Введение

Клада эукариотов, включающая наземные растения и некоторые водоросли. Автоматическая таксономическая таблица. Цвет как = Plantae. Геологический период = ↓ Изображение = Sprague River (Klamath County, Oregon scenic images) (klaDA0073).jpg. Вертикальное положение изображения = 1.2. Подпись к изображению = Хвойные деревья, травы, водоросли и кустарники в и вокруг реки Спраг, штат Орегон. Отображать родителей = 2. Таксон = Archaeplastida. Авторство = Adl et al., 2005. Cryptista? Синонимы = * Plantae Cavalier Smith, 1981; Primoplastobiota Reviers, 2002; Primoplantae Palmer et al. 2004. Включает также нефотосинтезирующий род Rhodelphidia – хищного (евкариотрофного) жгутиконосца, являющегося сестринской группой для Rhodophyta, и, вероятно, микроскопических пикозоан. У Archaeplastida хлоропласты окружены двумя мембранами, что указывает на их приобретение напрямую посредством единственного эндосимбиотического события путем фагоцитоза цианобактерии. У всех остальных групп, обладающих хлоропластами, за исключением амебоидного рода Paulinella, хлоропласты окружены тремя или четырьмя мембранами, что свидетельствует о вторичном приобретении от красных или зеленых водорослей. В отличие от красных и зеленых водорослей, глаукофиты никогда не участвовали во вторичных эндосимбиотических событиях. Клетки Archaeplastida обычно лишены центриолей и имеют митохондрии с плоскими кристами. Обычно у них есть клеточная стенка, содержащая целлюлозу, а запасы пищи хранятся в виде крахмала. Однако эти характеристики также свойственны другим эукариотам. Основным доказательством монофилии Archaeplastida являются генетические исследования, указывающие на единое происхождение их пластид. Это доказательство оспаривается. На основании имеющихся данных невозможно подтвердить или опровергнуть альтернативные эволюционные сценарии, отличные от единого первичного эндосимбиоза. Фотосинтезирующие организмы с пластидами различного происхождения (например, бурые водоросли) не относятся к Archaeplastida. Археопластиды подразделяются на две основные эволюционные линии. Красные водоросли пигментированы хлорофиллом a и фикобилипротеинами, как и большинство цианобактерий, и накапливают крахмал вне хлоропластов. Зеленые водоросли и наземные растения, вместе известные как Viridiplantae (лат. "зеленые растения") или Chloroplastida, пигментированы хлорофиллами a и b, но не содержат фикобилипротеинов, а крахмал накапливается внутри хлоропластов. Глаукофиты имеют типичные пигменты цианобактерий, но их пластиды (называемые цианеллами) отличаются наличием внешней пептидогликановой оболочки. Археопластиды не следует путать с более старым и устаревшим названием Archiplastideae, которое относится к цианобактериям и другим группам бактерий.

Внутренняя филогенеза

В 2019 году была предложена филогенетическая схема Archaeplastida, основанная на геномах и транскриптомах 1153 видов растений. Положение групп водорослей подтверждается филогенезами, построенными на основе геномов Mesostigmatophyceae и Chlorokybophyceae, которые впоследствии были секвенированы. В данном анализе как "хлорофитовые водоросли", так и "стрептофитовые водоросли" рассматриваются как парафилетические (вертикальные линии рядом со схемой филогенетического дерева). Классификация Bryophyta подтверждается как работами Puttick et al. (2018), так и филогенезами с использованием геномов роговых растений, которые также были секвенированы. Последние исследования нефотосинтезирующих водорослей показывают, что Rhodelphidia является сестринской группой для Rhodophyta, а Picozoa – сестринской для этой пары групп.

Морфология

Все археопластиды имеют пластиды (хлоропласты), осуществляющие фотосинтез и, как считается, произошедшие от эндосимбиотических цианобактерий. У глаукофитов, вероятно, наиболее примитивных представителей этой группы, хлоропласт называется цианеллой и обладает рядом общих черт с цианобактериями, включая пептидогликановую клеточную стенку, которые не сохраняются у других представителей группы. Сходство цианелл с цианобактериями подтверждает эндосимбиотическую теорию. Клетки большинства археопластид имеют клеточные стенки, обычно, но не всегда состоящие из целлюлозы. Археопластиды значительно различаются по степени организации клеток – от изолированных клеток до нитей, колоний и многоклеточных организмов. Первые из них были одноклеточными, и многие группы остаются таковыми по сей день. Многоклеточность эволюционировала независимо в нескольких группах, включая красные водоросли, ульвовые зеленые водоросли, а также в зеленых водорослях, от которых произошли харофитовые и наземные растения.

Эндосимбиоз

Поскольку предполагается, что предки архепластид приобрели свои хлоропласты непосредственно путем поглощения цианобактерий, это событие известно как первичный эндосимбиоз (что отражено в названии группы "Archaeplastida", то есть "древний пластид"). В 2013 году было обнаружено, что один вид зеленых водорослей, *Cymbomonas tetramitiformis* из порядка Pyramimonadales, является миксотрофом и способен поддерживать себя как за счет фаготрофии, так и фототрофии. Пока не известно, является ли это примитивным признаком, определяющим последнего общего предка архепластид, что могло бы объяснить, как он получил свои хлоропласты, или это признак, приобретенный повторно посредством горизонтального переноса генов. С тех пор обнаружено больше видов миксотрофных зеленых водорослей, таких как *Pyramimonas tychotreta* и *Mantoniella antarctica*. Доказательствами первичного эндосимбиоза служит наличие двойной мембраны вокруг хлоропластов: одна мембрана принадлежала бактерии, а другая – эукариотической клетке, которая ее поглотила. Со временем многие гены из хлоропласта были перенесены в ядро клетки-хозяина посредством эндосимбиотической передачи генов (EGT). По оценкам, 6–20% генома архепластид состоит из генов, перенесенных от эндосимбионта. Наличие таких генов в ядрах эукариотов, не содержащих хлоропластов, позволяет предположить, что этот перенос произошел на ранних этапах эволюции группы. Другие эукариоты с хлоропластами, по-видимому, приобрели их путем поглощения одноклеточного архепластида с его собственными хлоропластами бактериального происхождения. Поскольку эти события включают эндосимбиоз клеток, которые сами являются эндосимбионтами, этот процесс называется вторичным эндосимбиозом. Хлоропласты таких эукариотов обычно окружены более чем двумя мембранами, что отражает историю многократного поглощения. Хлоропласты евгленид, хлорарахниофитов и небольшой группы динофлагеллят, по-видимому, являются захваченными зелеными водорослями, в то время как хлоропласты остальных фотосинтезирующих эукариот, таких как гетероконтные водоросли, криптофиты, гаптофиты и динофлагелляты, по-видимому, являются захваченными красными водорослями.

Окаменелости

Возможно, самыми древними остатками Archaeplastida являются предполагаемые красные водоросли (Rafatazmia) в строматолитах в породах возрастом 1600 млн лет (миллионов лет назад) в Индии, а также возможные окаменелости водорослей (Tuanshanzia) из китайской биоты Гаоючжуан аналогичного возраста. Чуть более поздними являются микроокаменелости из группы Ропера на севере Австралии. Строение этих одноклеточных окаменелостей напоминает строение современных зеленых водорослей. Они датируются Мезопротерозойской эрой, примерно 1500–1300 млн лет назад. Эти окаменелости соответствуют данным исследования молекулярных часов, которое показало, что этот клад отделился около 1500 млн лет назад. Самая древняя окаменелость, которую можно отнести к конкретной современной группе, – это красная водоросль Bangiomorpha, возраст которой составляет 1200 млн лет. В позднем Неопротерозое окаменелости водорослей стали более многочисленными и разнообразными. В конечном итоге, в Палеозойскую эру растения вышли на сушу и продолжают процветать по сей день.