植物の進化：起源-近代植物 - 生物学 - 2025

植物の進化は、今日の緑の藻類を連想させる淡水グループから始まった可能性があり、これからすべての現在のグループが始まりました：コケ、クラブコケ、つくし、シダ、裸子植物および被子植物。

植物は非常に多様なグループであり、驚くべき可塑性を備えています。進化生物学の観点から、彼らは、例えば、被子植物における倍数体による種分化などの、重要な一連のメカニズムおよび独特の事象の研究を可能にします。

出典：Maulucioni、Wikimedia Commons

この単一系統のグループを生み出したこの進化の過程で、主にセルロース（グルコース単位の繰り返しで構成されるポリマー）で構成される細胞壁などの革新が現れました。

植物の単系統の考察は、共生イベントによってさまざまな色素体（光合成プロセスに関連する葉緑体を含む）を生み出したシアノバクテリアの最初の取り込みを意味します。このイベントは、この系統の共通の祖先で発生しました。

多細胞性（複数の細胞を持つ生物）と、頂端分裂組織の増殖、非対称細胞分裂と接合子保持の一種も出現しました。しかし、植物の最も印象的な革新は、陸生環境を植民地化することでした。

以下では、植物の進化のいくつかの一般的な側面について説明し、その後、各グループの起源について詳しく説明します。

進化のメカニズム

植物の起源に含まれる進化のメカニズムは、他の生きているグループに変化をもたらしたものと同じです：自然選択と遺伝的または遺伝的ドリフト。

ダーウィンの自然淘汰は、個体の異なる繁殖成功からなる進化のメカニズムです。植物に特定の継承可能な特性（つまり、親から子供に渡される）があり、この特性により子孫を残すことができる場合、このモーフは個体群で増加しました。

もう1つのメカニズムは遺伝子ドリフトで、これは対立遺伝子頻度のランダムまたは確率的変動から構成されます。

同じように、動物との共進化プロセスは基本的な役割を果たしました。被子植物における受粉と種子散布のように。

植物体計画の進化

植物のボディプランの変化は、胞子体と配偶体の段階で発生した基本的な変動に関連しています。実施された研究は、半数体相が以前により複雑であったことを示唆しています。

しかし、この傾向は逆転しました。配偶体が最も目立つ段階になり始めました。この現象は、デボン紀から形態学的多様性を劇的に増加させました。

各グループの出現の地質時代

化石の記録は、すべての生物の進化に関する信じられないほどの情報源を私たちに提供しますが、それは完璧ではなく、完全ではありません。

オルドビス紀以降、血管組織を欠く非常に単純な生物であるコケ植物が知られている。

最も古い層は維管束植物の非常に単純な構造で構成されています。その後、デボン紀と石炭紀では、シダ、クラブのコケ、つくし、および繁殖植物の莫大な増殖が起こりました。

デボン紀では最初の種子植物が現れました。したがって、中生代の植物相は主に裸子植物を連想させる個体から構成されていました。最後に、被子植物は白亜紀に現れます。

藻の進化

藻類は最も原始的なグループです。それらには、内部共生イベントによる最初の光合成細胞の起源が対応しています。細胞は、光合成能力を持つ細菌を摂取しました。

これは葉緑体の進化に関するかなり受け入れられた説明であり、ミトコンドリアにも当てはまります。

コケ植物の進化

コケ植物は藻類から分岐した最初の生物であると考えられています。それらは陸上植物の最初のグループに対応します。その主な特徴は、根系の欠如と、木部と師部からなる血管系です。

植物の起源から最初の1億年の間、コケ植物は先史時代の環境を支配していました。

維管束種なし植物の進化

維管束種子のない植物

維管束植物は石炭紀に、特に種のない維管束植物に多様化し始めました。

コケと同様に、種のない植物の遊泳する配偶子は、両方の性細胞が出会うために水を必要とします。このため、維管束植物の最初の形態は、繁殖を好む湿度の高い環境に限定されていたと考えられます。

維管束植物の化石と祖先は4億2000万年前にさかのぼります。生物は、それらの成長および発達のための配偶体段階とは無関係に、分岐した胞子体によって特徴付けられた。これらの影響はそれらの小さいサイズを補いました-彼らがめったに50センチを超えることはありません。

この配置により、胞子の生産が促進され、生存と繁殖の可能性が高まりました。

維管束植物の最も原始的なグループは、現代の種のlycophytes（コケ、コケモモ、シダまたはシダ）です。巨大な形が絶滅し、今日私たちが観察する小さな形になるまで、湿原や同様の地形で葉緑体が発達しました。

シダはデボン紀に発生して以来、親族とともに髪の尾やシダを放射しています。

血管組織と根の重要性

維管束植物-その名前が示すように-維管束と木部に分かれている維管束組織を持っています。これらの構造は、植物の体全体の塩と栄養素の伝導に関与しています。

木質化した組織の獲得により、植物はコケ植物と比較してサイズを大きくすることができました。これらの茎は転倒や垂れ下がりを防ぎ、栄養分や水をかなりの高さに運ぶ可能性があります。

一方、根は植物が土壌表面に定着することを可能にし、水や栄養素を吸収することを可能にします。根はまた、植物がより大きなサイズに達することを可能にする上で基本的な役割を果たします。化石で観察された根系は現在のものと非常に似ています。

根の起源は、進化の歴史ではまだ不明です。それらがすべての維管束植物の祖先の単一のイベントに現れたか、複数のイベントに現れたか-収束進化として知られているものは知られていない。

維管束種子植物の進化

石炭系では、植物は2つの大きなグループの種子植物、裸子植物と被子植物に分岐しました。

裸子植物の進化

最初は苗木はシダを連想させました。裸子植物は、花のない植物で、非常によく似たパターンで放射されます。今日最も一般的なのは松と糸杉です。最も古い標本のいくつかには、イチョウ、ソテツ、およびイタチが含まれます。

顕花植物の進化：被子植物

顕花植物、または被子植物は、地球上に存在する植物のほとんどを構成する植物グループです。それらは現在どこにでも分布しており、木、低木、芝生、小麦とトウモロコシの畑、そして花で観察されるすべての一般的な植物など、さまざまな形態が含まれています。

進化生物学の父チャールズダーウィンにとって、このグループの突然の出現は、莫大な分布にわたる謎めいた出来事を表しています。

今日、被子植物を生み出したグループは、原始的な裸子植物のいくつかのグループと見なされています-低木状の生物。特定の候補はありませんが、中生代と古生代から、2つのグループの中間的な特徴を持ついくつかの生命体が疑われます。

胚珠（典型的には裸子植物）を心皮に運ぶことができる構造の変形を想像するのは簡単なので、歴史的に、この変形は受け入れられました。最近では、これらの移行形態を積極的に模索することはもはや一般的ではありません。

被子植物の最初の化石（および花粉などの他の痕跡）は、1億2500万年以上前にさかのぼります。

お花

被子植物の最も関連する革新は花の構造です。原始的な花は現在のモクレンの形態をしており、多くの心皮、雄しべ、および花被の断片から構成されていたと推測されています。

視覚的および嗅覚的刺激に関して、花は花粉媒介者にとって魅力的な器官を表しています。これらは脊椎動物（鳥やコウモリなど）または無脊椎動物（ハチ、ハチ、ハエなど）の場合があります。受粉していることは、植物にとって明らかな利点です。花粉は風よりもはるかによく分散します。

受粉は選択されたイベントでした、より多くの動物が植物を訪問したので、種子生産もそうしました。したがって、訪問数が確実に増加した変更は、即座に個人に大きな選択的利点をもたらしました。

たとえば、特定のランダムな変異によって花粉媒介者を引き付ける栄養素を分泌し始めた顕花植物は、この特性を欠いている仲間よりも選択的な利点がありました。

さらに、果物はそれを消費する動物にエネルギーが豊富な報酬を表します。消化後、動物は排便し、それによって種子を分散させます。たとえば、多くの鳥やコウモリは、森林の種子散布者として不可欠な役割を果たしています。

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