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| Pflanzen |
| Die Erde wurde früher grün |
Primitive Pflanzen besiedelten das Festland offenbar weit früher als bislang angenommen. Die grüne Pioniertat könnte dramatische Ereignisse der Erdgeschichte erklären. Flechten und niedere Pflanzen könnten in der Frühzeit der Erde Klimakatastrophen und eine darauf folgende Artenexplosion der Tierwelt ausgelöst haben. Das jedenfalls legt eine genetische Untersuchung nahe, deren Ergebnisse amerikanische Forscher nun im Fachmagazin "Science" veröffentlicht haben.
Wenn die Daten der Wissenschaftler stimmen, verbreiteten sich vor 1,3 Milliarden Jahren die ersten Pilze auf dem Festland. Ihnen folgten vor 700 Millionen Jahren primitive Pflanzen. Damit wäre die Erde viel früher ergrünt, als man bislang angenommen hatte. Handfeste Beweise gibt es für diese Datierung jedoch nicht: Die ältesten erhaltenen Fossilien von Pilzen und Pflanzen sind rund 480 Millionen Jahre alt.
Das Team um den Evolutionsbiologen Blair Hedges von der Pennsylvania State University behalf sich daher mit einer Genanalyse lebender Arten. Die Forscher untersuchten 199 Gene, die im Erbgut von Pilzen und niederen Pflanzen vorkommen. Diese Merkmale dienten als so genannte "molekulare Uhr": Aus der Häufigkeit der Gen-Mutationen lässt sich die Evolutionsgeschichte der jeweiligen Art rekonstruieren.
Die frühe pflanzliche Besiedlung der Erde könnte eine Reihe rätselhafter Klimakatastrophen erklären, die sich vermutlich vor rund 700 Millionen Jahren ereigneten. Viele Wissenschaftler nehmen an, dass die Erde zu dieser Zeit mehrmals völlig zugefroren war. Indem Landpflanzen der Atmosphäre das Treibhausgas Kohlendioxid entzogen, könnte sich der Planet bis zu einem solchen "Snowball Earth"-Szenario abgekühlt haben, vermuten Hedges und seine Kollegen.
Auch beim Evolutionssprung der Tierwelt vor rund 550 Millionen Jahren spielten die grünen Pioniere möglicherweise eine entscheidende Rolle. Während der so genannten kambrischen Explosion entstand aus der zuvor bescheidenen Fauna innerhalb weniger Millionen Jahre eine beeindruckende Artenvielfalt. "Die Pflanzen erhöhten vermutlich den Sauerstoffanteil in der Atmosphäre", erklärt Hedges. "Dadurch konnten die Tiere Skelette entwickeln, wurden größer und bildeten neue Spezies
Einer neuen Studie von Frank Keppler vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik zufolge produzieren Pflanzen große Mengen Methan, die in ihrer Gesamtheit ca. 30 % des globalen Methanausstoßes ausmachen. Diese Tatsache bedeutet jedoch nicht, dass sie zur Klimaerwärmung beitragen.
Trotz der bisher unbekannten Methanemissionen aus den Pflanzen, so betonen jedoch die Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in einer Stellungnahme auf die Reaktionen zu ihrer Veröffentlichung, dass der klimaökologische Vorteil der Pflanzen aufgrund ihres weitaus höheren Bindungspotentials für Kohlendioxid im Vergleich zu dem Methanemissionen weiterhin bestehen bleibt und demzufolge z. B. Aufforstungen und Urwaldschutz gut für das Klima sind. Die Wissenschaftler berechneten eine Methanfreisetzung in Höhe von 0,25 bis 1,0 Gramm für jedes gebundene Kilogramm an Kohlendioxid. Selbst die Berücksichtigung eines weitaus höheren Treibhauspotentials des Methans (ca. das 23fache im Vergleich zum Kohlendioxid) verändert dieses Verhältnis nur unwesentlich.
Die Pflanzen werden in 3 Unterreiche gegliedert:
Die gefäßpflanzen sind diejenigen, die uns als Pflanzen geläufig sind.
Die Pflanzen bilden ein eigenes Reich innerhalb der Domäne der Eukaryoten. Mit ihnen befasst sich wissenschaftlich die Disziplin der Botanik. Pflanzen leben - im Gegensatz zu den heterotrophen Tieren und Pilzen - fast ausschließlich photoautotroph: Das heißt, sie stellen die zum Wachsen und Leben notwendigen organischen Stoffe mit Hilfe des Sonnenlichts durch Photosynthese selbst her (Phototrophie). Dabei nutzen sie als Kohlenstoffquelle ausschließlich Kohlenstoffdioxid (Autotrophie). Ausnahmen sind einige parasitische Pflanzen, die ihre Nahrung von anderen Pflanzen beziehen und im Laufe der Evolution ihr Chlorophyll (Blattgrün) verloren haben.
Historisch hat sich die Definition des Begriffs Pflanze gewandelt. So werden heute Photosynthese betreibende Prokaryonten wie beispielsweise die Cyanobakterien (Cyanobacteria) nicht mehr zu den Pflanzen gezählt. Dies gilt auch für eine ganze Reihe von Protisten-Arten, beispielsweise die Goldalgen oder Braunalgen. Auch die Pilze wurden ursprünglich mit zu den Pflanzen gezählt, obwohl man heute weiß, dass sie näher mit den Tieren verwandt sind. Sie werden mit den Tieren in ein eigenes Reich gestellt (Opisthokonta). Oder üblicher als eigenes Reich betrachtet.
Heute folgt man in der Biologie fast ausschließlich dem phylogenetischen System, das die Pflanzen anhand ihrer Abstammung systematisch gruppiert. Demnach gelten nur die Algenlinien mit Plastiden aus primärer Endosymbiose zu den echten Pflanzen (Plantae). Dazu gehören die Grünalgen (Chlorophyta), die Streptophyta (enthalten die Landpflanzen, die Schmuckalgen, die Armleuchteralgen und einige weitere Algenlinien), die Rotalgen (Rhodoplantae; nach Saunders und Hommersand 2004) und wahrscheinlich auch die Glaucocystophyceen. Chlorophyta (Grünalgen) und Streptophyta werden als Viridiplantae zusammengefasst. Alle Viridiplantae enthalten Chlorophyll a und Chlorophyll b und speichern die photosynthetisch produzierten Zucker in Form von Stärke in den Chloroplasten. Die Zellwände dieser Organismen bestehen aus Zellulose.
Landpflanzen treten oft in charakteristischen Gruppen, den so genannten Pflanzengesellschaften auf. Pflanzen können durch Abgabe allelopathischer Stoffe auf andere Pflanzen einwirken.
Bedeutung für den Menschen
In ihrer Bedeutung für den Menschen unterscheidet man zwischen wild wachsenden Pflanzen, darunter auch die willkürlich so genannten Unkräuter, und Kulturpflanzen.
Zu den teils wild, teils kultiviert wachsenden Nutzpflanzen zählt man die Heilpflanzen (siehe auch Liste der Heilpflanzen) und die Küchenkräuter (siehe auch Kräuter). Bei Gewürzen handelt es sich meist um getrocknete Küchenkräuter. Kräuter für Aufgüsse und Tees werden sowohl frisch als auch getrocknet eingesetzt. Sehr häufig werden aromatische Pflanzen auch nur ihres Duftes wegen angepflanzt, wie es bei duftenden Blumen - insbesondere den Rosen - der Fall ist.
Substanziell genutzt werden auch die in der Regel rauscherzeugenden Drogenpflanzen, die oft zu den Giftpflanzen zählen.
Zierpflanzen werden dagegen aus ästhetischen Gründen angepflanzt; die meisten Zimmerpflanzen gehören in diese Kategorie, vernachlässigt man in geschlossenen Räumen angebaute Kräuter.