Эволюция жизни в геологической истории Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эволюция жизни в геологической истории Земли



Выход на сушу растений и животных в девоне

Девонский период начался 400 млн. лет назад. В этом периоде состоялся массовый выход живых организмов из воды на сушу. Если до этого на суше обитали только бактерии и некоторые грибы, то теперь настала очередь растений и животных.

По-видимому, сначала на сушу вышли растения. На рисунке можно видеть предполагаемый вид девонской суши с пока еще слабо развитой растительностью. В основном здесь представлены псилофиты - первые сухопутные растения. Стрелками на рисунке показаны древнейшие голосеменные растения.

Вслед за растениями появились первые амфибии (земноводные). Они уже имели хорошо выраженные конечности, но сохраняли в то же время ряд рыбьих черт, особенно в скелете головы и хвоста. Ты можешь видеть здесь, как выглядела ихтиостега - первая амфибия.

В книге И. Яковлевой «След динозавра» образно описаны трудности наземной жизни ихтиостеги:

«Ихтиостега - уже не рыба, но еще и не совсем настоящая амфибия. Ей в воде удобнее, а на суше трудно, непривычно. Без привычной поддержки воды тело сразу наливалось тяжестью, вминаясь в оплывающий берег. Как и все ее родичи, ихтиостега не умела дышать, лежа на земле. Поднимаясь к поверхности воды, она резким толчком проталкивала воздушный пузырь в легкие. Так дышат сейчас тритоны и лягушки. Но на суше горло оказывалось прижатым к земле, а слабые лапки полурыбы не могли преодолеть многократно возросшую тяжесть. При каждом вдохе приходилось до боли напрягать мышцы спины и судорожно вздергивать голову».

А вот первые настоящие амфибии, хорошо приспособившиеся к наземному существованию и прекрасно чувствующие себя в воде. Это стегоцефалы.

Природа дала амфибиям похозяйничать на побережьях морей и озер около 100 млн. лет. А потом они вымерли. Так что до наших дней дожили лишь лягушки, жабы, тритоны и саламандры. Это все, что осталось сегодня на Земле от земноводных. И ведь вроде бы неплохо - и в воде могли жить, и на суше. Видно, много опасностей подстерегало их и здесь, и там. Скорее всего, роковым для них стало наступившее очередное всеобщее похолодание на планете.

Однако свою историческую миссию амфибии выполнили - дали жизнь первым рептилиям (пресмыкающимся). Рептилии появились в карбоне.

Карбон - мир буйной растительности и гигантских насекомых

Вслед за девоном наступил карбон, или каменноугольный период. Удивительное это было время! Шли почти непрерывные дожди, и было жарко, И полезли из земли хвощи, древовидные плауны, древовидные папоротники. Огромные пространства суши покрылись пышными болотистыми лесами. Глядя на нынешние плауны, трудно поверить, что их предки достигал!; 40 м в высоту и 6 м в обхвате. Древовидные папоротники достигали 20 м в высоту.

В лесах карбона хозяйничали амфибии, первые рептилии и великое множество насекомых. Многие насекомые были гигантскими. Например у стрекоз размах крыльев достигал метра. Представь себе: ты пробираешься по лесу, и вдруг гигантская стрекоза с метровыми крыльями сидит на поваленном древовидном плауне!

Ты можешь видеть на приведенном вверху рисунке, как предположительно выглядел лес в карбоне. Пышные леса карбона сделали климат Земли ровным и влажным. Такой климат, в свою очередь, способствовал росту древних растений. И народилось на суше преогромное количество древесной массы.

А кто убирал всю эту древесную массу после ее отмирания? Куда она подевалась?

Тебе известно, что сегодня великую работу по очищению поверхности Земли от растительных остатков выполняют, главным образом, почвенные бактерии и грибы. Но в те далекие времена почвенный слой на Земле был еще слабым. А деревьев было слишком много. И часто они, отмирая, падали прямо в воду, где их заносило песком, глиной и всякими отложениями. Природа поручила выполнять работу мусорщиков насекомым. Недаром их появилось так много в карбоне. Но, как бы много их ни было, с такой работой они справиться не могли.

А потому погибшие деревья не разлагались (не сгнивали), а превращались в каменный уголь. Отсюда и название периода - карбон, что означает «каменноугольный период». Период, когда на Земле образовались подземные пласты каменного угля. Того самого угля, который человек широко использует в наши дни.

Представь себе: вот в камине горит кусок угля. Этот кусок угля пришел к тебе, в твое время из глубины веков - ему 300 миллионов лет! В те невообразимо далекие времена он был стволом древнего папоротника млн. плауна, и на этот ствол, возможно, присаживалась метровая стрекоза, чтобы понежиться в лучах жаркого солнца карбона. Вот откуда пришел к тебе уголек!

В карбоне жизнь в каких-то своих формах сумела решительно оторваться от породившей ее водной стихии (лучше сказать, что она вышла, наконец, из своей колыбели). Практически одновременно это удалось сделать рептилиям и семенным папоротникам, предкам хвойных. У растений появились семена вместо спор, у яиц рептилий - скорлупа. Зародыши в семени и яйце были теперь защищены оболочками, обеспечены пищей. Кстати, рептилиям уже не нужна была голая кожа для дыхания - вполне хватало легких. Они «заковались» обратно в панцирь из чешуи или роговых щитков. Жизнь, освоившая водную стихию и сушу, сделала в карбон-: шаг в третью стихию - воздушное пространство. В воздухе появились летающие насекомые, да притом неимоверных размеров.

Холодный мир перми

Отшумели влажные пышные леса, жара сменилась сильным похолоданием, произошло заметное поднятие суши - наступил суровый пермский период (он начался 280 млн. лет назад). Одновременно с общим серьезных похолоданием прекратились обильные дожди; климат стал не только прохладным, но и сухим. Лесов стало заметно меньше. Исчезли папоротник и плауны. Вместо них появились хвойные. Амфибии в большинстве свеем вымерли. На Земле начали хозяйничать рептилии.

Пермский период не просто пришел на смену каменноугольному периоду; он был прямым порождением того периода. Можно сказать, что заметное похолодание на Земле было связано с образованием на ней каменноугольных пластов. Возможно, ты удивишься. Почему, если образуется уголь, обязательно должно похолодать? Какая тут связь? Эту связь нетрудно проследить.

В наше время упавшее дерево рано или поздно подвергается разложению (спасибо бактериям-гетеротрофам!), а не превращается в каменный уголь. При разложении древесины ее углерод соединяется с кислородом воздуха, и образуется углекислый газ. Значит, во время разложения и: атмосферы забирается часть кислорода и одновременно в атмосферу добавляется углекислый газ. Если же дерево не разлагается, а превращается в уголь, то углерод древесины с кислородом воздуха не соединяется. Значит, из атмосферы не забирается кислород и в атмосферу не добавляется углекислый газ. Результат: в атмосфере возрастает количество кислорода и снижается количество углекислого газа.

Вот это-то обстоятельство и объясняет пермское похолодание. Ведь известно, что углекислый газ в атмосфере Земли играет роль парниковой рамы. Он пропускает к земной поверхности солнечные лучи, но задерживает тепло Земли, не отдает его космосу. Но в пермский период, вследствие того, что деревья не подверглись разложению, наша «парниковая рама» стала действовать хуже - ведь углекислого газа в атмосфере стало меньше. Карбоновые леса как бы пробили в «раме» множество дыр. Вот и стала Земля терять тепло - наступило похолодание.

Планета рептилий. Потомки котилозавров

Самые первые рептилии - котилозавры - были похожи на ящериц, имели длину около метра.

От котилозавров развитие пошло по трем линиям:

Рептилии вернулись в море, превратившись в плезиозавров и хищных ихтиозавров. Это оказался совершенно тупиковый путь развития, поскольку все они вымерли к концу мезозоя.

От котилозавров произошли текодонты, давшие потом динозавров. Этот путь развития оказался почти тупиковым: динозавры, и птерозавры вымерли, но остались птицы и крокодилы.

3. От котилозавров произошли зверозубые рептилии - териодонты. Этот путь развития оказался перспективным, поскольку териодонты дали начало млекопитающим.

Вон их сколько - разных чудовищ Одни ходили на четырех конечностях, другие - на двух. Большинство из них растительноядные. Страшные рога на голове и загривке, шипы на хвосте, жесткие пластины на спине - это все не для нападения, а для обороны и для устрашения. Беззащитными выглядят орнитоподы (на рисунке изображен их представитель - игуанодон). А огромных зауроподов «охраняет» их величина. Ну кто отважится напасть на такую гору мяса?! На рисунке ты видишь одного из представителей зауроподов - бронтозавра. Его длина 20 м, а масса больше 50 тонн. Между прочим, у бронтозавра два мозга - маленький в голове и большой в крестце. К зауроподам относились и самые длинные динозавры - диплодоки. Их длина доходила до 30 м. Сюда же надо отнести брахиозавров. Эти огромные динозавры жили в воде, но не плавали, а просто ходили по дну. У них была исключительно длинная шея, поэтому они могли держать голову на высоте 12 м от дна. Идет такой брахиозавр по дну - только длинная шея высовывается из воды, а на конце шеи - маленькая голова.

И на весь этот достаточно мирный «народ» наводили ужас кровожадные тероподы: тарбозавры, аллозавры, тиранозавры, цератозавры, велоцирапторы и другие. Они никому не давали спокойно жить. Они подкарауливали, нападали, рвали на куски, заливали кровью зеленые поляны. Свой свирепый характер они явно унаследовали от предков - хищных текодонтов.

Особенно острые схватки происходили в морях. Тут почти все были хищниками и поедали один другого. Особенно усердствовали акулы, ихтиозавры, морские динозавры (мозазавры и тилозавры).

Да, очень много их было. И не удивительно - ведь они были хозяевами планеты целых 150 миллионов лет! Они освоили сушу, водную стихию, воздушный океан.

Развитие жизни в мезозойской эре

Уже в пермский период в морях окончательно вымерли трилобиты. Но это вовсе не было закатом морских беспозвоночных. На смену им пришли моллюски. В течение мезозоя океаны Земли изобиловали моллюсками: белемнитами, похожими на кальмаров (их ископаемые раковины называют «чертовыми пальцами»), и аммонитами. Раковины некоторых аммонитов достигали трех метров в диаметре! Ни у кого на нашей планете ни до того, ни позднее не было таких больших раковин.

В триасе вымирают гигантские папоротники, древовидные хвощи, плауны. Зато достигают расцвета голосеменные растения: хвойные деревья (похожие на современные сосны и кипарисы), саговники, гинкго. Ты, наверное, даже не слышал о таких растениях, как саговники или гинкго. А между тем именно под этими деревьями бродили в свое время динозавры. Саговники походили на пальмы; их длинный ствол был увенчан пучком перистых папоротниковидных листьев. Высота деревьев достигала 20 м. А высота гинкго доходила до 30-40 м.

Тебе привычна картина вьющихся над цветами насекомых. Но такое зрелище стало возможным лишь в юрском периоде - когда появились первые на Земле цветковые растения. Их называют также покрытосеменными, поскольку их семена заключены в плод. В отличие от голосеменных растений, у цветковых наряду с семенами есть цветок и плод. Это дает им ряд преимуществ: цветок привлекает насекомых-опылителей, а плод обеспечивает семена запасами пищи и защищает их. Не удивительно, что цветковые растения, возникнув, быстро распространились по всем материкам. Уже в меловом периоде они стали преобладать над голосеменными. А в наше время на них приходится 3/4 всех видов растений на Земле.

Нередко мезозой называют царством рептилий. В наибольшей степени это относится к юрскому периоду. Именно в этом периоде появляются птерозавры (летающие ящеры): птеродактили, птеранодоны, рамфоринхи и другие. Вскоре они завоевывают воздушную среду. Позднее все эти летающие ящеры, как и динозавры, вымрут.

Однако в юрском периоде появились и предки птиц. К ним относится археоптерикс, который, по мнению ученых, произошел от тероподных динозавров или прямо от текодонтов. Эта древняя первоптица была величиной с голубя, очень плохо летала, но могла проворно бегать по земле и карабкаться по деревьям. Кто бы мог подумать, что лихо летающие в воздухе птеродактили и рамфоринхи со временем вымрут, а эта маленькая, нескладная птица окажется прародителем всех птиц?

В середине юрского периода из рептилий выделились птицы. А еще раньше, на границе триаса и пермского периода, когда рептилии только шли к своему господству, рядом с ними появились мелкие, покрытые шерстью теплокровные животные - млекопитающие. Как и птицы, они тоже выделились из рептилий. Долгие 100 миллионов лет они жили рядом с динозаврами, почти незаметные на их фоне, терпеливо дожидаясь своего часа.

В меловом периоде специализация рептилий продолжается. Они достигают громадных размеров (масса до 50 т, длина тела до 30 м). В конце этого периода происходят грандиозные горообразовательные процессы; возникают Альпы, Анды, Гималаи. Наступает новое серьезное похолодание. Вымирают растительноядные, а вслед за ними хищные динозавры. Крупные рептилии сохраняются только в тропическом поясе (крокодилы). Вследствие вымирания хищных рептилий наиболее приспособленными оказались теплокровные животные - млекопитающие и птицы.

Диплодоки проснулись рано. Ночь была тревожная - где-то недалеко безобразничал аллозавр. Прилетел знакомый птеродактиль. Диплодоки любили его. Им нравился его длинный хвост. Вообще, длиннохвостые птеродактили были лучше бесхвостых. Они не попрошайничали, вели себя скромно и всегда предупреждали об опасности.

Вот и сейчас птеродактиль прилетел не просто так, а чтобы сообщить: в соседней роще появились аллозавры. Надо скорее уходить!

Как можно скорее, и как можно тише. Диплодоки все поняли. И вот они уже бегут прочь с этой поляны, подальше от ужасных аллозавров.

Маленький мозг диплодока думает сейчас только об одном: «Спастись! Спастись!». Он будет думать об этом сегодня ночью и завтра ночью. А послезавтра из кустов выскочит аллозавр с раскрытой пастью. В страхе прижмутся несчастные диплодоки друг к другу. Но что они могут поделать против такой пасти?

И вот острые зубы аллозавра рвут на куски первого диплодока. И все кусты кругом обагряются кровью. А птеродактиль делает и делает прощальные круги в воздухе над те:-: местом Сказка про злобного цератозавра.

Цератозавр ненавидел весь мир. Он был готов растерзать всех, кто ползал, ходил, бегал, плавал, летал. Утром он встретил огромного бронтозавра и сразу кинулся на него. А бронтозавр повернулся к нему задом и продолжал жевать листья пальмы. Кожа у него оказалась толстой - ее не брали зубы цератозавра. Тогда цератозавр вцепился в хвост этой горы мяса. Но хвост поднялся и сбросил цератозавра прямо на камни.

А вот как раз то, что надо, - трицератопс. Стоит, задумавшись, в папоротниках. Выставил свои рога и думает, что это может кого-то устрашить.

Цератозавр прыгает на спину трицератопсу и в одно мгновение перегрызает ему шею. Готово! Теперь можно пообедать. Но тут на поляне появляется чужой цератозавр. Ему тоже хочется пообедать трицератопсом. Но разве это он его повалил? Цератозавр поднимает окровавленную морду и с ненавистью смотрит на чужака. Он терпеть не может таких охотников до чужой добычи.

И вот два цератозавра с оскаленными пастями сходятся в смертельной схватке. Они впиваются друг в друга острыми зубами и когтями. Вырывают один у другого куски кожи и мяса. Оба ревут громко от страшной боли. Ни один не хочет уступить другому даже кусочка вкусного трицератопса.

Схватка длилась недолго. Чужак захрипел и свалился на траву. Цератозавр на всякий случай перегрыз ему горло, а потом долго наслаждался сладким мясом трицератопса. И продолжал ненавидеть весь мир.

Семья стегозавров подобрала малыша аллозавра, он побывал в кровавой драке и был сильно поранен. Он очень ослабел и жалобно скулил от боли и голода. Стегозавры приютили маленького хищника. Он был совсем маленький и не мог причинить зла. А у стегозавров был свой малыш. Вот оба малыша и стали расти вместе. А потом заявились свирепые тиранозавры. Стегозавры вышли к ним и побежали, уводя хищников от логова, где в это время сладко спали маленький стегозавр и маленький аллозавр. Тиранозавры догнали стегозавров и растерзали их на куски. Но детеныши были спасены.

Так они и выросли вдвоем. Аллозавр иногда приносил мясо молоденького игуанодона или трицератопса и угощал стегозавра. Хотя тот мяса не ел.

Время шло - и все менялось. Теперь аллозавр нередко рычал на брата-стегозавра. А тот помалкивал. Прощал, а может быть, опасался.

Однажды утром аллозавр проснулся и увидел под скалой целое стадо аллозавров. Он обрадовался и закричал им, чтобы они забрали его с собой. Но аллозавры не ели мяса целых два дня. Они ответили ему, что он им не нужен. Им нужно свежее мясо. И тогда молодой аллозавр закричал, что он даст им свежее мясо. Только пусть они возьмут его к себе. Аллозавр схватил спящего брата-стегозавра за загривок, притянул к себе и перегрыз ему горло. А потом швырнул его вниз со скалы. Кровь брата текла из его мерзкой пасти, а маленькие цепкие ручки тряслись от счастья. Ведь он снова среди своих!

А «свои» тем временем рвали на куски и жадно пожирали молодого стегозавра. Все были довольны. Оки забрали с собой молодого аллозавра.

Протоцератопс родился растительноядным. И даже представить не мог, как это можно питаться мясом и вообще кого-то есть. Родители учили его остерегаться хищных динозавров - особенно тиранозавров. Но он не мог поверить, что такие кровожадные.

Однажды он гулял по своей рощице и размышлял о звездах, которые зажигались на небе ночью. Как вдруг на поляну выбежал велоцираптор. «Почему у него такие злые глаза?» - подумал протоцератопс. Хищник взревел и раскрыл страшную пасть. «Почему у него такие острые зубы?» -подумал протоцератопс. И тут велоцираптор прыгнул. Его острые зубы вонзились в загривок протоцератопса. Стало больно: «Зачем он это делает? Что ему от меня нужно?» Лапа велоцираптора вырвала клок кожи со спины растительноядного. И тот все понял. Но все равно не испугался. Он схватил своей пастью заднюю лапу врага и что есть сил сжал челюсти. Это была мертвая хватка. Велоцираптор взвыл, рванулся - и оба динозавра сорвались с обрыва прямо в реку.

Через 100 миллионов лет ученые нашли под этим обрывом два скелета, которые словно обнимались, и догадались о том, что здесь произошло. Так что это вовсе не сказка, а быль. И случилось это в обрывах Тугрикин-Шире на юге Монголии.

Почему они вымерли?

В самом конце мелового периода (он окончился, напомним, 65 млн. лет назад) практически все рептилии вдруг вымерли. Правда, слово «вдруг» здесь не очень подходит, поскольку вымирание рептилий происходило в течение, по крайней мере, нескольких миллионов лет.

Если во времена мезозоя на Земле существовало 16 отрядов рептилий, то в наше время их осталось всего три: черепахи, крокодилы, чешуйчатые (змеи и ящерицы). Глядя сегодня на маленькую пугливую ящерицу или дремлющую на солнышке черепаху, задумайся над тем, что перед тобой потомки гигантов бронтозавров. Почему же вымерли все динозавры?

Однозначного ответа на этот вопрос ученые не дают. Существуют лишь различные гипотезы. Познакомимся с некоторыми из них, разыграв небольшой спектакль. Представим, что четыре приятеля (пусть их имена будут Антон, Захар, Владимир, Николай) задумали провести что-то вроде научного симпозиума на тему «Почему вымерли динозавры».

Растения в геологической истории Земли

Голосеменные растения

Переход к размножению не спорами, а семенами решил проблему оплодотворения яйцеклетки. Для этого атмосферная вода уже не требовалась. Кроме того, теперь оплодотворенная яйцеклетка образует зародыш будущего растения, снабженный запасом питательных веществ и имеющий достаточно прочную кожуру. Этот зародыш и есть семя. По сравнению с одноклеточной спорой семя значительно устойчивее к неблагоприятным условиям.

Сначала возникли голосеменные растения. Их название связано с тем, что семя формируется открыто на семенных чешуях в шишках, а не в завязи (завязь попросту отсутствует). У некоторых голосеменных семена находятся внутри сочной оболочки и ошибочно именуется ягодами. Так, нередко можно слышать о «ягодах» можжевельника.

Существует около 750 видов голосеменных. Они подразделяются на четыре класса: саговниковые, гнетовые, гинкговые и хвойные. В настоящее время известен лишь один современный вид гинкговых - это гинкго двулопастный (дерево с двулопастными листьями, достигающее высоты 30-40 м). А вот хвойных голосеменных насчитывается 560 видов. Можно сказать, что голосеменные растения - это в основном хвойные растения. Вот наиболее известные: сосна, ель, лиственница, кедр, пихта, можжевельник, кипарис, тисе, туя, араукария, секвойя. Кстати, секвойя - самое большое дерево на Земле: высота до 110 м, диаметр ствола до 10 м (растет в горах Калифорнии). Известно около 70 видов гнетовых. Это лианы, кустарники, невысокие деревья. Известны в основном лишь специалистам гнетум гнемовидный, эфедра двух колосковая, вельвичия удивительная. Вельвичия и вправду удивительна. Ствол этого карликового дерева похож на пень (более метра в поперечнике и около полуметра в высоту). Имеются всего два длинных изгибающихся кожистых листа. Они никогда не опадают и растут в течение всей жизни дерева, стелясь по песку и прихотливо извиваясь. А лисивет вельвичия несколько сотен лет. Ее родина - каменистые пустыни Юго-Западной Африки. Еще один класс голосеменных - саговниковые: саговник, энцефаляртос, микроцинас, замия и другие. Похожи на пальмы; стволы увенчаны пучком перистых листьев. Известно около 120 видов саговниковых.

Замия относится к классу саговниковых.

Обрати внимание: ветви как можжевельника, так и тисса украшают сочные «ягоды». Конечно, это не настоящие ягоды; ведь ягоды - это плоды, развивающиеся из завязи цветковых (покрытосеменных) растений. «Ягода» можжевельника - это, по сути дела, шишка (иногда ее называют шишкоягодой), внутри которой содержится до 12 семян. «Ягода» тисса -это не шишка, а единичное семя, окруженное мясистым присемянником. Впрочем, птицам нет дела до всех этих тонкостей. Они глотают как «ягоды» можжевельника, так и «ягоды» тисса и разносят по лесу семена этих растений. Тебе однако не следует пробовать «ягоды» тисса - это растение ядовитое (содержит алкалоид таксин).

Царство растений: цветковые (покрытосеменные) растения

мезозой динозавр эволюция рептилия

Цветки и соцветия

Высшие растения, называемые покрытосеменными, или цветковыми, -наиболее высокоразвитые и наиболее распространенные растения на Земле. Известно около 250 тысяч видов покрытосеменных. Это в 340 раз больше, чем у голосеменных. Именно покрытосеменные являются нашими главными кормильцами. Все важнейшие современные культурные растения: хлебные злаки, овощи, плодовые деревья, ягодники - относятся к покрытосеменным. Они образуют цветки и приносят плоды.

Названия «цветковые» и «покрытосеменные» прямо указывают на то, что у данных растений есть цветок и что семена у них как-то «покрыты». Они «покрыты» плодом. Ни цветков, ни плодов у голосеменных растений нет. Тем более их нет у папоротников и других менее развитых растений.

Цветок - орган полового размножения покрытосеменных растений. Это специализированный укороченный побег. На рисунке ты можешь видеть схематический продольный разрез цветка пролески. Внимательно рассмотри его. Главные части цветка - его мужской орган - тычинки (тычиночные нити и пыльники) и его женский орган - пестик (рыльце, столбик, завязь). Семязачатки (семяпочки) покрытосеменных заключены в завязи; там находятся один или несколько семязачатков. У цветка пролески, например, семязачатков много. В пыльниках образуются пыльцевые зерна (пыльца) с мужскими гаметами. Попадание пыльцы на рыльце пестика может привести к оплодотворению яйцеклетки, находящейся в семязачатке, после чего из семязачатка развивается (завязывается) семя. Сама завязь при этом превращается в плод. В результате семя оказывается внутри плода, который служит для семени защитой, а, кроме того, способствует распространению семян (сочные плоды поедают птицы и звери, сухие плоды цепляются к зверям, плоды с крылышками разносятся ветром, некоторые плоды при подсыхании лопаются и разбрасывают семена). Наличием у покрытосеменных плода как раз и объясняется название этого отдела растений: семена «покрыты» плодом.

Заметим, что цветки бывают мужскими (тычиночными), женскими (пестичными) и обоеполыми. У мужского цветка нет пестика, а у женского нет тычинок. У обоеполого цветка есть и пестик, и тычинки.

Разнополые цветки могут развиваться на одной и той же особи (на одном и том же растении); такие растения называют однодомными. Примеры однодомных растений: кукуруза, огурец, тыква, береза, дуб.

Растения, у которых женские цветки развиваются на одной особи, а мужские на другой, называют двудомными. Примеры двудомных растений: ива, тополь, осина, конопля.

Ясно, что понятия «однодомное растение» и «двудомное растение» используются только для тех растений, которые имеют разнополые цветки. Понятно также, что на месте мужского цветка плод сформироваться не может; в таком цветке нет завязи и семязачатков.

Иногда, как, например, у мака, розы, нарцисса, подснежника, цветоносный побег заканчивается одним цветком. Но значительно чаще цветков бывает несколько, и они образуют соцветия. Соцветия подразделяют на простые и сложные. Простые соцветия: кисть (черемуха, смородина), колос (подорожник), початок (женское соцветие кукурузы), щиток (груша), зонтик (вишня, лук), головка (клевер), корзинка (подсолнух, ромашка). Сложные соцветия: метелка, или сложная кисть (сирень, полынь, овес, мужское соцветие кукурузы), сложный колос (пшеница, ячмень, рожь), сложный зонтик (укроп, морковь), сложный щиток (калина, рябина, тысячелистник).

Обрати внимание: подобно тому как существуют тычиночные (мужские) и пестичные (женские) цветки, существуют также тычиночные и пестичные соцветия. У кукурузы, например, тычиночные соцветия - метелки, а пестичные - початки.

Почему полезно познакомиться с классификацией растений?

Покрытосеменные растения подразделяются на два класса - класс двудольных растений (у них две семядоли) и класс однодольных растений (у них одна семядоля). Поясним: семядоли - это самые первые листочки, развивающиеся в семени.

Класс двудольных состоит из семи подклассов. Они имеют следующие названия (от тебя совсем не требуется запоминать их!): магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды, дилленииды, розиды, астериды. В каждом подклассе есть какое-то количество семейств, в каждом семействе - роды, в каждом роде - виды. Всего у двудольных около 360 семейств и более 180 тыс. видов.

Класс однодольных состоит из трех подклассов. Их названия: алисма-тиды, лилииды, арециды. Всего у однодольных около 80 семейств и более 60 тыс. видов.

Подкласс ранункулиды.

Семейство лютиковых: лютик, ветреница, купальница, адонис (горицвет), ломонос.

Семейство маковых: мак, чистотел, хохлатка.

3. Подкласс гамамеледиды. В этом подклассе наблюдается явный сдвиг в сторону опыления ветром; цветки мелкие, незаметные, с обильной пыльцой.

Семейство березовых: береза, ольха, лещина (лесной орех).

Семейство буковых: дуб, бук, каштан.

Семейство тутовых: шелковица, инжир (смоковница), фикус, хлебное дерево.

Семейство крапивных: крапива, жирардиния, лапортея. Все они жгутся.

Семейство вязовых (ильмовых): вяз, карагач, берест (вяз полевой).

Семейство коноплевых: конопля, хмель.

4. Подкласс кариофиллиды.

Семейство гвоздичных: гвоздика, звездчатка, мыльнянка, куколь. Куколь - сорняк посевов яровых и озимых хлебов, семена ядовиты, их примесь в муке опасна для человека.

Семейство гречишных: гречиха, ревень, щавель, горец.

Семейство маревых: свекла, саксаул, лебеда, шпинат.

Семейство кактусовых: опунция, карнегия, цереус, эпифиллюм, маммилярия, селеницереус, рипсалис, ферокактус, лофофора.

Южной Америки. Родина огурца - Индия, арбуза - Африка, дыни - Средняя Азия.

Семейство крестоцветных: капуста, репа, брюква, редька, редис, хрен, горчица, сурепка, рапс, левкой, пастушья сумка.

Семейство ивовых: ива, тополь, ракита, осина.

Семейство вересковых: вереск, черника, брусника, голубика, клюква, багульник, рододендрон.

» Семейство липовых: липа, шоколадное дерево (из его семян делают шоколад и какао), дерево кола (используется для изготовления напитков «кока-кола» и «пепси-кола»), баобаб. Каждый цветок баобаба живет только одну ночь и вянет на рассвете; само же дерево живет до тысячи лет.

6. Подкласс розиды.

*Семейство крыжовниковых: крыжовник, красная смородина, черная смородина.

» Семейство розоцветных (розовых). Плодовые: яблоня, груша, вишня, черешня, персик, абрикос, слива, ирга, миндаль, айва, рябина. Ягодные: малина, ежевика, земляника, клубника, костяника, морошка. Декоративные: роза, спирея, боярышник. Лекарственные: шиповник, лавровишня, кровохлёбка, калган, гравилат, лапчатка гусиная (гусиная лапка). Если крестоцветные господствуют в наших огородах, то розоцветные - в садах.

Семейство бобовых (мотыльковых): горох, бобы, фасоль, соя, чечевица, земляной орех (арахис). Признано, что лучшее сено дают кормовые бобовые: клевер, вика, эспарцет, донник, чина, люцерна. Лекарственные бобовые: солодка, термопсис, кассия. Декоративные бобовые: акации, душистый горошек, люпины.

Семейство миртовых: мирт, фейхоа, эвкалипт. Эвкалипт - самое высокое дерево (до 150 м). Его узкие листья, защищаясь от солнца и чрезмерных испарений, обращают к солнцу не лицевую сторону, а ребро. Поэтому эвкалиптовый лес не дает лесной прохлады. Эфирные масла в листьях эвкалипта убивают бактерий, и воздух в эвкалиптовом лесу более целебен, чем даже в сосновом бору. Родина эвкалипта - Австралия.

Семейство рутовых: лимон, апельсин, мандарин, грейпфрут.

Семейство зонтичных. Есть один пищевой вид (морковь) и много видов, которые возделываются как пряности: укроп, петрушка, кориандр (кинза), тмин, пастернак, сельдерей, фенхель. Смертельно ядовиты болиголов и вех (цикута).

Семейство виноградовых.

7. Подкласс астериды. Это самый крупный подкласс двудольных (свыше 65 тыс. видов).

Семейство мареновых: хинное дерево, кофейное дерево.

Семейство маслиновых: маслина, ясень, жасмин, сирень.

Семейство жимолостных: жимолость, бузина, калина.

Семейство губоцветных: лаванда, мята, розмарин, шалфей, майоран, баклажан.

Семейство пасленовых: картофель, томат (помидор), баклажан, перец, табак, петунии. Ядовитые: белладонна (красавка), белена, дурман. Родина картофеля - Перу. Табак и помидор тоже завезены в Европу из Америки. Индейцы Центральной и Южной Америки курили листья табака, заворачивая их в сухие листья кукурузы или пальмы наподобие современных сигар. В то время как картофель и помидор, завезенные из Америки, с трудом пробивали себе дорогу в Старом Свете, табак (самое ненужное из американских приобретений) распространился почти мгновенно, хотя разведение его - дело довольно хлопотное. В табаке содержится ядовитый алкалоид никотин. Смертность среди людей, выкуривающих в день 20 сигарет, в 15 раз выше, чем среди некурящих.

Семейство сложноцветных (астровых). Сложноцветные имеют характерный признак - соцветие типа корзинки. Культурные растения: подсолнечник, салат, артишок, топинамбур (земляная груша). Дикорастущие: мать-и-мачеха, лопух (репейник), одуванчик, василек, пижма, маргаритка, полынь, ромашка, чертополох, календула. Декоративные: астры, хризантемы, георгины.

6,6.4. Подклассы и некоторые семейства однодольных растений

Подкласс алисматиды. Это водные, болотные, прибрежные травы: сусак, рдест, стрелолист, элодея, ситник.

Подкласс лилииды.

Семейство лилейных: лук репчатый, порей, чеснок, черемша, лилии, тюльпан, гиацинт.

Семейство спаржевых: спаржа, ландыш.

Семейство орхидных: фрагмопедиум хвостатый, цирропеталум зонтичный, дендробиум благородный, стангопея тигровая, ваниль плосколистная, каттлея, гонгора, целогина гребенчатая, ятрышник, любка двулистная, венерин башмачок. Вряд ли тебе что-то говорят названия всех этих растений. Цветки у них - весьма необычны и красивы (многие считают орхидеи самыми красивыми цветками). Ты можешь полюбоваться ими на с. 385. Заметим, что семейство орхидных - самое многочисленное в классе однодольных (35 тыс. видов).

Семейство осоковых: осока, камыш, сыть, пушица, болотница.

Семейство злаковых (мятликовых). Сюда относят бамбук -траву с одревесневающими стеблями, высотой до 40 м (растет со скоростью 1 м в сутки). У наших злаковых самые высокие -тростник (не путай с камышом!) и кукуруза; они достигают в высоту 3-4 м. В основном же злаковые - низкорослые травы, образующие травяной покров на лугах, в степях, саваннах. Пищевые злаки: пшеница, рожь, овес, ячмень, рис, просо, сахарный тростник. Кормовые растения: мятлик, тимофеевка, ежа, костер, ковыль, лисохвост, райграс. Злостные сорняки: пырей, овсюг, ежовник, щетинник. Если бы не было злаков, то, без сомнения, как полеводство, так и животноводство были бы иными. Некоторые представители семейства злаковых представлены на с. 386.

*Семейство имбирных: имбирь, кардамон, банан. 3. Подкласс арециды,

Семейство пальм: финиковая пальма, саговая пальма, кокосовая пальма, масличная пальма, пальмира (из ее сока делают кокосовое масло).

Семейство рогозовых: рогоз широколистный, рогоз узколистный. Рогоз нередко ошибочно называют камышом или тростником. Стебель растения венчает темная «бархатная» колбаска.

Семейство рясковых. Самые маленькие цветковые растения (около 1 см). Глядя на их крошечные пластинки, покрывающие поверхность стоячей воды, трудно поверить, что ряски - отдаленные родственники пальм. Цветет ряска крайне редко, лишь немногие ботаники наблюдали микроскопические соцветия рясок.



Таксономическое отступление

Бывают лирические или исторические отступления. А у нас будет таксономическое отступление; оно посвящено таксономическим категориям в царстве растений и царстве животных.

Как тебе известно, биомасса Земли на 99% состоит из растений, а на долю животных приходится немногим менее 1% всей земной биомассы. Что же касается разнообразия, которое выражается в количестве видов, то здесь картина обратная - 350 тыс. видов растений и не менее 2 млн. видов животных. Ясно, что, чем больше разнообразие организмов и их видов, тем сложнее биологическая систематика. Так что в преддверии разговора о царстве животных самое время уделить внимание систематике, а точнее, ее разделу, который занимается классификацией организмов. Этот раздел называется таксономией.

Таксономия подразделяет все живые организмы на определенные категории, иначе говоря, ранги. Основная таксономическая категория в биологической систематике - вид. Этим понятием мы с тобой широко пользуемся уже давно, не уточняя, о чем, собственно говоря, идет речь. Теперь пора, наконец, уточнить, какие организмы биологи относят к одному и тому же виду. Это организмы, которые способны скрещиваться и давать плодовитое потомство и которые, кроме того, обладают целым рядом общих признаков и общих типов взаимодействия с окружающей средой. Одни виды вполне четко отделены от других видов отсутствием гибридных форм. Можно сказать, что организмы, входящие в данный вид, - это наиболее близкие родственники.

Различные виды объединяются в роды. В один и тот же род объединяются близкородственные виды, которые развивались одинаковым образом. Как принято говорить, эти виды близки филогенетически. Поясним: в отличие от онтогенеза (индивидуального развития особи) филогенез есть историческое развитие мира живых организмов как в целом, так и отдельных групп. Филогенетическое древо - это то же самое, что родословное древо.

Конечно, родство видов внутри данного рода несколько более отдаленное по сравнению с родством организмов внутри вида. Но отдаленное не слишком. Это можно понять уже из названий внутриродовых видов. Так, род «береза» включает в себя виды: береза бородавчатая, береза повислая, береза каменная, береза белая и др. Род «нерпа» включает в себя виды: нерпа байкальская, нерпа каспийская, нерпа кольчатая и др.

Различные роды объединяются в семейства. В одно и то же семейство объединяются близкие роды, имеющие общее происхождение. Так, в семейство березовых объединяются береза, ольха, лещина и другие роды. В семейство беличьих объединяются белки, сурки, суслики, бурундуки и другие роды. Иногда семейство состоит всего лишь из одного единственного рода (например, семейства гранатовых или бобровых), а иногда семейство настолько многообразно, что подразделяется на несколько подсемейств.

В царстве растений близкие семейства объединяются в один и тот же порядок, близкие порядки объединяются в один и тот же класс, близкие классы объединяются в один и тот же отдел. Отдел - самая крупная таксономическая категория у растений. Отметим, что многообразие отдела цветковых (покрытосеменных) растений привело к тому, что оба класса этих растений были подразделены на подклассы. Категориями «отдел», «класс», «подкласс», а особенно «семейство» мы широко пользовались, знакомясь с царством растений. Примеры родов (а иногда и видов) приводились для конкретных семейств.

В царстве животных близкие семейства объединяются в отряд, близкие отряды - в класс, близкие классы - в тип. Тип - самая крупная таксономическая категория у животных.

Заметим, что отделы растений и типы животных рассматриваются «по восходящей» - от менее организованных отделов (типов) к более организованным (более высоко развитым). Чем ниже уровень развития, тем, естественно, беднее таксономическая схема; в ней могут отсутствовать те или иные категории. Но такая категория как вид присутствует, конечно, всегда.

Существуют разные варианты подразделения царства животных на типы. Выделяют от 10 до 33 типов. Мы остановимся лишь на основных типах - тех, которые указываются практически во всех систематиках животных.

Одноклеточные животные, насчитывающие в целом около 50 тыс. видов (их распределяют по нескольким типам), объединены общим понятием «простейшие». С некоторыми из них мы, познакомились в п. 2.5 на примере амеб, радиолярий, жгутиконосцев, инфузорий. Все прочие типы царства животных - многоклеточные. Вот их основные девять типов (приведенные здесь числа относятся к современным видам; ископаемые виды не учтены):

*губки (2,5 тыс. видов);

»кишечнополостные (9 тыс. видов);

»плоские черви (12,5 тыс. видов);

»круглые черви (более 20 тыс. видов);

кольчатые черви (9 тыс. видов);

моллюски (130 тыс. видов);

иглокожие (6 тыс. видов);

*членистоногие (более 1,5 млн. видов);

»хордовые (более 50 тыс. видов).

Размещено на Allbest.ru