EVOLUŢIA PLANTELOR

Toate plantele cunoscute în prezent, care alcătuiesc grădinile noastre ori peisaje rurale, care reprezintă materia primă în industria alimentară ori textilă sau farmaceutică, s-au dezvoltat din plante primitive care trăiau în oceane cu peste sute de milioane de ani în urmă.

Până acum s-au identificat peste 400.000 de specii de plante, toate descendente din câteva specii străvechi, dar acestea sunt doar speciile cunoscute. Dintre acestea, de-a lungul timpului s-au ramificat încă multe altele, care însă au dispărut, nereuşind să se adapteze la condiţiile schimbătoare, ori au fost incapabile să concureze cu noi specii mai evoluate şi mai bine adaptate mediului înconjurător din acea vreme.

În perioada cambriană, cu circa 590 de milioane de ani în urmă, s-au dezvoltat multe forme de viaţă vegetală, identificându-se peste 900 de specii din acea perioadă, dar bănuindu-se că numărul lor era mult mai mare.

Primele plante care au colonizat uscatul au fost forme simple (muşchi frunzoşi şi/sau pieloşi, ferigi), dependente de apă dar rezistente şi la condiţii vitrege, ele contribuind de-a lungul a milioane de ani, la formarea unui sol propice dezvoltării formelor mai complexe.

Un important pas pentru cucerirea uscatului l-a reprezentat dezvoltarea sistemului de rădăcini, pentru absorbţia apei şi substanţelor nutritive din sol, şi concomitent, metode de reproducere mai puţin dependente de umiditate.

Cele mai vechi urme de plante terestre au fost găsite în roci datând din perioada siluriană. Una dintre ele, Zosterophyllum, avea un tal, care întruneşte rădăcina, tulpina şi frunzele într-o singură parte. O alta, Rhynara este o plantă fără rădăcini şi frunze, prevăzută cu sporangi mari (capsule cu spori) în vârful lăstarilor. Asteroxylon, era un rizom (o tulpină subterană groasă), care avea şi rolul unei rădăcini, era dotat cu lăstări aerieni prevăzuţi cu frunze de dimensiuni mici, ca nişte solzi. Toate acestea au fost probabil plante de mlaştină, reprezentând forme de adaptare a plantelor la condiţiile vitrege din acea perioadă.

Din arhiva fosilelor găsite peste tot în lume ştim că viaţa pe Pământ a început cu organisme de tip vegetal, plantele fiind legătura de bază din lanţul alimentar ce susţine o imensă diversitate de viaţă animală. Rolul plantelor în istoria evolutivă a lumii este însă mult mai complex, deoarece ele sunt cele care au transformat gradat atmosfera Terrei, într-una respirabilă, prin procesul de fotosinteză. (plantele absorb astfel dioxidul de carbon şi eliberează oxigen). Astfel, mai târziu au fost create condiţiile necesare ca animalele să poată coloniza uscatul.

De altfel, capacitatea plantelor de a produce fotosinteza folosind lumina soarelui este punctul de pornire a lanţului alimentar. Evoluţia extrem de lentă şi selecţia naturală au eliminat speciile care nu s-au putut adapta noilor condiţii dar au favorizat altele: dacă primele forme de viaţă vegetală erau dependente de apă, pentru că le lipseau structurile care să le facă posibilă viaţa pe uscat, în prezent ele pot fi întâlnite în cele mai variate medii.

Colonizarea uscatului a avut loc în perioada siluriană (cu 440-408 de milioane de ani în urmă). Acesta a fost un proces complex deoarece atmosfera era total diferită decât cea din prezent, toxică şi de nerespirat, nu exista sol, din care plantele să poată să-şi extragă substanţele nutritive, în plus, apa era dulce (nu conţinea săruri, precum în apa vechilor mări şi oceane din care plantele au evadat). Mai mult, supravieţuirea pe uscat necesită o structură fizică complet

1

diferită de viaţa acvatică: este necesar un sistem „vascular”(reţea de tuburi) prin care să circule apa, substanţele nutritive şi produsele fotosintezei prin plantă, şi este nevoie de o structură mai rigidă, prin care ea să se poată auto-susţine. Mai mult, plantele au trebuit să se adapteze şi din punct de vedere reproducător, deoarece mediul aerului este diferit de cel al apei şi ridică anumite probleme în ceea ce priveşte modul în care are loc acest proces.

Următoarele grupuri de plante care au colonizat uscatul Terrei au evoluat în mod inconstant, funcţie de condiţiile de mediu, dar continuu.

Plante cu flori străvechi (gimnospermele, precum coniferele) erau dependente de vânt pentru polenizare şi răspândirea seminţelor, deoarece insectele care se ocupă în prezent cu acest proces au apărut mai târziu în timp ce tipul de plantă dominant în prezent (angiospermele) a evoluat o dată cu insectele şi animalele, procesul de polenizare fiind asigurat de acestea.

De altfel, insectele au atins la un moment dat forme gigantice (de câte 2-3 m lungime), fapt datorat conţinutului foarte bogat în oxigen al atmosferei, fapt datorat tot plantelor care, în carbonifer, au cunoscut o dezvoltare exuberantă.

Primele organisme celulare au fost probabil asemănătoare cu bacteriile, trăind într-un fel de „supă preistorică” în apa mărilor şi oceanelor străvechi. Bacteriile sunt în general, considerate înrudite mai mult cu plantele decât cu animalele, dar ele au puţin în comun cu ambele grupe. Sunt microscopice şi unicelulare, dar capabile să se reproducă cu o viteză fenomenală în condiţii ideale.

Multe bacterii sunt parazite sau saprofite (trăind pe materie organică moartă) şi nu capacitatea de a crea procesul de fotosinteză, dar câteva pot trăi în substanţe chimice de natură organică, precum amoniacul şi azotul, ceea ce ar putea să le reflecte vechile origini din vremea în care atmosfera Pământului conţinea cantităţi considerabile de amoniac.

Algele verzi-albastre sunt plante primitive care seamănă foarte puţin cu adevăratele alge. Câteva fosile găsite în roci despre care se ştie că au 3,1 miliarde de ani dezvăluie dovezi ale unor plante care seamănă mult cu algele albastre-verzi moderne, indicând că ele sunt printre primele plante capabile de fotosinteză. Majoritatea algelor albastre-vezi, care sunt forme de viaţă unicelulare, ce nu conţin nucleu şi sunt microscopice.

Spre deosebire de ele, organismele simple cunoscute sub numele de fungi nu au acea structură foarte specializată a plantelor mai evoluate, dar absenţa clorofilei înseamnă că ei încă nu aveau capacitatea să producă fotosinteza. În schimb, ei trăiesc ca paraziţi pe animale sau alte plante, ori ca forme de viaţă saprofite pe diverse rămăşiţe.

Algele evoluate sunt o altă formă primitivă de plante dar mai evoluate, care nu au încă frunze şi structuri florale specializate, dar, aproape toate tipurile de alge sunt capabile să efectueze procesul fotosinteză în prezenţa luminii solare naturale. Asemenea forme de viaţă dominau oceanele ca şi în prezent (planctonul constă în cea mai mare parte din alge pluricelulare).

Atât algele terestre cât şi cele de apă dulce sunt răspândite, formând apa verde a eleşteelor şi învelişul care adesea acoperă sticla acvariilor, sau coloarea verde de pe unele recipiente. Unele alge sunt unicelulare, iar altele sunt pluricelulare şi pot forma filamente sau colonii. Câteva alge aproape că formează puntea dintre viaţa vegetală şi cea animală. De exemplu, euglenofitele se pot auto-propulsa cu ajutorul flagelilor, au un „ochi” roşu sensibil la

2

lumină (necesar în găsirea celei mai bune poziţii pentru fotosinteză), şi sunt capabile să ingereze particule de hrană solidă.

Cele mai vechi plante cunoscute sunt algele primitive albastre-verzi care aveau structuri unicelulare în care toate funcţiile erau efectuate într-o singură celulă fără nucleu. acum 1,5 miliarde de ani a apărut un tip evoluat de alge, cele cu nucleu, această ultimă etapă încheindu-se cu apariţia algelor pluricelulare, asemănătoare unor buruieni marine, care se caracterizau prin organe de reproducere de părţi diferite ale plantei.

Lichenii sunt şi în prezent, plante compuse formate prin asocierea simbiotică (reciproc avantajoasă) a unei alge cu un fung. Ei nu puteau evolua decât după ce aceste două tipuri distincte de plantă erau deja bine stabilite. În termeni evolutivi, ei au găsit o nişă care le permite să colonizeze locuri inospitaliere, precum stâncile, unde doar puţine alte plante supravieţuiesc.

Briofitele (muşchii frunzoşi şi muşchii pieloşi) din prezent seamănă cu plantele terestre primitive care au colonizat uscatul, deşi ele au continuat să evolueze. Sunt caracterizate de tulpini delimitate şi structuri asemănătoare cu frunzele, existând şi semne ale începutului evoluţiei unui ţesut conducător vascular. Reproducerea are loc prin spori în două faze: întâi se formează o generaţie saprofită (cea care este forma dominantă şi poartă sporii), iar aceasta este urmată de generaţia gametofită.

Acest proces este cunoscut sub numele de alternanţă de generaţii. Întregul proces complicat al reproducerii necesită prezenţa apei sau o atmosferă foarte umedă, lucru care sugerează de asemenea şi vechiul lor statut evolutiv şi care le limitează capacitatea de a se răspândi şi de a domina uscatul.

Gimnospermele, care sunt aproape toate arbori şi reprezintă o dezvoltare evolutivă mai recentă decât celelalte grupuri de plante menţionate până acum, au apărut în perioada mezozoică. Ele au frunze şi seminţe (dar seminţele sunt goale, nu sunt închise în învelişuri ca în cazul angiospermelor). Coniferele, precum pinii şi zadele, sunt cele mai cunoscute gimnosperme, dar există şi varietăţi tropicale precum cicadele, care erau deosebit de răspândite.

Imenşii arbori mamut din America de Nord sunt conifere care pot să crească la dimensiuni foarte mari şi ating vârste matusalemice (de mii de ani). În unele părţi ale lumii, pădurile de conifere sunt vegetaţia dominantă, dar în general, ele s-au retras spre zonele muntoase şi mai reci, fiind apreciate pentru imensa lor importanţă economică (pentru producţia pastei de hârtie şi a cherestelei pentru industria de construcţii dar şi ca plante ornamentale, datorită aspectului lor spectacular, ori folosirii în industria farmaceutică sau de către farmacopeea populară).

Angiospermele alcătuiesc grupul de plante dominant al lumii moderne, şi cuprind de la arbori, precum stejarul şi castanul porcesc, până la păpădii şi margarete de şes, de la orhidee până la cereale şi legume, consumate de noi zilnice.

Angiospermele sau plante cu flori ale căror seminţe sunt închise într-un înveliş. Plantele au evoluat în multe direcţii diferite, vântul şi insectele fiind ambii factori importanţi în polenizare. Unele au evoluat pentru a fi polenizate de anumite specii de păsări sau insecte. Metodele de răspândire a seminţelor sunt de asemenea foarte variate.

3