Каким было первое растение на Земле?
До эпохи динозавров Земля выглядела совсем не так, как сегодня. 500 млн лет назад большая часть поверхности планеты была голыми скалами и сухой почвой, без деревьев, травы или цветов. Жизнь почти целиком существовала лишь в океанах… Пока на сушу не перебрались первые растения. Портал theconversation.com рассказал об эволюции растений и том, как они изменили Землю к лучшему.
История растений началась в воде. Их предками были микроскопические зеленые организмы, которые сегодня существуют в форме водорослей на пляжах или зеленой слизи на камнях в прудах.
Подобные водоросли жили в океанах и озерах Земли на протяжении более миллиарда лет. Они могут генерировать собственные питательные вещества: солнца, воды и углекислого газа достаточно, чтобы создавать сахара путем фотосинтеза. А побочным продуктом этой реакции является кислород — газ, который нужен всему живому.
Поначалу в атмосфере нашей планете было очень мало кислорода. В течение миллионов лет фотосинтезирующие организмы, вроде водорослей и некоторых бактерий, медленно выбрасывали кислород в воздух. Данная перемена, которую иногда называют «Великим окислением», открыла дорогу для эволюции более сложных, крупных организмов. Без кислород-вырабатывающих организмов животные, включая людей, попросту не существовали бы.
Ученые считают, что первые настоящие растения эволюционировали из зеленых водорослей примерно 470 млн лет назад. Они обитали в мелких водах близ берегов, где условия окружающей среды часто менялись. Иногда они находились под водой, а иногда — на воздухе. Именно поэтому растения и смогли постепенно приспособиться к жизни на суше.
Но перемещение на твердую землю было сложным мероприятием. Если водяные растения могут впитывать питательные вещества из окружающей воды, то наземным приходится сталкиваться с новыми проблемами. Им нужно как-то избегать высыхания, поддерживать себя в вертикальном состоянии без воды, и каким-то образом получать из сухой земли воду и нутриенты.
Для того, чтобы выжить, первые растения выработали ряд важных адаптаций. Одной из ключевых была сероза — вощеная оболочка, помогающая растению удерживать воду внутри себя. Они также выработали более прочные стенки клеток, позволявшие стеблям сохранять вертикальное положение. Простые корнеподобные структуры, ризоиды, помогали растениям укрепляться в земле и поглощать минералы из почвы.
Древнейшие растения были очень маленькими и простыми. Они выглядели похожими на современные мхи, до сих пор растущие во влажных местах, вроде лесного покрова и краев ручьев. У них не было настоящих корней или стеблей, и они оставались близко к земле. Окаменелости ранних наземных растений, вроде куксонии, датируются 430 млн лет назад и показывают, что у них были маленькие стебельки длиной не более 5-6 сантиметров.
Тем не менее, эти крохотные растения сильно повлияли на развитие жизни на Земле. Они распространились по планете, после чего их корни помогли в разложении скал в почву, тем самым создав более насыщенную почву для поддержки новых форм жизни. Плюс, опять же, растения вырабатывали кислород, тем самым повышая качество воздуха на Земле. Они создали новые ареалы обитания и источники пищи, что позволило насекомым и другим животным перейти из воды на сушу.
Как только растения прочно закрепились на суше, эволюция продолжилась. Примерно 420 млн лет назад они выработали сосудистые ткани: крошечные трубочки, по которым перемещаются вода и нутриенты. Данная адаптация позволила растениям вырасти выше, поскольку они могли перекачивать воду от корней вверх к листьям.
После этого момента разнообразие флоры по-настоящему расцвело. 360 млн лет назад большую часть Земли покрывали огромные леса, полные древоподобных растений и гигантских папоротников высотой свыше 30 метров. Постепенно отмерший биоматериал растений в этих лесах оказался под землей, и под давлением постепенно превратился в уголь — источник топлива, которым мы пользуемся и сегодня.
Другим крупным шагом в эволюции растений было появление семян примерно 380 млн лет назад — их первыми выработали папоротники. Другие семенные растения, вроде ранних хвойных, могли размножаться без воды. Семена защищали эмбрионы растений и позволяли им выдерживать суровые условия, такие как засуха или холода.
А самым недавним эволюционным шагом растений, случившимся 140 млн лет назад, было появление цветущих растений. Цветы помогают привлекать животных, вроде насекомых или птиц, которые затем распространяют пыльцу и семена. Фрукты стали инструментом защиты семян. На сегодняшний день цветущие растения составляют подавляющее большинство на планете — в их группу входят деревья, травы, фрукты и растения.