Untersuchen, wie Pflanzen vor einer halben Milliarde Jahren das Land besiedelten

Ein Team um den Evolutionsbiologen Prof. Dr. Sven Gould von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat den aktuellen Forschungsstand zur Pflanzenbesiedlung von Land vor rund 500 Millionen Jahren untersucht. Die Ergebnisse dieser illustrierten Übersichtsstudie, herausgegeben von Dr. Mona Schreiber als Erstautorin, sind nun in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift erschienen Trends in der Pflanzenwissenschaft.

Nach der Entstehung der Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren dauerte es mehrere hundert Millionen Jahre, bis sich die ursprünglich feurige Kugel abgekühlt hatte und sich die ersten Ozeane und Landmassen bildeten. Das Land war für die nächsten drei Milliarden Jahre unfruchtbarer Fels.

Der blaue Planet mit den grünen Kontinenten, wie wir ihn heute kennen, existierte damals noch nicht als solcher. Die Bedingungen auf den Kontinenten waren weitgehend lebensfeindlich, mit einer viel höheren vulkanischen Aktivität, die giftige Gase in die Atmosphäre freisetzte, einem schwächeren Magnetfeld als heute, das das Land stärker der kosmischen Strahlung aussetzt, und einer dünneren Ozonschicht zum Herausfiltern von UV-Licht.

Dies begann sich vor ungefähr 500 Millionen Jahren zu ändern, als Pflanzen begannen, Land zu besiedeln. Die Invasion katalysierte eine Metamorphose der feindlichen Umgebung und beschleunigte die Umwandlung der Atmosphäre, um die Grundlagen für die Entwicklung des Lebens an Land zu legen, wie wir es heute kennen. All dies konnte erst geschehen, nachdem Pflanzen, die bisher nur in den Ozeanen und Binnengewässern gelebt hatten, die Kontinente erobert hatten.

Nun geben Prof. Dr. Sven Gould vom Institut für Molekulare Evolution der HHU, Prof. Dr. Stefan Rensing und Dr. Mona Schreiber, Bioinformatikerin und Künstlerin von der Universität Marburg, einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand die Pflanzenbesiedlung des Landes in der Zeitschrift Trends in der Pflanzenwissenschaft.

Die Kontinente begannen erst grün zu werden, nachdem eine Streptophytenalge vor über 500 Millionen Jahren von einem aquatischen Lebensraum in Küstenzonen gezogen war, bevor sie in einem Prozess, der zahlreiche molekulare und morphologische Anpassungen beinhaltete, vollständig an Land überging. Während der andauernden Veränderungen auf der Erde zeigten Pflanzen eine enorme Anpassungsfähigkeit und veränderten das Klima in entscheidender Weise, hauptsächlich durch die Bindung von Kohlendioxid (CO2) in großem Umfang.

Die terrestrische Flora breitete sich in einer dominanten Tour de Force aus, wobei sich blühende Pflanzen explosionsartig vermehrten; heute machen sie über 90 % aller bekannten Landpflanzenarten aus. In der Geschichte unseres Planeten haben Landpflanzen mehrere klimatische Veränderungen verursacht und dabei immer wieder ihre enorme Anpassungsfähigkeit unter Beweis gestellt.

Forscher untersuchen die Genome von Arten von evolutionärer Bedeutung im Hinblick auf die Erdverwurzelung, darunter Moose, Lycopoden, Farne und bestimmte Algen, um unser Wissen über Evolutionsprozesse und molekulare Anpassung zu erweitern. Ihre Arbeit zielt darauf ab, die Mechanismen zu identifizieren, die dazu dienten, lebensfeindliche Lebensbedingungen an Land abzumildern, die sich im Laufe dieser Evolution veränderten. Diese können sich in der Tat im Hinblick auf den Klimawandel als relevant erweisen, einschließlich für die Anpassung von Pflanzen als Reaktion auf sich ändernde Umweltbedingungen.

In Bezug auf die Rolle des Menschen in der Evolution des Planeten erläutert der leitende Autor der Studie, Professor Gould: „Menschen, die im Vergleich zu Pflanzen nur eine kurze Geschichte haben, sind in der Tat selbst für bedeutende Veränderungen des Planeten und seines Klimas verantwortlich Die extreme Schnelligkeit dieser Veränderungen stellt ein großes Problem dar, da die Natur wenig Zeit hat, sich anzupassen.Das Tempo der vom Menschen verursachten Veränderungen beschleunigte sich, als der Mensch Landwirtschaft und Tierhaltung entwickelte, was zu einem stetigen Bevölkerungswachstum und der Rodung von immer mehr Land für die Landwirtschaft führte .“ In dieser Arbeit analysieren die kooperierenden Autoren menschliche Einflüsse auf das Klima und diskutieren die Anpassungsfähigkeit der Pflanzenwelt an die sich heute vollziehenden Veränderungen.

Zur Verfügung gestellt von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf