Què ens conten els fòssils vegetals?

Les primeres evidències paleobotàniques

La paleobotànica, simple combinació entre botànica i paleontologia, tracta de reconstruir la història de vida de les plantes passades. Gràcies a les troballes fòssils, elements en què es basa qualsevol rama d’aquesta ciència, es pot intentar completar la forma física de la planta, inferir el clima i l’ambient en què vivien i també les xarxes d’interacció que mantenien amb altres organismes (herbivoria, pol·linització, etc.). A més, per comparació amb altres grups, es poden arribar a establir les relaciones evolutives que, amb el temps, han portat a la conformació de les plantes actuals.

Una de les primeres i més contundents evidències paleobotàniques són els estromatòlits (3500 Ma). Àmpliament representats durant el Precambrià, la primera etapa geològica de la Terra, els estromatòlits són unes formacions produïdes per l’acumulació de sílice, o carbonat càlcic, conseqüència del creixement de cianobacteris a la vorera de masses d’aigua poc profundes. Amb el temps, parlem de fa 2400-2200 Ma, eixos cianobacteris, afavorits pels diferents canvis geològics ocorreguts, generaren tal quantitat d’oxigen que permeté la conformació de la capa d’ozó. Gràcies a les propietats d’aquesta capa, capaç de filtrar i retindre la radiació ultraviolada, eixos xicotets cianobacteris pogueren eixir de l’aigua i, poc a poc, colonitzar el substrat terrestre.

Estromatòlits actuals a Austràlia, en Sharkbay. Imatge: Paul Harrison, Wikimedia.

Eixir de l’aigua i enfrontar-se a la gravetat

Per a conèixer l’origen de les plantes, primer hem de fixar-nos en els seus ancestres aquàtics: les algues. Fou durant el Paleozoic (540 Ma) quan tingué lloc l’aparició de les primeres formes vegetals terrestres i, encara que existeixen algunes evidències d’un augment de la diversitat d’algues durant el Precambrià tardà, no serà fins el Paleozoic primerenc quan puguem observar una gran varietat morfològica en les algues. És llavors, en els albirs del Paleozoic quan trobem als primers ancestres de les plantes, les algues caròfites. Encara que en un primer moment puga semblar que aquests organismes no se semblen en res a les plantes terrestres, ja presenten algunes característiques pròpies d’elles, com per exemple el girogonit, òrgan encarregat de produir i emmagatzemar les espores. Aquesta estructura es calcifica amb facilitat, pel que sol ser molt abundant al registre fòssil i ens permet comparar-la amb els representants vius que, encara hui i dia, trobem en alguns racons del planeta.

 El registre fòssil ens deixa clar que els primers vegetals en adaptar-se, en créixer sobre terra emergida, tenien un estil de vida herbaci. Durant el Devonià Inferior (410 Ma), sorgeix un grup de plantes conegut com riniòfits, que foren les primeres en enfrontar-se a un problema que la resta d’algues, encara dins l’aigua, no tenien: la gravetat. El simple fet d’eixir a terra ferma, on la densitat del mitjà aeri és molt inferior, dificultava molt l’abastiment d’aigua a les zones més elevades. Per a compensar, els riniòfits foren els primers en desenvolupar teixits vasculars primitius, necessaris per a transportar l’aigua des del sòl fins als òrgans fotosintètics, a més de desenvolupar una cutícula i una epidermis, així com estomes en els eixos fotosintètics, per a evitar la pèrdua d’aigua provocada per la radiació solar.

Reconstrucció de Rhynia (Rhyniophyta). Imatge: Griensteidll, Wikimedia.

Les formes arborescents

Durant la gran radiació ocorreguda en el Paleozoic, és difícil determinar en quin moment apareixen les primeres formes arborescents. D’entre tots, un dels primers dels que es té coneixement fou el Lepidodendron, a finals del Devonià (380 Ma), emparentat amb les molses actuals (briòfits). Dins d’aquest gènere s’engloba un grup d’arbres gegantescs (podien arribar a mesurar 50 metres) que habitaven en zones humides i aiguamolls. També, dins del mateix grup, destaca Sigillaria (360 Ma), arbres amb un sistema vascular ben desenvolupat i creixement secundari (fusta), que presentaven unes escames al llarg del tronc amb funció fotosintètica (hexagonals en Sigillaria i romboïdals en Lepidodendron).

Reconstrucció a partir de restes fòssils de: esquerra, Lepidodendron, i dreta, Sigillaria. Imatge: Falconaumanni, Wikimedia.

Un altre grup ben representat, i que data del Carbonífer, és el dels equisets, com l’actual Equisetum arvense, conegut en la medicina popular com a cua de cavall. Els seus ancestres, com Archaeocalamites (380 Ma), formaven unes llargues tiges buides dividides en càmeres mitjançant septes, com els actuals bambús. També durant el Carbonífer (350 Ma) aparegueren els filicòfits, entre els quals es troben les actuals falgueres, que viviren els seu màxim esplendor. Aquests vegetals desplegaren una àmplia variabilitat morfològica en les seues frondes (fulles), cosa que es manifesta en la gran riquesa d’espècies.

Esquerra: reconstrucció d’Archaeocalamites redibuixat d’Scott 1920, Botanical Society of America. Dreta: fronda fossilitzada de Pecopteris arborescens. Imatge: Wouldloper, Wikimedia.

L’aparició de la llavor

A finals del Carbonífer i inicis del Permià, sorgí una adaptació que acabaria per caracteritzar a la gran majoria de plantes actuals: l’aparició de la llavor. Per a això va tenir lloc l’evolució de l’heterospòria, és a dir, la producció de dos tipus d’espores: les megàspores i les micròspores, que donaran els gametòfits femenins i masculins, respectivament. A aquests primers representants se’ls coneix com espermatòfits, i donaren lloc als dos grans llinatges actuals de plantes amb llavor: les gimnospermes (coníferes com els pins o xiprers) i les angiospermes o plantes amb flor.

La colonització del mitjà terrestre pels vegetals va exigir el desenvolupament d’una sèrie d’estratègies adaptatives que els permetés establir-se i resoldre l’escassesa d’aigua, mitjançant el desenvolupament d’arrels i teixits vasculars, i de teixits estructurals per a sostenir els òrgans fotosintètics i reproductors.