Evolusi tumbuhan: asal-tumbuhan cararn

evolusi tanaman mungkin mulai dengan mengingatkan kelompok air tawar dari ganggang hijau hari ini dan dari ini semua kelompok saat ini berasal: lumut, lumut klub, ekor kuda, paku-pakuan, gymnosperma dan angiosperma.

Tumbuhan dicirikan sebagai kelompok yang sangat bervariasi dan dengan plastisitas yang luar biasa. Dari sudut pandang biologi evolusioner, mereka memungkinkan studi tentang serangkaian mekanisme penting dan peristiwa unik, misalnya, spesiasi oleh poliploidi pada angiospermae.

Sumber: Oleh Maulucioni [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Selama proses evolusi yang memunculkan kelompok monofiletik ini, inovasi muncul seperti dinding sel yang sebagian besar terdiri dari selulosa – polimer yang terdiri dari unit glukosa berulang.

Pertimbangan monofiletik tanaman menyiratkan penggabungan awal cyanobacteria, yang memunculkan berbagai plastida (termasuk kloroplas, terkait dengan proses fotosintesis) oleh peristiwa endosimbiotik. Peristiwa ini terjadi pada nenek moyang yang sama dari garis keturunan ini.

Multiseluleritas (organisme dengan lebih dari satu sel) dan proliferasi meristem apikal, sejenis pembelahan sel asimetris dan retensi zigotik, juga muncul. Namun, inovasi tanaman yang paling mencolok adalah menjajah lingkungan terestrial.

Di bawah ini kita akan menjelaskan beberapa aspek umum dari evolusi tumbuhan dan kemudian kita akan menyelidiki asal usul masing-masing kelompok.

Indeks artikel

Mekanisme evolusi

Mekanisme evolusioner yang terlibat dalam asal usul tumbuhan sama dengan yang menghasilkan perubahan pada kelompok hidup lain: seleksi alam dan penyimpangan genetik atau genetik.

Seleksi alam Darwin adalah mekanisme evolusi yang terdiri dari keberhasilan reproduksi individu yang berbeda. Ketika tanaman memiliki karakteristik tertentu yang dapat diwariskan (yaitu, diturunkan dari orang tua ke anak-anak) dan karakteristik ini memungkinkan mereka untuk meninggalkan lebih banyak keturunan, morf ini meningkat dalam populasi.

Mekanisme lainnya adalah pergeseran gen, yang terdiri dari variasi acak atau stokastik dari frekuensi alel.

Demikian pula, proses koevolusi dengan hewan memainkan peran mendasar. Seperti penyerbukan dan penyebaran biji pada angiospermae.

Evolusi rencana tubuh tumbuhan

Perubahan denah tubuh tumbuhan berkaitan dengan variasi mendasar yang terjadi pada fase sporofit dan gametofit. Studi yang dilakukan menunjukkan bahwa fase haploid sebelumnya lebih kompleks.

Namun, tren ini mengalami pembalikan: gametofit mulai menjadi fase yang paling mencolok. Fenomena ini secara drastis meningkatkan keragaman morfologi dari Devonian.

Periode geologi kemunculan masing-masing kelompok

Catatan fosil memberi kita sumber informasi yang luar biasa tentang evolusi semua organisme hidup, meskipun tidak sempurna dan tidak lengkap.

Bryophyta, organisme yang sangat sederhana yang tidak memiliki jaringan vaskular, telah dikenal sejak Ordovisium.

Lapisan tertua terdiri dari struktur tumbuhan berpembuluh yang sangat sederhana. Kemudian, di Devonian dan Karbon ada proliferasi besar pakis, lumut klub, ekor kuda dan progymnospermae.

Di Devonian, tanaman berbiji pertama muncul. Dengan demikian, flora Mesozoikum terutama terdiri dari individu-individu yang mengingatkan pada gymnospermae. Akhirnya, angiospermae muncul di Kapur.

Evolusi alga

Alga adalah kelompok yang paling primitif. Untuk mereka sesuai dengan asal sel fotosintesis pertama karena peristiwa endosimbiosis: sel menelan bakteri dengan kapasitas fotosintesis.

Ini telah menjadi penjelasan yang cukup diterima untuk evolusi kloroplas, dan ini juga berlaku untuk mitokondria.

Evolusi lumut

Lumut diyakini sebagai organisme pertama yang menyimpang dari alga. Mereka sesuai dengan kelompok pertama tanaman terestrial. Karakteristik utamanya adalah tidak adanya sistem akar dan sistem vaskular yang terdiri dari xilem dan floem.

Bryophytes mendominasi lingkungan prasejarah selama 100 juta tahun pertama dari asal tumbuhan.

Evolusi tanaman tanpa biji vaskular

Tumbuhan berpembuluh tanpa biji

Tumbuhan berpembuluh mulai berdiversifikasi pada periode Karbon, khususnya tumbuhan berpembuluh tanpa biji.

Seperti bryophyta, gamet yang berenang pada tumbuhan tanpa biji membutuhkan air untuk bertemunya kedua sel kelamin. Untuk alasan ini, diasumsikan bahwa bentuk pertama tumbuhan berpembuluh terbatas pada lingkungan lembab yang mendukung reproduksi.

Fosil dan nenek moyang tumbuhan berpembuluh berasal dari 420 juta tahun yang lalu. Organisme dicirikan oleh sporofit bercabang, tidak tergantung pada fase gametofit untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Konsekuensi ini dibuat untuk ukurannya yang kecil – jarang melebihi lima puluh sentimeter.

Pengaturan ini memfasilitasi produksi spora dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan kelangsungan hidup dan reproduksi.

Kelompok tumbuhan berpembuluh paling primitif adalah spesies lycophytes cararn (lumut gada, selagineels, dan pakis atau isoetes). Lycophytes berkembang di rawa-rawa dan medan serupa, sampai bentuk raksasa punah dan yang kecil kita amati hari ini.

Pakis telah menyebar sejak mereka berasal dari Devonian, bersama dengan kerabat mereka, ekor rambut dan pakis sikat.

Pentingnya jaringan pembuluh dan akar

Tumbuhan berpembuluh – sesuai namanya – memiliki jaringan pembuluh, yang dibagi menjadi floem dan xilem. Struktur ini bertanggung jawab untuk konduksi garam dan nutrisi ke seluruh tubuh tanaman.

Akuisisi jaringan lignifikasi memungkinkan tanaman bertambah besar, dibandingkan dengan lumut. Tangkai ini mencegah tip dan jatuh, dan dapat mengangkut nutrisi dan air ke ketinggian yang cukup tinggi.

Akar, di sisi lain, memungkinkan tanaman untuk berlabuh ke permukaan tanah, memungkinkan mereka untuk menyerap air dan nutrisi. Akar juga memainkan peran mendasar dalam memungkinkan tanaman mencapai ukuran yang lebih besar. Sistem akar yang diamati dalam fosil sangat mirip dengan yang sekarang.

Asal usul akar masih belum jelas dalam sejarah evolusi. Tidak diketahui apakah mereka muncul dalam satu peristiwa di nenek moyang semua tumbuhan vaskular, atau dalam beberapa peristiwa – apa yang dikenal sebagai evolusi konvergen.

Evolusi tanaman biji vaskular

Di Carboniferous, tumbuhan bercabang menjadi dua kelompok besar tumbuhan berbiji: gymnospermae dan angiospermae.

Evolusi gymnospermae

Pada awalnya, bibit itu mengingatkan pada pakis. Gymnospermae adalah tanaman tanpa bunga, yang semuanya terpancar dalam pola yang sangat mirip. Yang paling umum saat ini adalah pinus dan cemara. Beberapa spesimen tertua termasuk ginkgo, sikas, dan gnetal.

Evolusi tanaman berbunga: angiospermae

Tumbuhan berbunga, atau angiospermae, adalah kelompok tumbuhan yang menyusun sebagian besar tumbuhan yang ada di planet bumi. Saat ini mereka tersebar di mana-mana, dan mencakup berbagai bentuk seperti pohon, semak belukar, halaman rumput, ladang gandum dan jagung, dan semua tanaman umum yang kita amati dengan bunga.

Bagi bapak biologi evolusioner, Charles Darwin , kemunculan tiba-tiba kelompok ini merupakan peristiwa misterius yang membentang dalam distribusi yang sangat besar.

Saat ini, kelompok yang memunculkan angiospermae dianggap sebagai beberapa kelompok gymnospermae primitif – organisme seperti semak. Meskipun tidak ada kandidat spesifik, beberapa bentuk kehidupan dengan karakteristik peralihan antara kedua kelompok diduga berasal dari era Mesozoikum dan Paleozoikum.

Secara historis, transformasi ini diterima, karena mudah untuk membayangkan transformasi struktur yang mampu membawa bakal biji (khas gymnospermae) menjadi karpel. Belakangan ini, tidak lagi lazim untuk secara aktif mencari bentuk-bentuk transisi ini.

Fosil pertama angiospermae (dan jejak lainnya seperti butiran serbuk sari) berasal dari lebih dari 125 juta tahun yang lalu.

Bunga

Inovasi paling relevan dari angiospermae adalah struktur bunga. Diperkirakan bahwa bunga primitif memiliki morfologi magnolia saat ini, terdiri dari banyak karpel, benang sari, dan potongan perianth.

Dalam hal rangsangan visual dan penciuman, bunga merupakan organ yang menarik bagi penyerbuk. Ini bisa berupa vertebrata (seperti burung dan kelelawar) atau invertebrata (seperti lebah, tawon, atau lalat). Penyerbukan merupakan keuntungan nyata bagi tanaman: ia menyebarkan serbuk sari jauh lebih baik daripada angin.

Penyerbukan adalah peristiwa yang dipilih, karena semakin banyak hewan mengunjungi tanaman, maka produksi benih juga terjadi. Jadi, setiap perubahan yang secara positif meningkatkan kunjungan langsung menawarkan keuntungan selektif yang besar bagi individu.

Misalnya, tanaman berbunga yang melalui mutasi acak tertentu mulai mengeluarkan nutrisi yang menarik penyerbuk memiliki keunggulan selektif atas rekan-rekan mereka yang tidak memiliki sifat tersebut.

Selain itu, buah juga merupakan hadiah yang kaya energi untuk hewan yang mengkonsumsinya. Setelah pencernaan, hewan buang air besar dan dengan demikian menyebarkan benih. Misalnya, banyak burung dan kelelawar buah memainkan peran yang sangat diperlukan sebagai penyebar benih di hutan.

Referensi

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: ilmu pengetahuan dan alam . Pendidikan Pearson.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan Biologi . Ed. Medis Panamerika.
  3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Aula Prentice.
  4. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
  5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi tumbuhan (Vol. 2). saya terbalik.
  6. Rodríguez, EV (2001). Fisiologi produksi tanaman tropis . Universitas Editorial Kosta Rika.
  7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi tumbuhan . Universitas Jaume I