augalų evoliucija

Augalų evoliucija prasideda jūros dumbliais. Seniausios žinomos Žemės iškastinės liekanos ( jų amžius apie 3 mlrd. metų) priklauso primityviausiems augalams – melsvadumbliams. Beveik 2 mlrd. metų tokie augalai gyveno jūroje drauge su kitais vienaląsčiais organizmais. Tačiau Australijoje aptiktos iškasenos rodo, kad prieš milijardą metų egzistavo ir žaliadumbliai. Vadinasi, to laiko augalams būdingos dvi svarbios savybės, kurių neturėjo jų protėviai, – sudėtingesnė sandara ir dauginimasis lytiškai. Kadangi kiekvienas organizmas – palikuonis – atsirasdavo jau ne iš vieno, o iš dviejų ttėvų, tai jis turėdavo naują genetinės medžiagos kombinaciją; dėl to evoliucija labai suefektyvėjo.

Sudetingesnė, nors ir nelabai tobulesnė sandara taip pat buvo svarbi ateičiai. Įgijusių antrą, po to daugiau ląstelių pirminių vienaląsčių organizmų forma pakito nuo beveik rutuliškos iki tiesinės ar netasyklingos. Tai galima paaiškinti tuo, kad kiekvienas nesferiškos formos yra didesnis ploto ir tūrio santykis negu rutulio. Tokios formos augalų lietimosi su jūros vandeniu paviršius buvo didesnis, todėl jie galėjo daugiau sugerti reikalingo anglies dioksido ir Saulės spindulių. IIš išsikišusių kūno dalių galėjo vystytis įvairių funkcijų organai. Ir tai turėjo atsitikti anksčiau, negu dumbliai įsitvirtino sasumoje.

AUGALŲ PAPLITIMAS SAUSUMOJE

Iki šiol išlikę tik du labai senų sausumos augalų iškastiniai radiniai. Centrinės Europos viršutiniojo silūro sluoksniuose buvo rrastos 10 cm ilgio belapio augalo liekanos; tai seniausias iš aptiktų sausumos augalų. Antrasis radinys yra iš Australijos, apatiniojo devono sluoksnių. Tai suakmenėję (iki 25 cm ilgio ) augalo stiebai; augalas labai panašus į dabartinius pataisus Lycopodium , kurių stiebas šliaužia žeme ir išauga vertikalūs ūgliai. Lycopodium – tai ne tik sausumos augalai, bet ir induočiai. Tokio tipo iškastiniai augalai rodo ne tik evoliucjos progresą, bet ir didelį geografinį poslinkį – augalijos išėjimą iš jūros į sausumą.

Visiškai tikra, kad viršutiniojo silūro laikotarpiu augalai jau paplito sausumoje. Tačiau kiek laiko truko šis procesas? Nuo seniausių rastų jūros

Nr.2

žaliadumblių atsiradimo (maždaug prieš 1 mlrd. metų) iki seniausių sausumos augalų, aptiktų Europos viršutiniame silūre (maždaug prieš 430 mln. metų), praėjo aapie 570 mln. metų. Tai ilga laikio atkarpa, beveik lygi visam fanerozojaus periodui. Mes pripažįstame, kad minkštų jūros dumblių paplitimas sausumoje ir jų indų sistemos išsivystymas buvo svarbi išlikimo galimybė, vis dėlto neturime pamiršti, kad šie augalai turėjo pakankamai laiko milijonus kartų “bandyti ir klysti”.

Kelias iš jūros į sausumą. Bandydami minėtą spragą užpildyti loginiais samprotavimais, galime įsivaizduoti augalų išėjimą iš jūros į sausumą. Jūroje gyvenantys dumbliai išskirdavo į atmosferą laisvą deguonį, dėl to jos sudėtis panašėjo į dabartinę. Iš deguonies ssusidarė ekranas, apsaugantis organizmus nuo mirtino Saulės spinduliavimo, ir dėl to jie galėjo iš jūros (vandens) persikelti į sausumą be pavojaus netrukus žūti. Tokie augalai, matyt, buvo dumbliai. Išskirdami per daugelį metų, vykstant fotosintezei, nemažai laisvo deguonies ir pavertę Žemės atmosferą apsauginiu ekranu, jie patys paruošė tam tikslui reikalingas sąlygas.

Matyt, dumbliai įsikūrė pakrantėse ir upių deltose. Per milijonus metų jie galbūt plito upėmis aukštyn, iš pradžių prisitaikė gyventi ne tokiame druskingame kaip jūros deltos vandenyje, vėliau gėlame upių vandenyje. Retkarčiais kai kurios lėtai kylančios sausumos vietos užtverdavo upių kelią ir dėl to susidarydavo ežerai. Ligainiui jų lygis galėjo ne kartą kisti arba ežerai visai išdžiūdavo ir vėl atsirasdavo. Nenutrūkstama egzogeninių ir endogeninių procesų sąveika galėjo išryškėti tūkstančiais įvairiausių formų.

Mes nežinome, kiek dumblių rūšių praėjo šį kelią. Blogiausiu atveju viena iš jų išgyveno džiūstančio vandens baseino sąlygomis. Vandenyje dumbliai maitinosi visu kūno paviršiumi. Sausumoje jie negalėjo taip maitintis. Laikino išdžiūvimo sąlygomis, galbūt upės slėnio žiotinėje dalyje per atoslūgius, augalai įgijo panašią į odą dangą, saugančią juos nuo perdžiūvimo; kartu pro ją augalas galėjo imti ir išskirti vandenį.

Nr.3

Be to, išsikišusios augalų dalys turėjo virsti primityviais organais, atliekančiais specialias funkcijas. Viena tokia dalimi, galbūt siūliška, augalas pradėjo įįsitvirtinti grunte ir siurbti iš jo vandenį bei kitas ištirpusias maisto medžiagas. Taip pat turėjo vystytis papildomi indai, į viršų augančio augalo atraminiai audiniai. Taip ilgainiui augalas pradėjo labai skirtis nuo ankstesnio minkšto dumblio. Jis virto primityviu sausumos augalu, turinčiu kažką panašaus į šaknį, stiebą ir paprasčiausią indų sistemą. Vis dėlto pliki žli stiebai ir plonos belapės šakos vis dar priminė dumblius.

Viršutiniojo silūro laikotarpiu (gal ir anksčiau)į dumblius panašių augalų stadija buvo pasiekta ir praeita.Panašų į Mėnulio Žemės paviršių pradėjo dengti žalias rubas.

Evoliucijos įrodymai

Per pastaruosius 100 metų mokslininkai visiškai įsitikino, kad evoliucija vyko visada ir vyksta dabar. Tai patvirtina gausūs faktai, įvairių mokslo šakų duomenys, gauti atliekant iškasenų analizę, tiriant skirtingų gyvūnų gemalus, anatomiją, išvestas augalų ir gyvūnų veisles.

Iškasenos. Evoliucijos teorija grindžiama iškastinėmis liekanomis. Lyginant įvairiuose sluoksniuose aptiktas iškasenas, aiškiai matyti, kad kuo jaunesnės uolienos, tuo juose randami organizmai yra sudėtingesni; pagal geochronologinį stulpelį jie sudėtingėja nuo apačios į viršų. Tai matyti Kolorado Didžiojo kanjono sluoksniuose. Kaip žinome, seniausios iškastinės liekanos yra vienaląsčių organizmų, toliau pagal amžių eitų augalai, po jų -paprasčiausi gyvūnai. Šis progresas aukščiau slūgsantiems (t.y. jaunesniems) sluoksniams, kol pagaliau viršutiniuose kainozojaus sluoksniuose atsiranda žmogus. Turbūt nesuklysime galvodami, kad šis santykis įrodo, jog nuo eevoliucijos pradžios biologinė evoliucija nuolat kūrė naujas formas ir struktūras.

Jeigu įvairias iškastines liekanas palyginsime ne su jų “gimtaisiais” sluoksniais, o vieną su kita ir su kitais organizmais gyvenančiais dabar, tai išryškėtų kitas

Nr.4

nuostabus dėsningumas. Jeigu grupių ryšius pavaizduotume grafiškai, gautume medį su kamienu, su storomis ir plonomis šakomis, o dabar egzistuojančios rūšys būtų jo šakų viršūnėse, ir nors organizmai atrodo iš viršaus į apačią kito nelabai staigiai, bet perėjimas nuo plonų šakų prie storų efektingas. Iškastiniai organizmai nuo smulkių šaknų link storų vis paprastėja, ir patys paprasčiausi susiskaido prie kamieno pagrindo. Visos šios gyvybės formos įvairiai susijusios viena su kita, kaip protėvių vardai giminės medyje. Netgi smulkiausi pirmuonys yra žmogaus protėviai; tai galime nustatyti pasekę liniją iki apačios.

Aišku, “gyvybės medis” dar nevisiškai “sukomplektuotas”;to nematyti ir paveiksle Nr. 1, vietomis tarp kai kurių šakų nėra ryšio. Dėl spragų iškastinių liekanų eilėje šių duomenų grandinėje trūksta kai kurių grandžių. Tačiau ilgainiui viena po kitos atrastos trūkstamos grandys užima savo vietą.

Gemalų panašumas. Evoliucijos įrodymų padaugėjo tyrinėjant gemalus. Įvairių stuburinių gyvūnų rūšių gemalai pirmose vystymosi stadijose yra labai panašūs vieni į kitus, bet tolesnėje raidoje jie vis labiau pradeda skirtis. Kuo gyvūnai giminingesni (pavyzdžiui, žmogus

ir beždžionė), tuo ilgiau būna panašesni jų gemalai.

Svarbiausia tai, kad ankstyvose vystymosi stadijose įvairių gyvūnų rūšių yra vienodi žiauniniai plyšiai. Vėliau jie pradeda labai kisti. Žuvų žiauniniai plyšiai ir su jais susiję kiti organai virsta kvėpavimo organu – žiaunomis. Kitaip kvėpuojantiems paukščiams ir žinduoliams žiauniniai plyšiai nereikalingi. Jie persitvarko į garsus skleidžiančius arbajuos girdinčius organus. Pavyzdžiui, žmogui iš embriono žiauninių plyšių išsivysto dalis ausies ir gerklės. Tai svarūs įrodymai, kad žmogui ir kitiems oru kvėpuojantiems stuburiniams išliko embrionui būdingų bruožų, ppaveldėtų iš tolimų protėvių, kvėpavusių žiaunomis ir gyvenusių ne mažiau kaip prieš 360 mln.metų.

Skeletų panašumas. Palyginus seniausių ir dabartinių sausumos stuburinių skeletus, matyti, kad jie, kaip ir gemalai, yra panašūs, pavyzdžiui, skaičiumi kaulų išsidėsčiusių beveik vienoda tvarka. Tiktai įvairių gyvūnų kai kurie kaulai skiriasi didumu ir proporcijomis. Tai rodo, kad dabartinių sausumos stuburinių skeletas iš esmės yra labai senos konstrukcijos. Nors ilgainiui jo kai kurios dalys ilgėjo ar trumpėjo, didėjo ar mažėjo, bet apskritai jis niekada nebuvo pakeistas kažkuo visiškai nnauju. Jis tik nuolat ir labai lėtai visas po truputį kito. Tai dar vienas

Nr.5

nepaneigiamas įrodymas, kad dabartiniai aukštesnieji gyvūnai vystėsi iš tolimų protėvių, daug ką iš jų paveldėdami. Dar ryškiau visa matyti atidžiau pažvelgus į kurias nors skeleto ddalis, kad ir į priekines galūnes. Visų stuburinių priekinės galūnės yra labai panašios sandaros, bet kiekvienos rūšie gyvūnų jos kito priklausomai nuo gyvenimo sąlygų – ore(paukščiai), jūrose (banginiai), plačiose žolės lygumose(arkliai) ir miške (katės).

Rudimentiniai organai. Daugelio gyvūnų kaulai, ir minkštosios kūno dalys sudaro organus, kurie neatlieka aiškių funkcijų, tačiau yra panašūs į kitų egzistuojančių arba išmirusių gyvūnų organus, atliekančius tam tikras funkcijas. Tai protėvių gerai išsivysčiusių organų liekanos – rudimentai. Vien žmogaus kūne tokių organų yra daugiau kaip 150, pavyzdžiui, apendiksas, akloji žarna, kuri dėl uždegimo dažnai pašalinama chirurginiu būdu. Gyvūnų prijaukinimas ir augalų sukultūrinimas. Per ilgą laiką – nuo keleto metų iki kelių tūkstantmečių – žmogus, kryptingai augindamas augalus ir gyvūnus, išvedė daug jų veislių. Žinomiausias pavyzdys – ggausybė šunų veislių. Taigi galime padaryti išvadą, kad žmogaus atrinkti požymiai yra paveldimi;panašiai kito ir organizmai per ilgą jų istorijos laikotarpį.

EVOLIUCIJOS EIGA

Laikas aptarti pačią evoliuciją, kuriai budingi trys aspektai. Pirma – molekulės, kurios gali kopijuoti pačios save ir pernešti uškoduotą informaciją. Antra – kai kurių organizmų pakitimai ir jų paveldėjimo galimybė. Trečia – aplinka ir jos poveikis populiacijos sudėčiai. Detaliau išstudijavus šiuos aspektus, nesunku suprasti, kaip būtent vyko ir nenutrūkstamai vyksta evoliucija, užsifiksavusi iškastinėse liekanose.