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Pflanzen: Entstehung und Entwicklung

Pflanzen: sie sind grün und kommen in den verschiedensten Formen vor. Sie bilden die unterschiedlichsten Lebensräume und liefern so die Voraussetzung für die Artenvielfalt. Sie beeinflussen aufgrund ihrer Fotosynthese die Luftzusammensetzung und haben zusammen mit Bakterien menschliches und tierisches Leben auf der Erde erst ermöglicht. Ohne Pflanzen könnten Menschen und Tiere nicht existieren.

Pflanzenentstehung – die Endosymbiontentheorie

Die Erde entstand vor ca. 4,6 Milliarden Jahren. Vor etwa 4 Milliarden Jahren bildeten sich die ersten einzelligen Lebewesen. Nach der sogenannten Endosymbiontentheorie passierte vor 1 bis 3,5 Milliarden Jahren etwas, was die Entwicklung höherer Lebewesen in Gang setzte:

Es begann mit zwei Einzellern. Der größere von beiden war ein sogenanntes Urbakterium, welches eine ringförmige DNA besaß und möglicherweise Wasserstoff als Energiequelle nutzte. Bei dem kleineren Einzeller handelte es sich um ein sogenanntes Alphaproteobakterium, das Wasserstoff produzieren konnte. Der kleinere Einzeller wurde vom größeren „verschluckt“ und dieser konnte nun mit Hilfe seines „Untermieters“ Wasserstoff herstellen. Im Laufe von Millionen von Jahren verlor der aufgenommene Einzeller seine Eigenständigkeit. Viele seiner Gene waren nicht mehr erforderlich und gingen verloren. Ein Teil der Gene wurde sogar in das Erbgut der Wirtszelle übernommen. Das aufgenommene Bakterium entwickelte sich zu einem Zellorganell, einem Mitochondrium. Wie wir heute wissen, stellt es die Energiezentrale einer Zelle dar, da es Energie in Form von ATP zur Verfügung stellt. Die Wirtszelle bildete irgendwann einen Zellkern, in dem die DNA seither sicher aufgehoben wird.  

Danach kam es zur Aufnahme eines weiteren Bakteriums, eines Cyanobakteriums. Diese Bakterien können Fotosynthese betreiben, also mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser, Sauerstoff und Energie in Form von Zucker bilden. Aus den Cyanobakterien entstanden die Chloroplasten der Pflanzenzelle. Auch diese verloren nach und nach ihre Gene - einen großen Teil an den Zellkern, einen kleineren an die Mitochondrien. Ein geringer Anteil der Gene verblieb in den Chloroplasten. Während einige wenige Gene aus dem Zellkern in die Mitochondrien wanderten, blieben die Chloroplastengene unter sich. Vieles spricht für die Endosymbiontentheorie als Erklärung dafür, wie sich die Pflanzen mit ihrer Fähigkeit Fotosynthese zu betreiben, entwicklen konnten.

Leben und Sterben in erdgeschichtlichen Zusammenhängen

Mit Beginn der Photosynthese änderte sich die Zusammensetzung der Atmosphäre grundlegend. Während vorher die Atmosphäre einen hohen Prozentsatz an Kohlenstoffdioxid enthielt - wahrscheinlich um die 20 Prozent – wurde von den fotosynthetisch aktiven Organismen Sauerstoff an die Atmosphäre abgegeben. Dieser wirkte auf viele der damals vorhandenen Lebewesen giftig. In der Folge änderte sich die bis dahin existierende Flora und Fauna und passte sich an die neuen Lebensbedingungen an. Wie Ihr vielleicht schon im Abschnitt über die sogenannten C3-Pflanzen gelesen habt, bewirkte die steigende Sauerstoffkonzentration, dass die Fotosynthese weniger effektiv abläuft als zuvor. Ein ungewollter Nebeneffekt.

Man geht davon aus, dass die ersten Landpflanzen vor ca. 480 Millionen Jahren aufgetreten sind, wahrscheinlich handelte es sich um Moose. Seither erlebte die Natur eine wechselvolle Geschichte der Entstehung neuer Lebewesen und Lebensräume, aber auch ihres Aussterbens. Zum Aussterben von Lebewesen kam es immer dann, wenn die Umweltbedingungen sich sehr schnell änderten, die jeweiligen Lebewesen sehr spezialisiert waren beispielsweise auf gewisse Nahrung und wenn sie lange Generationszeiten benötigten, also die durchschnittliche Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Generationen viel Zeit beansprucht.

Man geht von 15 großen Aussterbe-Ereignissen aus, deren Ursachen bisher nicht restlos geklärt werden konnten. Klimaveränderungen, Vulkanausbrüche oder Meteoriteneinschläge spielen dabei aber eine große Rolle.

Schätzungen zu Folge haben sich weltweit über 13,6 Millionen Arten gebildet. Davon wurden bisher nur etwa 1,8 Millionen Arten (Tiere, Pflanzen und Pilze) beschrieben.

Bei den Tierarten wurden knapp 1,4 Millionen Arten beschrieben. Schätzungen der weltweit vorkommenden Tierarten gehen allerdings von 2 – 11 Millionen Arten aus.

Bei Pflanzen sind mehr als 330.000 Arten bisher bekannt, wobei hier Grün-, Rot- oder Kalkalgen, sowie Phytoflagellaten enthalten sind. Bei 282.000 der beschriebenen Arten handelt es sich um Samen- oder Farnpflanzen. Es kommt aber auch heutzutage noch zu Neuentdeckungen von Pflanzenarten in den Tropen oder im marinen Bereich.

Bei den Pilzen wurden bisher ca. 140.000 Arten beschrieben. Schätzungsweise gibt es aber 2,2 bis 3,8 Millionen Pilzarten weltweit. Zu diesem Ergebnis kam ein Forschungsteam aus Berlin und London im Jahre 2017. In der Pressemeldung zur Studie heißt es: „Pilze bilden damit das zweitgrößte Organismenreich nach den Tieren, denn die Pilze übertreffen die Vielfalt der Pflanzen um etwas das 6-10-fache. Mindestens 18-mal mehr Pilzarten existieren als derzeit bekannt.“ Veröffentlicht wurden die Daten im Fachjournal „Microbiology Spectrum“.

Quelle für die Zahlen der beschriebenen Arten: Bundesamt für Naturschutz