Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
Сказки юного биолога

Краткая история эволюции растений. Растения "правильные" и "неправильные"

Около 1,6 миллиарда лет назад часть эукариот, относящаяся к мега-группе Биконт (двужгутиковых), перешла от активной "охоты" на себе подобную и более примитивную одноклеточную мелочь к более "цивилизованному" способу добычи столь необходимых организму органических веществ - фотосинтезу. Смогли они это сделать благодаря тому, что сумели как-то "приручить" цианобактерий - уже давненько (порядка миллиарда, а то и более, лет!) фотосинтезирующих прокариот. Первоначально эти прокариоты (цианобактерии) стали внутриклеточными симбионтами, а затем со временем всё больше и больше стали терять свою "независимость", превращаясь в "органы" одноклеточного существа - органеллы или органоиды.\ Правда, эти "органы" до сих пор окончательно со своей "независимостью" так и не попрощались. Они частично сохранили свой геном в виде кольцевой ДНК (хотя большую часть генов пришлось передать в ядро клетки-хозяина), они сохранили свои механизмы синтеза необходимых им, а не клетке-хозяину, белков, у них даже (дал

Около 1,6 миллиарда лет назад часть эукариот, относящаяся к мега-группе Биконт (двужгутиковых), перешла от активной "охоты" на себе подобную и более примитивную одноклеточную мелочь к более "цивилизованному" способу добычи столь необходимых организму органических веществ - фотосинтезу. Смогли они это сделать благодаря тому, что сумели как-то "приручить" цианобактерий - уже давненько (порядка миллиарда, а то и более, лет!) фотосинтезирующих прокариот. Первоначально эти прокариоты (цианобактерии) стали внутриклеточными симбионтами, а затем со временем всё больше и больше стали терять свою "независимость", превращаясь в "органы" одноклеточного существа - органеллы или органоиды.\

Краткая история эндосимбиоза
Краткая история эндосимбиоза

Правда, эти "органы" до сих пор окончательно со своей "независимостью" так и не попрощались. Они частично сохранили свой геном в виде кольцевой ДНК (хотя большую часть генов пришлось передать в ядро клетки-хозяина), они сохранили свои механизмы синтеза необходимых им, а не клетке-хозяину, белков, у них даже (далеко не у всех, правда!) свои собственные внутренние рибосомы имеются, которые намного больше бактериальные, чем эукариотические. Получили эти фотосинтезирующие "органы" наименование пластид. Пластиды получились вовсе не единообразные. У современных фотосинтезирующих организмов их насчитывается не менее полутора десятков разновидностей, различающихся по размерам, используемым светоулавливающим пигментам, внутреннему строению и т.д. и т.п.

И это ещё крайне примитивная классификация пластид
И это ещё крайне примитивная классификация пластид

В не так уж и давнее время (всего пару десятилетий назад!) все организмы, обладающие пластидами, однозначно относили к царству Растения. Хотя, конечно, и тогда были исключения. К примеру, морской слизень - единственное многоклеточное животное способное к фотосинтезу, или инфузории - фактически вершина эволюционного развития одноклеточных существ, которые долгое время тоже считались одноклеточными животными. Последние, к слову, по результатам исследований всё-таки оказались больше "растениями", а первые свои пластиды приобрели в результате банального воровства. К слову, воровство пластид (клептопластидия) не такое уж и редкое явление в природе. Особенно этим злоупотребляют одноклеточные "неправильные" растения из группы динофлагеллят.

Динофлагелляты
Динофлагелляты

Теперь собственно про растения "правильные" и "неправильные". Это разделение (вполне обоснованное генетически и филогенетически) возникло ещё если и не на заре появления фотосинтезирующих эукариот, то весьма близко к разделению ветвей Биконт. Думаю, что речь шла буквально о 100-150 миллионах лет, что по меркам времён мезопротерозоя выглядит несущественными величинами. В результате первичного эндосимбиоза "хищных" эукариот с цианобактериями появились три современных ветви Архепластид: Глаукофитовые водоросли, Красные водоросли и Зелёные водоросли (последние являются непосредственными предками всех современных и вымерших Высших растений). Именно Архепластиды являются действительно растениями со всеми присущими им свойствами, то есть растениями "правильными".

Правильное растение
Правильное растение

Как было обозначено выше, у "правильных" растений выделяется три эволюционных ветви. Современные Глаукофитовые водоросли - это, собственно, базальная (ранее всех отделившаяся от общего ствола) группа "настоящих" растений. Их пластиды (цианеллы) даже сейчас, спустя многие сотни миллионов лет, очень сильно напоминают цианобактерии. У них сохранилась "бактериальная" клеточная стенка, их геном представляет собой практически полный геном цианей, их хлорофилл представляет собой хлорофилл, типичный для бактерий (который придаёт характерный сине-зелёный цвет клеткам). Красные водоросли решили поэкспериментировать с разновидностями хлорофилла, отказались от жгутиков на любой стадии онтогенеза, практически отказались от одноклеточных форм, но на стадии многоклеточных остановились на псевдоталломным и (намного реже!) талломных формах.

Представители Красных водорослей
Представители Красных водорослей

Зелёные водоросли имеют наибольшее жизненное разнообразие. Среди них встречаются и "хищные" недавно открытые рудольфии (возможно, давние-давние гибриды с предками красных водорослей), одноклеточные организмы с преимущественно автотрофным (с помощью пластид) типом питания, многоклеточные организмы с талломным, псевдопаренхимным (псевдотканевым) и тканевым уровнем организации. Кто-то из этих организмов давным-давно (в силуре, а то и раньше) дал начало современным высшим растениям, которые рискнули выйти из прибрежных вод на сушу. Все современные растения суши (и все растения, кроме водорослей) являются прямыми потомками тех первопроходцев. И они однозначно были Архепластидами, то есть "правильными" растениями.

Зелёные водоросли
Зелёные водоросли

Но в те далёкие-далёкие времена мезопротерозоя кое-кто их Биконтов позавидовал организмам, "приручившим" цианобактерий, и задал вопрос: "А что, так тоже можно было?". Можно было, но данные Биконты опоздали. То ли цианобактерии пошли не той системы, то ли секрет "приручения" был утрачен. В итоге эукариоты других биконтных групп пошли небальным путём. Они начали "фагоцитозить" уже сложившихся/получившихся Архепластид. Их пластиды сформировались в результате вторичного, а то третичного эндосимбиоза. Их внутренними симбионтами стали не цианобактерии, а уже готовые фотосинтезирующие Архепластиды. Таким путём появились "неправильные" растения, многие из которых больше одноклеточных, но фотосинтезирующих животных напоминают.

Страменопилы
Страменопилы

Кто-то из них "приручал" Красные водоросли, кто-то Зелёные. Из первых в итоге эволюции "выросли" водоросли Бурые. Эти самые водоросли, близко знакомые широким слоям населения в виде саргассов или ламинарии, вплотную приблизились к созданию полноценных тканей, но сделать этого всё-таки не смогли. Их таллом/слоевище ("тело" многоклеточной водоросли) имеет псевдопаренхимное (псевдотканевое) строение, но это слоевище может достигать огромных размеров(50-80 метров в длину и до нескольких тонн массы). Когда-то одноклеточные предки Бурых водорослей смогли "приручить" одноклеточные Красные водоросли. И именно Бурые водоросли стали вершиной эволюции многоклеточных "неправильных" растений. А "поглотители" водорослей Зелёных (одноклеточных, естественно) стали в итоге предками самой продвинутой группы Страменопил - инфузорий.

Инфузория
Инфузория

Подведём итог. "Настоящими" растениями могут считаться только Архепластиды, пластиды в клетках которых появились в результате первичного эндосимбиоза с цианобактериями. Прочие фотосинтезирующие организмы свои пластиды приобрели в результате вторичного и третичного эндосимбиоза и банального "похищения" пластид (криптопластидии). Они будут растениями "неправильными". "Главнюками" среди них являются многоклеточные Бурые, Золотистые и прочие Водоросли, которые свои пластиды приобрели не от цианобактерий, а других фотосинтезирующих эукариот. Но это тема уже другой статьи цикла.

Биология
8125 интересуются