 Hoe
de planten het land veroverden I (II)
Fossielen vertellen het verhaal
Dit artikel is verschenen in 'Teylers Magazijn' nr. 63 (zomer 1999)
van het Teylers Museum te Haarlem.
Zo'n slordige vierhonderdvijftig miljoen jaar geleden, aan het
einde van het Ordovicium en in het begin van het Siluur, was het land 'woest
en ledig'. Kale, nauwelijks verweerde rotsbodems, lege zand-, grind- en
kleivlakten, geen begroeiing. Misschien hier en daar wat korstmos. En op
natte plakken wat algen, waartussen een paar spinachtige diertjes
rondscharrelden. Bij de monding van rivieren, waar het water het land geregeld
overstroomde, zag het waarschijnlijk groen van de algen. Op zulke plekken
heeft men b.v. in Australië de sporen van grote zeeschorpioenen gevonden,
die tijdelijk het land opgingen. Verder was er niet veel te beleven op het
land. Het leven speelde zich bijna helemaal in het water af.
De oudste aanwijzingen voor het bestaan van echte landplanten zijn gevonden
in boorkernen in Oman. Daarin zijn viertallen aan elkaar vastzittende sporen
(tetraden) gevonden die in een omhullend vliesje zitten. Dat vliesje is
waarschijnlijk de binnenwand van een sporangium. Onderzoek van de sporenwand
wijst op verwantschap met de levermossen. De ouderdom van de laag is ongeveer
470 miljoen jaar, dat wil zeggen Midden-Ordovicium.
Cooksonia
(Klik
hier voor een uitgebreide
beschrijving van Cooksonia)
De eerste met het blote oog zichtbare fossielen van
landplanten zijn gevonden in het
Midden-Siluur van Ierland.
Ze zijn zo'n 425 miljoen jaar oud. Het zijn kleine vertakkinkjes van een
paar centimeter lang. Pas in het allerlaatste deel van het Siluur (410 miljoen
jaar geleden)
worde n de fossielen van landplanten
algemener en ook completer. De bekendste plant uit die tijd heet
Cooksonia, zo genoemd naar Isabel Cookson, die zich intensief met
het verzamelen en beschrijven van plantenfossielen heeft beziggehouden.
Het plantje was enkele centimeters hoog en zag er heel simpel uit: een stengeltje
dat zich enkele malen vorkvormig vertakte met bovenaan kleine bolletjes,
waarin sporen gevormd werden. Sporangia dus. Geen blaadjes, geen bloemen,
geen zaden. Die bestonden nog niet. En wortels heeft men van deze plant ook
nooit gevonden. Waarschijnlijk werd de functie van de wortels waargenomen
door horizontaal groeiende stengels, die hier en daar met wortelhaartjes
aan de grond vastzaten. Maar zeker is dat niet want er zijn geen fossielen
gevonden die dat aantonen.
Gedurende vele miljoenen jaren was het voornamelijk dit soort plantjes dat
op vochtige plekken op het land groeide.
De evolutie van algen naar landplanten is een lange
weg geweest.
Er moest aan vele voorwaarden worden voldaan, voordat de planten het op het
land konden volhouden. Zo dreigt op land natuurlijk voortdurend uitdroging.
De remedie die zich daartegen ontwikkeld heeft, is een wasachtig laagje op
de buitenkant van de plant: de cuticula. Algen hebben in het algemeen geen
cuticula, bijna alle landplanten hebben er wel een.
Maar een landplant moet ook kunnen ademhalen en hij moet koolzuurgas uit
de lucht kunnen opnemen om er zijn bouwstoffen van te maken. De afsluiting
door de cuticula mag dus niet absoluut zijn. Daarvoor hebben zich huidmondjes
ontwikkeld, die naar behoefte geopend en gesloten kunnen worden.
 Een ander probleem van landplanten is dat
ze de opwaartse kracht van het water moeten ontberen. Om rechtop te kunnen
staan, is steunweefsel nodig. Ook al bij Cooksonia is vastgesteld
er houtvaten in de stengel zaten. Dat zijn vaten met ringvormige of
spiraalvormige verdikkingen op de wanden, die voor stevigheid zorgen. Door
deze vaten gaat het watertransport van de bodem naar de plantencellen.
Een belangrijke aanpassing aan het landleven is verder het zeer taaie laagje
dat zich om de sporen heeft ontwikkeld. Daardoor werden de sporen zeer goed
beschermd tegen uitdroging, schimmels, e.d. In feite werden ze bijna onkwetsbaar,
want ze zijn heel vaak gefossiliseerd.
Cooksonia-soorten worden op verschillende plaatsen
op aarde gevonden, o.a. in Wales, Schotland, Engeland, Tsjechië en Canada.
Het vinden van een tamelijk complete plant is een zeldzaamheid. Ik was dan
ook heel blij met tweemaal vertakte plantje met drie sporangia van de foto.
Cooksonia is ergens in het Vroeg-Devoon uitgestorven.
Baragwanathia
Een plant, die Cooksonia in ouderdom naar de kroon steekt, is
Baragwanathia
longifolia. De ouderdom van deze wolfsklauwachtige heeft tot veel
discussie geleid, maar nu wordt aangenomen dat het oudste materiaal uit het
Vroeg-Ludlow (vanaf 420 miljoen jaar) is. De zich regelmatig vertakkende
stengels zijn 10 tot 20 cm lang en zijn bedekt met lange en smalle, naaldvormige
blaadjes. Soms zijn de sporangia aanwezig en stengeldoorsnedes tonen vaatbundels
zoals bij andere hogere planten. De plant is opmerkelijk hoog ontwikkeld
gezien zijn ouderdom. Baragwanathia longifolia is uitsluitend
bekend uit Australië.
Raadselachtige planten
Ten tijde van de eerste
Cooksonia's heeft zich nog een heel andere groep planten ontwikkeld,
die geprobeerd heeft het land te koloniseren. Het zijn planten die de
wetenschappers nog steeds voor raadsels plaatsen. Het onderzoek naar de ware
aard en leefwijze van deze raadselachtige planten is nog volop gaande. We
zullen er drie noemen (er zijn er meer): Nematothallus,
Parka en Pachytheca.
Nematothallus-fossielen
zien er uit als zwarte plakkaatjes van 0,5 tot 6 cm doorsnede. Ze hebben
een onregelmatige vorm en soms zit er nog een dikke cuticula op.Van zo'n
cuticula is een microscopisch preparaat te maken en dan blijkt die cuticula
in een aantal gevallen een celstructuur te hebben. Omdat deze niet op de
bekende manier door celdeling kan zijn ontstaan, spreekt men van een
pseudo-celstructuur. Onder de cuticula bevindt zich een matje van zeer dunne
draden of buisjes. De doorsnede van die buisjes varieert van 3µm tot
40µm (1µm = 1 duizendste millimeter). Ook heeft men wel sporen
in de matjes aangetroffen. Nematothallus bestond dus waarschijnlijk
uit een thallus van fijne draadjes (Gr. nemato = draad) dat bedekt werd door
een dikke cuticula met soms een pseudo-celstructuur. Zulke planten bestaan
nu niet meer, hoewel er korstmossen zijn die er in een aantal opzichten veel
op lijken.
Nematothallus-fossielen worden gevonden in afzettingen van het
Midden-Siluur tot en met het Vroeg-Devoon. In Groot-Brittannië worden
ze op verschillende plaatsen aangetroffen.
Een tweede raadselplant is
Parka. Dit is een cirkelvormig tot onregelmatig
plakkaatje dat helemaal bedekt is met ongeveer 2 mm grote platte schijfjes.
Dit zijn sporangia, die per stuk ongeveer 35000 sporen bevatten. De doorsnede
van de plant varieert van 0,5 tot 7 cm. Als de sporangia verdwenen zijn van
de fossielen, wat vaak het geval is, blijft een soort netstructuur over.
Lange tijd is de Parka aangezien voor een verzameling eieren van een
of ander dier. Vooral in de omgeving van Forfar ten noorden van Dundee in
Schotland komt de Parka veel voor.
(klik hier voor een uitgebreide
beschrijving met foto's van Parka)
 De
derde nog onbegrepen plant is Pachytheca.
Dit fossiel ziet er uit als een glanzend bolletje met een afmeting tussen
de 1 en de 7 mm. Op doorsnede blijkt het bolletje een buitenlaag te hebben
met radiaal lopende buisjes en een kern waarin de buisjes kris-kras door
elkaar lopen. Lang heeft men gedacht dat de bolletjes delen waren van een
grotere plant, maar men is er nu wel van overtuigd dat het complete organismen
zijn. Ze worden o.m. in België en Groot-Brittannië gevonden. Ook
deze plant stierf in het Vroeg-Devoon uit.
(klik hier voor een
uitgebreide beschrijving met foto's van Pachytheca).
Waarschijnlijk zijn deze en vergelijkbare algachtige
planten te beschouwen als een evolutionair experiment om het land te koloniseren.
Het lijkt erop dat het een doodlopende weg is geweest. Het is niet
onwaarschijnlijk dat deze planten de toenemende concurrentie met de succesvolle
hogere planten niet hebben aangekund.
Op onderstaande foto van een stuk uit het Forfar-gebied
in Schotland zijn vier van deze zeer oude planten aanwezig.
Nematothallus (1), Parka (2), Pachytheca (3) en
Zosterophyllum (4). Gebruik de cursor als loep.
Met het scrollwieltje van de muis is de vergroting bij te
stellen.
Breedte van de foto 17 cm. Onder-Devoon. Forfar (Schotland).
Vervolg
Top |
