Loading

Бесшумная эволюция деревьев

Создано 14.10.2010 10:43
Автор: Ирина Ковалёва

Эволюция деревьевЗадолго до того, как деревья появились на Земле, животные и другие земные растения были разбросаны по суше. И наземные животные появились раньше, чем земные растения. Да-да, именно в таком порядке. Как же это все произошло, и откуда они взялись?

Деревья эволюционировали из океанических водорослей, но они не просто однажды стали расти на берегах водоёмов. Они развивались спокойно в течение миллионов лет после того, как первые растения появились на суше.

Они вышли из океана, где  несколько миллиардов лет назад развилась первая жизнь.  Появлению деревьев предшествовал очень долгий период, полный исторических поворотов и эволюционной борьбы, в результате которой растения покинули океан и вышли на сушу. Эволюционируя и развиваясь в течение миллиардов лет, бывшие океанические водоросли превратились в могучие деревья, которые мы видим сегодня. И само их существование теперь является залогом существования всего живого на планете.

Около 550 миллионов лет назад был период так называемого «взрыва» жизни на планете. Почти все группы животных, существующих на сегодняшний день – а также многие уже исчезнувшие – впервые появились на Земле в это время. Это был кембрийский период, а бурное развитие животного мира, которым он характеризовался,  получило название «кембрийский взрыв».

Земные растения развивались немного медленнее – около 90 миллионов лет после выхода из океана. Первые деревья развились спустя примерно 100 миллионов лет после появления первых земных растений. Океан сыграл важнейшую роль в жизни всего живого на земле – как растений, так и животных. Не будь защиты его недр на первых порах развития жизни, то, возможно, наша планета по сей день была бы необитаемой.

По данным палеонтологов, первая жизненная форма в виде бактерий датируется периодом около 3,5 млрд. лет назад. Эти бактерии появились в океане после того, как поверхность (кора) начала охлаждаться и стабилизироваться,  суша стала обретать конкретные очертания, появились облака, дождевая вода из которых впоследствии образовались моря и океаны. Атмосфера была совершенно иной, нежели сегодня, и поверхность не была защищена от солнца. Этот период известен как докембрийский. В это время произошло окончательное формирование Земли и Солнечной системы в целом. Миновав газообразное и расплавленное состояние, остыв до нормальной температуры, Земля вместе с другими планетами стала частью Солнечной системы.

Эволюция деревьев…около 470 миллионов лет назад Земля могла показаться безжизненной, суровой и бесплодной. Нет ни деревьев, ни растений, живущих на ней. (NASA фото поверхности Марса)

Первыми растениями на Земле были растения группы сине-зеленых водорослей, которые, по данным палеонтологов, появились и жили в океане примерно 3,4 миллиарда лет назад, защищенные от вредного излучения солнца. В океанах, эти растения могли расти и осуществлять фотосинтез, так как вода, поглощая вредные солнечные излучения, защищала их. 

Хотя первыми жизненными формами на планете были животные, но, фактически, именно растения положили  начало развития наземных животных. В процессе своей жизнедеятельности растения вырабатывали всё больше кислорода, одновременно уменьшая концентрацию углекислого газа в атмосфере, что стало немаловажным фактором для развития животной жизни на планете (Журнал Science, август 2001).

Тем не менее, если бы вы вернулись на 470 миллионов лет назад, Земля могла бы показаться безжизненной, суровой и бесплодной. Не было деревьев, и вообще никаких растений, живущих на ней!Первые растения на планете начали появляться задолго до того, как деревья начали бороздить своими корнями жесткую поверхность Земли, примерно 460 миллионов лет назад в период Ордовика. Первыми растениями были водоросли, которые переходили из водоёмов в болотистые и влажные места на суше. Необходимость преодолеть практически железную твёрдость земной коры потребовала последовательного роста и диверсификации наземных растений, в том числе и эволюции их в деревья. 

Из океана на сушу 

Чтобы перейти из воды на сушу, растениям необходимо было адаптировать свой организм для жизни на земной поверхности: изменить структуру своего тела, чтобы оно могло поддерживать свою массу в воздухе (при жизни в океане вода выполняла эту функцию); обеспечить системы транспорта воды и питательных веществ; создать средства защиты от высыхания, солнечной радиации и перепадов температуры. Очевидно, что будь это просто, растения вышли бы из воды намного раньше. Но процесс подготовки адаптации занял достаточно большой промежуток времени, что обусловило довольно позднее появление растений на суше.

Эволюция деревьевПервыми растениями были водоросли, которые прошли довольно тернистый путь от своих водных предков, в итоге пустив корни в скалистую поверхность Земли. (Фото: Университет Сонома)

Деревья впервые появились и стали покрывать поверхность планеты около 370 миллионов лет назад. Сегодня мы настолько привыкли к ним, зависимы от них, что трудно поверить в то, что животные могли существовать без деревьев и в то, что они эволюционировали совсем не одновременно.

Деревья с их большими и толстыми корнями помогли разрушить скалистую структуру земной поверхности, что позволило образоваться почве. Появление почвы дало стимул для развития множества новых видов растений, в том числе и других деревьев. Это был своеобразный взрыв развития растений на планете, который обеспечил развитие всё большего числа наземных животных, включая млекопитающих. (Имейте в виду, что первые наземные животные – насекомые – были травоядными, что повлекло за собой необходимость развития всё большего числа разнообразных растений). Но каким было первое дерево? И что сделало его деревом? 

Первое дерево и леса 

Эволюция деревьевПрежде всего, важно понимать, что именно наличие древесины делает деревья уникальными относительно других растений. Древесина является гораздо более жёстким, толстым и плотным волокном, необходимым деревьям, чтобы поддерживать свою форму под давлением собственного веса. Так как растения начинали развиваться и диверсифицироваться, среди них проходил естественный отбор, что делало необходимым для растений становиться более сильными, прочными, устойчивыми к негативным влияниям внешней среды. Таким образом, можно ассоциировать  развитие древесины с развитием деревьев.

Самый древний из современных видов деревьев – Archaeopteris. Его ветви и листья похожи на папоротник, а основания ветвей напоминают современную древесину.

Archaeopteris, самое древнее из современных деревьев, образовывало первые леса, покрывавшие большую часть земной поверхности. 

Комментарии: