Отиди на
Форум "Наука"
Folypeelarks

Еволюция на различни растителни групи

Recommended Posts

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Понякога е трудно да очакваме, че растения, които изглеждат привидно обикновени и редовно намират място в нашият дом просто за декорация или единствено за промишлени нужди, имат бурна и древна история, изпълнена с неочаквани събития и огромно значение за биотата на планетата ни.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Семейство: Amaryllidaceae (Кокичеви)

Семейство Кокичеви включва голямо разнообразие от цъфтящи, предимно луковични растения, които са разпространени на всички континенти с изключение на Антарктида. Връзката му с останалите семейства и родството между отделните представители в него от скоро са по - добре известни. Кокичевите за първи път се появяват в югозападна Африка, когато се осъществява разделянето на праконтинента Гондвана. Точното време, когато това се е случило не е известно, но е ясно, че това семейство е изникнало още през Кредата. Растителната група еволюира заедно с още едно семейство, което се смята за нейно сестринско - Agapanthaceae (Агапантусови), включващо един единствен род - Agapanthus (Агапантус). При появата на двете семейства се е осъществило разделението им от една обща майчина група, след която те се отделили едно от друго. Агапантусовите се отличават от Кокичевите по това, че не произвеждат т. нар. Сапонини - вещества, подобни на Стероидите. Преди, обаче да се обособи общата група на тези две семейства, от друга, по - ранна, в която тази майчина група е включена, се отделило още едно семейство, което се смята за сестринско и на Агапантусови, и на Кокичеви. Това е популярното семейство Alliaceae (Лукови). Луковите се отличават от другите въпросни две групи, по това, че са способни да произвеждат веществото - Алил метил сулфид (AMS / C4H8S).

agapanthusafricanus.jpg

Agapanthus africanus

Типично Африканските трибове са доказателство за тамошния произход на това популярно семейство цветни растения. Такива са типичните за въпросната флора Amaryllideae (Амарилови) и Haemantheae (Хемантови). Те се намират в първите клони на филогенетичното дърво на семейството. Техните членове се срещат предимно в Южна Африка, което означава, че там може да е имало адаптивна радиация в изминали времена. Причините за нея вероятно са били климатичните и геологичните промени на континента някъде около Неогена. Към края на Олигоцена в Африка се наблюдава повишаване на сухостта на въпросната част от стария свят, а също така и повдигане на континенталната маса. Тези явления са били гибелни за тамошната флора, но тази случка оказала селективен натиск върху отделни растителни групи, включващи представители от групата на геофитите. Кокичевите се оказали на точното място в точното време. Луковицата, толкова типична за семейството, била от голяма полза за тези растения, тъй като служела (и продължава да служи) като резервен орган са вода и различни вещества, които били от голяма полза на тези растения при повишената сушавост. Регионът Кейп се е оказал нещо като ''убежище'' на подобни представители каквито днес наблюдаваме в изобили в Южна Африка и оформят типичната флора и днес на континента. Тропичните представители не са в такова изобилие, но въпреки това наличието на такива членове на Кокичевите е доказателство, че те също имали успех. Подтриб Cliviinae (Кливиеви), членуващ в трибът на Хемантовите обхваща представители, които не оформят същински луковици, а ризоми. Освен това се срещат в залесените тропични зони на Африка. Там членува така наречената Clivia (Кливия), която е популярно декоративно растение.

amochariscoranica2577s.jpg

Amocharis coranica

cliviaminiata.jpg

Clivia minata

Както е ясно, обаче Африка не е единственият континент, на който тези растения се срещат. Тяхното разнообразие е най - малко в Австралия. Там се срещат общо 7 вида нетипични Кокичеви, представители на триб Calostemmateae (Калостемови). Те са разпределени в два рода - Calostemma (Калостема) и Proiphys (Пройфис). Тези растения са потекло на единственият представител, който бил изолиран на Австралия през изминалите геологични периоди, когато тя се отделила напълно от Западна Гондвана. Миграцията на Кокичеви към въпросният континент вероятно е устояла до затварянето на Долна Креда. Индия и Мадагаскар да са предоставяли коридор до затварянето на Горна Креда.Въпреки наличието на Кокичеви там изниква една голяма въпросителна - Защо на Австралия е успял да се изолира и установи само един единствен представител, който впоследствие претърпял малка радиация към тези два рода? Вероятно една от причинити е, че предоставения коридор не бил особено ''директен'' и качествен (особено за едно неподвижно растение) и континента не бил достатъчно достъпен. Crinum (Кринум) e единственият род, известен да притежава представители на Мадагаскар, докато Кокичевите в Индия са малко повече - отново Кринум и около 3 вида Pancratium (Панкрациум - негов по - известен представител в България е Пясъчната Лилия). Способността на Кринум да прекосява дълги разстояния е доказана, а Панкрациумът е можел да премине директно в Индия и от Евразия, и от Африка през Горната Креда или Ранният Еоцен.

0533h.jpg

Calostemma luteum

Сумаризирането на молекулярните данни сочи към африкански произход на семейството с последвало разпространение из останалите континенти. Миграцията към Европа и Азия не е бил особен проблем. Известно е, че и двата континента притежават доста видове Кокичеви като например класическият род Galanthus (Кокиче) или вече споменатият Панкрациум. Разпределението към Евразия започнало с появата на триб Lycorideae (Ликореви) като впоследствие се появили другите - Galantheae (Кокичеподобни), Narcisseae (Нарцисеви) и Pancratieae (Панкрациеви). Появява се още една, обаче по - голояма въпросителна - Как се е осъществила миграцията към Америка? Огромното разнообразието от тези растения в Южна Америка е доказателство, че изолираните там видове са намерили условия, които доста са им се харесали, поради което Кокичевите претърпяли втора масова адаптивна радиация в Новият Свят. Навлизането на представители от северна ширина би означавало, че след миграцията им южно от екватора би следвало да има масово измиране в северните части, поради последвалото заледяване там. Всички признаци сочат, че разпространението на тези растения е ставало от Южна към Северна Америка, но въпреки това все още не е напълно ясно как се е осъществило разпределението на видовете в Новият Свят.

narcissuspoeticus.jpg

Narcissus poeticus

bulba1158239179kikoka1.jpg

Worsleya rayneri

Снимките на растенията са показани според разпространението им.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Семейство: Iridaceae (Ирисови / Перуникови)

Семейство Ирисови, или наричани още Перуникови, e популярна група цветни растения, характерна с това, че представителите оформят специфични, мечовидни листа. Често е отглеждана с декоративни цели. Членовете се срещат по целия свят, с изключение на Антарктида. Групата се причислява към тези лилиоподобни представители, които имат доста древно минало и появата им съвпада с времената, когато Динозаврите правели последните си стъпки на Земята. Семейство Ирисови се появява за първи път през горната Креда, преди около 82 млн. години назад във времето. По това време въпросната растителна група се отделя от друго, не толкова популярно семейство, което е нейно сестринско. Става въпрос за семейство Doryanthaceae (Дориантеви), което включва само един род (Doryanthes - Дориантес) и единствено 2 вида, поставени в него. Тези сестрински представители са разпространени в Австралия, което ни подсказва за произхода на Перуниковите. А той е доста необичаен и включва единственото място в момента, където такива растения не се срещат. Родината на семейство Ирисови е някогашната Австралия - Антарктида, когато двата континента са имали връзка помежду си и сега замръзналата земя притежавала по - различни условия. С губенето на връзката между Австралия и Антарктида, семейството се установява на Австралия, където започва своя поход. В момента на Тасмания се среща най - древният представители на семейство Перуникови, който е сестрински на всички останали членове. Това е растението Изофисис, което е единствено в подсемейството си и включва само един вид - Isophysis tasmanica. Този представител се е отделил от всички останали преди около 66 млн. години, в края на Кредата и е единственият, който притежава горно - разположена семенна кутийка.

isophysistasmanica.jpg

Isophysis tasmanica

doryanthespalmeri1ucbgm.jpg

Doryanthes palmeri

Оказва се, че семейство Ирисови явно не са успели да се пригодят достатъчно към своята родина , тъй като тя е сравнително бедна на техни представители. За сметка на това пък, тези растения са успели да претърпят силна адаптивна радиация в други райони на света. Африка се оказва доста благоприятна за въпросната растителна група и в момента тя е едно от най - богатото на такива растения място. Подобни адаптивни радиации се осъществили навсякъде с представителите и това вероятно се е случило към края на Еоцена - преди около 35 млн. години. Тези растения са имали голям успех и причините за него често са търсени. Вероятно палеополиплоидност и отдавнашна хибридизация са били причините за това. Палеополиплоидноста представлява явление при, което организъм в своето еволюционно минало е имал хромозомен набор над диплоидния (тоест полиплоиден), но впоследствие се е завърнал към нормалното. Интересното е, че за място като Европа и други северни части това явление е много по - характерно (особено за родове като Crocus - Минзухар), макар там да няма чак такова разнообразие. В Африка например палеополиплоидността не е била често срещано явление, което всъщност е доста необичайно, тъй като именно там има огромно разнообразие от Ирисови. Причината за връщането към нормалният хромозомен набор вероятно е Робъртсоновата транслокация - явление, при което се осъществява особена редукция на хромозомите. Семейство Ирисови е характерно с голямата си генетична пластичност. Освен изброените, множество други необичайни явления са характерни за тяхното ДНК и промяната на Хромозомният им набор. Семейство Перуникови се смята за монофилна група, тоест тя включва предшественика, с вскички негови производни.

ixiaviridiflora.jpg

Ixia viridiflora

gladiolussaundersii.jpg

Gladiolus saundersii

Share this post


Link to post
Share on other sites

Семейство: Cactaceae (Кактусови)

Безспорно Кактусите са едни от най - забележителните растения, срещащи се във флората по света. Тези толкова различни и необичайни представители винаги са били обект на интерес от страна на науката и любителите като манията по колекционирането им е винаги е съществувала. Тези необичайни растения са разпространени единствено в Америка като един единствен вид е пренесен в Африка, вероятно преди няколко хилади години, от мигриращите птици. Става въпрос за Rhipsalis baccifera. Това, че Кактусите са разпространени единствено в Новия Свят е едно от доказателствата, че са млади в еволюционно отношение. Семейството се появява за първи път преди около 35 млн. години през късният Палеоген, вероятно някъде из Северозападна Южна Америка. Именно по това време (между Еоцена и Олигоцена - деления на Палеогена) се появяват и първите ледени, антарктически покривки като се повишава сухостта на планетата ни. Кактусите членуват в разред Caryophyllales (Карамфилоподобни), където се намират техните роднини. Най - близките са семейство Portulacaceae (Портулакови), чиито по - популярни представители са Калдаръмчето и Тученицата.

portulacagrandifloracul.jpg

Portulaca grandiflora - Калдаръмче

Представителят изолиран в Америка, който обособил семейство Кактусови е имал типичната структура за всяко Двусемеделно растение - стъбло, листа и типичната форма на развитие. Едно растение, наречено Pereskia (Переския), образуващо собствено подсемейство в Кактусовите - Pereskioideae (Перескиови) ни подсказва за това. Перескията представлява бодлив и висок храст, с оформени листа, който все пак е Кактус. Това растение е запазило типичната структура на предшественика на Кактусите и ни подсказва как вероятно е изглеждал. За съжаление количеството на фосили на Кактуси е съвсем малко, дори почи липсва и няма информацияу освен тази от Переския, за това как е изглеждал този прародител. През 1944 г. в щата Юта е открит един от малкото фосили на Кактуси. Установено е, че произтича още от зараждането на семейството - през Еоцена. Изчезналото растение получава името Eopuntia douglasii. Предполага се, че освен Перескията първите появили се Кактуси били подсемейството на Опунциите (Opuntioideae) и така наречените Мауениеви (Maihuenioideae), включващи само един род - Мауения (Maihuenia) с два вида примитивни (макар и не толкова колкото Переския) кактуси. Последното и най - младо подсемейство е Cactoideae, което изобразява класическия стереотипен образ за това, което разбираме под ''Кактус'' - бодливи, закръглени растения. Именно това подсемейство образува около 86 % от разнообразието на цялото семейство Кактусови.

pereskiagrandiflora.jpg

Pereskia grandiflora

ferocactuswiy400.jpg

Ferocactus wislizeni

dsc00639j.jpg

Opuntia ficus - indica

Share this post


Link to post
Share on other sites

открито е примитивно сложноцветно, предшественик на слънчогледа:

http://www.infox.ru/science/animal/2010/09/23/sun_flower.phtml

Share this post


Link to post
Share on other sites

Според генетичен анализ Средиземноморието се оказва един от еволюционните центрове. Поне що се отнася до видообразуването на Карамфила /род Dianthus/, протекло скокообразно през Плиоцена, като за милион години са се образували от 3 до 7 вида. Нищо чудно, че повечето видове карамфили са ендемични за Европа.

На руски:

http://www.infox.ru/science/animal/2010/02/02/YEvropa___yeshcye_od.phtml

И на английски:

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/01/22/rspb.2009.2163.abstract

Share this post


Link to post
Share on other sites

Четох, че много видове растения синтезират отрови в листата си, за да бъдат неядливи за тревопасните. Същото обаче прочетох за смолите на иглолистните видове, докато аз си мислех, че смолите са само хранителни резерви. Въпросът ми е има ли в смолите отрови?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вярно, и това го имаше. Знам и за чайчето от борови игрички за набавяне на витамин С, но все пак отровни ли са за човек иглолистните смоли?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Откриха кое е най-древното цвете, съвременник на динозаврите

1439925860_5_559x*.jpg

Най-старото покритосеменно (цветно) растение е на 125-130 милиона години и се нарича Montsechia vidalii

Международен екип от ботаници са проучили повече от 1000 по-рано открити фосилизирани останки от изкопаемото водно растение Montsechia vidalii и стигнали до заключението, че това е може би едно от най-старите покритосеменни. Montsechia vidalii е най-малко съвременник, но по-скоро е по-древно, според учените, отколкото предишния претендент за титлата на "първо цвете на планетата" - Archaefructus Sinensis.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

За първи път останките на Montsechia vidalii са били открити преди около сто години, в Испания, в варовикови утайки на Иберийските планини и Пиренеите. Първоначално ботаниците поради слабото развитие на методите за датиране и аналитичния инструментариум погрешно са класифицирали растението.

В новия анализ, палеоботаниците много внимателно са извлекли от над хиляда проби от фосилизирани растения от варовиците с помощта на обработка на скалите с микрокапки на солна киселина. Запазените кутикули наMontsechia vidalii - защитния филм, чрез който може да се разбере, например, формата и структурата на листата на растението, внимателно е отделена със смес от азотна киселина и калиев хлорат.

Всички възстановени останки от растенията са внимателно проучени с обикновен оптичен микроскоп, стереомикроскоп и сканиращ електронен микроскоп. 

1439960360_5_559x*.jpg

Реконструкция на общия вид на растението и плода му. Снимка: David Dilcher / Indiana University


Новият анализ показва, че Montsechia vidalii несъмнено принадлежи на покритосеменните, въпреки факта, че все още няма такива части като венчелистчета или части, отделящи нектар, а целият му жизнен цикъл преминава под вода. Въпреки това, според водещият автор на изследването - Дейвид Дилчер (David Dilcher), Montsechia vidalii имат "плод, съдържащ едно единствено семе" и в този случай, това е същностната характеристика, която го систематизира към покритосеменните.

Montsechia vidalii е растяла в древните сладководни басейни и езера от преди 130 милиона години. Нейни съвременници са брахиозавърът и игуанодонът. Точната датировка бе възможна, благодарение на многобройните находки на сладководни водорасли в същите скални пластове, където е намерено и "първото цвете".

Пряк потомък на Montsechia vidalii е роголистникът (Ceratophyllum) - род многогодишни тревисти водни растения. В момента учените си поставят задачата да възстановят генеалогията между тези двама представители на покритосеменните, за да разберем по-добре еволюцията на цъфтящи растения в света.

1439961659_5_559x*.jpgСъвременният роднина на Montsechia vidalii  роголистникът (Ceratophyllum) с цветове. Снимка: allegro.pl

Share this post


Link to post
Share on other sites

Отглеждал съм аквариумно роголистник - растеше като лудо по повърхността, без да успея да го вкореня. Истински кеф да си го гледаш - пълнее за часове от светлината :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Фотосинтезата е по-стара, отколкото се смяташе, и преди повече от 3.5 милиарда години е ползвана от почти всички живи организми на Земята:

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0151250

Share this post


Link to post
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...