Cuando las plantas se aventuraron por primera vez en la Tierra, evolucionaron a partir de algas de agua dulce, hace más de 500 millones de años, cambiaron el planeta. Al extraer dióxido de carbono del aire, enfriaron la Tierra y, al erosionar las superficies rocosas, ayudaron a construir el suelo que ahora cubre una gran área de tierra.
Estos cambios en la atmósfera del planeta y la superficie de la Tierra allanaron el camino para la evolución de la biosfera tal como la conocemos. Las plantas terrestres constituyen aproximadamente el 80 por ciento de la biomasa de la Tierra.
Las plantas pioneras eran pequeñas y parecidas a las algas, y tuvieron que superar dos grandes desafíos para sobrevivir en la Tierra: evitar la sequía y sobrevivir a los duros rayos ultravioleta del sol.
En muestras de rocas de Canning Basin en el noroeste de Australia, descubrimos esporas fosilizadas de 480 millones de años de antiguas plantas terrestres junto con esporas de algas ancestrales que habitan en el agua.
Estas son las esporas de plantas más antiguas encontradas y nos dan nuevas pistas sobre cuándo y dónde las plantas saltaron al suelo y también cómo lograron sobrevivir. búsqueda publicado en un Ciencias.
Cuando las plantas colonizaron la tierra
Las estimaciones del momento inicial de la colonización de plantas de la Tierra se basan en grandes restos de plantas fósiles y cálculos de cuánto tiempo tardaron las diferentes especies en evolucionar (llamadoreloj molecular«Datos), un registro de esporas de plantas.
Los datos del reloj molecular indican que la colonización de la Tierra ocurrió hace unos 515 millones de años (en el período Cámbrico), mientras que los fósiles más antiguos de tallos de plantas ocurrieron hace unos 430 millones de años (en el período Silúrico medio).
Estas primeras plantas pequeñas no tenían sistemas de raíces ni tejidos leñosos duros, lo que puede explicar por qué sus restos fósiles son tan raros.
Alternativamente, podemos mirar las esporas de las plantas. Las esporas son unidades reproductivas simples que transportan material genético (mucho más simple que las semillas que no se desarrollaron hasta mucho más tarde).
Para una reproducción exitosa, las paredes de esporas de las plantas terrestres deben ser lo suficientemente fuertes para resistir la sequía y el daño de los rayos UV.
Estas paredes de esporas flexibles son también las que permiten que las esporas se conserven durante cientos de millones de años en sedimentos antiguos y que se extraigan de esos sedimentos utilizando ácidos fuertes como los que se utilizan en este estudio. Luego estudiamos las formas de las esporas bajo el microscopio.
forma de gérmenes
Las esporas de las primeras plantas terrestres se presentan como grupos de dos o cuatro células dispuestos más o menos geométricamente. Estas esporas se han encontrado en sedimentos que tienen 465 millones de años (en el período Ordovícico), lo que las coloca al menos 35 millones de años antes de que se conozcan los fósiles de plantas más grandes.
Sin embargo, se han encontrado esporas más antiguas (hace unos 505 millones de años) en los Estados Unidos. Paul Strother (del Boston College, coautor del nuevo artículo de Canning Basin) y sus colegas muestran que estas esporas antiguas probablemente se derivaron de algas de agua dulce llamadas carófitas.
Estas antiguas esporas se presentan como «paquetes» de células de forma irregular. Estos mismos «paquetes» de esporas también se encuentran en los fósiles que encontramos en la cuenca de enlatado, que datan de unos 25 millones de años después.
Las algas carófitas viven semiacuáticas. Para sobrevivir en este estado, desarrollaron genes para resistir la deshidratación y los efectos nocivos de los rayos ultravioleta.
Las plantas terrestres más antiguas capturaron partes del genoma de las algas ancestrales, posiblemente a través de una «transferencia horizontal de genes» en la que las bacterias transfirieron genes de un organismo a otro, o desarrollaron genes similares por sí mismas.
Dado el marco de tiempo de millones de años, sugiere que el origen de las plantas terrestres no ocurrió como un evento único.
Encontramos esporas de plantas silvestres, con dos o cuatro células, y esporas de algas empaquetadas irregularmente en la piscina del estanque de enlatado, lo que muestra que las plantas silvestres y sus antepasados de algas estaban presentes juntos en la misma área al mismo tiempo.
También reduce la brecha de tiempo entre las estimaciones de la colonización de la tierra a partir de los datos del reloj molecular (hace 515 millones de años) y la evidencia fósil.
El registro de Canning Basin tiene aproximadamente 480 millones de años y es el más antiguo encontrado en cualquier parte del mundo.
¿Dónde comenzaron las plantas de la tierra?
Nuestro descubrimiento proviene de estudios previos de esporas de plantas terrestres en el estanque de enlatado. En 1991 datan los gérmenes Hace unos 440-445 millones de años Encontrado y más Se remonta a hace 460 millones de años. Encontrado en 2016.
Estos dos registros solo se encontraron después de examinar extractos de aproximadamente 100 muestras de núcleos en un intento de determinar la edad de las secuencias de rocas, lo que demuestra que las esporas son raras.
Los sedimentos depositados en la cuenca de enlatado en este período son principalmente de ambientes marinos, como podemos ver en conchas y microfósiles como conodontos.
Las primeras plantas terrestres, como sus antepasados de las algas granuladas, crecieron en áreas de agua dulce en los bordes del mar.
En estas áreas se eliminaron esporas y sedimentos. Entonces, los registros fósiles que nos han llegado se basan en la geografía del mundo antiguo.
En 2020, Geoscience Australia, en colaboración con el Servicio Geológico de Australia Occidental, perforó un pozo en la parte sur de la cuenca de enlatado para comprender la geología de las rocas plutónicas.
Después de la extracción ácida de muestras de roca de una formación geológica llamada Formación Nambet, que se remonta al Ordovícico temprano (hace 485 millones a 470 millones de años), identificamos esporas de plantas terrestres con arreglos regulares típicos de dos o cuatro células.
Como parte de este trabajo, examinamos preparaciones de esporas de plantas, ya montadas en portaobjetos de vidrio, de la sección original de la Formación Nambit excavada en 1958.
Aquí encontramos el primer registro de esporas de plantas terrestres asociadas con esporas de sus antepasados de algas. Nuestro descubrimiento no hubiera sido posible sin el acceso a este material previo proporcionado por el Gobierno de Australia Occidental.
Se necesitan más estudios para determinar la ubicación de algas y esporas adicionales de plantas terrestres en sedimentos australianos de los períodos Cámbrico tardío y Ordovícico.
Los nuevos datos también pueden arrojar luz sobre dónde comenzaron las plantas silvestres: ¿estaban en este continente, como han sugerido otros?
El trabajo actual enfatizó la importancia del acceso a datos y materiales anteriores, y reconoció el papel fundamental de la infraestructura científica para el muestreo y los datos geológicos por parte del Gobierno de Australia Occidental.
Clinton FosterProfesor Emeritus Universidad Nacional Australiana.
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