Plöntur nema land

Erfitt er að gera sér í hugarlund hvernig landslag á jörðinni leit út á forkambríum og snemma á fornlífsöld, áður en landplöntur settu svip sinn á umhverfið. Víða hafa þó þörungar og frumstæðar plöntur þrifist þó að skógum og mýrum væri ekki til að dreifa. Það voru því mikil umskipti þegar æðri plöntur námu land á devon og sílúr eins og steingervingar í setlögum frá þessum tímabilum sýna.

Ólíkt plöntum sem lifa í vatni þurfa fjölfruma landplöntur sterkan stöngul og rótarkerfi til festu í jarðveginum og til að draga upp vatn og næringu. Auk þess eru allar stórar núlifandi plöntur með æðakerfi sem flutt getur vatn og næringu um líkamann. Einnig bera flestar æðri plöntur laufblöð til þess að framleiða fæðu með ljóstillífun.

Fyrstu uppréttu plönturnar sem námu land vantaði rætur, æðakerfi og laufblöð en þetta reyndist eftirkomendum þeirra mjög notadrjúgt síðar. Í raun voru þessar plöntur lítið annað en stinnir stilkar. Láréttir hlutar þeirra veittu þeim festu en lóðréttu hlutarnir fluttu vatn og næringu án þess að um leiðslukerfi (æðar) væri að ræða. Steingervingar slíkra plantna hafa fundist í bergi frá sílúr. Plöntur á þessum tíma virðast hafa verið frumkvöðlar sem lifðu nálægt vatni og hafa þær líklega verið eins konar vatna- og votlendisplöntur fremur en eiginlegar landplöntur. ◊ ◊

Það sem fyrst og fremst markar tímamót í framþróun plantna, áður en rætur og lauf komu til sögunnar, var því tilkoma leiðslukerfisins. ◊

Tvenns konar æðar þróuðust; aðrar til að flytja vatn og uppleyst næringarefni (viðaræðar) og hinar til að flytja fæðu (sáldæðar). Nokkrar gerðir æðplantna finnast í landrænu setbergi frá sílúr. Þær höfðu greinótt blöð auk kúlulaga líffæra sem voru gróhirslur. Burknar sem eru ein tegund byrkninga eru gott dæmi um plöntur sem fjölga sér með gróum. Sérhver byrkningur vex í raun upp í tveimur myndum á lífsferli sínum, annars vegar sem kynliður (forkím) og hins vegar sem gróliður (byrkningur). Gróliðurinn (byrkningurinn) er vanalega stærri en kynliðurinn (forkímið). ◊

Yfirleitt finnast steingervingar plantna frá sílúr ásamt gróum. Steingervingar álíka gróa finnast einnig allt aftur á ordóvísíum og gæti það bent til þess að uppréttar æðplöntur á landi hefðu komið fram löngu fyrir síðsílúr. Það verður þó að teljast fremur ólíklegt og því sennilegra að þessi gró séu af vatnaplöntum þess tíma. Á einstaka gerðum plantna frá árdevon voru sérstæðar gróhirslur á uppréttum stönglum, aðrar höfðu gróhirslur í knippum og á enn öðrum röðuðu gróhirslurnar sér á uppréttan stöngulinn.

Burtséð frá því hvort landplöntur hafi komið fram fyrir síðsílúr eða ekki er víst að æðvefir plantna tóku að þróast í lok sílúrtímabilsins. Afleiðing þessarar lífeðlisfræðilegu byltingar varð ör og margbreytileg þróun átti sér stað í byrjun árdevon. Fyrstu plöntur devontímabilsins sem voru afsprengi þessarar þróunar voru lágar, jarðlægar og einfaldar að gerð og teljast til frumbyrkninga [Psilopsida] (vanblöðunga). Þær vantaði vel þróaðar rætur og laufblöð en á mið- og síð-devon komu fram flóknari gerðir. Æðvefir þessara fornu æðplantna eins og Rhynia ◊ voru aðeins lítill hluti af þvermáli stöngulsins og voru þær því ófærar um að leiða vökva að nokkru marki um plöntulíkamann. ◊ ◊ ◊ Á síðdevon uxu aftur á móti upp plöntur sem þróað höfðu með sér umfangs- og afkastameiri æðvefi. Plöntur með þessa eiginleika þróuðu einnig rætur til festu og upptöku næringarefna og ennfremur laufblöð sem fönguðu sólarljós til ljóstillífunar. Svo er að sjá sem þessar plöntur hafi útrýmt plöntum líkum Rhynia sem stóðust ekki samkeppnina um öflun næringarefna, framleiðslu fæðu og því að ná mikilli hæð.

Á ár- og miðdevon komu fram frumstæðir byrkningar, sem flokkaðir eru meðal núlifandi jafna og elftinga. Til þessa flokks teljast jafnar (Lycopsida) og elftingar (Sphenopsida) sem allar eru smávaxnar, en á kolatímanum uxu tré þessa ættbálks og náðu þau allt að 30 m hæð og voru 1 m í þvermál. Þessar stóru gerðir plantna dóu út í lok fornlífsaldar og aðeins lítil jarðlæg afbrigði sem samsvara frumstæðum gerðum jafna á árdevon eins og mosajafni (Selaginella) hafa tórt fram á okkar daga.

Byrkningar devontímabilsins hafa líkt og núlifandi byrkningar verið háðir rökum jarðvegi a.m.k. hluta ársins því að sáðfruma þeirra kemst aðeins til eggfrumunnar í vatni. Þegar leið á devontímabilið kom fram enn ein nýjungin í þróun plantna þ.e.s. fræið, sem gerði þær óháðar vætu við frjóvgun. ◊ Þetta varð til þess að plöntur gátu vaxið við margs konar aðstæður. Flestar núlifandi plöntur fjölga sér með fræjum.

Í raun er okfruman sem myndast við frjóvgun, og verður síðan að „fræi“, óþroskaður gróliður plöntunnar. Fræið er nægilega lítið til að geta borist með vindi, vatni eða dýrum á ákjósanlegan uppvaxtarstað þar sem það skýtur rótum og gróliður plöntunnar vex upp. Mikilvægt atriði varðandi tímgunarferli fræplöntu er að hún losar sig ekki við gróið heldur varðveitir það á gróliðnum. Þetta þýðir að kynliðurinn þarf ekki að heyja lífsbaráttuna upp á eigin spýtur líkt og hjá byrkningum. Í stað þess eru bæði karl- og kven-kynliðurinn varðir af gróliðnum. Kven-kynliðurinn, kímsekkurinn, er því háður næringu frá gróliðnum þar sem hann lifir eins konar sníkjulífi. Karlkynliðurinn vex þar einnig og þegar honum er sleppt út í umhverfið flyst hann yfir á kímsekk sömu plöntu eða plöntu af sömu tegund og á því í litlum erfiðleikum með að komast af. ◊ ◊

Á síðdevontímabilinu komu skyndilega fram stór tré með gilda stofna og skógar tóku að þekja land sem áður hafði verið bert. Gróplantan Archaeopteris er elsta tegundin sem náði stærð trjáa uþb. 30 m. ◊ ◊

Undanfari fræsins var þróun tvenns konar gróa sem fæddu annars vegar af sér kvenkyns stórkynlið sem varð að kímsekk með eggi og hins vegar karlkyns smákynlið sem varð að frjókornum. Áður en þessu stigi var náð myndaðist sérstæður kynliður af einni gerð þar sem voru bæði karl- og kvenkynliður eins og gerist hjá byrkningum.

Elstu verksummerki um aðgreiningu kynja má sjá af steingervingum tveggja misstórra gróa hjá plöntum frá miðdevon. Kvenkynliðir krefjast meiri orku til að mynda kímsekkinn og eggið en karlkynliðurinn til að mynda frjókornin. Þar eð vitað er að gróin urðu að kynlið má draga þá ályktun að af smærri gróunum yxu litlir karlkynliðir og af stærri gróunum kvenkynliðir.

Blómlausar fræplöntur komu fram á síðdevon og urðu brátt mikilvægur þáttur í landflóru fornlífsaldar. Á þessum tíma náðu gróðurlendi mikilli útbreiðslu og fræplöntur uxu sem tré og mynduðu víðáttumikla skóga þar sem ber jörð hafði verið áður.

Þróaðar plöntur með blómum komu ekki fram fyrr en á krítartímabilinu. Blómin draga til sín skordýr og fugla sem hjálpa óafvitað til við frjóvgunina með því að flytja frjókornin á milli blóma. Frumstæðari fræplöntur skortir þessa hæfileika og treysta þær því á óskilvirkari hjálpartæki, einkum vindinn, við frævunina.

Ein afleiðingin af útbreiðslu plantnanna var myndun samfelldrar gróðurþekju og jarðvegsbinding sem tafði vatns- og vindrof og hafði þannig afgerandi áhrif á setmyndun. Á forkambríum er set auravatna áberandi en á miðri fornlífsöld eftir að plöntur höfðu klætt landið ber meira á hægfara rofi og setmyndun þroskaðra bugðóttra fljóta.

Lífsferill mosa ◊ byrkninga ◊ og blómplantna ◊

Sjá Rhynie Chert.