Landgang der Pflanzen vordatiert - wissenschaft.de
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Erde+Klima

Landgang der Pflanzen vordatiert

Lebermoose sind lebende Vertreter einer der frühesten Landpflanzenlinien. (Foto: PNAS)

Wiesen, Wälder und vielerlei Grün: Pflanzen prägen heute die Landflächen der Erde. Doch wann begann diese Entwicklung, die unseren Planeten so nachhaltig geprägt hat? Eine Studie auf der Basis der „molekularen Uhr“ -Methode legt nun nahe, dass sich die ersten Landpflanzen schon deutlich früher entwickelt haben als bisher angenommen. Diese ersten Gewächse haben somit auch schon früher die Entwicklung der Biosphäre beeinflusst, betonen die Forscher.

Während es im Meer schon lange von Lebewesen wimmelte, waren die Landflächen der Erde noch lange öde Wüsten. Doch irgendwann schaffte das Grün den Schritt aufs Land. Man geht davon aus, dass die Vorläufer der ersten Landpflanzen (Embryophyta) Grünalgen waren, die damals in den urzeitlichen Meere lebten. Die ältesten bekannten fossilen Spuren der Landpflanzen reichen bis etwa 420 Millionen Jahre zurück. Bei diesen Pionieren handelte sich um moosartige Gewächse. Doch die Funde können nicht genau definieren, wann die Entwicklung tatsächlich begonnen hat. Klar scheint: Es muss deutlich früher gewesen sein.

Wann grünte es an Land?

Vor dem Hintergrund der Funde gingen Evolutionsbiologen bisher von einer Entstehungszeit der ersten Landpflanzen vor etwa 475 Millionen Jahren aus – im Erdzeitalter Ordovizium. Doch die Forscher um Mark Puttick von der University of Bristol wollten die Zeitenschätzung nun auf eine solidere Basis stellen. „Der Fossilienbestand ist zu spärlich und unvollständig, um verlässliche Hinweise auf die Entstehungszeit der Landpflanzen zu geben“, sagt Puttick. „Deshalb sind wir der Geschichte nun durch einen Ansatz nach der molekularen Uhr-Methode nachgegangen“, so der Forscher.

Bei diesem Verfahren schätzen Wissenschaftler den Zeitpunkt der Aufspaltung von Organismengruppen anhand von genetischen Informationen ab: Je mehr Mutationen im Erbgut entstanden sind, desto länger war diesem Konzept zufolge die Evolutionsdauer seit der getrennten Entwicklung. Somit sind auch Rückschlüsse auf das Alter von Entwicklungsprozessen möglich. Die Wissenschaftler nutzten diese Methode zur Untersuchung der Evolutionsgeschichte der unterschiedlichen Gruppen der Landpflanzen. Zusätzlich orientierten sie sich an Fossilienfunden und an Hinweisen über die Verwandtschaftsbeziehungen der Pflanzengruppen.

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Ursprung schon im Kambrium

In den Analysen der Forscher zeichnete sich ab: Der Urahn der Landpflanzen existierte bereits im mittleren Kambrium, möglicherweise bereits vor etwa 515 Millionen Jahren. Aus den moosartigen Gewächsen haben sich dann im Laufe des späten Ordoviziums oder des frühen Silur die komplexeren Gefäßpflanzen (Tracheophyta) entwickelt. Interessanterweise decken sich diese Ergebnisse mit Hinweisen aus anderen Studien über die Entstehungszeit der ersten Landtiere in dieser Zeit, sagen die Forscher.

Ihnen zufolge sind die Ergebnisse nicht nur aus evolutionsbiologischer, sondern auch aus geowissenschaftlicher Sicht interessant: „Die globale Ausbreitung von Pflanzen und ihre Anpassung an das Leben an Land führte zu einer Zunahme der kontinentalen Verwitterungsraten. Außerdem verringerte das Pflanzenwachstum die Konzentration des Treibhausgases Kohlendioxid in der Atmosphäre und führte damit zu einer globalen Abkühlung“, sagt Co-Autorin Jennifer Morris. „Frühere Versuche, diese einstigen Veränderungen in der Atmosphäre zu modellieren, haben den Fossilienbestand der Pflanzen als Grundlage genutzt. Unsere Forschung belegt, dass diese fossilen Hinweise zu einer deutlichen Unterschätzung des Ursprungs von Landpflanzen führen. Diese Modelle müssen daher überarbeitet werden“, sagt die Forscherin.

Originalarbeit der Forscher: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1719588115

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