Budowa anatomiczna roślin

Chociaż budowa anatomiczna pierwszych roślin nie została dokładnie poznana, jesteśmy pewni, że należały one do roślin naczyniowych (typ Tracheophyta) i były mniej lub bardziej przystosowane do życia lądowego. Mniej więcej w dewonie pojawiły się cztery wyraźne ich grupy , z których każda pozostawiła po sobie ślady w postaci do dziś występujących form. Grupami tymi były psylofity (Psilopsida), widłakowate (Lycopsidd) członowe (Sphaenopsidd) i paprocie. Psylofity, jak i ich obecnie występująca forma Psilotum , nie miały korzeni i liści, występowały u nich jednakże podziemne łodygi (kłącza) i wyprostowane pędy nadziemne, zawierające drewno i łyko. Fotosynteza odbywała się w wyprostowanych łodygach, na których również tworzyły się zarodnie. Barwnikami fotosyntetyzującymi był z pewnością chlorofil a i b, taki sam, jaki występował u będących ich przodkami glonów. Chociaż nie możemy być pewni, że psylofity dały początek innym trzem podtypom, z pewnością były one najbardziej prymitywne z roślin naczyniowych. Badając Psilotum wnioskujemy, że wytworzyły one tylko jeden rodzaj zarodników, rozwijających ‚ się w małe gametofity. które z kolei wytwarzały zarówno plemnie (antheridia),jak i rodnie (archegonia). Zapłodnienie następowało dzięki ruchliwości pływającego plemnika, dlatego też rośliny te były ograniczone do środowisk, charakteryzujących się co najmniej okresowo występującą wilgotnością. Zarówno widłakowate, jak i członowe mają korzenie i liście, w których występuje drewno i łyko, łączące się z odpowiednią tkanką łodygi. Liście były proste i małe, cała ich tkanka naczyniowa zebrana w jednym, nierozgałęzionym nerwie.

Okrytonasienne

Okrytonasienne, tak jak i nagonasienne, utrzymują gametofit żeński wewnątrz makrosporangium, co jak widzieliśmy, uniezależnia przeniesienie plemnika z jednej rośliny do drugiej od obecności powierzchniowej warstewki wody, a zamiast tego ziarna pyłku mogą być przenoszone do makrosporangium drogą powietrzną. U nagonasiennych i u niektórych okrytonasiennych ziarna pyłku przenoszone są z rośliny na roślinę przez wiatr, natomiast wiele innych roślin okrytonasiennych przyciąga swymi kwiatami owady i inne zwierzęta, wykorzystując w ten sposób ich zdolność poruszania się do zapylania krzyżowego. Ilość pyłku, który wytwarzają zapylane przez zwierzęta okrytozalążkowe, jest zwykle dużo mniejsza, niż wytwarzana przez gatunki wiatropylne. Embrionalny sporofit — nasiono — stanowi również efektywną adaptację do życia lądowego. Chronione przez okrywę nasienną (integumentum) i zaopatrzone w substancje zapasowe nasiono wytrzymuje niekorzystne, suche warunki środowiska przez długi czas, utrzymując jednocześnie zdolność do kiełkowania w przypadku, gdy warunki w końcu staną się odpowiednie. Wytwarzanie nasiona u okrytonasiennych jest bardziej wydajne niż u nagonasiennych — w pierwszym przypadku substancje odżywcze są przeniesione do nasiona jedynie wtedy, gdy już nastąpił proces zapłodnienia, natomiast u nagonasiennych rezerwy pokarmowe wszystkich potencjalnych nasion są gromadzone przed zapłodnieniem, a więc ulegają zmarnowaniu w przypadku, gdy proces ten nie dojdzie do skutku. Większość omawianych tu adaptacji nie charakteryzuje jedynie okrytonasiennych i odgrywała rolę również w kolonizacji lądu przez inne rośliny.

Widłakowate

Niektóre widłakowate wytwarzały nie jeden, lecz dwa rodzaje zarodników: mikrospory (J) i makro-spory (t), rozwijające się odpowiednio w oddzielne męskie i żeńskie gametofity. W pewnych przypadkach makrospora została zatrzymana w tkankach rodzicielskiego sporofitu, by jak u obecnie występujących roślin nago- i okrytozalążkowych, tworzyć chronione środowisko dla procesu zapłodnienia. Chociaż widłakowate (Lycopodium, Selaginella) i skrzypy (Equisetum) są praktycznie biorąc jedynymi współczesnymi przedstawicielami tych dwóch pod-typów, ich przodkowie byli kiedyś liczni i osiągali znaczną wysokość. Olbrzymie lasy widłakowatych. osiągających rozmiary drzew, oraz członowych istniały w okresie karbonu dolnego i górnego (zobacz ilustrację, otwierającą ten rozdział) i utworzyły w tym czasie większość obecnych pokładów węgla, dlatego też oba te okresy obejmuje się często wspólną nazwą karbonu. Kiedy obecnie spalamy węgiel, uwalniamy energię, zmagazynowaną przez te roś liny około 300 milionów lat temu. Pierwsze Pteropsida — paprocie — również miały swych licznych przedstawicieli w dewonie. W przeciwieństwie do przedstawicieli innych podtypów, pa: procie miały duże liście z rozgałęzionym unerwieniem. Podobnie jak większość naszych współczesnych paproci klimatu umiarkowanego były jednozarodnikowe, czyli wytwarzały tylko jeden rodzaj zarodników; jak pamiętamy, każdy zarodnik paproci rozwija się w przedrośle (prothallus), wytwarzające zarówno męskie, jak i żeńskie narządy płciowe. Proces zapłodnienia może nastąpić w wilgotnym środowisku, w którym urzęsiony plemnik może płynąć do jaja, dlatego też występowanie paproci jest ograniczone do środowisk, gdzie przez część okresu wzrostu występuje powierzchniowa warstewka wody.

Specjacja

Specjacja, tak jak to opisaliśmy, jest stopniowym procesem, zaczynającym się od powstania różnic między osobnikami w populacji. Prowadzi to do akumulacji trwałych różnic, stwierdzonych na poziomie podgatunku, a kończy się wyraźnymi różnicami, związanymi z wytworzeniem się gatunku. Do ukończenia całego procesu potrzeba setek lub tysięcy lat. Istnieje jednakże pewien mechanizm powstawania gatunków, który przebiega szybciej — rozwija się on w wyniku chromosomowej aberracji — poliploidalności. W wyniku mejozy u osobników poliploidalnych (np. 4«) powstają gamety (2 n), które są płodne wobec siebie, ale często nie wobec gamet typu rodzicielskiego (n). Tak więc osobniki poliploidalne są natychmiast izolowane genetycznie od typu rodzicielskiego i nowy gatunek powstaje właściwie w ciągu jednego dnia. W 1927 roku rosyjski genetyk roślin Karpeczenko doniósł o sztucznym wytworzeniu rośliny, zawierającej pełny zestaw (2«) chromosomów rzodkiewki i pełny zestaw (2«) chromosomów kapusty, powstałej jako wynik krzyżowania tych dwóch gatunków (należących do różnych rodzajów). Normalnie mieszańce tak różnych rodziców byłyby bezpłodne, ponieważ ich gamety zawierałyby tylko część chromosomów z każdego rodzica. Ponieważ mieszańce Karpeczenki były poliploidami, każda gameta zawierała po jednym z każdego chromosomu, znalezionego zarówno u przodka, będącego rzodkiewką, jak i kapustą. Zapłodnienie dawało żywotne rośliny, wykazujące cechy zarówno kapusty jak i rzodkiewki (niestety, korzenie kapusty i liście rzodkiewki). Rośliny te mogły efektywnie krzyżować się ze sobą, ale nie z którymkolwiek ż gatunków, z których powstały. W przeciągu bardzo krótkiego czasu Karpeczenko wytworzył więc nowy gatunek rośliny. Istnieje wiele danych, że w naturze często powstawały nowe gatunki roślin przez poliploidalność, z krzyżowaniem lub też bez niego, u zwierząt jednakże zjawisko to jest bardzo rzadkie.