutrisi di seluruh tubuh tanaman.

Akuisisi jaringan lignifikasi memungkinkan tanaman untuk meningkatkan ukuran, dibandingkan dengan bryophytes. Batang ini menghindari miring dan jatuh, dan dapat mengangkut nutrisi dan air ke ketinggian yang cukup.

Akar, di sisi lain, memungkinkan tanaman untuk berlabuh ke permukaan tanah, memungkinkan mereka menyerap air dan nutrisi. Akar juga memainkan peran mendasar dalam memungkinkan tanaman mencapai ukuran yang lebih besar. Sistem akar yang diamati pada fosil sangat mirip dengan saat ini.

Asal usul akarnya belum jelas dalam sejarah evolusi. Tidak diketahui apakah mereka muncul dalam satu peristiwa di nenek moyang semua tanaman vaskular, atau dalam banyak peristiwa - apa yang dikenal sebagai evolusi konvergen.

Evolusi benih tanaman vaskular

Di Carboniferous, tanaman bercabang menjadi dua kelompok besar tanaman dengan biji: gymnospermae dan angiospermae.

Evolusi gymnospermae

Pada awalnya, tanaman dengan biji menyerupai pakis. Gymnospermae adalah tanaman tanpa bunga, yang terpancar semua dalam pola yang sangat mirip. Yang paling umum saat ini adalah pinus dan cemara. Beberapa spesimen tertua termasuk ginkgo, cycads dan gnetales.

Evolusi tanaman berbunga: angiosperma

Tumbuhan berbunga, atau angiospermae, adalah kelompok tumbuhan yang merupakan sebagian besar tanaman yang ada di planet bumi. Saat ini mereka didistribusikan di mana-mana, dan termasuk bentuk yang bervariasi seperti pohon, semak, rumput, ladang gandum dan jagung, dan semua tanaman umum yang kita amati dengan bunga.

Bagi bapak biologi evolusi, Charles Darwin, kemunculan tiba-tiba kelompok ini mewakili peristiwa penuh teka-teki yang mencakup distribusi yang sangat luas..

Saat ini, dianggap bahwa kelompok yang memunculkan angiospermae adalah sekelompok gymnospermae primitif: organisme yang mirip dengan semak. Meskipun Anda tidak memiliki kandidat khusus, Anda mencurigai beberapa bentuk kehidupan dengan karakteristik menengah antara kedua kelompok, era Mesozoikum dan Paleozoikum.

Secara historis, transformasi ini diterima, karena mudah untuk membayangkan transformasi struktur yang mampu membawa ovum (khas gymnospermae) pada karper. Baru-baru ini, tidak lagi biasa mencari bentuk transisi ini secara aktif.

Fosil pertama angiospermae (dan jejak lain seperti butiran serbuk sari) berasal dari lebih dari 125 juta tahun.

Bunga

Inovasi angiospermae yang paling relevan adalah struktur bunga. Ini berspekulasi bahwa bunga primitif memiliki morfologi magnolia saat ini, sesuai dengan banyak karper, benang sari dan potongan perianth..

Mengenai rangsangan visual dan penciuman, bunga merupakan organ yang menarik bagi penyerbuk. Ini bisa vertebrata (seperti burung dan kelelawar) atau invertebrata (seperti lebah, tawon, atau lalat). Menjadi diserbuki merupakan keuntungan nyata bagi tanaman: ia menyebarkan serbuk sari jauh lebih baik daripada angin.

Penyerbukan adalah peristiwa yang dipilih, karena semakin banyak hewan mengunjungi tanaman, produksi benih juga terjadi. Dengan demikian, setiap perubahan yang akan meningkatkan kunjungan secara positif, langsung menawarkan keuntungan selektif yang besar kepada individu.

Sebagai contoh, tanaman berbunga yang dengan beberapa mutasi acak mulai mengeluarkan nutrisi yang menarik penyerbuk memiliki keuntungan selektif atas pasangan mereka yang tidak memiliki sifat itu..

Selain itu, buah juga merupakan hadiah kaya energi untuk hewan yang mengkonsumsinya. Setelah pencernaan, hewan buang air besar dan dengan ini menyebar benih. Sebagai contoh, banyak burung dan kelelawar pemakan buah memainkan peran yang sangat diperlukan sebagai penyebar benih di hutan.

Referensi

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2004). Biologi: sains dan alam. Pendidikan Pearson.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan ke Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Analisis evolusi. Prentice Hall.
  4. Futuyma, D. J. (2005). Evolusi. Sinauer.
  5. Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (1992). Biologi tanaman (Vol. 2). Saya terbalik.
  6. Rodríguez, E. V. (2001). Fisiologi produksi tanaman tropis. Universitas Editorial Kosta Rika.
  7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi tumbuhan. Universitat Jaume I.