Aus diesem Grund spielten sie eine entscheidende Rolle bei der Bildung realer Böden und bei der Veränderung der Landschaft des Landes.
Forscher aus China haben im südöstlichen Teil ihres Landes Ausgrabungen durchgeführt und dort Spuren von Wurzeln lymphoider Pflanzen mit einer Länge von bis zu 15 Metern gefunden. Wissenschaftler glauben, dass sie eine solche Rekordlänge nur erreichen könnten, wenn sie erwachsen und nicht niedergeschlagen wären. Es war ihre ungewöhnliche Ausrichtung, die es den ersten Landpflanzen ermöglichte, die Struktur von Paläosolen radikal zu verändern und das Erscheinungsbild realer Böden vorzubereiten, die alle Landlandschaften des Planeten dramatisch veränderten. Der entsprechende Artikel wurde in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.
Noch vor 450 Millionen Jahren war das Land frei von Tieren und Pflanzen. Für ihre Existenz brauchten Tiere eine Nahrungsgrundlage in Form von Pflanzen, und sie konnten nicht auf festem Land leben, wo es wenig Wasser und keinen normalen Boden gab. Die harten Teile des Planeten waren mit Trümmern bedeckt, ohne Humus und der Fähigkeit, nach Regen lange Zeit Wasser zurückzuhalten. Fluss- und Regenflüsse unter solchen Bedingungen wirkten sich nur auf die Oberflächenschichten aus und führten nicht zu einer vollständigen Wassererosion der Oberfläche. Aus diesem Grund transportierten sie weniger gelöste Mineralien in den Ozean, was die biologische Produktivität mariner Ökosysteme einschränkte.
Die Entstehung der ersten Gefäßpflanzen an Land (vor 420-410 Millionen Jahren) veränderte die Situation dramatisch. Im Wesentlichen hat der gesamte Planet Terraforming durchlaufen. Die Wurzeln und die Ansammlung von Pflanzenresten machten das Protosoil stickstoffreicher und besser zum Halten von Wasser geeignet. Pflanzen haben maßgeblich dazu beigetragen, Gestein effizient abzubauen, die Wassererosion zu beschleunigen und mehr Mineralien von Kontinenten in die Meere zu spülen. Schließlich begannen Küsten- und dann Landtiere, sie zu fressen.
All dies hat das irdische Leben dramatisch verändert, aber die Details dieser massiven Landbesiedlung sind noch unklar. Eine der schwierigsten Fragen ist, wie die ersten primitiven Gefäßpflanzen die Struktur der Böden signifikant verändern können - schließlich waren ihre Wurzeln flach. Es ist nicht einfach, in klastischen Gesteinen bis in große Tiefen zu wachsen, und damals gab es in einer Tiefe keine Nährstoffe. Das heißt, ohne tiefe Wurzeln waren das Auftreten von Protoosilien und die Besiedlung von Land kaum real. Aber tiefe Wurzeln können in Pflanzen ohne normale Böden nicht auftreten. Die damalige Situation ähnelte einem Teufelskreis.
Neue Funde im Südosten Chinas haben zur Lösung dieses Paradoxons beigetragen. Auf 410 Millionen Jahre alten Sedimentgesteinen haben Wissenschaftler Spuren von Wurzeln mit großer Länge gefunden - bis zu 15 Metern. Sie gehörten zu einer primitiven lykopoiden Pflanze der Gattung Drepanophycus (lange ausgestorben). Paläobotaniker kennen die Struktur dieser Pflanzen bis zu einem gewissen Grad. Obwohl die genaue Struktur des Wurzelsystems für sie unklar ist, überschritt seine Länge nie einige Zentimeter, obwohl sie selbst bis zu einem Meter hoch waren. Warum wurden in diesem speziellen Gebiet Zentimeter zu Metern und warum tiefe Wurzeln in der Zeit vor dem Auftreten realer Böden?
Die Forscher stellen fest, dass dieses Gebiet nach den geologischen Spuren großflächiger Überschwemmungen systematisch überflutet wurde und eine typische Flussauen war. Das Wasser brachte eine Suspension von Sedimentgesteinen mit sich und bedeckte den lokalen Boden mit jeder Verschüttung. Beim Aufbringen des neuen Bodens starben die von der Oberfläche weit entfernten Teile der Wurzeln ab. Die Wurzeln von Drepanophycus mussten nach oben wachsen, da ihnen sonst die Möglichkeit genommen würde, Stickstoffverbindungen und Wasser aus den oberflächennahen Schichten zu erhalten. Flut um Flut wuchsen die Wurzeln auf. Gleichzeitig starben die vom Boden entfernten Teile ab, als das Wasser austrat, und wurden allmählich mit Erde bedeckt, in der sie sich sehr langsam zersetzten. Und näher am Stamm der Pflanze wuchsen die Wurzeln wieder. Die toten Fragmente im Boden verlängerten sich ständig und erreichten eine Gesamtlänge von bis zu 15 Metern. Darüber hinaus beträgt zu jedem Zeitpunkt die Länge des lebenden Teils in der Nähe des Rumpfeseinige Zentimeter nicht überschritten.
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All diese Prozesse haben den Boden in der Region dramatisch verändert. Die toten Wurzelfragmente, die immer tiefer gingen, zersetzten sich und versorgten die unteren Schichten des Bodens mit organischer Substanz. Außerdem konnte das Wasser tiefer nach unten eindringen, was die Erosion beschleunigte und dem Bodenwasser gelöste Mineralien hinzufügte. Gleichzeitig verband ein ausgedehntes Netzwerk von Wurzeln die Partikel klastischer Gesteine mechanisch und machte das Protosoil vor der Winderosion etwas stabiler. Zusammen trugen diese Faktoren zur Bildung neuer Böden bei, die für das Pflanzenwachstum günstiger sind.
