Основні шляхи еволюції рослин.

В архейську еру близько 3,8 млрд. р. тому на мілководдях морів з'являються прокаріотичні екосистеми. Від 3,5 млрд. р. тому починають домінувати ціанобактерії, що збагачують атмосферу киснем.

У протерозої на поверхні суші з'являється ґрунт, як особливе біокосне тіло в результаті абіотичних і біотичних умов. Ґрунтоутворюючий процес у протерозої підготував умови для виходу рослин на сушу.

У палеозої (570 -285 млрд. р.) рослини виходять на сушу. На початку цієї ери рослини населяють в основному моря. Серед прикріплених до дна є зелені і бурі водорості, у товщі води золотисті, червоні, фіолетові та інші. Паралельно існували рослини автотрофи і гетеротрофи, вони взаємодіяли міжсобою. Перші фототрофи були різні й за складом: серед них були групи з умістом хлорофілу "а" і "б", з високим умістом каротиноїдів і хлорофілу "с" і, нарешті, групи, в яких переважав фікобілін. Можливо, між цими групами організмів не було генетичної єдності. Різноманітність складу первинних фототрофів була викликана, безперечно, різноманітними умовами існування, що дозволяло повніше використовувати особливості середовища.

У кінці силуру з'являються наземні рослини псилофіти, вони покривають ділянки суші по берегах. У псилофітів формується провідна судинна система тканин із слабо диференційованими ксилемою і флоемою, кутикула і продихи. Вони були краще прикріплені до субстрату, у деяких із них з'являється примітивне листя. Псилофіти були проміжними між наземними судинними рослинами і водоростями: зовні подібні до водоростей, тіло не диференційоване на вегетативні органи і мало велику поверхню випаровування.

Подальша еволюція у наземних умовах привела до:

1) компактності тіла;

2) появи коренів;

3) розвитку епідермальної тканини з товстостінними, просоченими восковидною речовиною клітинами;

4) заміни трахеїд судинами;

5) зміни способів розмноження, поширення.

Перехід від трахеїд до судин – це пристосування до засушливих умов: з допомогою судин створюється можливість швидкого підняття води на більшу висоту.

Перехід до судин почався в коренях, стеблах, потім у листках. Початкові етапи еволюції наземних рослин пов'язані з появою мохоподібних, папоротеподібних, голонасінних. У всіх цих груп жіночий статевий орган - архегоній, а чоловічий - антеридій.

З моменту виходу на сушу рослини розвиваються в двох напрямках: гаметофітному і спорофітному. Гаметофітний - у мохоподібних, а спорофітний - у всіх інших вищих рослин, безквіткових. Спорофітна форма виявилася більш пристосованою до наземних умов.

У наземних умовах непристосованими для розмноження виявилися вільно плаваючі голі статеві клітини: тут для розмноження формуються спори, які розносяться вітром, або насіння.

Уже в девоні формуються ліси зі стародавніх голонасінних. Ліси стали більш поширеними в карбоні, коли клімат був зволожений, теплий протягом року. Висота рослин досягала 40 м.

У карбоні отримали розвиток перші насінні - голонасінні. Генеральна лінія еволюції папоротеподібних на суші йшла по шляху перетворення спорофіта (безстатеве покоління). У сухих умовах гаметофіт (статеве покоління) став уже перешкодою через необхідність капельнорідкої води для переносу гамет. Тому не випадковою була редукція гаметофіта і розвиток спорофіта. Одним із найважливіших еволюційних перетворень була поява різноспорової папороті, попередників насінних рослин. У цих рослин закріплюється різноспоровість: у пазухах спорофітів розвиваються мега- і мікроспорангії. Таке явище характерне для силуру і девону. Мегаспорангії мали 4 мегаспори, а мікроспорангії - багато мікроспор.

Редукція гаметофітасприяла подовженню диплоїдної фази розвитку організмів, подовженню і ускладненню процесів диференціації і онтогенезу. У карбоні і пермі далі розвиваються голонасінні. Частина їх вимирає в пермському періоді. Важливий момент у житті голонасінних - перетворення мегаспорангія в насінний зачаток із захисним покривом - інтегументом. В усіх насінних рослин статеве розмноження відбувається без водного середовища. Утрата чоловічим гаметофітом самостійності привела до його редукції. Будова чоловічого гаметофіта зводиться до пилкової трубки з вегетативним ядром і двома сперміями. Запилення здійснюється вітром і комахами, після запліднення насінний зачаток перетворюється у насінину.

Перехід до насіннєвого розмноження пов'язаний із рядом еволюційних переваг:

1)диплоїдний зародок у насінні захищений від несприятливих умов,

2)насіння має пристосування до поширення.

У тріасі розвиваються пустелі, розквітають голонасінні.

У юрському періоді їх розвиток продовжується, але з'являються рослини - прообраз квіткових. На початку крейдяного періоду з'являються перші покритонасінні рослини. Походження покритонасінних часто пов'язують із голонасінними. Найбільш близько до стародавніх покритонасінних стоїть підклас Магнолії, тому що у магнолієвих спеціалізований апарат для приваблювання запилювачів. Можливо, існувала ще більш стародавня група квіткових рослин. Магнолієві дали початок різноманітним еволюційним гілкам і однодольним. Вважають, що квіткові рослини вперше з'явилися у горах тропічної зони, де і зараз існує багато примітивних квіткових рослин. Походження однодольних пов'язано з редукцією однієї з сім'ядолей, що, напевно, було обумовлено загальним спрощенням і скороченням їх онтогенезу при переході до арідних умов. Подальший добір пішов шляхом приваблення запилювачів за допомогою нектару, забарвлення і пристосування квіток до запилення певними видами запилювачів. При цьому йшов добір як рослин, так і запилювачів. У запиленні комахами закладена одна з причин високої еволюційної пластичності квіткових рослин, яка привела до утворення їх різноманітності. У квіткових навіть дерева представлені багатьма різноманітними формами. Квіткові здатні краще використовувати середовище шляхом швидкого росту і нагромадження органічних речовин.

Кайнозойська ера – час розвитку покритонасінних, цьому сприяє теплий клімат. У палеогені і неогені формуються Анди, Альпи, Гімалаї, відокремлюється Середземне, Чорне, Каспійське, Аральське моря. Формуються близькі до сучасних ботаніко-географічні області. Уся Європа покрита розкішними лісами теплого і помірного клімату, уключаючи такі як дуб, береза, сосна, каштан, бук, виноград, горіх. У тропічній флорі були: фікуси, лаврові, гвоздичні, евкаліптові дерева. В антропогені збільшується кількість опадів, наступає зледеніння, яке викликало зникнення теплолюбних рослин на півдні, з'являються холодостійкірослини (трави, кущі). На великих територіях закінчується почата в міоцені зміна лісів, формуються ксерофітні й ефемерні рослини з вираженням сезонності в циклі розвитку, складаються сучасні фітоценози.