1 
Каким был путь первых жителей суши и как они выживали?
История растительного мира берет свое начало в воде, где более 1 миллиарда лет назад появились простейшие организмы, подобные современным водорослям. Эти крошечные зеленые формы жизни, которые и сегодня можно увидеть в виде слизи на камнях или морской капусты на пляжах, обладали уникальной способностью к фотосинтезу, пишет 24 Канал.
Смотрите также Что такое метеорный дождь и как он возникает: простое объяснение сложного вопроса
Используя солнечный свет, воду и углекислый газ, они производили сахара, а как побочный продукт выделяли кислород. В те далекие времена атмосфера Земли была почти лишена этого газа, и именно многовековая деятельность водорослей и бактерий привела к событию, которое ученые называют Большим кислородным взрывом. Это коренным образом изменило состав воздуха и открыло путь для появления сложных форм жизни, включая животных и людей.
Первые шаги жизни на твердом грунте
Около 500 миллионов лет назад планета выглядела совсем иначе: суша оставалась безжизненной, хотя в океанах уже процветали кораллы, беспозвоночные и древние рыбы. Первые растения начали осваивать землю в ордовикский период, примерно 485 – 444 миллиона лет назад. Свидетельством этого являются окаменелые споры возрастом 470 миллионов лет, которые очень похожи на споры современных печеночников.
Итак, примерно 470 миллионов лет назад первые настоящие растения начали отделяться от своих предков – зеленых водорослей. Их переселение на сушу происходило постепенно в зоне мелководья у берегов. Поскольку условия в таких местах постоянно менялись – растения то оказывались под водой, то под палящим солнцем, – они были вынуждены адаптироваться к воздушной среде.
Этот переход был чрезвычайно сложной задачей. В отличие от водной среды, которая поддерживает тело и обеспечивает легкий доступ к питательным веществам, суша требовала новых эволюционных решений.
Первые растения происходили от водорослей / Фото Freepik
Чтобы не погибнуть от высыхания, растения выработали специальный восковой слой, известный как кутикула, что удерживал влагу внутри. Для борьбы с гравитацией они развили прочные клеточные стенки, которые позволяли им стоять вертикально, а вместо корней, которые появятся позже, у них развились ризоиды – простые нитевидные структуры для закрепления в почве и поглощения минералов.
Первые колонисты суши, такие как Куксония, были совсем крошечными, высотой всего лишь 2 – 3 сантиметра. Они напоминали современные мхи, растущие во влажных лесах. Несмотря на свой малый размер, они начали разрушать скалы своими корешками, превращая их в плодородную почву. Этот процесс, называемый выветриванием, создал основу для развития более сложных экосистем.
Куксония / Изображение Matteo De Stefano/MUSE
Куксония / Фото Ghedoghedo
Как появились деревья и первые леса
Со временем растения начали расти вверх, чтобы эффективнее распространять споры на большие расстояния. В течение силурийского периода (444 – 419 миллионов лет назад) они становились выше и анатомически сложнее. Когда высота достигла нескольких десятков сантиметров, возникла потребность в эффективной транспортировке воды от земли до верхушек.
Так появилась ксилема – система сосудов, которую мы сегодня знаем в ее сложной форме как древесину. Кроме того, на стеблях возникли устьица – микроскопические поры, которые позволяли поглощать углекислый газ для фотосинтеза, но при этом предотвращали чрезмерное испарение воды.
Одним из важнейших достижений стало ветвление: способность создавать новые побеги позволила растениям охватывать большие площади и производить больше спор.
Настоящий эволюционный взрыв произошёл в девонском периоде (419 – 359 миллионов лет назад). В его начале растения оставались простыми, но к концу периода планету уже покрывали древовидные формы. Появились первые корневые системы, которые не только питали растение, но и крепко держали его в земле. В это время планету также покрыли огромные леса из гигантских папоротников, высота которых достигала более 30 метров. Остатки этих древних лесов под давлением времени превратились в уголь, который человечество использует как энергию и сегодня.
Первые древовидные растения, такие как Eospermatopteris, достигали более 7,5 метра в высоту и имели основу ствола почти 1 метр в ширину. Однако настоящим прорывом стал Archaeopteris – дерево с древесиной и большим папоротникообразным листьями, что вырастало до 30 метров в высоту. Эти великаны создали первые леса с тенью, но их деятельность имела и неожиданные последствия: массовое выветривание почв и попадание органики в океан привели к вымиранию половины морских обитателей того времени.
Смотрите также Космическая лотерея: грозит ли нам судьба динозавров из-за падения астероида на Землю
Почему каменный уголь называют наследием древних болот
Каменноугольный период (359 – 299 миллионов лет назад) стал эпохой тропических болот и невероятного разнообразия экосистем. В это время появились сложные пищевые цепи с участием наземных травоядных и хищников. Огромные плауны, например Lepidodendron, доминировали в ландшафте, хотя по прочности они уступали современным деревьям.
Вместе с ними росли гигантские древовидные папоротники и хвощи высотой с многоэтажный дом. Из-за высокой влажности и специфических условий того времени огромное количество растительных остатков не разлагалось, а накапливалось и сжималось под землей. Углекислый газ, который эти растения поглощали миллионы лет назад, превратился в залежи угля.
Сжигая ископаемое топливо сегодня, человечество высвобождает энергию и углерод, которые были накоплены растениями более 300 миллионов лет назад.
Как семена помогли растениям пережить глобальные катастрофы
Размножение спорами требовало постоянной влаги, что ограничивало расселение растений. Поэтому следующим важным этапом стало возникновение семян около 380 миллионов лет назад, в девонском периоде. Это позволило растениям размножаться без прямой зависимости от воды и переживать неблагоприятные условия, такие как засуха или холода, осваивая засушливые участки
Когда в конце каменноугольного периода климат стал суше, семенные растения получили значительное преимущество. В пермском периоде распространились деревья Glossopteris с языкообразными листьями, окаменелости которых позже помогли ученым доказать теорию движения континентов.
В конце пермского периода жизнь столкнулась с самым масштабным вымиранием в истории Земли – Великим вымиранием. Из-за массовой вулканической активности уровень углекислого газа резко вырос, что повлекло глобальное потепление и коллапс экосистем. Около 80 процентов морских видов и 70 процентов наземных позвоночных исчезли. Хотя флора также пострадала, растения оказались более устойчивыми.
В мезозойскую эру, эпоху динозавров, господствующей группой стали голосеменные, в частности хвойные, чья стратегия роста помогла им выжить рядом с огромными травоядными ящерами.
До наших дней дошел и уникальный живой памятник той эпохи – гинкго двулопастное, единственный представитель своего рода, переживший миллионы лет эволюции.
Листья дерева гинкго / Фото Tao Yuan
На арену выходят цветы
Наконец, примерно 140 миллионов лет назад появились цветочные растения, или покрытосеменные. Они привлекли животных, насекомых и птиц для распространения пыльцы, а плоды помогли защищать и транспортировать семена на большие расстояния.
Сегодня именно эти растения составляют основу всего, что мы видим вокруг: от овощей и фруктов до величественных лесных массивов, которые делают Землю пригодной для жизни.