Pflanzen: die Wurzeln des Lebens

Dieser Artikel stammt aus Les Indispensables de Sciences et Avenir, Ausgabe 208, Januar/März 2022.

Racine, wenn du uns hältst

„Die ersten Landpflanzen entwickelten kleine aufrechte und kriechende Stängel, die von den Pilzen besiedelt wurden. Zweifellos haben sich die kriechenden Blattachseln entwickelt, um mehr dieser Pilze aufzunehmen, bis sie später zu Rhizomen wurden.“ sagt Marc-Andre Silos, Mikrobiologe am National Museum of Natural History. Die ersten Wurzeln stammten von Farnen. Diese Innovation erfüllte zwei Funktionen: die Pflanze im Boden zu verankern und sie mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen. „Die Wurzeln sind mit Gefäßen versehen, die Wasser und Saft leiten und in der Lage sind, sie nach oben zu transportierenCedric Dentant, Botaniker im Ecrins National Park, erklärt. Es ist das Gefäßsystem, das es den Pflanzen ermöglichte, sich zu erheben und Bäume zu bilden. Eine außergewöhnliche Bühne zum Leben! „

Der Samen oder das Genie in einem

Farne, die vor 400 Millionen Jahren zu den ersten Landpflanzen gehörten, reproduzierten sich durch Verbreitung von Sporen. Indem es sich von den Blättern trennte, produzierte es diese Gameten. Die Befruchtung erforderte ein Wassermedium, die Gameten „schwimmen“ auf der Suche nach einer Form des anderen Geschlechts. Ein sehr willkürlicher Vorgang… „Diese Art der Fortpflanzung beschränkte primitive Pflanzen auf feuchte Umgebungen, Ländereien in der Nähe von Küsten und Wasserstraßen. sagt Cedric Dentant, Botaniker im Ecrins National Park. Und es braucht riesige Mengen an Sporen, um die Fortpflanzung zu gewährleisten! “ Alles änderte sich vor 300 Millionen Jahren durch eine Innovation: Der Samen, der einen Embryo enthält, ist ein bereits geformtes Individuum.

In der Lage, extremer Trockenheit und Kälte zu widerstehen, durch Wind, Wasser oder Tiere verbreitet zu werden – es kann an ihren Haaren oder Federn haften oder sogar intakt in Kot gefressen und abgelehnt werden – ermöglicht der Samen der Art, eine große Anzahl von Umgebungen zu besiedeln . Darüber hinaus enthält es Nährstoffreserven, die die Chancen des Embryos erhöhen, so dass er in einer feindlichen Umgebung keimen kann und seine Wurzeln tief genug wachsen, um das Wasser zu erreichen. Eine Erfindung, die das Antlitz der Erde veränderte.

Co-Evolution, vitale Gegenseitigkeit

Als Darwin 1862 einer Eidechse aus Madagaskar vorgestellt wurde, die ihren Nektar in einem 30-Zentimeter-Röhrchen sammelte, sagte ein Naturforscher die Existenz eines riesigen Schmetterlings voraus, der einen Rüssel im Inneren präsentieren musste, um sich von der süßen Flüssigkeit zu ernähren an die Pflanze angepasste Form. Diese Entdeckung vierzig Jahre später bestätigte seine Intuition und die Existenz der Koevolution, einer Reihe gegenseitiger Anpassungen zwischen Pflanzen und Tieren. Die bereits unbeweglichen Pflanzen mussten sich vermehren und unzählige Strategien entwickeln, darunter die „Ausbeutung“ von Insekten: Die Blume füttert das Tier mit Nektar, aber bei jedem Durchgang lagert und sammelt das Tier unwissentlich Pollen. Um ihn zu „verführen“, veröffentlicht sie ein Arsenal einzigartiger Farben, Formen und Düfte. Wenn das nicht reicht, zwingst du ihn sogar zur Zusammenarbeit! Zum Beispiel zieht der Spanische Ginster mit seinen Blütenblättern ein Insekt mit gelber Farbe an, und wenn er dann absteigt, öffnet sich die Blume plötzlich: Die Staubblätter entspannen sich dann und setzen eine Pollenwolke auf dem Körper des Sammlers frei. Der Mechanismus ist nicht immer dazu bestimmt, die Reproduktion zu verbessern. Die leidenschaftliche Liane hat zahlreiche Strategien entwickelt, um sich gegen Schmetterlinge zu verteidigen. Neueste Entwicklung: Sie bedecken sich mit gefälschten Schmetterlingseiern, um letzteren glauben zu machen, dass der Platz bereits besetzt ist!

ursprüngliche Symbiose

90 % der modernen Pflanzen leben in Symbiose mit Pilzen. Ein Bündnis, das viele Erdzeitalter durchlaufen hat: Fossilien haben bereits vor 400 Millionen Jahren gezeigt, dass Pflanzenwurzeln mit dem Myzel, diesen unterirdischen Hyphen, die den vegetativen Apparat der Pilze ausmachen, verbunden waren. Aus dem Wasser kommend, um die Erdoberfläche zu besiedeln – eine Umgebung, in der Nährstoffe fragmentiert sind: Gas und Licht in der Luft, Wasser und Mineralsalze in damals felsigen Böden – mussten sich Pflanzen anpassen: Sie hefteten sich an Pilze, deren Die fadenförmige Form ermöglichte es ihnen, sich selbst zu verankern und sich tief einzuschleichen, um Wasser einzufangen.

Die Wurzel wird mit dem Myzel gebildet, einem gemischten Nährstofforgan, der Mykorrhiza, die den Austausch von Nahrung zwischen den beiden Partnern ermöglicht – der Pilz, der die Pflanze mit Wasser und Mineralien aus dem Boden versorgt gegen den Zucker, den sie durch Photosynthese bildet. Darüber hinaus speichert erstere (Lipide) in den Wurzeln und schützt letztere durch die Produktion von Toxinen und Antibiotika.

Pilzsymbiose ist ein starker Motor der Evolution. Pilze ernähren sich besser, erhöhen ihre Fähigkeit, Gesteine ​​​​zu verändern. Allmählich vermischt sich mineralischer Schutt mit organischem Schutt von Pflanzen: So erscheint der erdige Boden, der die schnelle Entwicklung von Pflanzen, die Begrünung des Planeten, die Bildung von terrestrischen Ökosystemen ermöglicht … Kurz gesagt, ohne Pilze würden wir nicht existieren alles nur nein!

von Elian Patriarch