§ 7. Растительный мир в истории нашей планеты

Определения и обозначения

Палеоботаника — раздел науки, который изучает древние растения по их ископаемым остаткам и отпечаткам. Палеоботаники исследуют такие находки, чтобы узнать, какие растения существовали в прошлом. Их работа помогает восстановить историю растительного мира и условия жизни на Земле.

Ископаемые остатки растений — сохранившиеся в горных породах части древних растений или следы их существования. Это могут быть фрагменты стеблей и листьев, отпечатки или другие признаки древней растительности. Такие находки нужны учёным, потому что сами растения прошлого обычно не сохранились целиком.

Папоротникообразные — древняя группа растений, к которой относят папоротники, хвощи и плауны; они размножаются спорами. Споры — особые мелкие клетки, из которых при подходящих условиях развивается новое растение. Понятие помогает объединить эти группы и объяснить, какие растения господствовали в древних влажных лесах.

Голосеменные — семенные растения, у которых семена развиваются открыто, не внутри плода. Семя содержит зародыш нового растения и запас питательных веществ. Этот термин нужен, чтобы отличать голосеменные от цветковых растений, семена которых заключены в плоде.

Как это устроено

Учёные узнают о растениях далёкого прошлого по тому, что сохранилось в породах. Когда растение погибало, его части могли оказаться погребёнными под осадками; иногда на породе оставался отпечаток. Палеоботаники изучают форму и строение находок, а также сравнивают их с другими свидетельствами. Так можно определить, какие растения жили в разные периоды, хотя ископаемые остатки обычно неполны.

Первые растения возникли в воде, потому что именно там зародилась жизнь и условия были подходящими для первых организмов. На суше растениям пришлось столкнуться с опасностью высыхания и необходимостью удерживаться на поверхности. Постепенно появились приспособления, которые помогали добывать воду и переносить её к разным частям растения. Для размножения спорами многим древним группам всё ещё требовалась влажная среда, поэтому сушу они освоили не сразу и не повсюду.

История растительного мира отражает постепенное освоение новых условий. Сначала в воде жили водоросли, затем появились наземные споровые растения, а позднее — семенные. Семя защищает зародыш и содержит запас пищи, поэтому семенным растениям было проще размножаться в условиях, где вода не всегда доступна. Ещё позднее распространились цветковые растения, у которых образуются цветки и плоды.

В каменноугольный период во многих местах Земли было тепло и влажно, а обширные заболоченные пространства подходили для роста древовидных папоротникообразных. Папоротники, хвощи и плауны могли образовывать густые леса, потому что им хватало влаги и места. Отмершие растения падали в воду и на дно болот, где их остатки покрывались осадками и не разлагались полностью. Под давлением новых слоёв и за очень долгое время растительная масса преобразовывалась, участвуя в образовании каменного угля.

Условия жизни на Земле со временем менялись, и это влияло на то, какие растения могли широко распространяться. Семенные растения лучше переносили периоды, когда влажность была ограничена, поэтому голосеменные стали важной группой после древних споровых. Позднее появились цветковые растения, у которых семена защищены плодом, а цветки помогают размножению. Так изменение среды сопровождалось сменой групп, преобладавших в растительном мире.

Основные этапы развития растительного мира

Таблица показывает общий порядок смены основных групп, а не точные даты появления каждого вида. Сравнивайте особенности растений и условия их жизни на каждом этапе. Это помогает понять, почему одни группы сменяли другие.

Разбор задач

Задача 1. В породе обнаружен отпечаток растения. Объясните, что он может сообщить учёным о прошлом Земли.

1. Определяем, что отпечаток — это след древнего растения, сохранившийся в породе. Значит, даже если само растение исчезло, его форма оставила свидетельство о прошлом.
2. Учёные изучат очертания отпечатка и сравнят его с известными ископаемыми находками. По сходству можно предположить, к какой группе относилось растение.
3. Затем находку рассмотрят вместе с породой и другими остатками. Это может помочь выяснить, какие растения жили в той местности и какой была среда.

Ответ: отпечаток помогает судить о древней флоре и условиях жизни растений. Сам по себе он не всегда даёт полную картину, поэтому его сопоставляют с другими находками.

Задача 2. Расположите группы растений в порядке их появления: цветковые, водоросли, древние споровые, голосеменные.

1. Вспоминаем, что первые растения жили в воде, и к этой ранней части истории относят водоросли. Следом растения начали осваивать сушу.
2. Наземные древние споровые появились раньше семенных. Их размножение было связано со спорами, а не с семенами.
3. После споровых распространились семенные растения, среди которых были голосеменные. Цветковые появились позднее голосеменных.

Ответ: водоросли → древние споровые → голосеменные → цветковые. Стрелки показывают последовательность основных этапов, а не то, что прежние группы сразу исчезли.

Задача 3. В каменноугольных отложениях найдены остатки древовидных папоротникообразных. Объясните, почему такие растения были распространены и как их остатки могли участвовать в образовании каменного угля.

1. Сначала связываем находку с условиями каменноугольного периода. Тёплые влажные места и болота подходили для роста древовидных папоротников, хвощей и плаунов.
2. Затем учитываем, что густые леса давали много растительных остатков. Упавшие растения могли накапливаться в заболоченной местности, где их разложение было неполным.
3. Накопившаяся масса постепенно покрывалась осадками. Давление новых слоёв и длительное преобразование растительных остатков приводили к образованию угольных залежей.

Ответ: древовидные папоротникообразные были распространены благодаря влажным условиям. Их многочисленные остатки накапливались и со временем участвовали в образовании каменного угля.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать, что все древние растения были похожи на современные. Так думают, потому что некоторые группы существуют и сейчас, но растительный мир постоянно менялся, а многие древние группы вымерли. Проверяйте себя: отличайте отдельные сохранившиеся группы от всего разнообразия растений прошлого.

• Ошибка — ставить цветковые раньше голосеменных. Последовательность путают, когда ориентируются только на разнообразие современных растений. Вспомните порядок: сначала водоросли, затем споровые, голосеменные и цветковые.

• Ошибка — называть каменный уголь остатками одного вида растений. Уголь связывают с конкретными древними лесами, но он образовался из накопившейся и преобразованной растительной массы. Чтобы проверить себя, говорите об остатках древней растительности, а не одного растения.

• Ошибка — считать ископаемыми остатками только целые части растений. Целые фрагменты встречаются не всегда, поэтому забывают об отпечатках и других следах. Проверьте себя: к свидетельствам древней флоры относите и сохранившиеся части, и следы существования растений.

Связь с другими темами

Для этой темы полезно знать основные части растения и различать размножение спорами и семенами. История древних групп помогает лучше понимать разнообразие современных растений и их приспособления к среде обитания. Она связана и с геологической историей Земли: остатки растений сохраняются в породах, а накопление древней растительности участвовало в образовании полезных ископаемых.

Что запомнить

• Историю древних растений изучает палеоботаника.
• Главные свидетельства существования древних растений — их ископаемые остатки и отпечатки.
• Растения сначала жили в воде, а затем освоили сушу.
• В каменноугольный период были распространены древовидные споровые растения.
• После споровых растений широко распространились семенные.
• Цветковые растения появились позднее голосеменных.