Cum plantele au ajutat Pămîntului să devină unic

Plantele au ajutat la formarea planetei noastre. Un nou studiu arată că prima viaţă, apărută pe uscat, nu numai că a schimbat ciclul substanţelor nutritive, ci, de asemenea, a contribuit la una din extincţiile în masă pe Pămînt. Cu evoluţia plantelor s-au format şi rîuri, creînd mai multe locuri de habitat pentru floră şi mai tîrziu pentru faună.

Aceasta este o dovadă în plus că Pămîntul s-a format nu numai datorită proceselor fizice, scriu redactorii revistei "Nature Geosciences". Studiul explică de ce Pămîntul este unic în univers: deoarece acesta a evoluat în acelaşi timp cu viaţa.

"Fără influenţa vieţii, Pămîntul nu ar fi o planetă cum este astăzi, - notează cercetătorii. - Chiar dacă există un număr de planete pe care ar putea evalua procesele necesare pentru viaţă în înţelegerea noastră, cum ar fi activitatea tectonică, apa în formă de lichid şi ciclurile chimice, este puţin probabil că ele vor fi aceleaşi ca şi pe Pămînt".

Prima extincţie în masă

Fosile sporilor microscopici, care indică cele mai simple plante, probabil, asemănătoare cu muşchii moderni şi Marchantiophyta Hepytophyta, au apărut pentru prima dată pe uscat aproximativ 470 de milioane de ani în urmă. Acest lucru s-a întîmplat relativ recent în comparaţie cu alte evenimente formînd planeta, asociate cu mici micro-organisme avînd o capacitate a plantelor pentru fotosinteză, adică folosirea luminii soarelui pentru a produce zahăr. Se consideră că aproximativ 2 miliarde de ani înainte cianobacterii numite, de asemenea, algele albastre-verzi, au început să umple atmosfera cu oxigen ca produs secundar de fotosinteză.

În acelaşi timp, poate un pic înainte, planeta s-a răcit, s-au răspîndit gheţarii şi nivelul mării a căzut. Rezultatul a fost dispariţia în masa a sfîrşitului perioadei Ordoviciene, care a devastat oceanele, de care a fost ataşată viaţa în acel timp.

Înainte de dispariţie nivelul de dioxid de carbon - un gaz cu efect de seră important în atmosferă - a depăşit de multe ori nivelul contemporan. Dar ceva a făcut să scadă în mod semnificativ volumul de dioxid de carbon şi temperatură. Potrivit oamenilor de ştiinţă, acest lucru a fost făcut de plantele timpurii.

Plantele intensifică procesul asociat de eroziunea siliciului, care absorb dioxidul de carbon din atmosferă şi, în cele din urmă, îl ascund în partea de jos a oceanului. Iată cum funcţionează mecanismul: dioxidul de carbon în atmosferă formează acid carbonic. Acesta cade în formă de ploi acide, reacţionează cu rocile care conţin siliciu, creînd sare de carbonat, şi, în cele din urmă, se spală în ocean, unde formează calcare.

"Deci se pare că el se aseamănă cu o pompă care pompează dioxid de carbon la fundul oceanului, - explică L. Dolan, un cercetător şi profesor de botanică de la Universitatea Oxford. - În partea de jos a oceanului, unde el se izolează".

Pe stînga, puteţi vedea muşchi moderni Physcomitrella patens, folosiţi de oamenii de ştiinţă pentru a înţelege, cum plantele simple au putut provoca schimbări semnificative în climă care au cauzat dispariţia Ordoviciană circa 450 de milioane de ani în urmă.

Pentru a obţine substanţele nutritive, plantele secretează acizi care dizolvă pietre, eliberînd minerale necesare. Mai tîrziu, cu dezvoltarea rădăcinilor, plantele au început să zdrobească fizic pietrele.

Teoria, numită "ipoteza plantelor din perioada Devoniană", sugerează că fauna mai complexă, numită plantele vasculare care au apărut mult mai tîrziu, a contribuit la dispariţia în masă a perioadei Devoniene cu ajutorul aceluiaşi mecanism de răcire.
L.Dolan şi colegii au presupus că flora anterioară a avut un efect similar. Ei au testat modul în care muşchii moderni Physcomitrella patens afectează selectarea elementelor din două tipuri de roci: granit şi andezit mai moale. Ei au descoperit că muşchii intensifică eroziunea în comparaţie cu plantele vasculare

Folosind modelul de climă, ei au demonstrat că, dacă plantele, cum ar fi muşchii, în intervalul de la 475 pînă la 460 de milioane de ani în urmă, ar acoperi 15 la sută din teritoriul înverzit actual, nivelul de dioxid de carbon din atmosferă ar putea fi redus suficient pentru o răcire globală şi o răspîndire a gheţarilor.

Potrivit lui L.Dolan, plantele terestre au putut influenţa dispariţia din acele timpuri prin umplerea oceanelor cu fosfor, pe care ele îl eliberează din pietre. Aceste cantităţi suplimentare de fosfor au cauzat lipsa de oxigen în apă, aşa cum se întîmplă în zonele moarte de astăzi, cum ar fi Golful Mexic.

Astfel, oamenii de ştiinţă remarcă că evoluţia primelor plante terestre ar putea afecta în mod indirect distrugerea multor reprezentanţi ai florei oceanice.

Rîurile, aşa cum le cunoaştem

Se pare că plantele au influenţat şi formarea aspectului exterior al planetei noastre. În perioada Cambriană cu 500 de milioane de ani în urmă, rîurile au fost largi şi superficiale. Conturul coastei lor a fost neclar în secţiunile geologice. Unii oameni de ştiinţă cred că raportul între lăţime şi adîncime a fost 1000 la 1.

Evoluţia plantelor terestre, precum şi noroiul, au dat în cele din urmă rîurilor moderne, cel puţin celor care au rămas în formă naturală, canalele înguste şi şerpuite, insule, luncile de noroi şi o faună bogată. Cu toate acestea, multe din rîurile de astăzi, ca urmare a modificărilor făcute de om, nu au curgere naturală.

În plus, plantele au dus la schimbări în rîuri şi zone adiacente, păstrînd coastele, creînd desişuri de pădure sau promovînd formarea solului: ele, de asemenea, au deschis noi oportunităţi pentru ele înseşi şi pentru animale, cum ar fi peştii.

Este evident, că primele plante cele mai simple au apărut pe Pămînt aproximativ 470 de milioane de ani în urmă. Noroiul, fiind liantul mai eficient în comparaţie cu nisipul, a apărut cam la acelaşi timp, poate un pic mai devreme. Acest lucru a redat malurilor rîului mai multă tărie, permiţînd canalelor se devină mai adînci şi, în cele din urmă, mai sinuoase. Potrivit oamenilor de ştiinţă, noroiul a început acest proces, iar plantele au permis continuarea lui.

Plantele contribuind la formarea noroiului, zdrobind pietre şi acizi, iar mai tîrziu cu ajutorul rădăcinilor, au cimentat malurile rîurilor. Primele rîuri sinuoase au apărut aproximativ 416 de milioane de ani în urmă. Cu schimbarea lor s-au creat noi oportunităţi pentru plantele propriu-zise, animale, în special insecte şi peşti.

Aproximativ 320 de milioane de ani au apărut intercalări ale canalelor înguste cu băncile puternice. Potrivit oamenilor de ştiinţă,drept motiv pentru acest lucru au fost copacii conifere. Ei au un sistem de rădăcină extins şi sunt găsiţi în fosile, datînd din aceiaşi perioadă de timp.

Desişurile de pădure, care au apărut cu mult mai devreme decît coniferele, au avut, de asemenea, un impact mare. Rîuri moderne, cu buşteni şi noduri cioturoase curg deja mai lent, iar malurile lor sunt mai solide.

(Colonişti europeni, încercînd să facă rîuri navigabile, au eliminat buştenii şi tufişuri, obţinînd un efect opus). Vegetaţia acvatică, de asemenea, este un habitat important pentru peştii de apă dulce.

Mai mult de 300 de milioane de ani în urmă, cu răspîndirea pădurilor, au început să apară insule, ale căror maluri au rămas puternice datorită rădăcinilor copacilor. Cu toate acestea, după cum explica cercetătorii, este dificil de a trage concluzii ferme, deoarece materia organică este adesea slab păstrată în secţiunea geologică. Chiar şi copacii şi buştenii mari se descompun rapid.