تاریخچه تکاملی گیاهان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

تکامل گیاهان، منجر به شامل شدن گستره پیچیده‌ای از ابتدایی‌ترین لایه‌های جلبکی، و در ادامه گیاهان دریازی چند سلولی، گیاهان بدون ساقه و برگ سبز آب‌های تازه، خزه گیا زمینیف گیاهان پنجه گرگی و سرخس‌ها تا گیاهان پیچیده بازدانه و نهاندانه‌های امروزی می‌شود.[۱]

مهاجرت به خشکی[ویرایش]

گیاهان روی خشکی از گروه گیاهان سبز بدون ساقه و برگ هستند. احتمالاً به ۸۵۰ میلیون سال پیش برمی گردند،[۲] اما رشد و نموی گیاهان جلبک گونه ممکن است به یک بیلیون سال پیش بر گردد.[۳]

تکامل آناتومی گیاهان[ویرایش]

همزیستی میکوریزای آربوسکولار[ویرایش]

هر چند شواهد فسیلی در چند گونه مانند هورنوفیتون‌ها ریشه نماها یا ریشه گونه‌ها وجود دارد، اما هیچ شواهدی حاکی از وجود ریشه در گیاهان نخستین در دوره‌های سیلورین و اوایل دونین، در دست نمی‌باشد. ابتدایی‌ترین گیاهان روی سطح خشکی حتی برای جابجایی آب و مواد معدنی مورد نیاز گیاه، دارای سیستم آوندی نبودند.

پوسته خارجی، روزنه هوایی و فضاهای بین سلولی[ویرایش]

برای فتوسنتز، گیاهان باید دی‌اکسید کربن را از فضای اطراف جذب کنند. هرچند ساخت منافذی برای جذب دی‌اکسید کربن اجازه تبخیر شدن آب را نیز می‌دهد بنابراین این برای گیاه بصرفه نبوده و شایان ذکر است که روند از دست دادن آب سریعتر از روند جذب دی‌اکسید کربن بوده و به همین دلیل نیز گیاه نیازمند جایگزینی آن می‌باشد.

آوند یا بافت چوبی[ویرایش]

برای رهایی یافتن از محدودیت‌های کوچک و رطوبت ثابت که سیستم حمل و نقل پارانشیمیک به آن وارد می‌شود، گیاهان به سیستم انتقال آبی نیازمند بودند که کارآمدتر باشد. با رشد گیاهان به سمت بالا، بافتهای آوندی مخصوص حمل و نقل آب تکامل یافت، ابتدا به شکل هیدروئیدهای ساده از نوع موجود در اسپوروفیت‌های خزه و جلبک.

اندودرمیس یا داخلی‌ترین بافت پوسته، ریشه و ساقه[ویرایش]

ممکن است اندودرم در اولین ریشه‌های گیاه در دوره دونین در اولین ریشه گیاه تکامل یافته باشد، اما اولین اثبات فسیلی برای چنین ساختاری، به دوران کربنیفر بازمی‌گردد.[۴] اندودرم در ریشه‌ها بافت حمل و نقل آب را احاطه کرده و تبادل یونی بین آب‌های زیرزمینی و بافت‌ها را تنظیم می‌کند و از ورود پاتوژن‌های ناخواسته و غیره به سیستم انتقال آب جلوگیری می‌کند.

تکامل مرفولوژی گیاهان[ویرایش]

برگ[ویرایش]

برگها ارگانهای اصلی فتوسنتزی گیاهان امروزی هستند. منشأ برگها تقریباً با کاهش غلظت دی‌اکسید کربن هوا در دوره دونین بر می‌گردد و به وجود آمدن برگ‌ها باعث افزایش کارایی جذب دی‌اکسید کربن، به منظور فتوسنتز می‌باشد.[۵][۶]

عوامل مؤثر بر شکل برگ[ویرایش]

عوامل مختلف فیزیکی و فیزیولوژیکی مانند شدت نور، رطوبت، دما، سرعت باد و غیره بر تکامل شکل و اندازه برگ تأثیر گذار بوده‌است. درختان بلند به ندرت دارای برگهای بزرگ هستند، زیرا در اثر وزش باد شدید صدمه می‌بینند.

ریشه‌ها[ویرایش]

ریشه‌ها به دو دلیل اصلی برای گیاهان دارای اهمیت هستند: اولین دلیل این است که ریشه‌ها همانند لنگر گیاه را به بستر پیوند داده و دلیل دوم و مهمتر این است که ریشه‌ها منبع آب و مواد مغذی از خاک را تأمین می‌کنند. ریشه‌ها به گیاهان اجازه می‌دهند که بلندتر و سریع تر رشد نمایند.

فرم درخت[ویرایش]

منظره اوایل دونین فاقد پوشش گیاهی بلندتر از ارتفاع کمر بود. ارتفاع بیشتر دارای مزیت رقابتی بیشتری یود که گیاه بلندتر دربرداشت نور خورشید برای فتوسنتز بهره‌مند می‌شد، روی رقبا سایه انداخته و توزیع هاگ نیز در گیاهان بلندتر بهتتر صورت پذیر می‌بود، زیرا هاگ‌ها (و بعداً دانه یا بذر گیاهان) از ابتدا به دلیل بالاتر بودن می‌توانستند به مسافت‌های دورتری وزیده و پخش شوند.

دانه‌ها[ویرایش]

گیاهان اولیه روی زمین، به روش سرخس‌ها تولید می‌شدند، بدین شکل که هاگ‌ها به صورت گامتوفیتهای کوچک جوانه زده، که تخم یا اسپرم تولید را می‌کنند. این اسپرم‌ها برای یافتن اندام‌های زنانه (باستانی) در همان گامتوفیت یا گامتوفیت‌های دیگر، در خاک‌های مرطوب شنا کرده، تا جایی که آنها با تخم ترکیب می‌شوند تا یک جنین تولید شود، که در آن صورت می‌تواند به صورت اسپوروفیت جوانه بزند.[۷]

پانویس[ویرایش]

  1. Stewart, W.N.; Rothwell, G.W. (1993). Paleobotany and the evolution of plants (2 ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-23315-6.
  2. Knauth, L. Paul; Kennedy, Martin J. (2009). "The late Precambrian greening of the Earth". Nature. 460 (7256): 728–732. Bibcode:2009Natur.460..728K. doi:10.1038/nature08213. PMID 19587681.
  3. Strother, Paul K.; Battison, Leila; Brasier, Martin D.; Wellman, Charles H. (2011). "Earth's earliest non-marine eukaryotes". Nature. 473 (7348): 505–509. Bibcode:2011Natur.473..505S. doi:10.1038/nature09943. PMID 21490597.
  4. Brundrett, M. C. (2002). "Coevolution of roots and mycorrhizas of land plants". New Phytologist. 154 (2): 275–304. doi:10.1046/j.1469-8137.2002.00397.x.
  5. Beerling D.; Osborne, C. P.; Chaloner, W. G. (2001). "Evolution of leaf-form in land plants linked to atmospheric CO2 decline in the Late Palaeozoic era" (PDF). Nature. 410 (6826): 352–354. doi:10.1038/35066546. PMID 11268207.
  6. Kenrick, Paul (2001). "Turning over a new leaf". Nature. 410 (6826): 309–310. Bibcode:2001Natur.410..309K. doi:10.1038/35066649. PMID 11268183.
  7. Hetherington, Alexander J; Dolan, Liam (2017). "Bilaterally symmetric axes with rhizoids composed the rooting structure of the common ancestor of vascular plants". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 373 (1739): 20170042. doi:10.1098/rstb.2017.0042. PMC 5745339. PMID 29254968.