Augalai, pakeitę Žemę: istorija, be kurios mūsų nė nebūtų

Turinys

Pasidalinkite su drauge ar draugu:

Įsivaizduokite Žemę, kurioje neauga jokie, visiškai jokie augalai. Nė žolės plyšyje tarp akmenų, nė samanos ant uolos, nė vieno medžio horizonte. Tik plikos uolienos, dulkės, vėjas ir tamsiai pilkas vandenynas. Būtent taip atrodė mūsų planeta maždaug prieš pusę milijardo metų, ir – kas įdomiausia – tokia ji išbuvo labai ilgai. Gyvybė egzistavo, bet ji slėpėsi vandenyje. Sausuma buvo visiškai tuščia.

O po to atsirado augalai. Ir Žemė niekada nebebuvo tokia pati.

Visų pradžia – dumbliai

Augalų istorija prasideda ne miške ir ne daržo lysvėje, o vandenyno dugne. Pirmieji augalams giminingi organizmai buvo žaliadumbliai – paprasti, vienaląsčiai, beveik nematomi, tačiau nepaprastai svarbūs. Jie „pagaudavo“ saulės energiją ir pavertė ją maisto medžiagomis – tai fotosintezės procesas, be kurio visa Žemės gyvybė būtų tiesiog neįmanoma.

Įdomūs faktai apie tai, kad pirmieji sausumos „miškai“ visiškai nebuvo panašūs į medžius Prieš maždaug 400 milijonų metų Žemėje dominavo prototaksitai (Prototaxites) – paslaptingi, iki 8 metrų aukščio siekę vertikalūs stulpai. Mokslininkai ilgai ginčijosi, kas tai: milžiniški grybai, kerpės ar augalai. Šie keisti „bokštai“ buvo aukščiausi gyvi organizmai sausumoje dar gerokai prieš atsirandant pirmiesiems tikriems sumedėjusiems medžiams.

Ar nori sužinoti įdomų faktą apie tai, kad pirmieji sausumos „miškai“ visiškai nebuvo panašūs į medžius? * Šią įdomią informaciją galėsite pamatyti peržiūrėję trumpą reklamą

Žaliadumbliai vandenis kolonizavo prieš daugiau nei milijardą metų. Per tą laiką jie atliko darbą, kurio mastas sunkiai suvokiamas: pamažu, trilijonais kvėpavimo aktų per parą, jie pildė atmosferą deguonimi. Pirmykštėje Žemėje deguonies beveik nebuvo, jo koncentracija atmosferoje buvo neįtikėtinai maža. Dumbliai tai pakeitė. Tai vadinamasis Didysis deguonies antplūdis – vienas lemtingiausių įvykių planetos istorijoje, leidęs vystytis sudėtingiems organizmams, įskaitant ir žmogų.

Taip pat įdomu tai, kad pirmieji tikri augalai, mokslininkų nuomone, atsirado maždaug prieš 470 milijonų metų – evoliuciškai vertinant, tai nėra taip jau seniai. Žaliadumbliai, gyvenę sekliame vandenyje ties pakrantėmis, kur bangos kartais apnuogindavo juos orui, o kartais vėl užliedavo vandeniu, pamažu tapo atsparesni kintančioms sąlygoms. Iš tų evoliucijos eksperimentų galiausiai ir išsivystė sausumos augalai.

Didysis perėjimas: iš vandens į sausumą

Perėjimas iš vandens į sausumą buvo tikras iššūkis. Vandenyje augalai gauna atramą, lengvai pasisavina maistines medžiagas ir nerimauja dėl išdžiūvimo tiek pat mažai, kiek žuvis nerimauja dėl lietaus. Sausuma – visai kas kita. Ten karaliauja gravitacija, saulė plieskia nenumaldomai, o vanduo – brangiausia vertybė.

Kad išgyventų, pirmieji sausumos augalai turėjo išrasti sprendimus, kuriais mes ir dabar naudojamės, tiesiog nepastebėdami jų genialumo. Atsirado vaškinis apsauginis sluoksnis – kutikulė, sauganti nuo džiūvimo. Sustiprėjo ląstelių sienelės, leidusios augalui stovėti tiesiai. Susiformavo rizoidai – šaknims giminingi dariniai, galintys kabintis į žemę ir siurbti drėgmę. Visa tai nebuvo greita evoliucija – kiekvienas toks sprendimas reikalavo milijonų metų bandymų ir klaidų.

Rekomenduojamas video

Pirmieji sausumos augalai atrodė kaip šiuolaikinės samanos ar kerpės: smulkūs, prigludę prie žemės, mėgstantys drėgnus paviršius. Saugiausia jiems buvo užpelkėjusiose pakrantėse. Nebuvo nė kalbos apie mėsingus lapus ar aukštus stiebus. Tačiau jau ir šie nykštukiniai pirmtakai padarė neįtikėtiną dalyką: jų šaknelės ardė uolienas ir kūrė dirvožemį. Kur anksčiau buvo tik akmuo ir dulkės, atsirado pirminė dirvožemio forma.

Šaknys, vamzdeliai ir pirmieji miškai

Augalai nestovėjo vietoje. Maždaug prieš 420 milijonų metų atsirado vadinamasis indų (arba apytakinis) audinys – tinklas smulkių vamzdelių, kuriais vanduo ir maistinės medžiagos galėjo keliauti nuo šaknų iki viršūnės. Tai buvo revoliucija. Iki tol augalai buvo priversti likti maži – vandens jie galėjo pasiimti tik tiek, kiek pasiekdavo būdami prie pat žemės. Su apytakiniu audiniu viskas pasikeitė: augalas galėjo augti aukštyn.

Ir jie augo. Prieš maždaug 360 milijonų metų Žemę dengė pirmieji tikri miškai – dramatiški, samanomis apaugę drėgno klimato kolosai, kai kurie siekę daugiau nei 30 metrų aukštį. Tai buvo vadinamasis Karbono (anglies) periodas. Šių milžiniškų augalų biomasė kaupėsi, nugriuvusi sluoksniavosi, slūgo į žemę. Milijonus metų vėliau iš jų susidarė akmens anglis – energijos šaltinis, kurį žmonės aktyviai naudojo pramoninės revoliucijos epochoje ir kuris vis dar dega kai kuriuose šilumos gamybos įrenginiuose.

Tad kitą kartą žiūrėdami į anglių krosnelę, galite pagalvoti: tai išnykusio Karbono periodo miško palikimas. Augalai, kurie gyveno 100 milijonų metų iki pirmosios dinozauro pėdos, kursto jūsų šilumą.

Augalai: sėklos, žiedai ir gyvybės pliūpsnis

Kita svarbi stotelė augalų evoliucijoje – sėklų atsiradimas maždaug prieš 380 milijonų metų. Iki tol augalai daugindavosi sporomis, kurioms dygti reikėjo drėgno paviršiaus. Sėkla pakeitė žaidimo taisykles: joje užkonservuota užuomazga su savo maisto atsargomis galėjo laukti mėnesius, o kai kada ir metus, kol atsiras tinkamos sąlygos. Tai lėmė milžinišką augalų plitimą – net į šaltesnius, sausesnius, nepalankesnius plotus.

Galutinis stebuklas – žydinčių augalų, vadinamųjų gaubtasėklių, pasirodymas maždaug prieš 140 milijonų metų. Jie atnešė su savimi visa, ką dabar vadiname tipiška gamta: ryškiaspalvius žiedus, kvepiančius nektaru, sultingus vaisius, pritraukiančius gyvūnus sėkloms platinti. Atsirado stiprus simbiozės ryšys: vabzdžiai apdulkino žiedus – ir žydinčių augalų skaičius tiesiog sprogo. Šiandien jie sudaro didžiąją daugumą augalų, kuriuos žinome: nuo javų iki obelų, nuo rožių iki pomidorų.

Augalai: sėklos, žiedai ir gyvybės pliūpsnis

Ką augalai padarė mūsų planetai?

Augalai ne tik paplito – jie pakeitė pačią planetą. Deguonies kiekis atmosferoje, kurį pradėjo gaminti dumbliai, toliau augo atsiradus sausumos augalams. Pirmieji miškai tiek prisotino orą deguonimi, kad vabzdžiai – jei tikėsime paleontologais – užaugdavo iki fantastiško dydžio: pavyzdžiui, laumžirgiai, kurių sparnų ilgis siekė beveik metrą. Deguonies koncentracija tada buvo aukštesnė nei bet kada vėliau.

Augalų šaknys toliau ardė uolienas, kaupėsi dirvožemis, tad sausuma tapo tinkama ne tik augalams, bet ir gyvūnams. Pirmosios kojas turinčios gyvybės formos, išropojusios iš vandens, rado jau ne plikų akmenų pasaulį, o žalią, deguonimi kvėpuojančią, šešėliu dengiamą aplinką. Ekosistemos susikūrė iš nieko, ir augalai buvo jų pamatas.

Ir nors mes, žmonės, esame linkę save laikyti valdovais, biologiškai tiesa yra paprasta: mes esame augalų pasaulio svečiai. Jie sukūrė orą, kuriuo kvėpuojame, dirvožemį, kuriame auginame maistą, ir anglies ciklą, kuriuo remiasi visas Žemės klimatas. Augalai nebuvo tik pasyvūs fono elementai Žemės istorijoje – jie buvo architektai, geologai ir atmosferos inžinieriai vienu metu. Tai jie sukūrė sąlygas, dėl kurių egzistuoja kiekvienas kitas organizmas šioje planetoje, įskaitant ir mus.