Die ersten Pflanzen an Land

Die Geschichte

Ein Land ohne Grün

Versuche dir eine Landschaft mit Bergen, Ebenen, Flüssen und Wüsten vorzustellen, aber ohne einen einzigen Grashalm, einen Strauch oder einen Baum. Nacktes Gestein, Schlamm, Sand. So waren die Kontinente fast die ganze Erdgeschichte lang. Das Leben lebte in den Meeren, in den Seen und vielleicht in dünnen Mikrobenschichten an den Ufern. Dann, vor etwa 475 Millionen Jahren, begann sich etwas zu ändern: Die ersten Pflanzen kamen aus dem Wasser.

Die Spuren: mikroskopische Sporen

Die ältesten Beweise für diese Pflanzen sind keine Blätter und keine Stämme, sondern mikroskopisch kleine Körnchen, die Sporen. Sporen sind winzige Zellen, die Pflanzen ohne Samen zur Fortpflanzung benutzen, wie es heute Moose und Farne tun. Sie haben eine sehr widerstandsfähige Außenwand, die sich in Gesteinen hunderte Millionen Jahre erhält. Die ältesten Sporen, die allgemein als von Landpflanzen stammend anerkannt sind, sind etwa 470 bis 475 Millionen Jahre alt und stammen aus Gesteinen des Ordoviziums, vor allem aus dem Nahen Osten und aus Argentinien. Sie haben eine regelmäßige Form und liegen in Gruppen zu zwei oder vier.

Im Jahr 2003 fand eine Gruppe von Paläobotanikern in ordovizischen Gesteinen des Oman nicht nur verstreute Sporen, sondern auch winzige Pflanzenbruchstücke mit den Sporen noch darin. Für die Forschenden ist das der Beweis, dass diese Sporen wirklich von Landpflanzen erzeugt wurden, vielleicht ähnlich den Lebermoosen, kleinen grünen Pflanzen ohne Wurzeln, die heute auf feuchten Steinen wachsen. Welche Pflanzen genau es waren und wie sie aufgebaut waren, bleibt zum großen Teil ein Rätsel: Von ihnen wurde kein ganzes Fossil gefunden.

Woher sie kommen

Die Wissenschaftler sind fast sicher, dass die Landpflanzen von Süßwasser-Grünalgen abstammen, Verwandten derer, die noch heute in Teichen wachsen. Beim Untersuchen der DNA haben sie entdeckt, dass die nächsten lebenden Verwandten der Pflanzen einige Gruppen von Grünalgen sind, wie die Zygnematophyceae. Um aus dem Wasser zu kommen, mussten diese Algen neue Probleme bewältigen: an der Luft nicht austrocknen, das starke Sonnenlicht ohne den Filter des Wassers ertragen, ohne den Auftrieb des Wassers aufrecht stehen und die Mineralsalze im Boden finden.

Die ersten Landpflanzen lösten diese Probleme Schritt für Schritt. Sie entwickelten eine wasserdichte Haut, die Kutikula, um kein Wasser zu verlieren. Sie erfanden Poren, die Spaltöffnungen, um Gase mit der Luft auszutauschen. Und sie schlossen ein Bündnis mit den Pilzen: Ihre primitiven Wurzeln oder einfachen Fäden verbanden sich mit Bodenpilzen, die ihnen Wasser und Mineralsalze brachten, im Austausch gegen Zucker. Diese Zusammenarbeit gibt es noch heute, und sie betrifft den größten Teil der Pflanzen.

Die ersten ganzen Pflanzen

Die Fossilien ganzer Pflanzen, mit Stängeln und Kapseln, die die Sporen enthielten, erscheinen später. Cooksonia, in Irland, Wales und an anderen Orten gefunden, lebte im Silur, vor etwa 430 Millionen Jahren. Sie war nur wenige Zentimeter hoch und bestand aus dünnen Stängeln, die sich in zwei teilten, jeder mit einer kleinen Kapsel an der Spitze. Sie hatte weder Blätter noch echte Wurzeln.

Eine außergewöhnliche Fundstelle ist die von Rhynie in Schottland, 1912 vom Geologen William Mackie entdeckt. Es ist ein kieseliges Gestein, Hornstein genannt, von etwa 407 Millionen Jahren, entstanden aus heißen Quellen, die kleine Ökosysteme begruben: Die Stängel von Pflanzen, Pilze, Algen und Insekten sind bis ins Detail erhalten, bis zu den Zellen. Es hat zum ersten Mal gezeigt, wie ein Ökosystem an Land am Anfang aussah.

Dann machten die Pflanzen in wenigen Dutzend Millionen Jahren große Fortschritte. Im Devon erschienen die mit Lignin verstärkten Gewebe, einem Stoff, der Holz steif macht, die Gefäße, die Wasser transportieren, die ersten echten Blätter und tiefe Wurzeln. Vor etwa 385 Millionen Jahren bildeten sich an Orten wie Gilboa im Bundesstaat New York die ersten Wälder, mit mehrere Meter hohen Bäumen wie Wattieza, ähnlich einem Baumfarn; kurz darauf erschien in nahen Gegenden wie Cairo Archaeopteris, das Blätter wie ein Farn, aber einen Stamm aus echtem Holz hatte.