Photo by Annie Spratt on Unsplash
Curious Kids je serija za otroke vseh starosti. Če imaš vprašanje, na katero bi želel odgovor strokovnjaka, ga pošlji na CuriousKidsUS@theconversation.com.
Katera je bila prva rastlina na svetu? – Ivy, stara 6 let, Phoenix
Ta trenutek sodi med najpomembnejše prelomnice v zgodovini Zemlje, saj je planet za vedno spremenil. Kot raziskovalko na področju geoznanosti me posebej zanimajo spremembe v raznolikosti rastlinstva in živalstva skozi čas.
Prvi predniki rastlin so začeli živeti v vodi
Vse se začne v vodi. Tam so se pojavile prve preproste, drobne zelene oblike življenja – alge. Še danes jih srečujemo kot morske trave ob obalah ali kot tanko, zeleno prevleko na kamnih v ribnikih.
Prve alge so bile velike le eno ali dve celici in so prosto lebdele v vodi.
Alge živijo v oceanih in jezerih že več kot milijardo let. Same si ustvarjajo hrano, pri čemer uporabljajo sončno svetlobo, vodo in ogljikov dioksid za tvorbo sladkorjev. Ta proces imenujemo fotosinteza, pri katerem kot stranski produkt nastaja kisik – plin, ki ga potrebujemo za dihanje.
Sprva je bilo v Zemljinem ozračju zelo malo kisika. Skozi milijone let so fotosintetski organizmi, kot so alge in nekatere bakterije, postopoma sproščali kisik v zrak. To prelomno dogajanje, znano kot velika oksigenacija, je omogočilo razvoj večjih in bolj zapletenih oblik življenja. Brez organizmov, ki proizvajajo kisik, živali – tudi človek – nikoli ne bi obstajale.
Znanstveniki menijo, da so se prve prave rastline razvile iz zelenih alg pred približno 470 milijoni let. Te zgodnje rastline so prebivale v plitvih obalnih vodah, kjer so se razmere nenehno spreminjale. Včasih so bile potopljene, drugič izpostavljene zraku. Prav to nestanovitno okolje jim je omogočilo, da so se postopoma prilagajale življenju na kopnem.
Vodnim rastlinam je voda nudila oporo in omogočala enostaven dostop do hranil, medtem ko so se kopenske rastline soočile z novimi, neznanimi izzivi. Prehod na kopno ni bil enostaven. Vodne rastline podpira voda, zato hranila zlahka vsrkavajo iz okolja, medtem ko so se kopenske rastline soočile z novimi izzivi. Kako preprečiti izsušitev? Kako stati pokonci brez opore vode? Kako iz suhe zemlje pridobiti vodo in hranila?
Da bi preživele, so zgodnje rastline razvile ključne prilagoditve. Ena najpomembnejših je bila voskasta prevleka, imenovana kutikula, ki je preprečevala izgubo vode. Okrepile so tudi celične stene, kar jim je omogočilo pokončno rast kljub sili težnosti. Razvile so preproste koreninam podobne strukture, rizoide, s katerimi so se pritrdile na podlago in iz tal vsrkavale vodo ter minerale.
Prve kopenske rastline so bile zelo majhne in preproste. Podobne so bile današnjim mahovom, jetrenjakom in rogovnjakom, ki še danes uspevajo v vlažnih okoljih, kot so gozdna tla ali bregovi potokov. Niso imele pravih korenin ali stebel in so rasle tik ob tleh. Fosili zgodnjih kopenskih rastlin, kot je Cooksonia, stari približno 430 milijonov let, razkrivajo drobna razvejana stebelca, visoka le nekaj centimetrov.
Čeprav so bile te rastline majhne, je bil njihov vpliv ogromen. Ko so se širile po kopnem, so s svojimi “koreninami” prispevale k razpadanju kamnin v prst – procesu, imenovanemu preperevanje. Tako je nastajala rodovitnejša prst, ki je lahko podpirala vedno več življenja.
Rastline so hkrati sproščale vse več kisika v ozračje, izboljševale kakovost zraka in omogočale dihanje živalim. Ustvarjale so nova življenjska okolja in vire hrane, kar je žuželkam in drugim živalim omogočilo prehod iz vode na kopno.
Naraščajoča kompleksnost skozi milijone let
Ko so se rastline utrdile na kopnem, se je njihova evolucija nadaljevala. Pred približno 420 milijoni let so razvile prevodno tkivo – drobne cevke, po katerih so se voda in hranila prevajala po celotni rastlini. Ta prilagoditev jim je omogočila rast v višino in večjo trdnost, saj je voda lahko potovala od “korenin” do listov. Med te rastline so sodili zgodnji sorodniki praproti in lisičjakov.
Z razvojem prevodnega tkiva je rastlinsko življenje zares zacvetelo. Pred približno 360 milijoni let so obsežni gozdovi prekrivali velik del Zemlje. Pokrajino so obvladovale orjaške praproti in drevesom podobne rastline, visoke tudi več kot 30 metrov. Sčasoma so se njihovi odmrli ostanki kopičili, bili zakopani in stisnjeni ter se nazadnje preoblikovali v premog, ki ga uporabljamo še danes.
Pomemben korak v evoluciji rastlin je bil tudi razvoj semen pred približno 380 milijoni let, ki se je najprej pojavil semenskih praprotih. Druge semenske rastline, kot so zgodnji iglavci – skupina, kamor sodijo tudi današnji borovci – so se lahko razmnoževale brez vode. Semena so ščitila zarodke in omogočala preživetje v neugodnih razmerah, kot sta suša ali mraz.
Zadnji veliki skok v razvoju rastlin se je zgodil pred približno 140 milijoni let, ko so se pojavile cvetnice – znanstveno imenovane kritosemenke. S cvetovi so začele privabljati žuželke in ptice, ki so poskrbele za prenos peloda in širjenje semen. Plodovi so se razvili za zaščito in širjenje semen. Danes cvetnice predstavljajo večino rastlin, ki jih poznamo – od dreves in trav do sadja in zelenjave.
Prve rastline niso zgolj preživele – preoblikovale so tudi Zemljo. Spremenile so ozračje, ustvarile prst in vzpostavile ekosisteme, v katerih so lahko živali uspevale na kopnem. Prav zaradi evolucije rastlin je Zemlja postala zelen, živ in izjemno raznolik planet.
Avtorica: Erin Potter, predavateljica geografije in doktorska študentka znanosti o Zemlji na Univerzi Binghamton (SUNY)
Izbor, prevod in priredba besedila: Monika Dežela Grkman