SENIAUSIEJI JŪROS AUGALAI
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 tėvų, 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. Iš 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 rastos 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 žaliadumblių atsiradimo (maždaug prieš 1 mlrd. metų) iki seniausių sausumos augalų, aptiktų Europos viršutiniame silūre (maždaug prieš 430 mln. metų), praėjo apie 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 susidarė 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 fotosiezei, 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. Be to, išsikišusios augalų dalys turėjo virsti primityviais organais, atliekančiais specialias funkcijas. Viena tokia dalimi, galbūt siūliška, augalas pradėjo įsitvirtinti 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. Senoviniai sausumos augalai; sporiniai induočiai. Kaip atrodė seniausi augalai, galima įsivaizduoti iš suakmenėjusių augalų liekanų, vietomis aptinkamų kalnų uolienų sluoksniuose, pavyzdžiui, devono pirmosios pusės upių nuosėdose. Šie augalai yra kelių rūšių, tačiau visi priklauso primityvioms, vėliau išnykusioms grupėms. Dauguma jų turėjo pažeme besidriekiantį stiebą su kelių centimetrų atžalomis, buvo be lapų arba su lapų užuomazgomis. Tokie augalai nebrandino sėklų. Prisitaikydami prie įvairių sąlygų augalai pamažu diferencijavosi, vis daugėjo rūšių. Baigiantis devonui, t.y. prieš 360 mln. metų, augalija visiškai pasikeitė. Augo į paparčius panašūs augalai, dabartinių papartainių protėviai. Jie irgi nebrandino sėklų. Pirmieji Žemės miškai atsirado viršutiniame devone. Be panašių į medžius augalų, buvo ir stambių asiūklainių bei patasainių, gyvenusių anksčiau devone smulkesnių rūšių palikuonių. Viršutiniojo paleozojaus flora; sėkliniai augalai. Kitas svarbus augalų raidos momentas buvo jų sėklų atsiradimas; tai matyti iš karbono sjuoksnių iškasenų. Tos sėklos buvo gana primityvios: neturėjo apvalkalėlio ir vystėsi ant vaislapių. Sėklos kiaušialąste apvaisindavo to paties augalo spermatozoidai. Iš seniausių besidauginančių sėklomis augalų buvo sėkliniai papartainiai. Kiti seniausi augalai, brandinę sėklas, yra spygliuočiai (pušis, eglė, cūga) – taip dauginasi iki šiol. Kaip ir sėkliniai papartainiai, spygliuočiai ir kiti panašūs augalai priklauso plikasėkliams, ir visų jų sėklos yra primityvios. Vieną kartą pasirodę plikasėkliai jau galėjo augti nedrėgnose vietose, nes jiems apsivaisinti vanduo nebuvo reikalingas. Jie paplito aukštumose, kalnuose ir sausose vietose, kur anksčiau augalai neaugo, todėl žalia danga Žemėje dar labiau plito. Kadangi plikasaėkliai egzistuoja jau 350 mln. metų ir iki šiol yra labai gausūs, matyt, jų dauginimosi sistema yra normali. Tačiau kiekvienas plikasėklis augalas turi subrandinti daug sėklų ir dar daugiau apdulkinimui reikalingų žiedadulkių. Plikasėklių sėklas išnešioja vėjas, dėl to daug jų patenka į nepalankias sąlygas – į vandenį, dykumas, į per šaltas vietas. Plikasėkliai sėkloms ir žiedadulkėms subrandinti išeikvoja daug energijos. Ilgainiui augalai įgijo ekonomiškesnį metodą, bet tai atsitiko maždaug 200 mln. metų vėliau, t.y kreidos priodu. Mezozojaus augalija. Šiame periode vyrauja dvi plikasėklių grupės – spygliuočiai ir cikainiai, taip pat artimos jiems rūšys. Spygliuočių rušys buvo panašios į pušis ir kiparisus, taip pat augo ginkmedžiai. Cikainiai, matyt, iš sėklinių papartainių. Jie buvo panašūs į palmes, nors šių grupių evoliucija vyko skirtingai;puiki paparčius primenančių lapų viršūnė puošė trumpą, rutulio ar butelio formos, o kartais ir aukštą kamieną. Kai kurie cikainiai išliko iki šių dienų. Sporiniai augalai, ypač papartainiai ir asiūkliniai, mezozojuje buvo ne taip paplitę kaip šie plikasėkliai.GAUBTASĖKLIAI AUGALAI
Žiedai ir vaisiai. Per ilgą Žemės istoriją augalai dar patobulėjo – atsirado žiediniai augalai, arba gaubtasėkliai. Kitaip negu plikasėklių, kurių neapsaugotos sėklos augo tiesiog ant lapų, gaubtasėklių sėklos po vieną ar po kelias apgaubtos tam tikru apvalkalu, sudarančiu išorinę vaisiaus dalį (pvz. obuolys). Be to, jie turi ne tik vaisius, bet ir žiedus. Visa tai prisitaikymas geresniam dauginimuisi. Ryškūs žiedai vilioja gyvūnus (pavyzdžiui bites), kurie perneša žiedadulkes – vyriškąsias lytines ląsteles; primityvesnių augalų žiedadulkes pernešdavo vėjas. Vaisiai irgi vilioja gyvūnus, kurie juos suėda ir taip platina juose esančias sėklas. Dėl to gaubtasėkliai išplito tose sausumos vietose, kurios dar nebuvo gyvenamos dėl atšiaurių gamtos sąlygų. Šį procesą galima palyginti su Everesto viršukalnės užkariavimu – ji buvo įveikta tik naudojantis specialiomis priemonėmis, taip pat deguonies balionais. Dabar gaubtasėkliai sudaro per 95 procentus egzistuojančių induočių rūšių.
Žolinių ir varpinių augalų vaidmuo. Žinant gaubtasėklių įsivyravimo laiką, galima teigti, kad Žemės augalijos dabartinis vaizdas susiformavo dar baigiantis mezozojaus erai. Tačiau augalų istorija tuo dar nesibaigia. Gaubtasėklių grupėje buvo esminių vidinių permainų, prasidėjusių baigiantis kreidos periodui ir ilgai trukusių kainozojaus periode. Dauguma šiuolaikinio miesto gyventojų žino žoles, auginamas tik įvairiose aikštelėse. Tačiau žolės, ypač varpinės, tai savarankiška gabtasėklių grupė, prisitakiusi gyventi sauso klimato sąlygomis. Matyt, kainozojaus periou, sausėjant klimatui, varpiniai augalai užėmė vis didesnius plotus.SVARBIAUSI AUGALIJOS EVOLIUCIJOS MOMENTAI:
1. Jūros dumblių išėjimas į sausumą; primityvūs sausumos augalai.2. Sporniai augalai. Papartainiai, asiūklainiai.3. Sėklų atsiradimas. Plikasėkliai.4. Gaubtasėkliai, jų žiedų ir vaisių vystymasis.5. Varpinių augalų ir vėliau javų vystymasis.