اولین گیاه روی زمین چه بود و چگونه سیاره ما را متحول کرد؟

عصر ایران - خیلی قبل از اینکه دایناسورها روی زمین پرسه بزنند، کره زمین بسیار متفاوت از سیاره‌ای بود که امروز می‌شناسیم. حدود 500 میلیون سال پیش، بیشتر سطح زمین صخره‌های برهنه و خاک خشک بود. نه درختی وجود داشت، نه علفی و نه گلی. زندگی تقریباً به طور کامل در اقیانوس‌ها وجود داشت.

سپس اتفاق شگفت‌انگیزی رخ داد: گیاهان شروع به رشد روی خشکی کردند.

این لحظه یکی از مهم‌ترین رویدادهای تاریخ زمین بود، چون سیاره را برای همیشه تغییر داد. به عنوان یک دانشمند علوم زمین، من به تغییرات در تنوع گیاهان و جانوران در طول زمان علاقه‌مندم.

نیاکان گیاهان در آب زندگی می‌کردند

داستان گیاهان از آب شروع می‌شود. اولین موجودات گیاه‌مانند، شکل‌های زندگی سبز ساده و کوچکی مانند جلبک بودند. امروزه هم می‌توانید جلبک‌ها را به صورت جلبک‌های دریایی در کنار سواحل یا به شکل لایه سبز لزج روی سنگ‌های حاشیه برکه‌ها ببینید.

جلبک‌ها بیش از یک میلیارد سال است که در اقیانوس‌ها و دریاچه‌های زمین زندگی می‌کنند. آن‌ها می‌توانند غذای خود را با استفاده از نور خورشید، آب و دی‌اکسید کربن بسازند و قندها تولید کنند. این فرآیند فتوسنتز نامیده می‌شود و اکسیژن - گازی که برای تنفس نیاز داریم - را به عنوان محصول جانبی آزاد می‌کند.

در ابتدا، جو زمین اکسیژن بسیار کمی داشت. طی میلیون‌ها سال، موجودات فتوسنتزکننده مانند جلبک‌ها و برخی باکتری‌ها به آرامی اکسیژن را به هوا آزاد کردند. این تغییر، که گاهی رویداد اکسیژن‌سازی بزرگ نامیده می‌شود، امکان تکامل زندگی بزرگ‌تر و پیچیده‌تر را فراهم کرد. بدون موجودات تولیدکننده اکسیژن، جانوران، از جمله انسان‌ها، هرگز نمی‌توانستند وجود داشته باشند.

دانشمندان معتقدند اولین گیاهان واقعی حدود 470 میلیون سال پیش از جلبک‌های سبز تکامل یافتند. این گیاهان اولیه در آب‌های کم‌عمق نزدیک سواحل زندگی می‌کردند، جایی که شرایط اغلب تغییر می‌کرد. گاهی زیر آب بودند و گاهی در معرض هوا قرار می‌گرفتند. این زیستگاه به آن‌ها کمک کرد تا به آرامی با زندگی روی خشکی سازگار شوند.

جا باز کردن روی خشکی

انتقال به خشکی آسان نبود. گیاهان آبی توسط آب حمایت می‌شوند و می‌توانند به راحتی مواد مغذی را جذب کنند، اما گیاهان خشکی با چالش‌های جدیدی روبرو شدند. چگونه از خشک شدن جلوگیری کنند؟ چطور می‌توانستند بدون شناوری به صورت عمودی بایستند؟ چگونه آب و مواد مغذی را از زمین خشک دریافت کنند؟

برای بقا، گیاهان اولیه ویژگی‌های مهم جدیدی را تکامل دادند. یکی از سازگاری‌های کلیدی، پوشش مومی به نام کوتیکول بود که به حفظ آب در داخل گیاه کمک می‌کرد. گیاهان همچنین دیواره‌های سلولی قوی‌تری ایجاد کردند که به آن‌ها اجازه می‌داد در برابر جاذبه به صورت عمودی بایستند. ساختارهای ساده ریشه‌مانند به نام ریزوئید، به لنگر انداختن گیاهان به زمین و جذب آب و مواد معدنی از خاک کمک کردند.

اولین گیاهان خشکی بسیار کوچک و ساده بودند. آن‌ها شبیه خزه‌ها، کبدی‌ها و شاخک‌های مدرن بودند که هنوز هم امروزه در مکان‌های مرطوب مانند کف جنگل‌ها و لبه نهرها رشد می‌کنند. این گیاهان ریشه یا ساقه واقعی نداشتند و نزدیک به زمین می‌ماندند. فسیل‌های گیاهان اولیه خشکی، مانند کوکسونیا، به حدود 430 میلیون سال پیش بازمی‌گردند و ساقه‌های شاخه‌دار کوچکی را نشان می‌دهند که تنها یک یا دو اینچ ارتفاع داشتند.

اگرچه این گیاهان کوچک بودند، اما تأثیر عظیمی بر زمین داشتند. همان‌طور که گیاهان در سراسر خشکی گسترش یافتند، ریشه‌های آن‌ها به شکستن سنگ‌ها و تبدیل آن‌ها به خاک کمک کردند، فرآیندی که هوازدگی نامیده می‌شود. این امر خاک غنی‌تری ایجاد کرد که می‌توانست از زندگی بیشتری حمایت کند.

گیاهان همچنین اکسیژن بیشتری را به جو آزاد کردند، کیفیت هوا را بهبود بخشیدند و به جانوران در تنفس کمک کردند. گیاهان زیستگاه‌ها و منابع غذایی جدیدی ایجاد کردند که به حشرات و سایر جانوران اجازه داد از آب به خشکی نقل مکان کنند.

افزایش پیچیدگی در طول میلیون‌ها سال

پس از اینکه گیاهان روی خشکی جا افتادند، تکامل ادامه یافت. حدود 420 میلیون سال پیش، گیاهان بافت آوندی تکامل دادند: لوله‌های ریزی که آب و مواد مغذی را در سراسر گیاه منتقل می‌کنند. این سازگاری به گیاهان اجازه داد بلندتر و قوی‌تر رشد کنند، چون آب می‌توانست از ریشه‌ها به سمت بالا به برگ‌ها منتقل شود. این گیاهان آوندی شامل خویشاوندان اولیه سرخس‌ها و خزه‌های چوبی بودند.

با بافت آوندی، زندگی گیاهی واقعاً شروع به شکوفایی کرد. تا حدود 360 میلیون سال پیش، جنگل‌های وسیعی بیشتر زمین را پوشاندند. سرخس‌های غول‌پیکر و گیاهان درخت‌مانند، برخی بیش از 30 متر ارتفاع، بر چشم‌انداز تسلط داشتند. با گذشت زمان، مواد گیاهی مرده از این جنگل‌ها دفن و فشرده شدند و در نهایت زغال‌سنگ را تشکیل دادند که مردم هنوز هم امروزه از آن به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند.

گام مهم دیگر در تکامل گیاهان، ایجاد دانه‌ها بود که حدود 380 میلیون سال پیش در سرخس‌های دانه‌دار یافت شد. سایر گیاهان دانه‌دار، مانند مخروطیان اولیه - گروهی که شامل درختان کاج مدرن می‌شود - می‌توانستند بدون نیاز به آب برای بارورسازی تولیدمثل کنند. دانه‌ها از جنین‌های گیاهی محافظت می‌کردند و به گیاهان اجازه می‌دادند در شرایط سخت مانند خشکسالی یا سرما زنده بمانند.

آخرین تکامل بزرگ گیاهی حدود 140 میلیون سال پیش رخ داد، زمانی که گیاهان گلدار، که دانشمندان آن‌ها را نهان‌دانگان می‌نامند، ظاهر شدند. گل‌ها به گیاهان کمک کردند تا جانورانی مانند حشرات و پرندگان را جذب کنند که گرده و دانه‌ها را پخش می‌کردند. میوه‌ها برای محافظت از دانه‌ها و کمک به جابه‌جایی آن‌ها ایجاد شدند. امروزه، گیاهان گلدار بیشتر گیاهانی را که می‌بینیم، از جمله درختان، علف‌ها، میوه‌ها و سبزیجات، تشکیل می‌دهند.

اولین گیاهان فقط زنده نماندند؛ بلکه زمین را متحول کردند. آن‌ها جو را تغییر دادند، خاک ساختند و اکوسیستم‌هایی ایجاد کردند که به جانوران اجازه داد روی خشکی رشد کنند. به لطف تکامل گیاهان، زمین به سیاره‌ای سبز و زنده پر از تنوع حیات تبدیل شد.

منبع: popsci

ورود پادشاه انگلیس به آمریکا؛ مأموریت چارلز برای احیای روابط

بیشتر بخوانید:

اگر آب‌ها و خشکی‌ها جابجا شوند چه اتفاقی می‌افتد؟

تماشاخانه

نبرد کرنال ؛ حیله نادرشاه با شترهای آتشین / هیولاهایی با آتش هولناک

نبرد پلوزیوم ؛ وقتی‌ گربه‌های ایرانی ارتش مصر را به زانو درآوردند

فیلم های دیگر