Evolution der Landpflanzen 2

2. Die Eroberung des Landes

2.1 Bildung von Erde

Bevor Pflanzen das Land besiedeln konnten, musste das Land überhaupt erst für Pflanzen bewohnbar werden. Lange Zeit bestand das Festland nur aus Felsen, der regelmäßig von den Ozeanen überflutet oder von Vulkanausbrüchen "sterilisiert" wurde. Nach [1] war die Bildung von Erde (formation of soils) eine erste Voraussetzung für die Eroberung des Landes durch die Pflanzen. Die Bildung von Erde begann vor ca. 2,7 Milliarden Jahren und war erst vor ca. 440 Millionen Jahren ganz abgeschlossen.

Die Prokaryoten und frühen Eukaryoten spielten bei der Bodenbildung eine wesentliche Rolle, weil sie durch ihre Stoffwechselprozesse Mineralstoffe wie Eisen- und Phosphorsalze aus dem Felsen freisetzten und die Erde damit anreicherten.

Stickstoff fixierende Bakterien reicherten die Erde dann mit Ammoniak an, und Nitrat- und Nitritbakterien sorgten für die Bildung der wichtigen Nährsalze Nitrat und Nitrit im Boden.

Auch Flechten spielten eine große Rolle bei der Umwandlung von nacktem Fels in fruchtbaren Boden. Heute noch gelten Flechten als Pioniere bei der Besiedlung von Fels. Sie können sich regelrecht in den felsigen Untergrund "fressen" oder "bohren" und dadurch aufweichen und bereiten so den Boden für "richtige" Pflanzen. Die ersten fossil nachgewiesenen Flechten tauchten vor 551 und 635 Millionen Jahren auf ^[1].

2.2 Klimatische Verhältnisse

Als die ersten Pflanzen im Ordovizium das Land eroberten, herrschte ein völlig anderes Klima als heute. Die Atmosphäre enthielt acht bis 15 mal so viel CO₂ wie heute. Der O₂-Gehalt betrug nur 4% ^[1].

Die Temperaturen waren zu dieser Zeit gar nicht so hoch, wie man vielleicht auf Grund des hohen Kohlendioxid-Gehalts vermuten konnte, denn die Sonnenstrahlung war noch nicht so intensiv wie heute. Man nimmt an, dass die globale Durchschnittstemperatur bei 21 ºC lag. Heute liegt dieser Wert bei 14 bis 16 ºC ^[2].

2.3 Entwicklung von Angepasstheiten

Das Leben an Land erforderte viele Anpassungen der Pflanzen an die völlig neue Umwelt. An Land ist die "empfundene" Schwerkraft viel höher als im Wasser, damit Pflanzen aufrecht wachsen konnten, mussten spezielle Festigungsgewebe entwickelt werden. In den Meeren war Wasser im Überfluss vorhanden, jede einzelne Zelle einer vielzelligen Alge wurde mühelos mit Wasser versorgt. An Land sah die Sache ganz anders aus, hier herrschte meistens Wasserknappheit. Das Wasser befand sich im Boden (außer wenn es mal regnete) und musste nach oben zu den Blättern oder blattartigen Gebilden transportiert werden. Dazu mussten die Pflanzen spezielle Leitgewebe entwickeln.

Wind, Regen, Hagel etc. konnten die empfindlichen Pflanzen leicht schädigen, durch die Bildung einer harten Cuticula konnten sich die Pflanzen vor solchen mechanischen Einwirkungen schützen. Allerdings erschwerte die Cuticula den notwendigen Gasaustausch (CO₂, O₂).

Die Fortpflanzung musste ebenfalls angepasst werden. Im Wasser konnten die Gameten einfach aufeinander zu schwimmen und sich zu einer Zygote vereinigen, in feuchten Umgebungen an Land ging das ebenfalls, aber trotzdem lange nicht so gut wie im Wasser. Die Entwicklung von Sporen, die durch die Luft verbreitet werden konnten, war die Lösung dieses Problems.

Auf diese einzelnen Anpassungen an das Landleben wird auf den folgenden Seiten dieser Homepage näher eingegangen.

Probleme und Problemlösungen