Korzenie drzew w najstarszym lesie świata w Cairo koło Nowego Jorku mają 385 milionów lat

Na Ziemi rośnie około 3 biliony drzew, przez co szacuje się, że mają one przewagę liczebną nad gwiazdami Drogi Mlecznej. Te cuda pochłaniają dwutlenek węgla z powietrza, chronią Ziemię przed erozją, pomagają wodzie krążyć przez ekosystem i wspierają niezliczone formy życia. I możemy być za to wdzięczni ich skomplikowanym systemom korzeniowym.

Wyrastając z podstawy pni, korzenie są drzewiastym odpowiednikiem przewodu pokarmowego, który wymienia się wodą i składnikami odżywczymi z otaczającą je glebą. Korzenie to dosłownie kotwica dla rośliny, i im bardziej są rozwinięte, tym większa i silniejsza część nadziemna. To one pomogły drzewom zdominować ich środowiska życia – i rozprzestrzenić się po całym świecie.

“Korzenie pozwalają drzewu wykorzystać w maksymalny sposób swoją zdolność fizjologiczną” – mówi Christopher Berry, paleobotanik na Uniwersytecie Cardiff w Zjednoczonym Królestwie. – “Sprawny system korzeniowy to klucz do zdrowego drzewa.”

Jednak korzenie nie zawsze wyglądały tak, jak obecnie, i badacze od dawna głowią się nad tym, jak i kiedy drzewa ewoluowały, przekształcając swoją obszerną podziemną “kanalizację”.

Berry i jego zespół odkryli najstarszy znany las niedaleko Cairo w stanie Nowy Jork, jak donosi czasopismo Current Biology (https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(19)31569-6). Mając 385 milionów lat, ten wiekowy las poprzedza pojawienie się wytwarzających nasiona roślin, grupy, do której należą praktycznie wszystkie żyjące drzewa. Pochodzi z ery paleozoiku i jest domem dla pozostałości drzewnych systemów korzeniowych, które są niesamowicie podobne do tych z dzisiejszych czasów.

 

Wygląda na to, że drzewa opracowały swoją idealną strategię korzeniową już dawno temu – i od tamtej pory się jej trzymają.

Jak tłumaczy Patricia Gensel z Uniwersytetu Karoliny Północnej, paleobotanik i specjalistka od roślin dewonu, teraz wiadomo, że taki system korzeniowy pojawił się o wiele wcześniej, niż przypuszczano. – “Już w połowie dewonu drzewa były niezwykle rozwinięte, o czym nie wiedzieliśmy wcześniej.” – mówi.

Badacze wiedzieli o terenie leśnym w Cairo i jego potencjale bycia skarbnicą skamieniałości od dziesiątek lat. Jednak dopiero w 2009 współpracownicy Berry’ego w New York State Museum odkryli coś niesamowitego: idealnie zachowane pozostałości rozbudowanego systemu korzeni.

Choć ten system korzeniowy wygląda bardzo współcześnie, pochodzi on aż sprzed 385 milionów lat. Naukowcy zdali sobie sprawę, że te korzenie należały do Archaeopteris (nie mylić z dinozaurem o podobnej nazwie, Archaeopteryx), rodzaju, który najprawdopodobniej dał początek pierwszemu “współczesnemu drzewu”. Podobnie jak dzisiejsze dęby i klony, Archaeopteris szczycił się płaskimi, zielonymi listkami, skutecznie pochłaniającymi światło słoneczne, oraz ogromnymi pniami, które pomagały roślinie się rozrastać. Nowo odkryte korzenie pozwoliły naukowcom na odkrycie kolejnej cechy, która pod koniec dewonu pozwoliła tym drzewom zdominować lasy.

“Według nas to rewolucja” – mówi Stein. – “Większość z tych cech pokazuje wyższe tempo metabolizmu. I one wszystkie jednocześnie występują w Archaeopteris, co graniczy z cudem.”

25 mil na zachód znajduje się kolejne miejsce, Gilboa, przed odkryciem Cairo powszechnie uważane za najstarszy skamieniały las. W tamtejszych lasach dominował Eospermatopteris, gatunek roślin przypominających współczesne paprocie drzewiaste.

Choć dzieli je 25 mil i kilka milionów lat, Stein uważa, że skamieniałości z Cairo i Gilboa były niegdyś częścią tego samego krajobrazu, który obejmował góry Catskill.

Razem, te i podobne lasy zaczęły zmieniać całą planetę. Pnie drzew pochłaniały węgiel z powietrza, zanim obumarły, swoimi cząsteczkami użyźniając glebę, tym samym dając życie innym roślinom. Liście pokrywały ziemię, chroniąc swoich mieszkańców przed promieniami słonecznymi. Korzenie zmagały się z ziemią, zmieniając jej skład chemiczny i przemieszczając kwas węglowy w stronę morza. Podpierane przez drzewa, całe krajobrazy wzmocniły się przed powodziami i niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi.

Pozbawiona dwutlenku węgla atmosfera drastycznie się ochłodziła, najpewniej przyczyniając się do długiego okresu zlodowacenia. Niektóre z tych życiodajnych drzew wyginęło, podczas gdy inne gatunki przeniosły się na ląd i urozmaiciły się. – “Pojawienie się tych lasów zapoczątkowało powstanie współczesnego świata” – mówi Berry.

Te odkrycia, jak twierdzi Stein, pozwalają dobitniej zrozumieć zachodzące obecnie zmiany klimatyczne. Na całym świecie ścinane są lasy, a starodawne pozostałości prehistorycznych drzew – nasze główne źródło węgla – zostają wykopywane i palone. – “To, co dzieje się teraz, jest przeciwieństwem wydarzeń z dewonu” – mówi Stein. Raz jeszcze, gruntowna zmiana zaczyna się i kończy na drzewach.

 

Źródło: smithsonianmag.com

Tłumaczenie: Aleksandra Kotlęga