EVOLUSI TUMBUHAN: TUMBUHAN ASAL-MODERN - BIOLOGI - 2025

The evolusi tanaman mungkin mulai dengan mengingatkan kelompok air tawar dari ganggang hijau hari ini dan dari ini semua kelompok saat ini berasal: lumut, lumut klub, ekor kuda, paku-pakuan, gymnosperma dan angiosperma.

Tanaman dicirikan sebagai kelompok yang sangat bervariasi dan dengan plastisitas yang luar biasa. Dari sudut pandang biologi evolusioner, mereka memungkinkan studi tentang serangkaian mekanisme dan peristiwa unik yang penting, misalnya spesiasi oleh poliploidi dalam angiospermae.

Sumber: Oleh Maulucioni, dari Wikimedia Commons

Selama proses evolusi yang memunculkan kelompok monofiletik ini, inovasi muncul seperti dinding sel yang terutama terdiri dari selulosa - polimer yang terdiri dari unit glukosa berulang.

Pertimbangan monofiletik tumbuhan menyiratkan penggabungan awal cyanobacteria, yang memunculkan variasi plastida (termasuk kloroplas, terkait dengan proses fotosintesis) oleh peristiwa endosimbiosis. Peristiwa ini terjadi pada nenek moyang yang sama dari garis keturunan ini.

Multiseluleritas (organisme dengan lebih dari satu sel) dan proliferasi meristem apikal, sejenis pembelahan sel asimetris dan retensi zigotik, juga muncul. Namun, inovasi tanaman yang paling mencolok adalah menjajah lingkungan darat.

Di bawah ini kami akan menjelaskan beberapa aspek umum dari evolusi tumbuhan dan kemudian kami akan mempelajari asal mula masing-masing kelompok.

Mekanisme evolusi

Mekanisme evolusi yang terlibat dalam asal mula tumbuhan sama dengan yang menghasilkan perubahan pada kelompok makhluk hidup lain: seleksi alam dan pergeseran genetik atau genetik.

Seleksi alam Darwinian adalah mekanisme evolusi yang terdiri dari keberhasilan reproduksi individu yang berbeda-beda. Ketika tanaman memiliki sifat yang dapat diwariskan (yaitu, diturunkan dari orang tua ke anak) dan karakteristik ini memungkinkan mereka untuk meninggalkan lebih banyak keturunan, morf ini meningkat dalam populasi.

Mekanisme lainnya adalah penyimpangan gen, yang terdiri dari variasi frekuensi alel acak atau stokastik.

Dengan cara yang sama, proses koevolusi dengan hewan memainkan peran mendasar. Seperti penyerbukan dan penyebaran benih di angiospermae.

Evolusi rencana tubuh tumbuhan

Perubahan rancangan tubuh tanaman terkait dengan variasi mendasar yang terjadi pada fase sporofit dan gametofit. Studi yang dilakukan menunjukkan bahwa fase haploid sebelumnya lebih kompleks.

Namun, tren ini mengalami pembalikan: gametofit mulai menjadi fase yang paling mencolok. Fenomena ini secara drastis meningkatkan keanekaragaman morfologi dari Devonian.

Periode geologi kemunculan masing-masing kelompok

Rekaman fosil memberi kita sumber informasi yang luar biasa tentang evolusi semua organisme hidup, meskipun tidak sempurna dan tidak lengkap.

Lumut, organisme sangat sederhana yang tidak memiliki jaringan pembuluh darah, telah dikenal sejak Ordovisium.

Lapisan tertua terdiri dari struktur tumbuhan vaskular yang sangat sederhana. Kemudian, di Devonian dan Carboniferous, perkembangbiakan pakis, lumut klub, ekor kuda, dan progimnospermae terjadi.

Di Devonian tanaman berbiji pertama muncul. Jadi, flora Mesozoikum terutama terdiri dari individu-individu yang mengingatkan pada gymnospermae. Akhirnya, angiospermae muncul di Zaman Kapur.

Evolusi alga

Alga adalah kelompok paling primitif. Bagi mereka sesuai dengan asal mula sel fotosintesis pertama karena peristiwa endosimbiosis: sel menelan bakteri dengan kapasitas fotosintesis.

Ini telah menjadi penjelasan yang cukup diterima untuk evolusi kloroplas, dan ini juga berlaku untuk mitokondria.

Evolusi lumut

Lumut diyakini sebagai organisme pertama yang menyimpang dari alga. Mereka sesuai dengan kelompok tanaman darat pertama. Ciri utamanya adalah tidak adanya sistem akar dan sistem vaskular yang terdiri dari xilem dan floem.

Lumut mendominasi lingkungan prasejarah selama 100 juta tahun pertama dari asal tumbuhan.

Evolusi tumbuhan tanpa biji vaskular

Tumbuhan tanpa biji vaskular

Tumbuhan vaskular mulai melakukan diversifikasi pada periode Karbon, khususnya menjadi tumbuhan vaskular tanpa biji.

Seperti lumut, gamet renang dari tumbuhan tanpa biji membutuhkan air agar kedua sel kelamin dapat bertemu. Untuk alasan ini, diasumsikan bahwa bentuk pertama tumbuhan vaskular terbatas pada lingkungan lembab yang mendukung reproduksi.

Fosil dan nenek moyang tumbuhan berpembuluh berasal dari 420 juta tahun yang lalu. Organisme dikarakterisasi oleh sporofit bercabang, tidak bergantung pada fase gametofit untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Konsekuensi ini dibuat untuk ukurannya yang kecil - jarang melebihi lima puluh sentimeter.

Pengaturan ini memfasilitasi produksi spora dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan kelangsungan hidup dan reproduksi.

Kelompok tumbuhan vaskular yang paling primitif adalah spesies lycophytes modern (lumut klub, selaginella, dan pakis atau isoettes). Lycophytes berkembang di rawa-rawa dan medan serupa, sampai bentuk raksasa punah dan yang kecil kita amati hari ini.

Pakis telah menyebar sejak mereka berasal dari Devonian, bersama dengan kerabatnya rambut ekor dan pakis sikat.

Pentingnya jaringan vaskular dan akar

Tumbuhan vaskuler - sesuai dengan namanya - memiliki jaringan vaskuler, yang terbagi menjadi floem dan xylem. Struktur ini bertanggung jawab atas konduksi garam dan nutrisi ke seluruh tubuh tanaman.

Akuisisi jaringan lignifikasi memungkinkan tanaman bertambah besar, dibandingkan dengan lumut. Batang-batang ini mencegah agar tidak terjungkal dan terkulai, serta dapat mengangkut nutrisi dan air ke ketinggian yang cukup tinggi.

Akar, di sisi lain, memungkinkan tanaman untuk berlabuh ke permukaan tanah, memungkinkan mereka menyerap air dan nutrisi. Akar juga memainkan peran mendasar dalam memungkinkan tanaman mencapai ukuran yang lebih besar. Sistem akar yang diamati pada fosil sangat mirip dengan yang sekarang.

Asal usul akarnya masih belum jelas dalam sejarah evolusi. Tidak diketahui apakah mereka muncul dalam satu peristiwa di nenek moyang semua tumbuhan vaskular, atau dalam banyak peristiwa - yang dikenal sebagai evolusi konvergen.

Evolusi tumbuhan berbiji vaskular

Di Carboniferous, tumbuhan bercabang menjadi dua kelompok besar tumbuhan berbiji: gymnospermae dan angiospermae.

Evolusi gymnospermae

Awalnya, bibit itu mengingatkan pada pakis. Gymnospermae adalah tumbuhan tanpa bunga, yang semuanya memancar dalam pola yang sangat mirip. Yang paling umum saat ini adalah pinus dan cemara. Beberapa spesimen tertua termasuk ginkgo, sikas, dan gnetales.

Evolusi tumbuhan berbunga: angiospermae

Tumbuhan berbunga, atau angiospermae, adalah kelompok tumbuhan yang membentuk sebagian besar tumbuhan yang ada di planet bumi. Saat ini mereka tersebar di mana-mana, dan mencakup berbagai bentuk seperti pohon, semak, halaman rumput, ladang gandum dan jagung, dan semua tanaman umum yang kita amati dengan bunga.

Bagi bapak biologi evolusi, Charles Darwin, kemunculan tiba-tiba kelompok ini mewakili peristiwa misterius yang membentang luas.

Saat ini, kelompok yang memunculkan angiospermae dianggap sebagai kelompok gymnospermae primitif - organisme mirip semak. Meskipun tidak ada kandidat khusus, beberapa bentuk kehidupan dengan karakteristik peralihan antara kedua kelompok tersebut diduga, dari era Mesozoikum dan Paleozoikum.

Secara historis, transformasi ini diterima, karena mudah untuk membayangkan transformasi struktur yang mampu membawa ovula (khas gymnospermae) menjadi karpel. Akhir-akhir ini, tidak lazim lagi mencari bentuk-bentuk transisi ini secara aktif.

Fosil pertama angiospermae (dan jejak lain seperti serbuk sari) berumur lebih dari 125 juta tahun.

Bunga

Inovasi angiospermae yang paling relevan adalah struktur bunga. Diperkirakan bahwa bunga primitif memiliki morfologi magnolia saat ini, yang terdiri dari banyak karpel, benang sari, dan potongan perianth.

Dalam hal rangsangan visual dan penciuman, bunga merupakan organ yang menarik bagi penyerbuk. Ini bisa berupa vertebrata (seperti burung dan kelelawar) atau invertebrata (seperti lebah, tawon, atau lalat). Penyerbukan merupakan keuntungan nyata bagi tanaman: menyebarkan serbuk sari jauh lebih baik daripada angin.

Penyerbukan adalah acara yang dipilih, karena semakin banyak hewan yang mengunjungi tanaman, produksi benih pun demikian. Jadi, setiap perubahan yang secara positif meningkatkan kunjungan langsung menawarkan keuntungan selektif yang besar bagi individu.

Misalnya, tanaman berbunga yang dengan mutasi acak tertentu mulai mengeluarkan nutrisi yang menarik penyerbuk memiliki keunggulan selektif dibandingkan tanaman sejenis yang tidak memiliki sifat ini.

Selain itu, buah juga melambangkan pahala yang kaya energi bagi hewan yang mengkonsumsinya. Setelah pencernaan, hewan tersebut buang air besar dan dengan demikian menyebarkan bijinya. Misalnya, banyak burung dan kelelawar buah memainkan peran yang sangat diperlukan sebagai penyebar benih di hutan.

Referensi

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: sains dan alam. Pendidikan Pearson.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan ke Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusioner. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
5. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (1992). Biologi Tumbuhan (Vol.2). Saya terbalik.
6. Rodríguez, EV (2001). Fisiologi produksi tanaman tropis. Universitas Editorial Kosta Rika.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi tumbuhan. Universitas Jaume I.