Фотосинтез впервые появился у прокариот, у цианобактерий источником водорода становится вода и в качестве побочного продукта выделяется кислород. Следующим этапом эволюции явилось возникновение эукариотической клетки и появление хлоропластов. Возможно, эукариоты произошли путем симбиогенеза и хлоропласты растений произошли от цианобактерий. На уровне водорослей эволюция растений прошла путь от одноклеточных, колониальных форм до многоклеточных с достаточно сложной дифференцировкой таллома и появления проводящей системы (ламинария).
Следующий этап эволюции растений – выход на сушу. Водоросли легко освоили различные влажные местообитания, а в симбиозе с грибами – не только засушливые, но и вообще мало пригодные для жизни участки. Считают, что предками наземных растений были зеленые водоросли (у них появились репродуктивные органы, а именно архегонии и антеридии, в которых гаметы защищены от неблагоприятных условий). В позднем силуре по болотистым берегам водоемов, в приливно-отливных зонах, появляются первые наземные растения – риниофиты.
Эволюция растений на суше связана с развитием тканей (покровные, проводящие, механические), появлением органов (корень, стебель, лист) и с изменением полового размножения. Споровые (как и водоросли) для оплодотворения нуждаются в воде, семенные утрачивают эту зависимость.
Риниофиты (псилофиты) – отдел вымерших древнейших высших растений, известны с силура до верхнего девона (из современных растений к ним наиболее близки псилотовидные). Имели гладкие дихотомически ветвящиеся побеги с примитивной проводящей системой, эпидермис с устьицами, механическую ткань. Листья и корни отсутствовали. У более продвинутых родов выделялась главная ось. Спорангии с многослойной стенкой сидели на концах осей или по их бокам. Наземные или полуводные растения. Далее эволюция растений шла по двум направлениям – с преобладанием гаметофита (мохообразные) и с преобладанием спорофита – высшие споровые и семенные. Вероятно, риниофиты дали начало мхам, плаунам, папоротникам, голосеменным.
В конце девона возникают низинные леса, образованные древовидными хвощами, плаунами, папоротниками. Расцвет споровых пришелся на каменноугольный период. Появились первые голосеменные (кордаиты, предки хвойных). Отступление моря, изменения климата (становится более сухим и континентальным) привело к широкому распространению голосеменных. В мезозое на суше саговниковые, хвойные, гингковые, беннеттитовые (их считают предками покрытосеменных) образуют сухие леса.
Появление семенных – один из важнейших ароморфозов в эволюции растений. Семенные не нуждаются в водной среде для полового размножения, поэтому лучше приспособлены к наземным условиям. Семя защищает зародыш, содержит питательные вещества, имеет приспособления для распространения, способно оставаться в состоянии покоя и пережидать неблагоприятные условия. Семена образуются в результате полового процесса и обеспечивают виду преимущества, связанные с генетической изменчивостью.
