Über Milliarden Jahre hinweg gab es auf unserm Planeten nur aquatisches Leben – die Landmassen waren kahl und unbewohnt. Doch vor knapp 500 Millionen Jahren änderte sich dies: Die ersten noch algenartigen Pflanzen begannen, das Land zu besiedeln. Forscher vermuten, dass eine Symbiose mit pilzähnlichen Organismen es ihnen erlaubte, Schutzschichten gegen Austrocknung und stabilere Zellwände zu entwickeln. Im Laufe der Zeit passten sich diese erste Vegetation immer besser an die Bedingungen an Land an, bis sich dann vor gut 400 Millionen Jahren die ersten Vorläufer der echten Landpflanzen entwickelten. Sie bildeten erstmals typische Pflanzenteile wie Blätter, Sprossachsen oder Wurzeln aus.
Ein komplettes Ökosystem im Hornstein
Wie diese frühen Vertreter der Landpflanzen aussahen, ist besonders gut im sogenannten Rhynie Chert in Schottland konserviert. Diese Hornstein-Formationen aus dem frühen Devon sind so feinkörnig, dass selbst feinste Details erhalten geblieben sind. “Der Rhynie Chert konserviert das komplette Ökosystem rund um eine heiße Quelle, Pflanzen, Tiere, Pilze und Mikroben sind hier in situ erhalten”, erklären Alexander Hetherington von der University of Edinburgh und seine Kollegen. Sie haben anhand von Fossilien der fossilen Pflanzenart Asteroxylon mackiei nun rekonstruiert, wie sich die ersten Vorformen der Wurzeln bei diesen frühen Landpflanzen entwickelten. Asteroxylon gehört zu den Lycophyten, einer Gruppe, zu der heute nur noch wenige Pflanzen zählen, darunter die Bärlappgewächse. Die 3D-Rekonstruktion dieser Pflanze aus dem Devon ist die erste aus dieser Zeit, die ausschließlich auf fossilen Belegen beruht.
“Das Verständnis der Struktur und der Entwicklung dieser Pflanzen aus dem frühen Devon gibt uns einen Einblick in die Schlüsselzeit der Erdgeschichte, kurz nachdem die Pflanzen die trockenen Oberflächen der Kontinente besiedelten und sich über das Land auszubreiten begannen”, sagt Seniorautor Liam Dolan vom Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie in Wien. Die Rekonstruktion der Anatomie von Asteroxylon mackiei enthüllt, dass diese Pflanzen zwar schon Blattachsen, Sprossachsen und wurzelartige Ausläufer besaßen. Aber ihre Wurzeln bildeten sich auf eine ganz andere Art als bei heutigen Pflanzen. Bei diesen entstehen Wurzeln und andere Pflanzenachsen immer durch eine gleichartige Verzweigung: Aus einem Hauptast gehen immer zwei Wurzeln der gleichen Sorte hervor – zwei Wurzeln oder zwei Sprossachsen.
