植物の進化

植物と動物の進化

|分類|植物の進化|動物の進化|相同性|

植物の進化

原核生物、藻類や植物

原核生物は、細菌や古細菌に分類され、最も成功している生物です&地球上の豊富な生物。 実際、彼らは生命が現れて以来、地球上で支配的なグループであり、約2000万年の間、地球上で唯一の生命体でした。 グループとしての原核生物は、地球上で最大のバイオマスを持っています。 海洋では、原核生物は生物の総重量の90％以上を占めており、肥沃な土壌のグラムには2.5×109個の原核生物細胞があるかもしれません。 原核生物はまた、地球上で最も古代の生物である：最古の既知の化石細胞は原核生物に属し、3500万年前にさかのぼる西オーストラリアの岩から来ています。 すべての原核生物は、真核細胞に見られるミトコンドリアや葉緑体のような複雑な内部構造を欠いている小さな細胞です。 また、原核生物は染色体上にDNAを持っていますが、核に囲まれていません。原核生物は人間の目にはほとんど見えないので、私たちはそれらを忘れる傾向があります。

しかし、それらは地球の歴史の初期に酸素が豊富な大気の開発に貢献し、すべての生態系において重要な役割である分解と栄養循環のプロセスに 彼らはまた、よりよく知られている真核生物の生命体の進化に大きな貢献をしました。

現代の原核生物は初期の化石に似ているかもしれませんが、現代の環境条件にうまく適応した現代の生物です。

現代の原核生物は初期の化石に似ています。

それらは、南極、海の深さ、岩の深い深さ、丸い深海の通気口、沸騰する温泉など、地球上で最も極端な環境のいくつかに見られ、都市、家庭、人体などの人間の環境に常に存在しています。シアノバクテリア（青緑色藻類）は、生態学的に（特に地球規模の炭素および窒素サイクルにおいて）および進化的用語の両方で非常に重要な原核生物の群である。

シアノバクテリアによって形成されるストロマトライトは、2700万年前に遡るシアノバクテリアの生きた証拠と化石証拠を提供する。 今日、ストロマトライトは、暑く乾燥した気候（西オーストラリア州のシャーク湾など）の浅い塩辛いプールでのみ成長し、古代の岩石での豊富さは、その時代の同様の環境条件を意味する。 ストロマトライトや他のシアノバクテリアは、約2000万年前に始まった大気中の酸素濃度の顕著な増加の主な貢献者であった。 今日では、シアノバクテリアは、海洋、淡水、陸上の環境で、そして地衣類などの共生生物としてどこにでも見られ、大気の酸素の50％まで寄与しています。

DNAの証拠は、最初の真核生物（緑の植物）が2500万年から1000万年前の間に原核生物から進化したことを示唆しています。 生きている褐藻類に似た真核生物の化石は、1700万年前の中国の堆積岩から発見されているが、おそらく最も古い光合成真核生物であるグリパニアは2100万年前の岩石から発見されている。 現代の藻類群、特にそれらの葉緑体の多様性は、これらの内共生事象が珍しいことではなかったことを示唆していることに注意してください。 現代の藻類は、非常に異なる構造を有するが、同一の光合成色素を有する一連の生物を含む。 これは、非常に異なる宿主生物が同じ光合成細胞と共生を形成していることを示唆している。 すなわち、藻類群は別々の内共生事象によって進化したに違いなく、グループ全体は、その進化的起源ではなく、同様のレベルの構造に基づいて同定され メンバーがいくつかの異なる進化の起源を持っているようなグループは、多系統として記述されています。シアノバクテリアは真核生物と密接な進化的関係を持っています。

シアノバクテリアは真核生物と密接な進化的関係を持ってい 彼らは藻類や陸上植物の葉緑体と同じ光合成色素を持っています。 葉緑体は、細菌から派生するのに適したサイズであり、二元分裂によって同じ方法で再現し、単一の環状DNA分子の形で独自のゲノムを有する。 葉緑体の折り畳まれた内膜に見られる酵素および輸送系は、現代のシアノバクテリアの細胞膜に見られるものと同様であり、リボソームも同様である。 シアノバクテリアと葉緑体の間のこれらの類似点は、両者の間の進化的なリンクを示唆し、内共生の理論によって説明することができる。

参考サイト

微化石、ストロマトライト、シアノバクテリアのための参考サイト

: http://www.uni-muenster.de/GeoPalaeontologie/Palaeo/Palbot/seite1.html

生きているstromatolitesについての詳細を調べるにはを参照してください：http://www.calm.wa.gov.au/national_parks/hamelin_pool_mnr.html

化石stromatolitesについての詳細を調べるにはを参照してください：http://cushforams.niu.edu/Stromato.htm

一般的な概要
http://cushforams.niu.edu/Stromato.htm

一般的な概要
http://www.peripatus.gen.nz/paleontology/MaiLinEvo.html

内共生は説明しました：
http://www.sidwell.edu/us/science/vlb5/Labs/Classification_Lab/Bacteria/symbiosis.html

/トップに移動/

最も初期の土地”植物”

1500万年の光合成生物は海に残った。 これは、保護オゾン層がない場合、土地は致命的なレベルの紫外線を浴びていたためです。 大気中の酸素レベルが十分に高くなると、オゾン層が形成され、生物が土地に進出することが可能であったことを意味します。

海岸は土地の植民地化において非常に重要であったでしょう。 このゾーンでは、藻類は土地から流れ出る淡水にさらされていたであろう（そして地上の存在に移行する前に淡水の生息地に植民地化していたであろう）。 それらはまた交互になるぬれた、乾燥する環境に露出されます。 乾燥を生き残るための適応は強い生存価値を持っていたであろう、そして海藻はpoikilohydricであり、乾燥の期間に耐えることができることに注意することが重

化石化された胞子の形で陸上植物が出現した最古の証拠は、オルドビス紀（510-439万年前）、地球の気候が穏やかで広範な浅い海が低地の大陸の塊を囲んでいた時代から来ている。 （これらの胞子は、おそらく水風の分散の上に胞子嚢を上げた水没植物によって生産された水の他の体を植民地化する手段を提供するでしょう。）しかし、DNA由来の日付は、約700万年前に、土地のさらに早い植民地化を示唆しています。

コケ植物

陸上の最も初期の光合成生物は、現代の藻類、シアノバクテリア、地衣類に似ていて、コケ植物（liverwarts&緑藻のcharophyteグループから進化したコケ）に続いていた。 コケ植物は、種子のない、非血管植物として記載されています。 水と栄養素の輸送のための血管組織の欠如は、そのサイズを制限します（ほとんどは2〜20cmの高さです）。 コケ植物は、典型的な茎、葉、または根を持っていませんが、根茎によって地面に固定されています。 それらは環境の広い範囲で育ってもいく、poikilohydricである:環境が乾燥するときそう乾燥している間休止状態に残るが、ぬらされたとき急速に回復する植物 これらの特徴は、それらを重要な先駆的な種にする。/div>

コケ植物
http://www.personal.psu.edu/users/s/d/sdc182/bryophyta.htm

一般的な概要
http://scitec.uwichill.edu.bb/bcs/bl14apl/conq.htm
http://www.bio.miami.edu/tom/bil160/bil160goods/12_notes.html

コケ植物
http://www.personal.psu.edu/users/s/d/sdc182/bryophyta.htm

http://www.personal.psu.edu/users/s/d/sdc182/bryophyta.htm

|トップに移動/

維管束植物

約425万年前に新しいタイプの植物が登場しました。 最古の既知の維管束植物は、シルル紀の時代から来ています。

クックソニアは、しばしば血管陸上植物の最古の知られている化石とみなされ、ちょうど425万年前の後期シルル紀初期のものです。 それはわずか数センチメートルの高さの小さな植物でした。 その葉のない茎は、その先端に胞子嚢（胞子生産構造）を持っていた。

Rhyniaはわずかに若いですが、外観はCooksoniaに似ています。

Baragwanathiaははるかに大きい&螺旋状に配置された葉のように見えるもので、より複雑です。 バラグワナシアは、リコフィート（維管束植物）として記載されています。 このような複雑な植物がシルル紀に存在するためには、陸上植物はおそらくオルドビス紀にはるかに早く出現したに違いない。

これらの最初の陸上植物は、緑藻から進化し、多くの形質を共有しています。

これらの最初の陸上植物は、緑藻から進化しました。 すべての貯蔵エネルギー貯蔵物は、澱粉として、色素体の中に貯蔵される。 それらの細胞壁はセルロースミクロフィブリルで構築され、光合成色素はクロロフィルaおよびb、プラスb-カロチンである。

参考サイト

シルル紀のためのhttp://www.ucmp.berkeley.edu/silurian/silulife.html

植物のための土地での生活の問題

放射線

• 紫外光による損傷
• 熱
• 光系への損傷

ul>

乾燥

• 非常に乾燥した空気
• 散発的な水供給

分散

• 分散のための水はありません

受精

• 水が必要です

土地での生活への解決策

ポイキロハイドライフスタイル

poikilohydryはことを意味します 生物は、その水のために環境に直接依存しています。 その結果、生物の水分含有量は環境の水分含有量と平衡に達する傾向がある。 Poikilohydric有機体に乾燥を防ぐメカニズムがない:彼らは環境が乾燥するとき乾燥し、休眠状態に残るが、水が再度利用できるようになるとき水分を補給できる。 彼らは通常、彼らの体の表面を介して直接水を吸収します。

Poikilohydric生物は、いくつかの緑藻、シアノバクテリア（青緑色の藻類）、地衣類、およびコケ植物が含まれます。

ホモ価のライフスタイル

ホモ価の植物は、水分content有量を一定に保つことができ、環境と平衡しません。

これはによって達成されます：

• 水の損失を制御する（防水、キューティクル）
• 光合成のためのキューティクル内の制御可能なバルブ（気孔）
• 失われた水、内部導電性組織（木部）：維管束植物
• 3D構造: 表面積を最小限に抑え、サポートを提供します
• 強化されたガス交換（内部細胞間空間）のための換気組織

すべての現代の陸上植物-コケ植物を除く-こ

• 光のための競争もありました,生産性を向上させるための圧力につながります,光合成のために利用可能な領域を増加させることによって達成 これは、水を得て輸送するためのメカニズムも改善が必要であることを意味した。 したがって、進化は、水関係のゆっくりとした、連続的な、リンクされた改善と生産性の増加でした。

土地植物の多様化

これらの特徴が進化すると、デボン紀（408-362万年前）の間に土地植物の大幅な多様化がありました。 これらはlycophytes（clubmossesはこのグループの最もよく知られた現代メンバーである:）、スギナ（例えばEquisetum）、およびprogymnosperms、種のない維管束植物と種の植物の間の中間を含んでいた。 初期の形態は小さな&木質組織を欠いていたが、最初の木のような植物（progymnospermsと木の大きさのリコフィトを含む）は、デボン紀中期までに現れていた。 最初の本物の木（例えば始祖鳥）はデボン紀後期までに発達し、種子を持つ裸子植物はこの地質学的期間の終わりまでにprogymnospermsから進化していた。 それらの高度な根系が土壌生産に影響を与え、風化の増加をもたらしたため、樹木の出現は環境に大きな影響を与えた。

最も早く知られている種子は365万年前にさかのぼりますが、はるかに早く進化し始めているに違いありません。 今まで、種子の前駆体は化石記録から知られていませんでした。 しかし、受粉に関与しているように見える構造を持つ種子前駆体の新しい化石発見は、少なくとも385万年前にこの開発を日付します。

参照ウェブサイト

古生代植物

このサイトは情報を持っています&他の”シダ同盟国”: http://www.biosci.ohio-state.edu/~plantbio/greenhouse/ghconserv_tour_ferns.html

そしてclubmoss Lycopodiumのために：http://bioweb.wku.edu/pix/plants/lycopodium.jpg

参考書

P.Gerrienne et al. (2004)Runcaria、中間デボン種の種子植物の前駆体。 Science306:856-858

|トップに行く|

種子の意義

胞子は分散しやすいが、彼らは自分自身を確立するための埋蔵量はほとんどない。 これは、胞子が湿った領域に到達し、急速に発芽し、ライフサイクルの次の段階のためのエネルギーを得るためにすぐに光合成を開始することを意味 したがって、胞子を生産する植物は、そのライフサイクルの少なくとも一部のために湿った環境に限定されています。比較すると、種子には若い植物とその植物の栄養貯蔵所が含まれています。

これは、種子植物（裸子植物および被子植物）が発芽した後、若い植物が非常に急速にそれ自身を確立することができるので、一時的または表面下の水 種子の進化は、裸子植物と被子植物の成功を支えています。

石炭紀（362-290万年前）の条件は暖かく、熱帯緯度では季節的な変化はほとんどなく、土地は暖かく&&他のほとんどの石炭紀植物と同様に、胞子によって再現された木のシダ。 胞子は発芽と急速な成長のために湿った条件を必要とする。 しかし、これらの胞子担い手の多くは、古生代の終わりに向かって環境がより乾燥したようになったために死亡した。 最初の針葉樹は石炭紀の終わりに向かって現れ始めました。

参考サイト

一般情報参照：http://taggart.glg.msu.edu/isb200/carbfor.htm

気候はペルム紀（290-245万年前）の間に寒く乾燥し、南半球では氷河が広がった。 しかし、植物はまだ氷のない地域で栽培されており、その中にはゴンドワナンの土地からのみ知られている種子シダGlossopterisがあります。 実際には、Glossopterisの分布&Glossopteridalesの他のメンバーは、大陸漂流の初期の証拠を提供しました。

種子シダはペルム紀の終わりに死亡し、Gondwanaland全体でも発見されたDicroidiumとその親戚に置き換えられました。 針葉樹、ソテツ、&&&シダ、ジクロイドウム、ギンコーズ、および初期のアラウカリアン針葉樹に家でした。 初期のpodocarpsも存在していた可能性があります。

顕花植物の出現

裸子植物、特にソテツは、ジュラ紀（208-145万年前）の支配的な陸上植物のままでしたが、白亜紀（145-65万年前）は顕花植物（被子植物）とそれに関連する昆虫の花粉媒介者（共進化の例）の上昇を見ました。 被子植物の約235,000種がありますが、彼らはすべての機能の特定のセットを共有しています：花、果物、および独特のライフサイクル。 このため、被子植物は単系統群であると仮定される。

被子植物は花の進化に彼らの成功を借りています。 花の花粉と蜜は、花粉が花から花に効率的に伝達されることを確実にすることによって、受粉動物を訪問することを奨励し、受精の確率を高める。 （風受粉被子植物の花、例えば草は、大きさと複雑さの点で非常に減少しています。）受精後、花のcarpelおよび他の部分は、果実の中の種子の分散を助ける果実を形成するために使用される。 さらに、被子植物の木部血管は、植物を通る水の非常に迅速な移動を可能にする。 これは、顕花植物が裸子植物よりも高い光合成速度を達成し、一日の多くを通して彼らの気孔を開いたままにすることができることを意味し、この「スペア」光合成能力は果実の発達をサポートすることができます。

被子植物の二つの主要なグループは、双子葉植物（より正確には、”eudicotyledons”）と草を含む単子葉植物です。 草は始新世（56.5-35.4万年前）に進化し、これが漸新世（35.4-23.2万年前）の哺乳類の進化につながった。 世界が中新世（23.2-5.2万年前）の間に冷却し始めたように、これらの草原が広がり、森林が収縮し、鮮新世（5.2-1.6万年前）までに多くの地域に砂漠があった。 この冷却傾向に伴う森林生息地の断片化と草原の広がりは、人間の進化に関与していると考えられている。

氷河期とニュージーランドの高山植物

更新世の氷河期は、南アルプスの台頭によって形成された新しい生息地と一緒に、彼らは私たちの広範な風土病の高山植物の開発のための条件を提供したため、ニュージーランドの植物の進化において重要であった。

ニュージーランドは長い間様々な森林に覆われてきましたが、現在、原生林には熱帯雨林またはポドカルプ/広葉樹林（針葉樹と広葉樹が混在しています）とブナ 他の植生の種類は、ハーブフィールド、草原、および低木の土地であり、その状況に応じて沿岸、低地、またはモンタネ（高山）として記述することができます。

100,000-10,000年前の最終氷期の間、年間平均気温は4.5℃低下し、スノーラインは830-850m低下しました。 氷河の最も寒い部分の間に、非常に多くの水が氷の中に閉じ込められ、海面は最大135m低く、NZは連続した土地の塊でした。

これらの極端な条件は、ニュージーランドの多様な高山植物の進化と分布に特に顕著な影響を与えました。 更新世の氷河期以前は、気候が温暖であっただけでなく、鮮新世後期/更新世前期のカイコウラ造山運動の激動が高山帯を作り出すまで、高地はほとんどなかった。 したがって、私たちの高い国の植物は、おそらく比較的最近の起源（地質学的に言えば）です。 高山植物は、現在のツリーラインの上に発見されたものですが、時には氷河期の間に、彼らはニュージーランドの多くの海岸にまで広がっていたでしょう。

私たちの高山植物の多くはニュージーランド固有種であり、高山種の93％が固有種であり、8属が固有種であり、さらに15属はニュージーランド外の種のほんの これらの植物は、氷河時代の終わりに続いて低地種からの急速な適応放射線によってNZで進化した可能性が高い。 暖かい時期と寒い時期を交互にすることは、植物種を新興の山の上下に追いやり、生息地のゾーンを分割し、様々な避難所を提供したであろう。 これらはすべて、この特定の植物のセットに対する進化的圧力を大幅に増加させるでしょう。 この仮説は、多くの高山群がその分布に分離を示し、少数の孤立した部位にのみ見出されるという事実によって支持されている: 最も簡単な説明は、彼らはもともと広まっていたが、彼らの現在の家の周りの低地から暖かい時期に一掃された、または他の低地植物を返すと競合す

ニュージーランドの例
このような大規模な気候変動は、おそらくニュージーランドのPolystichumシダの進化を運転しました。