El origen y evolución de los helechos. Las gimnospermas tuvieron su mayor prosperidad en el Devónico temprano y medio. Durante su existencia se derivaron muchas especies y formas. Según investigaciones recientes, muchos creen que las gimnospermas pueden no representar un taxón natural en el reino vegetal, sino más bien un grupo grande y extremadamente complejo descubierto recientemente en las Ardenas Cámbricas de Siberia. Además de los fósiles de plantas como el barngwanathialongfolialangetukson descubierto en el período Silúrico de Australia, debido a sus características morfológicas y edad geológica antigua, se cree que los helechos no se originaron enteramente a partir de gimnospermas, sino que se originaron a partir de tipos más primitivos o ancestros comunes que ellas. Sin embargo, debido a las limitaciones de las condiciones de preservación de los fósiles, la comprensión actual no es perfecta y requiere más investigación.
Los botánicos tienen diferentes puntos de vista sobre el origen de las gimnospermas. La mayoría de la gente cree que los helechos antiguos se originaron a partir de algas. Otros creen que puede haberse originado a partir de briofitas. Hay diferentes opiniones sobre de qué algas se originaron las gimnospermas. Algunas personas creen que las gimnospermas se originaron a partir de algas verdes, principalmente porque todas tienen la misma clorofila, almacenan nutrientes en almidón y otras sustancias, y sus células nadadoras tienen flagelos de igual longitud, etc., que son similares a las algas verdes. Algunas personas piensan que los helechos se originaron a partir de algas pardas, porque no solo hay especies con esporofitos tan desarrollados como los gametofitos, sino también especies con esporofitos más desarrollados que los gametofitos, y las plantas de algas pardas tienen estructuras complejas y tienen gametofitos compuestos por múltiples células; helechos Originarios de briófitos, la razón principal es que los esporofitos de las gimnospermas son similares en algunas propiedades a los hornworts en los briófitos, pero es difícil explicar los cambios en el dominio de los esporofitos y gametofitos en su historia de vida. Otros creen que las gimnospermas y las briófitas se originaron a partir de algas y se desarrollaron en paralelo.
Las gimnospermas han estado viviendo en los periodos Silúrico o Devónico tardío. Debido a la diversidad de condiciones de vida en la tierra, estas plantas se diferencian y desarrollan constantemente para adaptarse al entorno de vida cambiante. En el largo proceso histórico, evolucionaron y se desarrollaron a lo largo de tres líneas: Lycopodium, Equisetum y Eufern.
Lycopodium es el grupo de helechos más antiguo, apareciendo en el Devónico Inferior. Los tipos leñosos se distribuyeron ampliamente en el Devónico medio, alcanzaron su punto máximo en el Carbonífero y disminuyeron gradualmente en el Pérmico, dejando sólo un pequeño número de tipos herbáceos. Su planta representativa más primitiva es el pino espinoso que se encuentra en los estratos silúricos de Oceanía. Los tallos están bifurcados, la columna central primaria tiene forma de estrella y las delgadas hojas falsas están dispuestas densamente en forma de espiral. Cada hoja falsa tiene venas simples y el mismo tipo de esporas. Estas características son muy similares a las de las gimnospermas, pero sus esporangios se encuentran entre o cerca de la base de las hojas falsas en lugar de en la parte superior de las ramas como las gimnospermas verdaderas. Esto puede deberse al acortamiento del raquis de la rama que lleva los esporangios. Hay una tendencia a que los esporangios desaparezcan, por lo que los esporangios pasan de la posición apical a la posición lateral. Se especula que los licópodos caracterizados por esporangios laterales se derivan de gimnospermas, mientras que los licópodos espinosos son un tipo de transición entre gimnospermas y licópodos típicos.
Los helechos modernos que viven en plantas no tienen estructuras radiculares, e incluso en la etapa de desarrollo embrionario, no tienen características radiculares. Entonces nunca antes tuvieron raíces, por lo que la ausencia de raíces es una característica inherente, no el resultado de la degeneración. Muchos botánicos creen que son descendientes de gimnospermas. Sin embargo, hasta el momento no se han encontrado representantes de los helechos pino. Aunque tiene un gran primitivismo, el fenómeno de que los órganos foliares y los esporangios que se originan en sus ramas apicales se fusionen en un solo esporangio es obviamente diferente al de las gimnospermas, por lo que es difícil determinar su relación genética.
Equisetum apareció en el Período Devónico. Las plantas de Equisetum más antiguas son el género Hynema y Phragmites en los estratos Devónicos, que son los mejores representantes de esta subfamilia. Sus características son similares a las de las gimnospermas y las colas de caballo, y se considera un tipo de transición entre las gimnospermas y las colas de caballo típicas.
Los verdaderos helechos aparecieron por primera vez a mediados del período Devónico. Estos verdaderos fósiles de helechos del Paleozoico son muy diferentes de otros helechos y, por lo tanto, se clasifican como helechos primitivos.
El esporangio es largo, la pared del esporangio es gruesa y está dehiscente longitudinalmente o en la parte superior. Representantes importantes son el Devónico Protopteris encontrado en Yunnan, China (ver imagen) y el Archaeopteris encontrado en el Devónico Medio.
El helecho es una planta pequeña con ramas axiales. Los extremos de las ramas laterales son planos y con forma de hoja, con ramas planas dicotómicas. El esporangio está adherido a la parte superior de las pequeñas ramas laterales y tiene vascularidad. paquetes. Los helechos tienen grandes hojas bipinnadas con pinnas dispuestas sobre una superficie plana. Los esporangios están adheridos al raquis de los pinnas y las esporas tienen forma irregular. Estas plantas probablemente representan en forma un tipo entre el helecho desnudo y el helecho verdadero. El descubrimiento del género Pteris fortaleció la relación filogenética entre helechos y gimnospermas. Muchos creen que las primeras gimnospermas se desarrollaron a partir de helechos antiguos. A lo largo del tiempo geológico, la mayoría de estos antiguos helechos verdaderos se extinguieron durante el Pérmico. Durante los períodos Triásico y Jurásico, evolucionaron una serie de nuevos taxones. La mayoría de los verdaderos helechos que viven en los tiempos modernos tienen hojas grandes con huecos y la mayoría de los tallos son rizomas no desarrollados. Los esporangios se agrupan en esporangios, que nacen debajo o en el borde de las pinnas. En su mayoría son del tipo que se desarrolló a principios de la Era Mesozoica.