Ostatnia
modyfikacja:
2013-06-30

1.6. Prehistoria

Licznik odwiedzin:
 

Historia drzew liczy niemal 400 milionów lat. Pierwszą rośliną uznawaną za drzewo był rosnący około 385 milionów lat temu Eospermatopteris. Była to występująca na bagnach, bardzo słabo ukorzeniona roślina o długim i gładkim, często bulwiasto rozszerzonym u dołu pniu, z wierzchołka którego wyrastał niewielki pióropusz mocno rozgałęziających się gałązek. Przypuszcza się, że Eospermatopterisy miały kluczowe znaczenie dla późniejszej kolonizacji lądu przez zwierzęta, ponieważ produkowały tlen, a także, użyźniając glebę swoimi szczątkami, tworzyły środowisko dla innych roślin.

Eospermatopteris
Zdjęcie pobrano
z witryny Archeowieści
Pierwsze drzewo - Eospermatopteris
żył na Ziemi około 385 milionów lat temu.
Była to roślina o długim na ok. 8m pniu
oraz niewielkiej, pióropuszowatej koronie.
Jego system korzeniowy był bardzo słabo
rozwinięty i płytki, toteż drzewo występowało
tylko w pobliżu zbiorników wodnych.


█ Co ciekawe, naukowcy wiedzieli
o istnieniu Eospermatopterisa już
od lat 70. XIX w., ale wówczas znane
były jedynie skamieniałości jego pnia -
ciągle poszukiwano korony. Ostatnio
udało się ją odnaleźć, a właściwie
skojarzyć z pniami znajdowane wcześniej
i uważane dotąd za oddzielne rośliny
korony Eospermatopterisa.
Po złożeniu elementów okazało się,
że wysokość pierwszego drzewa
wynosiła kilka do kilkunastu metrów.
Więcej na ten temat w artykule
Najstarsze drzewo świata
portalu dziennik.pl.

Zanim na Ziemi pojawił się Eospermatopteris, wcześniej musiało dojść do jednego z najważniejszych wydarzeń w historii naszej palnety - wyjścia roślin na ląd. Proces ten miał miejsce w ordowiku (~490-445 mln lat temu), dokładniej około 465 milionów lat temu, a pierwszymi roślinami opanowującymi ląd były powstałe z glonów, bezlistne i bezkorzeniowe psylofity oraz wątrobowce. Rośliny te uważa się za bezpośrednich przodków roślin naczyniowych i nazywa pierwotnymi roślinami naczyniowymi. Były to w dalszym ciągu bardzo prymitywne organizmy; ich ciała nie były zróżnicowane na organy, a brak systemu korzeniowego i konieczność udziału wody w rozmnażaniu płciowym (przez zarodniki) stawiały pod znakiem zapytania ostateczny sukces roślin w opanowywaniu lądu. Należało zrobić następny krok. I tutaj właśnie dochodzimy do początku historii drzew.
█ Psylofity wniosły niezwykle duży wkład dla rozwoju życia na Ziemi. Były one pionierami w zdobywaniu lądu i bezpośrednimi przodkami pierwszych lądowych roślin naczyniowych - pierwotnych paprotników oraz paprotników, w tym widłaków, skrzypów, paproci, a nawet pierwotnych roślin nagozalążkowych.

Pierwsze rośliny drzewiaste, będące zarazem bezpośrednimi przodkami drzew, pojawiły się na przełomie syluru (~445-400 mln lat temu) i dewonu (~400-360 mln lat temu), około 400 mln lat temu. Były to tzw. pierwotne paprotniki (inaczej prapaprotniki), a dokładniej widłaki, skrzypy oraz pierwotne paprocie drzewiaste. Rośliny te w czasach dolnego dewonu porastały przybrzeżne laguny mórz. Były one już wyposażone w liście, które poza prowadzeniem fotosyntezy brały udział w rozmnażaniu płciowym, ponieważ na niektórych z nich powstawały zarodniki. Także i te prymitywne rośliny te nie były jeszcze w pełni przystosowane do życia na lądzie; miały one płytki i słabo rozwinięty przybyszowy system korzeniowy, a do rozmnażania płciowego wymagały wody, dlatego mogły rosnąć tylko w bezpośrednim sąsiedztwie zbiorników wodnych. W środkowym dewonie z pierwotnych paprotników wykształciły się właściwe paprotniki, w tym ich dysponujące nieco głębszym systemem korzeniowym formy drzewiaste. Wtedy też pojawił się wspomniany wyżej, uznawany za pierwsze drzewo Eospermatopteris. Moment ten uznaje się oficjalnie za moment narodzin drzew. Zarodnikowe paprotniki dominowały na lądzie mniej więcej do końca dewonu (~360 mln lat temu). Pod koniec tego okresu wymarły psylofity, a na ich miejsce pojawiły się pierwsze rośliny kwiatowe - paprocie nasienne oraz będące prawdopodobnie przodkami drzew iglastych kordaity.

W następnym okresie - karbonie zwanym też epoką węgla (~360-290 mln lat temu), dzięki gorącemu i wilgotnemu klimatowi a także bogatej w dwutlenek węgla atmosferze, następuje prawdziwa eksplozja rozwoju roślinności drzewiastej. Rozwijają się bujne lasy, których głównymi składnikami są ogromne, 40-metrowe widłaki oraz nieco mniejsze skrzypy (do 30m wysokości i 1m średnicy pnia) i paprocie drzewiaste (do 20m wysokości). Rośliny te dadzą początek eksplorowanym obecnie pokładom węgla kamiennego. Spośród nich do dnia dzisiejszego przetrwały jedynie paprocie drzewiaste, a i te żywe skamieniałości występują już na bardzo niewielu obszarach, głównie w wilgotnych lasach Nowej Zelandii. Pod koniec karbonu pojawiają się (prawdopodobnie z kordaitów) pierwsze drzewa iglaste - tzw. walchie; posiadają one typowe dla drzew iglastych, osadzone na pniu dość symetryczne okółki gałęzi oraz krótkie, gęsto rozmieszczone igły, podobne do występujących u dzisiejszych araukarii.

W mającym miejsce pod koniec ery paleozoicznej permie (~290-245 mln lat temu), na skutek osuszenia klimatu wymiera większość dominujących do tej pory drzewiastych widłaków, skrzypów i paproci drzewiastych (w tym nasiennych) oraz wszystkie kordaity. Ich miejsce zajmują intensywnie rozwijające się kwiatowe rośliny nagonasienne, w tym przede wszystkim drzewa iglaste. Pod koniec permu pojawiają się też pierwsze nagozalążkowe drzewa liściaste: miłorzębowe i sagowce. Perm kończy się największym w historii Ziemi masowym wymieraniem gatunków.

Początek ery mezozoicznej, a dokładniej jej pierwszego okresu - triasu (~245-204 mln lat temu) to bardzo niegościnny okres. Na lądzie panują susze i wysoka temperatura. Nieliczne gatunki, którym udało się przeżyć wymieranie na granicy P/T, powoli jednak się odradzają. Przez cały trias dominują drzewa iglaste i, już w coraz mniejszym stopniu, towarzyszące im paprocie drzewiaste. Pod koniec tego okresu, około 200 mln lat temu, coraz liczniej pojawiają się nagozalążkowe drzewa liściaste: sagowce oraz przodkowie najstarszego żyjącego dziś gatunku drzewa - miłorzębu dwuklapowego. W świecie zwierząt w triasie pojawiają się pierwsze dinozaury.

Jura (~204-140 mln lat temu) i większość kredy (~140-66 mln lat) to okres dominacji roślin nagozalążkowych, w tym głównie drzew iglastych, ale także sagowców, miłorzębowych, benetytów i paproci nasiennych. Ze zwierząt w okresie jury na lądzie niepodzielnie panują dinozaury. Na przełomie jury i kredy, około 135 milionów lat temu powstają pierwsze okrytozalążkowe drzewa liściaste. Eksplozja ich rozwoju i przejęcie dominacji od nagozalążkowych drzew iglastych następuje około 100 mln lat temu (dominacja ta trwa do dnia dzisiejszego). Okres kredy, a zarazem cała era mezozoiczna kończy się niezwykle gwałtownie 66 milionów lat temu upadkiem na Ziemię ogromnego meteorytu. Powoduje on kolejne masowe wymieranie gatunków. Wymierają między innymi wszystkie dinozaury, ale także wiele gatunków roślin.

Rozpoczyna się era kenozoiku, a dokładniej jej pierwszy okres - trzeciorzęd (~66-1.7 mln lat temu). Na podstawie analizy węgla brunatnego jesteśmy w stanie dość dokładnie określić skład i charakter lasów, jakie występowały na Ziemi przed ponad dziesięcioma milionami lat. Co ciekawe, okazuje się, że lasy te niewiele różniły się pod względem wyglądu od dzisiejszych - w ich skład wchodziły znane nam doskonale dęby, buki, brzozy, wierzby, wiązy, klony, palmy, cynamonowce, a nawet orzechy.

Czwartorzęd (~1.7 mln lat temu do dziś) to dla nas okres o szczególnym znaczeniu, ponieważ wtedy właśnie pojawia się człowiek. Roślinom drzewiastym okres ten przynosi natomiast kolejną katastrofę, która tym razem dotyczy głównie umiarkowanych szerokości geograficznych. Nadejście epoki lodowcowej doprowadza do wyginięcia wielu gatunków roślin. Dotyka to zwłaszcza Europę, w której ułożone równoleżnikowo pasma górskie Karpat, Alp i Pirenejów uniemożliwiają drzewom wycofanie się na południe, do cieplejszych rejonów. Lodowcowa katastrofa z końca trzeciorzędu jest obserwowana w Europie po dziś dzień i wyraża się znacznym zubożeniem gatunkowym naszych lasów. Fakty są następujące: obecne lasy Europy tworzy około 30 głównych gatunków drzew, podczas gdy w podobnych warunkach klimatycznych w Ameryce Północnej liczba ta wynosi kilkaset gatunków! W Europie często mamy do czynienia z naturalnymi bukowo - dębowo - grabowymi lasami, w których z rzadka tylko można znaleźć inne gatunki drzew (jeszcze gorzej przedstawia się sprawa ze sztucznymi zalesieniami terenów wyłącznie przez świerka i/lub sosnę; taki las sprawia wrażenie plantacji). Sytuację poprawiają na szczęście krzewy, które ze względu na ogromne zróżnicowanie form oraz większą liczbę gatunków powodują, że nawet najbardziej ubogie gatunkowo w drzewa europejskie lasy także są bardzo piękne.


Poniżej tabela przedstawiająca w skrótowy sposób historię życia na Ziemi (ze szczególnym uwzględnieniem roślin):

Eon Era Okres Początek
(mln lat temu)
Koniec
(mln lat temu)
Ważne wydarzenia
A
R
C
H
A
I
K
4600 2500
Brak flory.

Pierwsze ślady życia to znalezione w skałach, datowane na ponad 3.5 miliarda lat skamieniałości pojedynczych komórek podobnych do dzisiejszych bakterii (w tym głównie sinic) oraz ich nitkowatych kolonii zwanych stromatolitami. Były to organizmy bezjądrowe (Procaryota), tj. o komórkach nie posiadających jądra ani innych ważnych organów komórkowych. Przez cały archaik poza pojedynczymi bakteriami i stromatolitami nie pojawia się żadne inne życie, choć pod koniec eonu organizmy te stają się coraz liczniejsze.
P
R
O
T
E
R
O
Z
O
I
K
2500 543 Życie nadal istnieje tylko w oceanach. Przez pierwszą połowę eonu nic ciekawego się nie dzieje; istnieją tylko znane z archaiku bakterie (w tym fotosyntezujące sinice) i ich kolonie (stromatolity). W połowie proterozoiku, około 1.4 miliarda lat temu dochodzi do arcyważnego przełomu - pojawiają się pierwsze organizmy jądrowe (Eucaryota), a więc organizmy o komórkach zawierających jądro komórkowe. Prawdopodobnie dzieje się to w ten sposób, że jedna komórka prokariotyczna "zjada" inną, która zamiast umrzeć, żyje nadal wewnątrz pierwszej, a nawet wchodzi z nią w pewną szczególną symbiozę. Eukariotyczne organizmy powstałe w proterozoiku to m.in. wiciowce i promienice (należące do królestwa protistów), pierwotne grzyby (królestwo grzybów), pierwotne zielenice (inaczej pierwotne rośliny; królestwo roślin) oraz pierścienice, gąbki i jamochłony (królestwo zwierząt). Zaskakujące jest, że mimo pojawienia się komórek eukariotycznych, do końca proterozoiku nie nastąpił żaden gwałtowny rozwój wielokomórkowych organizmów jądrowych. Pytanie o powód braku tego przyspieszenia od lat spędza sen z oczu paleontologom. Być może jednak taki stan rzeczy nie jest faktem, a wynika z naszej niewiedzy. Może tak być, ponieważ organizmy priokariotyczne nie zawierały szkieletów, ani żadnych innych twardych części, których ślady mogłyby się zachować w skałach. Pod koniec proterozoiku w oceanach pojawia się i od razu - jeszcze przed końcem eonu - wymiera duża liczba specyficznych zwierząt, zwanych fauną ediakariańską. Pozbawione szkieletu, są one zbudowane z płaskich "segmentów". Obecnie uważa się je za ślepe odgałęzienie drzewa ewolucyjnego, ponieważ nie są one przodkami żadnych innych późniejszych zwierząt.
F
A
N
E
R
O
Z
O
I
K
P
A
L
E
O
Z
O
I
K
Kambr 543 490 Życie nadal istnieje tylko w oceanach, następuje jednak niezwykle gwałtowny wzrost liczby i różnorodności wielokomórkowych gatunków zwierząt, zwany eksplozją kambryjską. Eksplozja to dobre określenie bowiem, jak twierdzą niektórzy naukowcy, na początku kambru powstaje w krótkim czasie około 100 typów zwierząt (dzisiaj typów tych jest zaledwie 30!). Ta właśnie eksplozja w świecie zwierząt stanowi granicę pomiędzy proterozoikiem a kambrem. Choć organizmy kambryjskie to nadal wyłącznie morskie bezkręgowce, to jednak obok zwierząt bezszkieletowych pojawiają się, i to licznie, zwierzęta posiadające twardy szkielet; z nich zdecydowanie najliczniejsze i najbardziej typowe dla okresu są należące do stawonogów trylobity. Ponadto pojawiają się otwornice, głowonogi, małże i ślimaki. Nadal rozwijają się bakterie i sinice. Z roślin powstają pierwsze zielenice i krasnorosty, z grzybów - właściwe grzyby. Oprócz tego rozwijają się i od razu wymierają liczne gatunki zwierząt typowe tylko dla kambru (archeocjaty). Pod koniec kambru wymierają trybolity.
Ordowik 490 445 W późnym ordowiku pojawiają się (najpierw tylko w pobliżu wód) pierwsze rośliny lądowe, będące równocześnie bezpośrednimi przodkami roślin naczyniowych (tzw. pierwotne rośliny naczyniowe); są to psylofity (jedne z pierwotnych paprotników) i wątrobowce. Do glonów morskich dołączają glony słodkowodne. W świecie zwierzęcym pojawiają się pierwsze kręgowce (ostrakodermy).
Sylur 445 400 Znane z poprzedniego okresu psylofity (np. Rhynia), wraz z powstającymi teraz widłakami (obie grupy zaliczają się do tzw. pierwotnych paprotników) stopniowo posuwają się w głąb lądu. Powstają takie organy roślin jak zarodniki, drewno (z przyrostem wtórnym) i liście. W morzach pojawiają się pierwsze ryby (tarczowce).
Dewon 400 360 Na lądzie nadal rozwijają się pierwotne paprotniki - psylofity i widłaki, do których dołączają teraz skrzypy i pierwotne paprocie drzewiaste. Po raz pierwszy pojawia się drzewiasty pokrój roślin - posiada go uznawany za pierwsze drzewo Eospermatopteris (~385 mln lat temu). W górnym dewonie pojawiają się mszaki i plechowce (glonogrzyby), a także pierwsze rośliny nasienne: paprocie nasienne i kordaity. Pod koniec dewonu wymierają psylofity.
W morzach z roślin żyją krasnorosty, zielenice i brunatnice, ze zwierząt - amonity i ryby. Pojawiają się owady (najpierw, w środku dewonu bezskrzydłe, pod koniec tego okresu - uskrzydlone, np. ważki i karaluchy), a następnie pierwsze zwierzęta lądowe: z bezkręgowców stawonogi, z kręgowców (w górnym dewonie) - płazy.
Karbon 360 290 Dzięki gorącemu i wilgotnemu klimatowi oraz bogatej w dwutlenek węgla atmsferze następuje bujny rozwój roślinności drzewiastej: powstają lasy bagienne złożone z ogromnych widłaków (do 40m wysokości), skrzypów (do 30m wysokości) i paproci drzewiastych (zarówno zarodnikowych, jak i nasiennych; do 20m) oraz kordaitów (jedne z pierwszych roślin kwiatowych). Lasy te dają początek dzisiejszym pokładom węgla kamiennego. Runo w/w lasów stanowią drobne paprocie, widłaki i skrzypy tzw. klinolisty) oraz mszaki. Z grzybów rozwijają się workowce. Pod koniec karbonu pojawiają się pierwsze drzewa iglaste (walchia). W świecie zwierzęcym na lądzie powstają pierwsze gady, w morzu natomiast rozwijają się ryby rekinowate i płazy tarczogłowe. Wytworzenie przez gady osłoniętego warstwą ochronną i posiadającego wewnątrz zapas substancji odżywczych, a więc mającego charakter przetrwalnika jaja, pozwoliło zwierzętom w dużym stopniu uniezależnić się od wody i skuteczne opanować ląd. Można zatem obrazowo powiedzieć, że jajo w świecie zwierząt było odpowiednikiem nasiona w świecie roślin.
Perm 290245 W związku ze zmianą klimatu z wilgotnego na suchy, wymiera większość drzewiastych widłaków, skrzypów i paproci drzewiastych (w tym nasiennych) a także wszystkie kordaity. Rozwijają się intensywnie drzewa iglaste. Pojawiają się też pierwsze nagozalążkowe drzewa liściaste: miłorzębowe i sagowce.
Granica PT 245 Największe masowe wymieranie w dziejach Ziemi.
M
E
Z
O
Z
O
I
K
Trias 245 204 Dolny trias to okres bardzo suchego, pustynnego klimatu i dlatego roślinność lądowa, która przetrwała wymieranie jest wyjątkowo uboga. Odradza się ona jednak stopniowo, aby w dolnym triasie powrócić do fazy rozkwitu. Dominują wtedy rośliny nagonasienne, w tym iglaste drzewa nagozalążkowe a także, choć już w coraz mniejszym stopniu, paprocie drzewiaste. Pod koniec triasu wymierają jedne z ostatnich drzewiastych widłaków i skrzypów. Ze zwierząt pojawiają się pierwsze dinozaury i gady ssakokształtne, wymierają gady tarczogłowe. Pod koniec triasu powstają pierwsze ssaki; są one jednak małe i do końca całej ery mezozoicznej żyją w cieniu gadów (są prawdopodobnie zjadane przez dinozaury).
Jura 204 140 Bardzo bogata roślinność. Dominują drzewa iglaste, miłorzębowe, sagowce, benetyty, paprocie nasienne i cienkozarodnikowe, podupadają natomiast pozostałe paprotniki, takie jak skrzypy i widłaki (zwłaszcza ich pozostałe jeszcze przy życiu formy zielne, ponieważ formy drzewiaste wymarły w większości w poprzednich okresach). Rozwijają się mszaki, grzyby i glony (okrzemki, ramienice, zielenice, krasnorosty, brunatnice). Ze zwierząt na lądzie panują dinozaury. W powietrzu pojawiają się pierwsze ptaki (Archeropteryks).
Kreda 140 66 Pojawiają się pierwsze rośliny okrytonasienne (tzw. pierwotne dwuliścienne, w tym drzewa liściaste) i w połowie okresu zaczynają przeważać nad nagonasiennymi (iglastymi).
Granica KT 66 Wymarcie dinozaurów.
K
E
N
O
Z
O
I
K
Trzecio-
rzęd
66 1.7 Panują rośliny okrytonasienne. W dolnym trzeciorzędzie dominują rośliny obecnie wymarłe, w górnym - żyjące współcześnie. Lasy trzeciorzędowe coraz bardziej przypominają dzisiejsze. Ok. 65 mln lat temu z pierwotnych roślin dwuliściennych powstają rośliny jednoliścienne (w tym trawy). Ze szczątków roślin tworzących torfowiska powstają pokłady węgla brunatnego. Po wymarciu dinozaurów, swój rozkwit przeżywają ssaki (kenozoik nazywa się czasami erą ssaków).
Czwarto-
rzęd
1.7 0 Świat roślinny podobny do obecnego (z wyjątkiem stosunkowo niewielkiej liczby gatunków wymarłych podczas epoki lodowcowej). Pojawia się człowiek.

Tabela 1.6.1. Historia życia na Ziemi.