Фахівець з геології пояснює, як найперші рослини виникли на нашій планеті задовго до появи динозаврів, а також яким чином їх розростання сформувало життя на Землі в тому вигляді, в якому ми його спостерігаємо.
Після того, як рослини по-справжньому утвердилися, вони трансформували нашу планету. (Зображення: EyeEm Mobile GmbH/Getty Images) Підпишіться на нашу електронну розсилку
Задовго до того моменту, як динозаври почали пересуватися суходолом, Земля виглядала абсолютно інакше, ніж та, яку ми знаємо сьогодні. Приблизно 500 мільйонів років тому значна частина земної поверхні була оголеною скелею і безплідним ґрунтом. Не існувало ані дерев, ані трави, ані квітів. Життя майже повністю зосереджувалося в океанах.
Згодом відбулося дивовижне явище: рослинність почала проростати на суходолі.
Цей момент став однією з найбільш визначних подій в історії Землі, оскільки він назавжди змінив вигляд планети. Мене, як геолога, цікавлять зміни в розмаїтті флори і фауни — тобто рослин та тварин — з плином часу.
Перші рослини зародилися у воді
Еволюція рослин бере свій початок у водному середовищі. Найдавнішими рослиноподібними організмами були прості, мініатюрні зелені форми життя, такі як водорості. Водорості і зараз можна побачити у вигляді морської рослинності вздовж узбережжя або у вигляді зеленого нальоту на каменях у ставках.
Водорості населяють океани та озера Землі вже понад 1 мільярд років. Вони мають здатність виробляти власну їжу, використовуючи сонячне світло, воду та вуглекислий газ для створення цукрів. Даний процес відомий як фотосинтез; він вивільняє кисень — газ, необхідний для нашого дихання — як побічний продукт.
Спочатку в атмосфері Землі містилося дуже мало кисню. Впродовж мільйонів років фотосинтезуючі організми, такі як водорості та деякі бактерії, поступово виділяли кисень у повітря. Ця трансформація, яку іноді називають Великою оксигенаційною подією, сприяла розвитку більших та складніших форм життя. Без організмів, що продукують кисень, тварини, включно з людьми, ніколи б не змогли з’явитися.
Науковці вважають, що найперші справжні рослини еволюціонували з зелених водоростей приблизно 470 мільйонів років тому. Ці стародавні рослини проживали на мілководді поблизу берегової лінії, де умови часто змінювалися. Інколи вони знаходилися під водою, а інколи піддавалися впливу повітря. Таке середовище сприяло їх поступовій адаптації до існування на суходолі.
Утвердження на суходолі
Перехід на сушу був нелегким завданням. Водні рослини живуть завдяки воді та безперешкодно поглинають необхідні речовини, проте наземні рослини зіткнулися з новими труднощами. Як їм запобігти висиханню? Яким чином вони могли стояти вертикально, не плаваючи? Як вони могли отримувати воду та поживні речовини з сухого ґрунту?
Щоб забезпечити виживання, перші рослини розвинули важливі нові риси. Однією з ключових адаптацій стало воскове покриття, відоме як кутикула, яке допомагало утримувати вологу всередині рослини. Рослини також зміцнили клітинні стінки, що дозволило їм утримувати вертикальне положення, протистоячи силі тяжіння. Прості коренеподібні структури, звані ризоїдами, допомагали рослинам закріплюватися в землі та вбирати воду й мінерали з ґрунту.
Найдавніші наземні рослини відрізнялися мініатюрними розмірами та простою будовою. Вони нагадували сучасні мохи, печіночники та роголистники, які і сьогодні ростуть у вологих місцях, таких як лісова підстилка та береги річок. Ці рослини не мали розвиненого коріння чи стебел, і вони росли близько до землі. Скам'янілості ранніх наземних рослин, як-от куксонія, датуються приблизно 430 мільйонами років тому та мають невеликі розгалужені стебла заввишки лише в декілька сантиметрів.
Скам’янілість Y-подібної форми на цій породі — це Cooksonia barrandei, найдавніша наземна рослина у світі (432 мільйони років), яку можна побачити в Національному музеї в Празі, Чеська Республіка. (Зображення: Skot, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)
Хоча ці рослини були крихітними, вони мали колосальний вплив на Землю. У міру того, як рослини поширювалися на суходолі, їхнє коріння сприяло руйнуванню гірських порід, перетворюючи їх на ґрунт; цей процес називається вивітрюванням. Це призвело до формування родючішого ґрунту, здатного підтримувати більше життя.
Рослини також виділяли більше кисню в атмосферу, покращуючи якість повітря та полегшуючи дихання тваринам. Рослини створювали нові місця існування та джерела їжі, сприяючи переміщенню комах та інших тварин з води на суходіл.
Зростання складності впродовж мільйонів років
Після того, як рослини прижилися на суходолі, еволюція продовжилася. Близько 420 мільйонів років тому в рослин розвинулася судинна тканина: крихітні трубочки, які транспортують воду та поживні речовини по всій рослині. Ця адаптація дозволила рослинам виростати вищими та міцнішими, оскільки вода могла переміщуватися вгору від коренів до листя. До цих судинних рослин належали перші родичі папоротей та плаунових мохів.
Завдяки судинній тканині рослинний світ по-справжньому почав розквітати. Приблизно 360 мільйонів років тому великі ліси вкривали значну частину земної поверхні. Величезні папороті та деревоподібні рослини, деякі з яких сягали понад 30 метрів у висоту, домінували в ландшафті. Згодом мертвий рослинний матеріал з цих лісів був похований і стиснутий, в результаті чого утворилося вугілля, яке люди й досі використовують як джерело енергії.
Ще однією важливою віхою в еволюції рослин став розвиток насіння, приблизно 380 мільйонів років тому, яке було знайдено у насіннєвих папоротей. Інші насінні рослини, наприклад ранні хвойні — група, до якої належать сучасні сосни, — отримали можливість розмножуватися без потреби у воді для запліднення. Насіння захищало зародки рослин і давало їм змогу виживати в несприятливих умовах, таких як посуха чи холод.
Остання велика еволюційна зміна в рослинному світі відбулася близько 140 мільйонів років тому, коли з'явилися квіткові рослини, які вчені називають покритонасінними. Квітки допомагали рослинам приваблювати тварин, таких як комахи та птахи, які розносили пилок і насіння. Плоди розвинулися для захисту насіння та сприяння його розповсюдженню. На сьогоднішній день квіткові рослини становлять більшість рослин, які ми бачимо навколо, включно з деревами, травами, фруктами та овочами.
Перші рослини не просто вижили; вони перетворили Землю. Вони вплинули на атмосферу, сформували ґрунт і створили екосистеми, які дали можливість тваринам процвітати на суходолі. Завдяки розвитку рослин Земля перетворилася на зелену, сповнену життя планету, багату на розмаїття живих організмів.
Цю відредаговану статтю перевидано з The Conversation за ліцензією Creative Commons. Ознайомтеся з оригінальною статтею.
Вікторина з фруктів та овочів: Чи відомо вам, звідки походять гарбузи, чорниця та броколі?
Sourse: www.livescience.com