جدول زمني لتطور النبات
تحاول هذه المقالة وضع أحداث النباتات الرئيسية في سياق جيولوجي، وتهتم فقط بالتكيفات والأحداث الجديدة ذات الأهمية البيئية الكبرى، لا ذات الفائدة الأنثروبولوجية فحسب. يعرض الجدول الزمني تمثيلًا بيانيًا للتغيرات؛ يحاول النص شرح طبيعة الأدلة وقوتها.
يمثّل تطور النبات جانبًا من جوانب دراسة التطور البيولوجي، ويشمل في الغالب تطور النباتات القابلة للعيش على الأرض، وتخضير مختلف المساحات الارضية عبر ملء المواقع البيئية بالنباتات الارضية، وتنويع مجموعات النباتات البرية.
النباتات المبكرة
عدلالمستجدات الرئيسية في تطور النباتات المبكرة | ||||||||||||||||||||||
—−450 – —−440 – —−430 – —−420 – —−410 – —−400 – —−390 – —−380 – —−370 – —−360 |
| |||||||||||||||||||||
مقياس المحور: منذ ملايين السنين. | ||||||||||||||||||||||
يشير مصطلح النبات إلى تلك النباتات الارضية التي تشكل الفرع الحيوي من النباتات الجنينية، التي تضم الطحلبيات والنباتات الوعائية. ومع ذلك، فتفرع النباتات الخضراء يشمل بعض المجموعات الأخرى من حقيقيات النوى القادرة على التمثيل الضوئي، بما في ذلك الطحالب الخضراء. ومن المعتقد أن النباتات الأرضية قد تطورت من مجموعة من النباتات الكاريانية، وعلى الأرجح طحالب أرضية أحادية الخلية بسيطة شبيهة بالعقديات الكلبسية.[2]
تطورت البلاستيدات الخضراء في النباتات من وجود علاقة النشوء التعايشيٍ بين البكتيريا الزرقاء بدائية النوى القادرة على التمثيل الضوئي وبين وحقيقيات النوى الغير القادرة على التمثيل الضوئي، مما أنتج سلالة من كائنات حية حقيقية النوى قادرة على التمثيل الضوئي في بيئات المياه العذبة والبحرية. تطورت هذه الكائنات ذاتي التغذية والتمثيل الضوئي وأحادية الخلية في وقت مبكر إلى كائنات حية متعددة الخلايا كالنباتات الكريانية، وهي مجموعة من الطحالب الخضراء تعيش في المياه العذبة.
تبدأ الأدلة الأحفورية للنباتات قبل حوالي 3 مليارات سنة مع أدلة غير مباشرة على عملية التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين في السجل الجيولوجي بشكل نسب نظائرية وكيميائية في الصخور وأدلة أحفورية على مستعمرات البكتيريا الزرقاء، وكائنات بدائية النواة ذات التركيب الضوئي. تستخدم البكتيريا الزرقاء المياه كعامل اختزال، وتنتج الأكسجين في الجو كنتاج ثانوي، وبالتالي تغيّر جو الاختزال المبكر للأرض إلى جو تطورت فيه الكائنات الحيوائية الحديثة. أكسد الأكسجين الذي تحرره البكتيريا الزرقاء الحديد الذائب في المحيطات، فترسب الحديد من مياه البحر وسقط إلى قاع المحيط ليشكل طبقات رسوبية من الحديد المؤكسد تسمى تكوينات الحديد الحزامية. هذه التكوينات هي جزء من السجل الجيولوجي للأدلة على التاريخ التطوري للنباتات عبر تحديد موعد نشوء عملية التمثيل الضوئي. يوفر ذلك أيضًا قيودًا زمنية عميقة على الموعد الذي يمكن أن تتوفر فيه كمية كافية من الأكسجين في الغلاف الجوي لإنتاج طبقة الأوزون الستراتوسفيرية التي تحجب الأشعة فوق البنفسجية. ارتفع تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي القديم فأصبح بمثابة السم للكائنات اللاهوائية، فأدى إلى جو مؤكسد للغاية، وفتح المجال لسيطرة الكائنات الحيوائية على الأرض.
تأتي الأدلة الأحفورية عن البكتيريا الزرقاء أيضًا من وجود صخور الستروماتوليت في السجل الأحفوري لعصر ما قبل الكمبري. الستروماتوليت عبارة عن تراكيب ذات طبقات تتكون من حجز وتثبيت وتدعيم الحبيبات الرسوبية بواسطة غشاء حيوي رقيق ميكروبي، كالتي تنتجها البكتيريا الزرقاء. الدليل المباشر للبكتيريا الزرقاء أضعف من الدليل على وجودها كمنتج أساسي للأكسجين الجوي. يمكن العثور على الستروماتوليت الحديثة التي تحتوي على البكتيريا الزرقاء في الساحل الغربي لأستراليا وغيرها من المناطق في الأهوار المالحة والمياه العذبة.
نباتات الحقبة الاولية
عدلنباتات الكامبري
عدلكانت النباتات المبكرة إما صغيرة أو أحادية الخلية أو خيطية وتشعبها كان بسيطًا. يعتبر تحديد أحافير النباتات في الطبقات الكمبرية مجالًا غير مضمون في التاريخ التطوري للنباتات، نظرًا لطبيعة هذه النباتات الصغيرة والرخوة. كما أنه من الصعب التمييز في حفرية من هذا العصر بين مجموعات متشابهة ذات أنماط متفرعة بسيطة وليست جميعها نباتات. هناك استثناء واحد غير مؤكد بشأن أحافير هذا العصر وهي المتفرعيات الوبرية لتي تعتبر مجموعة طحالب خضراء جيرية، موجودة في السجل الأحفوري منذ منتصف الكمبري. ولا تنتمي هذه الطحالب إلى السلالة التي تعود إلى النباتات الأرضية. وقد نشأت مجموعات رئيسية أخرى من الطحالب الخضراء بحلول هذا الوقت، ولكن لم تكن هناك نباتات أرضية ذات أنسجة وعائية حتى منتصف السيلوري.
نباتات الأوردوفيشي
عدلتتغير أدلة تطور النبات بشكل كبير في العصر الأوردوفيشي مع أول ظهور كبير لأبواغ ألنباتات الجنينية في السجل الأحفوري. عاشت أقدم النباتات الأرضية خلال الأوردوفيشي الأوسط منذ حوالي 470 مليون سنة، استنادًا إلى حفرياتها التي وجدت في شكل كائنات دّقيقة أحاديةّ خليّة وأبواغ، مع بوليمرات مقاومة في جدرانها الخارجية، في كل من تركيا والمملكة العربية السعودية والأرجنتين.[3][4] ظهرت الأبواغ الثلاثية المنفردة التي تشابه النباتات اللا زهرية الحديثة والنباتات الوعائية لأول مرة في السجل الأحفوري من الأوردوفيشي المتأخر.[5][6] ربما كانت هذه النباتات تشبه النباتات الكبدية،[4] ولم يكن لديها أي أنسجة موصلة.[7] وكانت قادرة على التكاثر بالأبواغ، وهي وحدات تشتت مهمة لها طبقات خارجية واقية صلبة لا تسمح فقط بالحفاظ عليها في السجل الأحفوري، بل تحميها أيضًا من الأشعة فوق البنفسجية والبيئة المجففة وهجوم الكائنات الحية الدقيقة المحتمل.[4]
نباتات السيلوري
عدلظهرت أولى السجلات الأحفورية للنباتات الوعائية، النباتات الأرضية ذات الأنسجة الوعائية، في العصر السيلوري. وصُنّفت أقرب ممثلات معروفة لهذه المجموعة (معظمها من نصف الكرة الشمالي) في جنس الكوكسونيا. كانت لتلك النباتات أنماط متفرعة بسيطة جدًا، تنتهي بأكياس بوغية مسطحة. بحلول نهاية العصر السيلوري، تنوعت النباتات الوعائية الأكثر تعقيدًا مثل حزاميات الأوراق، وانتشرت النباتات الذئبية البدائية، مثل الباراجواناثية (التي تم اكتشافها في الأصل في رواسب العصر السيلوري في ولاية فيكتوريا، أستراليا).
نباتات الديفوني
عدلفي العصر الديفوني، كانت النباتات قد أستعمرت الأرض، وفي وقت مبكر من العصر انضمت النباتات الرئيسية للحصائر البكتيرية والطحلبية نشأت بسببها التربة الأولى التي أوت إليها بعض المفصليات كالسوس والعقارب وكثيرات الأرجل. لم يكن لنباتات الديفوني المبكر جذور أو أوراق شبيهة بالنباتات المنشرة هذا اليوم، ولم يكن لدى الكثير منها أنسجة وعائية على الإطلاق. ربما اعتمدت على تعايش الفطريات الجذرية الشجيرية مع الفطريات لتزويدها بالمياه والمغذيات المعدنية كالفوسفور.[8][9] وربما انتشرت من خلال مزيج من التكاثر الخضري وتكوين مستعمرات استنساخية وتكاثر جنسي عن طريق الأبواغ ولم تنمو أكثر من بضعة سنتيمترات في الارتفاع.
بحلول أواخر العصر الديفوني، كانت هناك غابات من النباتات البدائية الكبيرة: تطور كل من النباتات الذئبية، والكنباثانيات، والسراخس، وعاريات البذور البدائية. معظم هذه النباتات لها جذور وأوراق حقيقية، والعديد منها طويلة. كانت شبيهات الأشجار مثل السرخس العتيق، والتي تعود أصولها إلى عاريات البذور، وخشبيات الفروع العملاقة، تحتوي على خشب حقيقي. وتعد هذه من أقدم الأشجار المعروفة في الغابات الأولى في العالم. ويعتبر الطقسوس البدائي ثمرة بوغية لفطر ضخم يبلغ ارتفاعه أكثر من 8 أمتار. وبنهاية الديفوني، ظهرت أول النباتات البذرية. ويسمى هذا الظهور السريع للعديد من مجموعات النباتات وأشكال النمو بـ "الانفجار الديفوني". وقد تطورت المفصليات البدائية بالمشاركة مع بنية الغطاء النباتي الأرضي المتنوعة هذه. وقد نشأ الترابط المتطور بين الحشرات والنباتات البذرية الذي يميز عالمنا الحديث في أواخر الديفوني. وربما أدى تطور التربة وأنظمة جذور النباتات إلى تغييرات في سرعة ونمط تعرية وترسب الرواسب.
كان "اخضرار" القارات بمثابة مصرف لثاني أكسيد الكربون، وربما قد انخفضت تركيزات هذا الغاز المسبب للانحباس الحراري في الغلاف الجوي.[10] وربما أدى هذا إلى تبريد المناخ وبالتالي أدى إلى انقراض هائل. انظر انقراض الديفوني المتأخر.
وفي العصر الديفوني أيضًا، استقرت الفقاريات والمفصليات على الأرض.
نباتات الفحمي
عدلكانت أولى النباتات البرية في العصر الكربوني مشابهة جدًا لنباتات العصر الديفوني السابق، ولكن ظهرت مجموعات جديدة أهمها الكنباثيات والسرخيات وغيرها.
نباتات البرمي
عدلبدأ العصر البرمي في الوقت الذي كانت فيه نباتات العصر الكربوني ما تزال مزدهرة. في منتصف العصر البرمي كان هناك تحول كبير في الغطاء النباتي. استُبدلت الأشجار الذئبية المحبة للمستنقعات من العصر الكربوني بصنوبريات أكثر تطوراً وقدرة على التكيّف مع الظروف المناخية المتغيرة. استمرت النباتات الذئبية وغابات المستنقعات بالهيمنة على قارة جنوب الصين لأنها كانت قارة معزولة قابعة بالقرب من خط الاستواء. شهد العصر البرمي بزوغ العديد من مجموعات الصنوبريات المهمة، بما في ذلك أسلاف العديد من الأسر الحالية. ظهرت الجنكة والسيكيدات خلال هذه الفترة. انتشرت الغابات الكثيفة في العديد من المناطق بمزيج متنوع من مجموعات النباتات. ازدهرت النباتات الضخمة خلال هذا الوقت؛ ربما كان بعضها جزءًا من سلالة النبات المزهرة، على الرغم من أن الزهور لم تتطور إلا في وقت لاحق.[11]
نباتات الحياة الوسطى
عدلنباتات الترياسي
عدلعلى اليابسة، شملت النباتات في هذا العصر النباتات الذئبية والسرخس النخلي والجنكيات والسرخسيات اللسانية: سيطرت الصنوبريات في نصف الكرة الأرضية الشمالي، بينما سيطرت السرخسيات البذرية في النصف الجنوبي منها في بداية العصر الترياسي.
نباتات الجوراسي
عدلخفت الظروف القارية المميزة للعصر الترياسي خلال العصر الجوراسي، خاصة على خطوط العرض العليا؛ سمح المناخ الدافئ الرطب للغابات المورقة بتغطية جزء كبير من الأراضي. سيطرت الصنوبريات على الغطاء النباتي تمامًا كما حدث خلال العصر الترياسي، كانت المجموعة الأكثر تنوعًا وتشكل غالبية الأشجار الكبيرة.[12]
نباتات الطباشيري
عدلانتشرت النباتات المزهرة المعروفة أيضًا باسم كاسيات البذور خلال هذه الفترة، إلا أنها لم تصبح سائدة حتى قرب نهاية العصر الطباشيري. ساعد ظهور النحل في تطورها فشكّلت كاسيات البذور والحشرات أفضل مثالٍ على التطور المشترك.[13]
نباتات الحياة الحديثة
عدلبدأت حقبة الحياة الحديثة مع انقراض العصر الطباشيري الثلاثي. أصبح هذا العصر عصر السافانا، أو عصر النباتات المزهرة والحشرات التي يعتمد أحدها على الآخر. قبل 35 مليون عام، تطورت الأعشاب من بين كاسيات البذور. منذ حوالي عشرة آلاف عام، اكتشف البشر الزراعة في الهلال الخصيب في الشرق الأوسط. بدأ تدجين النباتات بزراعة محاصيل بداية العصر الحجري الحديث. تسببت هذه العملية من إنتاج الغذاء، إضافة إلى تدجين الحيوانات، بزيادة هائلة في عدد البشر واستمرت هذه الزيادة حتى وقتنا الحاضر. نشات في أريحا (فلسطين المحتلة) مستوطنة تضم حوالي 19,000 شخص. كانت الصحراء خضراء وفيها أنهار وبحيرات وأبقار وتماسيح ورياح موسمية. قبل 8 آلاف عام، ظهر القمح (الخبز) في جنوب غرب آسيا بسبب تهجين القمح المائل بعشب الماعز. قبل 6500 عام، دجّن نوعان من الأرز: الأرز الآسيوي، والأرز الإفريقي.
المراجع
عدل- ^ ا ب ج د ه و Labandeira, C. (2007). "The origin of herbivory on land: Initial patterns of plant tissue consumption by arthropods". Insect Science. ج. 14 ع. 4: 259–275. DOI:10.1111/j.1744-7917.2007.00152.x.
- ^ Del-Bem, Luiz-Eduardo (2018). "Xyloglucan evolution and the terrestrialization of green plants". New Phytologist. ج. 219 ع. 4: 1150–1153. DOI:10.1111/nph.15191. PMID:29851097.
- ^ Wellman، C.H.؛ Gray، J. (2000). "The microfossil record of early land plants". Philosophical Transactions of the Royal Society B. ج. 355 ع. 1398: 717–732. DOI:10.1098/rstb.2000.0612. PMC:1692785. PMID:10905606.
- ^ ا ب ج Rubinstein, C.V.؛ Gerrienne, P.؛ de la Puente1, G.S.؛ Astini, R.A.؛ Steemans, P. (2010). "Early Middle Ordovician evidence for land plants in Argentina (eastern Gondwana)". New Phytologist. ج. 188 ع. 2: 365–369. DOI:10.1111/j.1469-8137.2010.03433.x. hdl:11336/55341. PMID:20731783.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link) - ^ Steemans، P.؛ Herisse، A. L.؛ Melvin، J.؛ Miller، M. A.؛ Paris، F.؛ Verniers، J.؛ Wellman، C. H. (2009). "Origin and Radiation of the Earliest Vascular Land Plants" (PDF). Science. ج. 324 ع. 5925: 353. Bibcode:2009Sci...324..353S. DOI:10.1126/science.1169659. hdl:1854/LU-697223. ISSN:0036-8075. PMID:19372423. S2CID:206518080. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-09-22. اطلع عليه بتاريخ 2017-11-01.
- ^ Salamon، Mariusz A.؛ Gerrienne، P.؛ Steemans، P.؛ Gorzelak، P.؛ Filipiak، P.؛ Hérissé، A.L.؛ Paris، F.؛ Cascales-Miñana، B.؛ Brachaniec، T.؛ Misz-Kennan، M.؛ Niedźwiedzki، R.؛ Trela، W. (2018). "Putative Late Ordovician land Plants". New Phytologist. ج. 218 ع. 4: 1305–1309. DOI:10.1111/nph.15091. PMID:29542135.
- ^ Edwards، D.؛ Wellman، C.H. (2001). "2. Embryophytes on Land: The Ordovician to Lochkovian (Lower Devonian) Record". Plants Invade the Land. Columbia University Press. ص. 3–28. DOI:10.7312/gens11160-003. ISBN:978-0-231-11161-4.
- ^ Simon, L.؛ Bousquet, J.؛ Levesque, C.؛ Lalonde, M. (1993). "Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with vascular land plants". Nature. ج. 363 ع. 6424: 67–69. Bibcode:1993Natur.363...67S. DOI:10.1038/363067a0. S2CID:4319766.
- ^ Humphreys, Claire P.; Franks, Peter J.; Rees, Mark; Bidartondo, Martin I.; Leake, Jonathan R.; Beerling, David J. (2 Nov 2010). "Mutualistic mycorrhiza-like symbiosis in the most ancient group of land plants". Nature Communications (بالإنجليزية). 1 (1): 103. Bibcode:2010NatCo...1..103H. DOI:10.1038/ncomms1105. ISSN:2041-1723.
- ^ Beerling، David (2008). The Emerald Planet: How Plants Changed Earth's History. Oxford University Press. ISBN:9780199548149.
- ^ Simon, L.؛ Bousquet, J.؛ Levesque, C.؛ Lalonde, M. (1993). "Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with vascular land plants". نيتشر. ج. 363 ع. 6424: 67–69. Bibcode:1993Natur.363...67S. DOI:10.1038/363067a0.
- ^ Haines, Tim. 2000. Walking with Dinosaurs: A Natural History, (New York: Dorling Kindersley Publishing, Inc.) (ردمك 0-563-38449-2). Page 65.
- ^ Coiro, Mario; Doyle, James A.; Hilton, Jason (2019). "How deep is the conflict between molecular and fossil evidence on the age of angiosperms?". New Phytologist (بالإنجليزية). 0 (ja). DOI:10.1111/nph.15708. ISSN:1469-8137. PMID:30681148.
