Von den höchsten lebenden Pflanzen der Erde, den Mammutbäumen Kaliforniens, bis zum größten tropischen Regenwald der Erde, den Amazonas, stattliche Wälder mögen zeitlos erscheinen. Aber wie jede Art oder jedes Ökosystem haben sie ein Geburtsdatum. Obwohl Pflanzen vor etwa 470 Millionen Jahren zum ersten Mal an Land kamen, tauchten Bäume und Wälder erst vor fast 390 Millionen Jahren auf.
Während dieses Zeitraums entwickelte das Pflanzenleben langsam genetische Vorläufer, die für die Produktion von Bäumen benötigt wurden, die dann andere Pflanzen übertrafen, sagte Chris Berry, ein Paläobotaniker an der Cardiff University im Vereinigten Königreich, gegenüber Live Science.
Im Jahr 2019 berichteten Berry und Kollegen in der Zeitschrift über den ältesten aufgezeichneten Wald Aktuelle Biologie (öffnet in neuem Tab). Dieser Wald, der in Kairo, New York, freigelegt wurde, enthüllte, dass Merkmale, die für Bäume und Wälder charakteristisch sind – nämlich Holz, Wurzeln und Blätter inmitten einer Population von Dutzenden von Pflanzen – „viel früher als bisher angenommen“ auftauchten: in der frühen Devon-Periode, 385 Millionen Jahren, sagten die Forscher in der Studie.
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Die Stätte in Kairo bewahrte versteinerte Wurzelsysteme uralter Bäume und lokalisierte, wo sie im Leben aufgetaucht wären, sagte Berry. „Wir sehen keine Fossilien der Bäume, aber wir sehen eine Karte, wo genau diese Bäume standen“, sagte er. „Was wir also lernen, ist die Ökologie des Waldes.“
Diese versteinerte „Karte“ weist Merkmale auf Archäopteriseine alte Pflanze, die laut a „große holzige Wurzeln und holzige Zweige mit Blättern“ hatte, wie moderne Bäume Bericht (öffnet in neuem Tab) von der Binghamton University in New York. Früher die frühesten bekannten Archäopteris Fund hatte die Ankunft der Pflanzen 20 Millionen Jahre später platziert, Wissenschaftliche Berichte (öffnet in neuem Tab).
Die Entwicklung dieser frühen Wälder hing von der Evolution von Vorläufern zur Definition von Baummerkmalen, sagte Berry. „Ich denke, der Auslöser ist evolutionär, die Entwicklung von Anatomien, die komplexere Verzweigungen ermöglichen“, sagte er. Solche Anatomien kamen, als Pflanzen „den genetischen Werkzeugkasten entwickelt hatten, um baumähnliche Strukturen bauen zu können“, sagte Berry. Frühe Verzweigungssysteme entwickelten sich beispielsweise kurz vor dem Devon, in der Silur-Zeit (vor 443,8 Millionen bis 419,2 Millionen Jahren), während die ersten Wurzeln laut Angaben im frühen Devon ankamen zwei (öffnet in neuem Tab) Berichte (öffnet in neuem Tab) aus dem Brooklyn Botanic Garden. Baummerkmale verliehen danach große Vorteile, insbesondere die Fähigkeit, sich über die Konkurrenz zu erheben, um Sonnenlicht aufzusaugen.
Einige Umweltveränderungen haben jedoch möglicherweise mindestens ein wichtiges Baummerkmal ermöglicht. Megaphylle, heute übliche Blätter, die sich durch verzweigte Adern auszeichnen, können viel größer werden als ihre Vorgänger und absorbieren so mehr Sonnenlicht. Sie tauchten erstmals vor etwa 390 Millionen Jahren auf, fingen aber klein an und verbreiteten sich laut einer Studie aus dem Jahr 2001 erst 30 Millionen Jahre später, am Ende des Devons Natur (öffnet in neuem Tab) und ein 2021 PBS „Eons“-Folge (öffnet in neuem Tab) mit der Studie.
Diese Verzögerung trat auf, weil hoch Kohlenstoff Kohlendioxid (CO2)-Werte gemacht Erde zu heiß für große Megaphyllblätter, fand die Studie. Sie würden einfach zu viel Sonnenlicht absorbieren und überhitzen. Die sinkenden CO2-Konzentrationen im Devon kamen den Megaphyllen jedoch doppelt zugute: Reduzierungen davon Treibhausgase kühlten den Planeten ab, während große Megaphylle in mehr Poren, sogenannte Stomata, passen konnten, um mehr schwindendes CO2 aufzunehmen. Solche Blätter könnten dann helfen, die Waldrevolution voranzutreiben.
Ursprünglich veröffentlicht auf Live Science.