Plante Og Dyr Evolusjon
| Klassifisering | Plante Evolusjon | Dyr Evolusjon | Homologi |
Plante Evolusjon
Prokaryoter, Alger og Planter
Prokaryoter er organismer klassifisert Som Bakterier og Archaea, Og er de mest vellykkede& rikelig organismer På Jorden. Faktisk har de vært den dominerende gruppen på jorden siden livet dukket opp og for rundt 2000 millioner år var den eneste livsform på jorden. Prokaryoter som gruppe har den største biomassen på planeten, f. eks. i havene utgjør prokaryoter 90% eller større enn den totale vekten av levende ting; det kan være 2,5 x 109 prokaryote celler i et gram fruktbar jord. Prokaryoter er også de eldste organismer på Jorden: de tidligste kjente fossile cellene tilhører en prokaryote, og kommer fra bergarter i Vest-Australia som dateres tilbake 3500 millioner år. Alle prokaryoter er små celler som mangler komplekse interne strukturer, som mitokondrier og kloroplaster, som finnes i eukaryote celler. Selv om prokaryoter har DNA på et kromosom, er det ikke innelukket i en kjerne.fordi prokaryoter i stor grad er usynlige for det menneskelige øye, har vi en tendens til å glemme dem. Imidlertid bidro de til utviklingen av en oksygenrik atmosfære tidlig i Jordens historie, og er avgjørende for prosessene for nedbrytning og næringssykling, en nøkkelrolle i alle økosystemer. De har også gjort et betydelig bidrag til utviklingen av de bedre kjente, eukaryote, livsformer.Dagens prokaryoter kan ligne tidlige fossiler, men de er moderne organismer som har tilpasset seg moderne miljøforhold. De finnes i Noen av De mest ekstreme miljøene På Jorden, inkludert Antarktis, havets dyp og dypt i bergarter, runde dyphavsåpninger og i kokende varme kilder og er alltid til stede i våre menneskelige miljøer, inkludert byer, hjem og menneskekroppen.Cyanobakteriene (blågrønne alger) er en gruppe prokaryoter som er ekstremt viktige både økologisk (spesielt i globale karbon-og nitrogen-sykluser) og evolusjonære termer. Stromatolitter, som dannes av cyanobakterier, gir levende og fossile bevis på cyanobakterier som går tilbake 2700 millioner år. I Dag stromatolitter vokser bare i grunne, salte bassenger i varme, tørre klima (F. eks Shark Bay I Vest-Australia), og deres overflod i gamle bergarter innebærer lignende miljøforhold i disse tider. Stromatolitter og andre cyanobakterier var de viktigste bidragsyterne til den markante økningen i atmosfæriske oksygenkonsentrasjoner som begynte for rundt 2000 millioner år siden. I dag finnes cyanobakterier overalt – i marine, ferskvann og terrestriske miljøer og som symbionter f. eks. lav-og bidrar med opptil 50% av atmosfærens oksygen.DNA-bevis tyder på at de første eukaryotene (grønne planter) utviklet seg fra prokaryoter (gjennom endosymbiotiske hendelser) mellom 2500 og 1000 millioner år siden. Fossiler av eukaryoter som ligner levende brune alger har blitt funnet i sedimentære bergarter fra Kina som er 1700 millioner år gamle, mens muligens den eldste fotosyntetiske eukaryoten, Grypania, kommer fra bergarter 2100 millioner år gammel. Merk at mangfoldet av moderne algegrupper, og spesielt av deres kloroplaster, antyder at disse endosymbiotiske hendelsene ikke var uvanlige. Moderne alger består av en rekke organismer med svært forskjellige strukturer, men identiske fotosyntetiske pigmenter. Dette antyder at svært forskjellige vertsorganismer har dannet en symbiose med de samme fotosyntetiske cellene. Det vil si at algegruppene må ha utviklet seg gjennom separate endosymbiotiske hendelser, og gruppen som helhet er identifisert på grunnlag av et lignende strukturnivå, snarere enn på dets evolusjonære opprinnelse. Slike grupper, hvor medlemmene har flere forskjellige evolusjonære opprinnelser, beskrives som polyfyletiske.
Cyanobakterier har et nært evolusjonært forhold til eukaryoter. De har de samme fotosyntetiske pigmentene som kloroplaster av alger og landplanter. Kloroplaster er riktig størrelse for å stamme fra bakterier, reprodusere på samme måte, ved binær fisjon, og har sitt eget genom i form av et enkelt sirkulært DNA-molekyl. Enzymer og transportsystemer som finnes på de brettede indre membranene av kloroplaster, ligner de som finnes på cellemembranene i moderne cyanobakterier, som deres ribosomer. Disse likhetene mellom cyanobakterier og kloroplaster antyder en evolusjonær sammenheng mellom de to, og kan forklares av teorien om endosymbiose.
Referansesider
For Mikrofossiler, stromatolitter og cyanobakterier: http://www.uni-muenster.de/GeoPalaeontologie/Palaeo/Palbot/seite1.html
for å finne ut mer om levende stromatolitter se: http://www.calm.wa.gov.au/national_parks/hamelin_pool_mnr.html
for å finne ut mer om fossile stromatolitter se: http://cushforams.niu.edu/Stromato.htm
Generell Oversikt
http://www.peripatus.gen.nz/paleontology/MaiLinEvo.html
endosymbiosis Forklart:
http://www.sidwell.edu/us/science/vlb5/Labs/Classification_Lab/Bacteria/symbiosis.html
|gå til toppen /
de tidligste land «planter»
for 1500 millioner år fotosyntetiske organismer forble i havet. Dette skyldes at i mangel av et beskyttende ozonlag ble landet badet i dødelige nivåer AV UV-stråling. Når atmosfæriske oksygennivåer var høy nok ozonlaget dannet, noe som betyr at det var mulig for levende ting å våge på land.
kysten ville ha vært enormt viktig i koloniseringen av land. I denne sonen ville alger ha blitt utsatt for ferskvann som løper av landet (og ville ha kolonisert ferskvannshabitatet før de flyttet til terrestrisk eksistens). De vil også bli utsatt for et vekslende vått og uttørkende miljø. Tilpasninger for å overleve uttørking ville ha hatt sterk overlevelsesverdi, og det er viktig å merke seg at tang er poikilovalente og i stand til å tåle tørkeperioder.det tidligste beviset for utseendet på landplanter, i form av fossiliserte sporer, kommer Fra Ordovicium – perioden (510-439 millioner år siden), en tid da det globale klimaet var mildt og omfattende grunne hav omringet de lavtliggende kontinentale massene. (Disse sporene ble sannsynligvis produsert av nedsenket planter som hevet sporangien over vannet – vindspredningen ville gi et middel til å kolonisere andre vannkilder. MEN DNA-avledede datoer antyder en enda tidligere kolonisering av landet, rundt 700 millioner år siden.De tidligste fotosyntetiske organismene på land ville ha lignet moderne alger, cyanobakterier og lav, etterfulgt av moser (liverworts& moser, som utviklet seg fra charophyte-gruppen av grønne alger). Bryophytes er beskrevet som frøfrie, ikke-vaskulære planter. Deres mangel på vaskulært vev for transport av vann og næringsstoffer begrenser deres størrelse (de fleste er mellom 2 og 20 cm høye). Bryophytes har ikke typiske stengler, blader eller røtter, men er forankret til bakken av rhizoider. De kan vokse i et bredt spekter av miljøer og er poikilovalente: når miljøet tørker, gjør planten det, forblir sovende mens den er tørr, men gjenoppretter seg raskt når den fuktes. Disse funksjonene gjør dem til viktige pionerarter.
Referanse Nettsteder
Generelle Oversikter
http://scitec.uwichill.edu.bb/bcs/bl14apl/conq.htmhttp://www.bio.miami.edu/tom/bil160/bil160goods/12_notes.html
Bryophytes
http://www.personal.psu.edu/users/s/d/sdc182/bryophyta.htm
|gå til toppen /
karplanter
om 425 millioner år siden en Ny type plante dukket opp: disse var karplanter, med sin homoiovalente livsstil. De tidligste kjente karplanter kommer Fra Silurtiden. Cooksonia regnes ofte som det tidligste kjente fossilet av en vaskulær landplante, og stammer fra bare 425 millioner år siden i slutten Av Tidlig Silur. Det var en liten plante, bare noen få centimeter høy. De bladløse stilkene hadde sporangia (spore-produserende strukturer) på sine tips.
Rhynia er litt yngre, men ligner På Cooksonia.
Baragwanathia er mye større & mer kompleks, med det som synes å være spiralformede blader. Baragwanathia har blitt beskrevet som en lycophyte (en vaskulær plante). For en slik kompleks plante å være til stede I Silur da landplanter må ha dukket opp mye tidligere, kanskje I Ordovicium.
Disse første landplanter utviklet seg fra de grønne alger, som de deler en rekke egenskaper. Alle lagre energireserver, som stivelse, inne i plastider. Deres cellevegg er bygget av cellulose mikrofibriller og de fotosyntetiske pigmentene er klorofyll a og b, pluss b-karoten.
Referanse Nettsteder
For Den Siluriske perioden http://www.ucmp.berkeley.edu/silurian/silulife.html
Problemer med livet på land for planter
Stråling
- skade fra ultrafiolett lys
- varme
- skade på fotosystemer
Tørr luft
spredning
Befruktning
- krever vann
løsninger til liv på land
den poikilovalente livsstilen
poikilohydry betyr at organismen er avhengig av miljøet for sitt vann. Som et resultat har organismens vanninnhold en tendens til å nå likevekt med miljøet. Poikilohydric organismer har ingen mekanismer for å hindre uttørking: de desiccate, og forbli sovende, når deres miljø tørker ut, men kan rehydrere når vann blir tilgjengelig igjen. De absorberer vanligvis vann direkte gjennom kroppsoverflaten.Poikilovalente organismer inkluderer noen grønne alger, cyanobakterier (blågrønne alger), lav og moser.
den homoiovalente livsstilen
Homoiovalente planter kan holde vanninnholdet konstant og ikke balansere med miljøet.
Dette oppnås ved Å:
- Kontrollere vanntap (vanntetting, kutikula)
- Kontrollerbare ventiler i kutikula for fotosyntese (stomata)
- Erstatte tapt vann, internt ledende vev (xylem): karplanter
- 3d-struktur: minimerer overflateareal, gir støtte
- Ventilert vev for forbedret gassutveksling (interne intercellulære rom)
Alle moderne landplanter – med unntak av bryophytes-har disse funksjonene.det var også konkurranse om lys, noe som førte til press for å øke produktiviteten, noe som kunne oppnås ved å øke arealet tilgjengelig for fotosyntese (utviklende blader) og/eller holde stomata åpen lenger. Dette betydde at mekanismer for å skaffe og transportere vann også trengte forbedring. Dermed var evolusjonen en langsom, kontinuerlig, knyttet forbedring i vannforhold og produktivitetsøkning.
Diversifisering av landplanter
Når disse funksjonene hadde utviklet seg, var det en betydelig diversifisering av landplanter i Devontiden (408-362 millioner år siden). Disse inkluderte lykofytter (clubmosses er de mest kjente moderne medlemmene av denne gruppen:), horsetails (F. eks Equisetum), og progymnosperms, mellomliggende mellom frøfrie karplanter og frøplanter. Mens de tidlige formene var små& manglet treaktig vev, hadde de første trelignende plantene (inkludert progymnospermer og lycofytter i tre-størrelse) dukket opp av Mid-Devonian. De første virkelige trær (F. eks Archaeopteris) hadde utviklet av Den sene Devon, og de frøbærende gymnospermer hadde utviklet seg fra progymnospermer ved slutten av denne geologiske perioden. Utseendet på trær hadde en betydelig effekt på miljøet, fordi deres avanserte rotsystemer påvirket jordproduksjonen og førte til økt forvitring. mens de tidligste kjente frøene dateres tilbake 365 millioner år siden, må de ha begynt å utvikle seg mye tidligere. Hittil var forløperne av frø ikke kjent fra fossilregistreringen. En ny fossil oppdagelse, av en frøforløper med en struktur som tilsynelatende er involvert i pollinering, daterer denne utviklingen til minst 385 millioner år siden.
Referanse Nettsteder
Paleozoic Planter
dette nettstedet har informasjon & bilder av horsetails & andre»fern allierte»: http://www.biosci.ohio-state.edu/~plantbio/greenhouse/ghconserv_tour_ferns.html
Og for clubmoss Lycopodium: http://bioweb.wku.edu/pix/plants/lycopodium.jpg
Referansebøker
P. Gerrienne et al. (2004) Runcaria, en Mellom Devonian frø plante forløper. Science 306: 856-858
|GÅ TIL TOPPEN /
Betydningen av frø
mens sporer er lett å spre, de har få reserver å etablere seg. Dette betyr at et spor når et vått område, spirer raskt, og begynner fotosyntetisering med en gang for å få energi til neste fase av livssyklusen. Dermed er sporeproducerende planter begrenset til våte miljøer i minst en del av deres livssyklus.
til sammenligning inneholder et frø en ung plante og en næringsbutikk for den planten. Dette betyr at frøplanter (gymnospermer og angiospermer) kan kolonisere områder med forbigående eller underoverflatevann, da den unge planten kan etablere seg ekstremt raskt når den har spist. Utviklingen av frøet underbygger suksessen til gymnospermer og angiospermer.
I Karbon (362-290 millioner år siden ) var forholdene varme, med liten sesongmessig endring i tropiske breddegrader, og landet var varmt & sumpete. Disse forholdene passet de utbredte skogene horsetails & trebregner som, som de fleste Andre Karbonplanter, reproduseres av sporer. Sporer krever fuktige forhold for spiring og rask vekst. Imidlertid døde mange av disse sporebærerne ut da miljøet ble mer tørt mot slutten av Paleozoikum. De første nåletrærne begynte å dukke opp mot Slutten av Karboniferous.
Referansesider
Generell Informasjon Se: http://taggart.glg.msu.edu/isb200/carbfor.htm
Klimaet ble kaldere og tørrere under Perm (290-245 millioner år siden), med utbredt istid på den sørlige halvkule. Imidlertid vokste planter fortsatt i isfrie områder, blant annet frøfernen Glossopteris, som kun er kjent fra Gondwanan landmasser. Faktisk ga distribusjonen Av Glossopteris& andre medlemmer Av Glossopteridales tidlig bevis på kontinentaldrift.
frøbregnene døde ut på Slutten Av Permian, og ble erstattet Av Dicroidium og dets slektninger, som også ble funnet i Hele Gondwanaland. Bartrær, cycads, & ginkgoer (alle gymnospermer) begynte å erstatte de tidligere skogene, og var vanlige over Pangea under Trias (245 – 208 millioner år siden). New Zealand var til stede som stort sett vulkansk& lett eroderte øyer,& var hjemsted for bregner, Dicroidium, gingkoes og tidlige araukariske bartrær. Tidlig podocarps kan også ha vært til stede.Gymnospermer, spesielt cycads, forble de dominerende landplanter I Jura (208 – 145 millioner år siden), men Kritt (145 – 65 millioner år siden) så fremveksten av blomstrende planter (angiospermer) og deres tilhørende insekt pollinatorer (et eksempel på coevolution). Det er rundt 235 000 arter av angiospermer, men de deler alle et bestemt sett med funksjoner: blomster, frukt og en særegen livssyklus. På grunn av dette antas angiospermer å være en monofyletisk gruppe.
angiospermene skylder deres suksess til utviklingen av blomsten. Blomstens pollen og nektar oppfordrer pollinerende dyr til å besøke, og øker sjansen for befruktning ved å sikre at pollen overføres effektivt fra blomst til blomst. (Blomstene av vindbestøvede angiospermer, f. eks. gress, er svært redusert når det gjelder størrelse og kompleksitet.) Etter befruktning brukes carpel og andre deler av blomsten til å danne frukt som bidrar til spredning av frøene inne i frukten. I tillegg tillater xylem-karene av angiospermer meget rask bevegelse av vann gjennom anlegget. Dette betyr at blomstrende planter kan holde stomata åpne gjennom mye av dagen, og oppnå høyere fotosyntetiske priser enn gymnospermer; denne «ekstra» fotosyntetiske kapasiteten kan støtte utviklingen av frukt.
To hovedgrupper av angiospermer er dikotyledonene (mer korrekt, «eudicotyledoner») og monokotyledonene, som inkluderer gressene. Gress utviklet Seg I Eocen (56.5-35.4 millioner år siden), og dette førte igjen til utviklingen av surfing pattedyr under Oligocen (35.4 – 23.2 millioner år siden). Da verden begynte å kjøle seg ned Under Miocen (23,2 – 5,2 millioner år siden) spredte disse gresslettene seg og skogene trakk seg sammen; Ved Pliocen (5,2 – 1,6 millioner år siden) var det ørkener i mange regioner. Fragmenteringen av skogshabitater og spredning av gressletter, som fulgte denne kjøletrenden, er involvert i utviklingen av mennesker.Istidene og New Zealands alpine planter Pleistocen Istidene var betydelig i utviklingen Av new Zealand planter som, sammen med de nye habitater dannet av fremveksten Av De Sørlige Alpene, de ga forutsetninger for utvikling av vår omfattende endemisk alpine flora.Mens New Zealand har vært variert skog over en lang periode, er Det i dag to hovedtyper av innfødt skog: regnskog eller podocarp / bredbladet skog (en blanding av bartrær og hardtre), og bøkeskog. Andre vegetasjonstyper er urtefelt, gressletter og buskområder, som avhengig av deres situasjon kan beskrives som kyst, lavland eller montane (alpint).
under siste istid, 100.000-10.000 år siden, gjennomsnittlige årlige temperaturer falt med 4.5 oC, og snølinjen senket 830-850m. det var omfattende istid langs De Sørlige Alpene, som strekker seg til havnivå på Mye Av Vestkysten, og det var små isbreer På Nordøyas Tararua ranges og Sentrale Platå. Under de kaldeste delene av isbreen var så mye vann låst opp i is at havnivået var opptil 135m lavere og NZ var en kontinuerlig landmasse.disse ekstreme forholdene hadde særlig markante effekter på Utviklingen og distribusjonen Av New Zealands mangfoldige alpine flora. Før Pleistocen Istider, ikke bare var klimaet ganske varmt, men også det var lite høyt land, til omveltninger Av Kaikoura Orogenese i slutten Pliocen / tidlig Pleistocen opprettet alpine soner. Derfor er våre høylandsplanter sannsynligvis av relativt ny opprinnelse (geologisk sett). Alpine planter er de som finnes over dagens tregrensa, men til tider i glacial faser de ville ha utvidet ned til kysten i Mye Av New Zealand. Mange av våre alpine planter er endemiske For New Zealand: 93% av alpine arter er endemiske; 8 slekter er endemiske, med ytterligere 15 som bare har noen få av sine arter utenfor NZ. Disse plantene har trolig utviklet SEG I NZ ved rask adaptiv stråling fra lavlandet arter etter slutten av en istid. Alternerende varme og kalde perioder ville ha drevet plantearter opp og ned de fremvoksende fjellene, delt opp habitatsoner, og gitt en rekke refugier. Alle disse vil øke det evolusjonære presset på dette bestemte settet av planter betydelig. Denne hypotesen støttes av det faktum at en rekke alpine grupper viser disjunctions i distribusjonen og bare finnes på noen få isolerte steder: den enkleste forklaringen er at de opprinnelig var utbredt, men ble utryddet i varmere perioder fra de lavere liggende områdene rundt deres nåværende hjem, ellers var de ikke i stand til å konkurrere med retur lavlandsplanter.
New Zealand Eksempel
slike store klimaendringer trolig kjørte utviklingen Av New Zealands Polystichum bregner.