Эволюция растений

Первые микробы были анаэробами, так как кислорода на поверхности земли еще не было. Когда в составе атмосферы, окружающей землю, появились кислород, углекислый газ и азот, часть анаэробов приспособилась к новому составу атмосферы и стала аэробами. С появлением на земле в процессе эволюции растений и животных возникли условия для дифференциации микробов на метатрофов и прототрофов. [c.22]

Остается, однако, фундаментальная и так и не решенная до сих пор проблема, касающаяся этих широко распространенных вторичных метаболитов. Попросту говоря, каковы их биологические функции В связи с этим некоторые исследователи полагают, что эти вещества являются отходами метаболизма, хотя многие из них токсичны для организма, который продуцирует их до тех пор, пока они не выбрасываются в окружающую среду (например, летучие монотерпены, образуемые многими растениями) или не превращаются в безвредные вещества в самом организме. Другие исследователи считают вторичные метаболиты и в особенности те, которые обнаруживаются в растениях, важными факторами совместной эволюции растений, животных и насекомых. Эта точка зрения заключается в том, что выборочное стремление некоторых животных и насекомых к опустошению фауны определяется качеством производимой растениями химической продукции. Это, в свою очередь, приводит к выработке растениями таких соединений, которые отталкивают животных и других травоядных и тем самым смягчают процесс истребления растений. В настоящий момент взгляды биологов по вопросу о том, какая из этих двух гипотез верна, четко разделяются, и первым шагом на пути к пониманию функции вторичных метаболитов в организме является выяснение их биологического происхождения. Химики-органики достигли существенного прогресса в этой области за последние два десятилетия, и в результате сейчас четко вырисовываются пути, по которым происходит биосинтез многих вторичных метаболитов. Эти исследования, обобщен-ные в конце тома 11 русского издания (в заключительных главах тома 5 английского издания) [c.15]

История эволюции растений — это постепенно совершенствующаяся адаптация к жизни на суше. Именно эта история и составит одну из основных тем в нашем изучении растений. Систематика растений, рассматриваемых в данной книге, показана на рис. 2.33. Там же приводится краткий перечень некоторых основных тенденций в эволюции растений, связанных с адаптацией к жизни на суше, которые также будут рассматриваться в этом разделе. [c.55]

Вторичные метаболиты, хотя и не являются необходимыми для жизни, тем не менее могут быть полезны для организма (Френкель [212]). Одни вторичные вещества могут способствовать выживанию растения, отпугивая вредных насекомых или делая его несъедобным для травоядных животных. Другие вторичные вещества привлекают насекомых к цветам, обеспечивая таким образом опыление. В растении может накопиться соединение, способное защитить его от влияния паразитических микроорганизмов, или такое соединение, которое помогает лучше приспособиться к окружающей неблагоприятной среде. В процессе эволюции растений вторичные метаболиты могли иметь и другие важные функции. Мутант, который вырабатывает соединение, обеспечивающее хотя бы незначительное преимущество перед исходным видом, в конце концов должен заменить исходные виды. По-видимому, стоит отметить, что многие части большинства видов растений несъедобны фрукты съедобны лишь потому, что этим обеспечивается более эффективное распространение семян. [c.278]

Позже человек изничтожал растительный мир не менее неистово, чем это делали в свое время динозавры. Однако одновременно он способствовал дальнейшей эволюции растений. Человек сыграл большую роль не только в отношении развития большого числа культурных растений, но также в отношении происхождения многих сорняков и других видов рас- [c.390]

У большинства животных полиплоидия встречается редко, однако у растений она наблюдается очень часто и играет важную роль в их эволюции. Растение, содержащее ровно вдвое больше хромосом, чем его родители, качественно от них не отличается, поскольку оно не несет никакой новой генетической информации. Однако дополнительный набор хромосом обычно обусловливает увеличение размера клеток при уменьшении их общего числа. У тетраплоида первый эффект обычно перевешивает второй, и рас- [c.115]

Приведенные суждения следуют из признания современной концепции сопряженной эволюции растений и фитофагов, получившей особое развитие в 70-е годы. В настоящее время она постепенно заслоняется более общими экологическими представлениями, отводящими сопряженным преобразованиям роль одного из вариантов. Эти общие представления привлекают внимание к пространственной и временной изменчивости свойств растений, на фоне которой реализуются взаимодействия с потребителями и партнерами по эволюции в рамках экосистем и сообществ. Здесь [c.115]

Полиплоидия играет очень большую роль в эволюции растений, она возникла в природе как естественное следствие полового процесса. Диплоидное состояние можно рассматривать как первый шаг в развитии полиплоидии, а первую зиготу, образовавшуюся в результате оплодотворения, — как первую полиплоидную форму. [c.229]

Но высокая гетерозиготность популяции дает ей и другое валсное преимущество. Она обусловливает гибридную мощность, проявление гетерозиса у гетерозиготных организмов, благодаря чему повышается их жизнестойкость и плодовитость. В процессе эволюции растений для закрепления гетерозиготности и гетерозиса возникло апомиктическое размножение. Преимущество его проявляется у видов, утрачивающих возможность свободного скрещивания и вынужденных перейти к близкородственным скрещиваниям или самоопылению, а также у отдельных слабофертильиых, но вегетативно мощных гибридов. Появление гетерозисных апомиктов, имеющих преимущества по сравнению с исходными формами, ослабленными самоопылением, дает начало образованию новых апомиктических популяций, разновидностей и видов. [c.328]

Биологическая эволюция существует по той простой причине, что ее нельзя было избежать. Протон, нейтрино и бозон на заре формирования Вселенной обладали качествами, которые делали последующую эволюцию растений и животных неизбежной. Кроме того, что самое важное, эта биологическая эволюция возникла, накрепко опутанная правилами и принципами, направляющими исходную организацию энергии и материи, и, как таковая, может следовать лишь по узким путям развития, заданным этими изначальными ограничениями и канализацией. Биологическая форма и биологическая функция — продукты, отлитые в тех же изложницах, в которых отливались форма и функции, уже имеющиеся у кварков и лептонов или у любой другой из элементарных частиц. [c.13]

Как эволюция растений создала новые химические условия,, [c.92]

Эти материалы также показывают связь полиплоидизации с малыми размерами хромосом, хотя и с несколько другой стороны, чем сравнение размеров хромосом в различных семействах. Взаимоотношения между размерами хромосом и размерами клеток, сложившиеся в эволюции, по всей вероятности обусловили эти ограничения. Как показал М.С.На-вашин [81], увеличение у полиплоидов удельной поверхности клетки не пропорционально увеличению объема. По его расчетам тетраплоидная клетка, будучи по объему вдвое больше, чем диплоидная, имеет удельную поверхность в 1,26 раза мёньшую. Поэтому она обладает сниженным темпом обмена веществ с окружающей средой, а кроме того, обмен между ядром и цитоплазмой будет у нее, согласно расчетам Навашина, также замедлен в 1,26 раза. Отсюда, как мы полагаем, можно сделать предположение о снижении синтеза ДНК на более высоких уровнях полиплоидии, что в свою очередь должно сказаться на уменьшении размеров хромосом. Если принимать гипотезу о многонитчатом строении хромосом растений, тогда логично предположить механизм изменения размеров хромосом, как изменение степени репродукции ее элементарных нитей. Это требует дальнейших исследований. По Дарлингтону [73], три момента могли бы определить в эволюции растений приуроченность полиплоидов к мелкохромосомным формам во-первых, размер клеток обусловливал размер хромосом, во-вторых, размер хромосом обусловливал изменение формы клеток в особых фазах роста и таким образом ограничивал внутренние условия роста, в-третьих, уменьшение хромосом в связи с полиплоидией обусловлено существованием пределов объема клетки, лимитирующих увеличение объема хромосом. Как видно из данных табл. 1 и 2, полиплоиды наиболее обычны у двудольных, имеющих наиболее мелкие хромосомы. У них имеет место внутриклеточная генетическая адаптация к полиплоидизации. [c.77]

Изменение генома клетки могут осуществляты я тремя путями в результате изменения числа хромосом, числа и порядка расположения геиов или из-за изменения индивидуальных геиов. При изменении числа хромосом (т. наз. геномные М.) может происходить утрата или приобретение одной или иеск. хромосом (анеуплоидия), либо меняться число наборов хромосом (полиплоидия). Полиплоидия играет важную роль в эволюции растений и широко используется при их селекции и выведении новых сортов. У животных полиплоидия, как правило, иосит летальный характер, т.к. нарушает хромосомный механизм определения полз. [c.154]

Отсутствие половых хромосом у диких и культурных растений устраняет самый важный барьер на пути полиплоидии, распространенной среди них в сотни раз чаще, чем среди культурных животных, особенно млекопитающих. Наличие строгого контроля половых хромосом, свойственного животным, резко уменьшает возможности полиплоидии. В подавляющем большинстве случаев ее возникновение в гомогаметпческом поле ведет к очень редко преодолимым аномалиям баланса половых хромосом у гетерохромосомного пола, поэтому полиплоидия в эволюции высших животных представляет большую редкость. У растений, не имеющих, за известными исключениями, половых хромосом, полиплоидия возникает чаще и является важной формой эволюции растений. Надо все же заметить, что даже у растений с хромосомной детерминацией пола последняя является гораздо менее строгой, и у большинства родов растений, несущих ноло-вые хромосомы, имеются полиплоидные виды. Скорее всего это возникает потому, что наличие половой детерминации пола у растений не уподобляет их животным по нормировке непрерывности зародышевой плазмы. [c.24]

Лигнин очень рано образуется в растительных клетках. В первые дни после отделения новой клетки ксилемы от камбиальной клеточная стенка еще не содержит лигнина. Через сравнительно небольшой период времени (у некоторых растений даже на второй-третий день) клеточные стенки начинают давахь качественные (цветные) реакции на лигнин (см. 12.3). Процесс лигнификации имеет большое значение для жизни дерева и сыграл важную роль в эволюции растений. Именно лигнификация растительных тканей позволила осуществить переход растений от водного к на- [c.365]

IV. ОБМЕН ФЕНИЛПРОПАНОИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ [c.370]

Можно представить себе, что эволюция сосудистых растений началась с примитивных водных таллофитов, которые были полноценны в биохимическом отношении и выделяли побочные продукты метаболизма в окружающую среду. Развитие из этих организмов наземных растений должно было вызвать к жизни проблему выделения. Поэтому возникла тенденция к сохранению побочных продуктов обмена в тканях, особенно в связи с тем, что размер растений увеличивался. В этот момент и мог возникнуть мутант, который обладал единственным новым ферментом (фенилаланиндезаминазой), способным превращать фенилаланин в коричную кислоту. Таким образом, в клетке появился новый продукт, который мог претерпевать другие превращения (например, этерификацию) благодаря действию ферментов с низкой субстратной специфичностью, уже присутствовавших у растения и участвовавших в первичном обмене веществ. Таким образом, одна-единст-венная мутация в условиях ограниченного выделения могла привести к появлению разнообразных продуктов. Если эти продукты имели значение для выживания мутанта, то он процветал, причем последующие единичные мутации могли привести к ноявлению высокоразвитого обмена фенилпропаноидных соединений. Возможно, что лигнин возник на этой стадии как продукт детоксикации нутем превращения фенольных соедипений в нерастворимую форму за счет окислительной полимеризации. После этого в наличии оказались все вещества, необходимые для дифференциации сосудистых тканей. Можно себе представить, что на этой стадии развились первые трахео-фиты, такие, как ископаемые Р811орЬу1а1ез, которые позднее дали начало современным сосудистым растениям. Впоследствии лигнин стал необходимым для растений продуктом. Итак, можно сказать, что эволюция растений, имеющих большие размеры (деревья), стала возможной благодаря отсутствию у примитивных растений развитой системы выделения, что, казалось бы, напротив, должно было затормозить эволюцию массивного тела растения. [c.371]

РАЗНОСПОРОВОСТЬ И НЕПЛАВАЮЩИЕ МУЖСКИЕ ГАМЕТЫ. Очень важную роль в эволюции растений сыграло возникновение некоторых папоротников и их близких родичей, образующих споры двух типов. Явление это называют разноспоровостью, а растения — разноспоровыми. Все семенные растения относятся к разноспоровым. Они образуют крупные споры, называемые мегаспорами, в спо- [c.71]

IV. Обмен фенилпропаноидных соединений и эволюция растений..........370 [c.622]

В настоящее время нам хорошо известны два пути кариотипической эволюции растений первый - полиплоидизация, кратное умножение основного числа хромосом без изменения самой формы хромосом и второй путь - через процессы перемещения генетического материала между хромосомами с утерей некоторой его части или приобретения новой, с возможностью изменения числа и формы хромосом. Лишь в двух семействах покрытосеменных растений - ситниковых (Jun a eae) и осоковых (СурегасеаеХ - представители которых обладают хромосомами с несколькими диффузно расположенными по их длине центромерами, имеет место фрагментация хромосом с сохранением фрагментов и за счет этого увеличение числа и изменение размеров хромосом. [c.64]

Приведенный перечень свидетельствует, что в эволюции растений в одних семействах чаше, в других реже, Р- основе видообразования оказывалась амфиплоидия. Снятие барьера нескрещиваемости между видами и повышение плодовитости у межвидовых гибридов, получающихся спонтанно в результате полиплоидизации геномов, возникновение нередуцированных гамет и образование нового барьера нескрещиваемости гибридов с бывшими их предками, а также изоляция возникших амфиплоидов сыграли в эволюции растений большую роль, чем до сего времени предполагалось. С расширением исследований флоры тропиков, по-видимому, еще более выявится значение совокупных процессов полиплоидии и межвидовой гибридизации в эволюции растений [46]. [c.69]

Нет необходимости излагать положительную роль, которую сыграла П0ЛИПЛ01ЩИЯ в эволюции растений в целом и, особенно, введенных в культуру. Она бесспорна для большого числа систематических единиц. Однако оказалось, что это явление не является универсальным механизмом эволюции для всех родов и видов. [c.185]

Пе всегда, однако, эта реакция определяет устойчивость растения к паразиту, а ее отсутствие — поражаемость. Имеются основания считать, что на более высоких этапах эволюции растения могут эффективно защищаться от прободающих паразитов н без образования некротизированпых клеток. [c.12]

В этом можно усмотреть эволюционный ряд, в котором наблюдается постепенный рост значения континентального осадконаконления. Это, несомнеппо, обусловлено эволюцией растений, которые наибольшее развитие получали во все более сухих (менее оводнениых) местностях и при все более сухом и холодном климате. [c.337]

В ходе эволюции растения выработали собственную систему защиты от патогенов и вредителей. Сигнальным и регуляторным центром этой системы является фитогормон этилен. Биосинтез этилена резко усиливается под действием повреждений, вызываемых вредителем или патогеном. Свойство автокатализа синтеза этилена приводит к тому, что концентрация этого фитогормона повышается не только в зоне поражения, но и во всем растении. При этом может наблюдаться и аллелопатический эффект этилена, обусловленный его способностью диффундировать из растения и разноситься ветром, увеличивая, вследствие автокатализа, уровень данного гормона в растениях, находящихся в зоне его распространения. [c.364]

В теоретическом и практическом отношении отдаленная гибридизация представляет исключительный интерес. В эволюции многих родов и видов культурных растений ей принадлежит решающая роль. Периодически повторяющееся при отдаленной гибридизации спонтанное проникновение генетического материала одного рода или вида в другой (интрогрессия) преодолевает барьер изоляции между ними. Изучение наследования различных признаков при скрещиваниях разных видов и родов позволяет понять многие важные закономерности эволюции растений и животных. При отдаленной гибридизации преследуется цель создания форм и сортов, сочетающих в себе признаки и свойства разных видов и радов. Это достигается как путем скрещивания сортов и форм культурного вида с представителями диких видов и родов, так и при скрещивании сортов, относящихся к разным культурным видам или родам. [c.257]

Кто бы мог подумать, что столь простое химическое соединение может иметь важнейшее значение для роста, функционирования и эволюции растений Этилен (СН2=СНг) при обычных температурах находится в газообразном состоянии. Как правило, клеточную дифференцировку и эволюцию связывают с генами, поэтому немыслимо предположить, чтобы растительный гормон представлял собой простое газообразное вещество. Констатируя это противоречие, Уоринг и Филлипс С Уаге1п ,. РЬНИрз, 1978) пишут Этилен в роли гормона может показаться курьезом . И все же этилен — это просто газообразный гормон, образующийся у высших растений из аминокислоты Ь-метионина (считающегося его единственным природным биохимическим предшественником). Этилен регулирует процессы развития через механизмы, не связанные непосредственно с биосинтезом белков. По-видимому, он воздействует на пролиферацию клеток, изменяя перенос протонов. [c.93]

Мимикрия представляет собой результат изоморфизма и изофункционализма, направлявших эволюцию растений и животных [c.374]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология