Landpflanzen

Mikroaufnahme von Grünalgen im Wasser

Pflanzen

Landpflanzen

Mehrere hunderttausend Pflanzen gibt es auf der Erde, ihr gemeinsamer Urahn war vermutlich eine Grünalge. Aus dem einfachen Wasserorganismus haben sich hochkomplexe und ganz unterschiedliche Pflanzenarten entwickelt.

Darum geht's:

  • Ohne Pflanzen gäbe es keine Tiere an Land.
  • Nachteil an Land: Pflanzen müssen mit Trockenheit rechnen.
  • Vorteil an Land: Sie können das Sonnenlicht direkter nutzen.
  • Algen haben sich als erste an die Trockenheit angepasst.
  • Vor etwa 475 Millionen Jahren zog es sie an Land.
  • Dafür mussten sie einen neuen Bauplan entwickeln.
  • Nach und nach entstanden mehr Pflanzenfamilien.
  • Heute gibt es mehrere hunderttausend Pflanzenarten.

Ohne die Pflanzen gäbe es keine Tiere an Land

Eine Welt ohne Pflanzen? Das können sich viele kaum vorstellen. Wer nicht auf Bäume, Sträucher, Farne oder zumindest Moose treffen will, muss schon in die Wüste, ins Hochgebirge oder in die Antarktis gehen.

Für gewöhnlich sind wir von Pflanzen umgeben, selbst in den Betonschluchten von Großstädten wuchert das Gestrüpp. Und: Ohne Pflanzen könnten an Land keine Tiere leben. Sie brauchen die Pflanzen als Nahrung – so wie der Mensch.

Löwenzahn in der Stadt

Trotzt den Widrigkeiten der Großstadt: der Löwenzahn

Aus dem Wasser ans Land

Es gab eine Zeit, in der Pflanzen nur im Wasser existierten. Das Leben an Land war für sie zu unwirtlich: Um hier zu überleben, müssen Pflanzen etwa in der Lage sein, Trockenzeiten zu überstehen. Wer schon einmal ans Ufer gespülte Algen gesehen hat, weiß, dass diese keinen Schutz vor dem Austrocknen besitzen.

Ein Leben an Land bietet den Pflanzen aber auch Vorteile, schreiben die Autoren des Standardwerks Biologie von Neil A. Campbell und Jane B. Reece, das im Pearson Verlag erscheint. Die Landpflanzen nutzen die Sonnenstrahlen, ohne dass diese zuvor vom Wasser oder Plankton absorbiert worden sind. In der Atmosphäre gibt es mehr Kohlenstoffdioxid – was die Pflanzen brauchen, um zu überleben. Zudem gab es zumindest anfangs kaum Pflanzenfresser oder Krankheitserreger an Land.

Infografik: Evolution der Landpflanzen

Infografik: Evolution der Landpflanzen

Anpassen für ein Leben auf dem Trockenen

Als erste Pflanzen haben vermutlich Algen, die in ufernahen und flachen Gewässern lebten, den Sprung an Land geschafft. Niedrige Wasserstände zwangen sie dazu, sich an die Trockenheit anzupassen: Zog sich das Wasser zurück, blieben die Algen auf dem Land liegen.

Die Algen, die damit am besten zurechtkamen, hatten die größte Chance zu überleben. Sie gelten heute als die Vorfahren der Landpflanzen. Forscher nehmen daher an, dass bestimmte Grünalgenarten die engsten Verwandten der Landpflanzen sind, die heute noch leben. 

Die Evolution der Landpflanzen begann vor etwa 475 Millionen Jahren. Zumindest wurden die Überbleibsel von Sporen gefunden, die aus dieser Zeit stammen und die mit einiger Sicherheit den Landpflanzen zugeordnet werden können. Noch eindeutiger fiel die Zuordnung von Sporen aus, die Forscher 2003 im Oman gefunden haben. Die Wissenschaftler datierten den Fund rund 470 Millionen Jahre zurück. Die Sporen waren in einer Wachsschicht eingehüllt, die der von heute lebenden Landpflanzen ähnelt: der Cuticula.

Felsen mit Grünalgen im Vordergrund, im Hintergrund ein Fluss und Wald

Zur Veränderung gezwungen: Grünalgen in Ufernähe

Sich erneuern fürs Landleben

Die Cuticula ist eine der wichtigsten Neuentwicklungen von Landpflanzen. Sie wird auf den Teilen gebildet, die nach oben, also gen Himmel zeigen. Die Cuticula soll verhindern, dass die Pflanze zu viel Wasser verliert.

Zudem schützt sie die Pflanzen vor Mikroorganismen. Andere Neuerungen, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben, sind Blätter, Wurzeln und Pigmente, die sie vor UV-Strahlung schützen.

Über das Leitgewebe transportieren die Landpflanzen Wasser und Nährstoffe. Das Stützgewebe macht die Pflanzen stabil und lässt sie der Schwerkraft trotzen. Innovativ sind auch die spezialisierten Fortpflanzungsorgane und die Epidermisstrukturen, die den Gasaustausch mit der Atmosphäre ermöglichen. 

Die Moospflanzen gelten als die älteste Entwicklungslinie unter den Landpflanzen. Nach ihnen entwickelten sich vor etwa 425 bis 400 Millionen Jahren die Gefäßpflanzen, zu denen die Farne und Samenpflanzen gehören. Forscher haben Fossilien aus dieser Zeit gefunden.

Vor etwa 370 Millionen Jahren entwickelten sich schließlich die ersten baumförmigen Arten, vermuten Wissenschaftler. Schon in den Tropenwäldern des Karbons sollen solche Gewächse eine stattliche Größe von bis zu 40 Metern erreicht haben.

Blatt mit Wassertropfen in Nahaufnahme

Wasser perlt einfach an der Wachsschicht ab: der Lotoseffekt

Insekten helfen den Pflanzen, sich zu verbreiten

Aus den Samenpflanzen gingen die erfolgreichsten Pflanzen überhaupt hervor: die Blütenpflanzen (oder Bedecktsamer). Sie entstanden vor etwa 140 Millionen Jahren. Die Blütenpflanzen weisen die größte Vielfalt auf: 250.000 Arten gibt es von ihnen.

Zum Vergleich: Von den vier Gruppen der Nacktsamer (z. B. die Palmfarne, der Ginkgo, die Nadelgehölze und die Gnetales) gibt es insgesamt bloß rund 840 Arten. Eins der Erfolgsrezepte der Blütenpflanzen: Sie nutzen Tiere, um sich gegenseitig zu bestäuben.

Damit haben sie ein Problem überwunden, vor dem die Pflanzen stehen, die mit dem Boden fest verwurzelt sind: Sie tauschen Keimzellen aus, ohne sich von der Stelle zu bewegen – Fortpflanzung für Faule.

Die Blütenpflanzen locken mit speziellen Gerüchen Insekten an und belohnen diese für ihre Kurierdienste mit nahrhaftem Nektar. Für beide Seiten ist das ein gutes Geschäft. Wie das funktioniert, kann man auf jeder Frühlingswiese beobachten, auf der Bienen oder Hummeln von Blüte zu Blüte eilen.

Drei Kamillenblüten und eine Biene im Anflug auf eine der Blüten

Erfolgreich vermehren: Blütenpflanzen lassen sich von Tieren helfen

Vor allem in den Städten wächst die Artenvielfalt

Insgesamt gibt es heute eine enorme Vielfalt an Landpflanzen. Sie werden in neun Unterabteilungen eingeteilt. Zwischen 380.000 und 500.000 erfasste Pflanzenarten soll es geben. Allerdings: Jede Fünfte davon ist vom Aussterben bedroht.

Verantwortlich dafür ist vor allem der Mensch, der die Wildnis immer weiter zurückdrängt. Vor allem auf den Ackern schränken die Bauern die Artenvielfalt bewusst ein. Schließlich soll hier nur das wachsen, was der Landwirt am Ende ernten will.

Begrünte Hausfassade

Fassadenkletterer: Pflanzen entdecken die Stadt als neues Habitat

Die Artenvielfalt wächst vor allem dort, wo es viele nicht erwarten: in den Städten. Bis zu 600 Pflanzenarten gibt es dort pro Quadratkilometer. Wobei Blüten- und andere Gefäßpflanzen in der urbanen Umgebung eine besonders hohe Vielfalt aufweisen, Moose, Flechten und Pilze eher nicht. Und es gilt die Faustregel: Je größer eine Stadt ist, desto mehr Pflanzenarten leben dort.

Autorin: Claudia Füßler

Stand: 01.08.2017, 15:39

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