Paleobotanika

Fosílna papraď roduNeuropterisz vrchnéhokarbónu.

Paleobotanika(zgr.paleon-starý+botanikos-rastlinný), alebofytopaleontológiaje vedný odbor, zaoberajúci sa identifikáciou, rekonštrukciou a systematikourastlínv minulostiZeme,fylogenénzoujednotlivých skupín rastlín a tiež rekonštrukciou ichživotného prostredia.Paleobotanika študuje suchozemské, ako aj vodné rastlinstvo. Príbuzný vedný odbor jepalynológia,ktorá sa zaoberá štúdiompeľua rastlinnýchsemien.

Paleobotanika je základ pri štúdiu vývoja rastlín a tiež dôležitý prvok pri rekonštrukcii prehistorickýchklimatickýchmodelov.

Prehľad fylogenézy rastlín a fosílneho záznamu[upraviť|upraviť zdroj]

Vznik fotosyntézy[upraviť|upraviť zdroj]

Samotný vznik rastlín súvisí z evolúcioufotosyntézy.V súčasnosti prevláda názor, že prvé organizmy sa vyvíjali v horúcich podmienkach (pri podmorskýchsopečnýchkomínoch, v horúcich prameňoch a podobne) a bolichemoautotrofné,závislé od sopečnej činnosti. Z nich sa vyvinuli prvéfotoautotrofnéorganizmy, ktoré prefotosyntézuvyužili svoje systémy citlivé nasvetlo,ktoré boli pravdepodobne pôvodne určené na ochranu proti žiareniu (hlavneultrafialovému). Prvým fotosyntetizujúcim organizmom sa v súčasnosti najviac podobajú:

zelené sírne baktérie
zelené nesírne baktérie
heliobaktérieich systém nepostačuje naautotrofiu,ale vykazuje podobnosť sosinicami(t. j. cyanobaktériami)

Fotosyntéza týchto organizmov je anoxigénna. Nerozkladajú molekulyvodya neuvoľňujúkyslík,pretože obsahujú bakteriochlorofyly, ktoré nedokážu zo svetla získavať dostatočnúenergiu.Ako donorelektrónovvšak môžu využiťželezo(prípadne ajperoxid vodíka).

Ďalším dôležitým predchodcom rastlín boli sinice, ktoré už majúchlorofylybežné aj u rastlín, ktoré získavajú zo svetla dostatočnú energiu na štiepenie vody. Sinice pravdepodobne vznikli pred približne 3,2 miliardami rokov. Niektoré z nich formovali guľovité skalnaté útvarystromatolity,ktoré sú typickými fosíliamiprekambria(ale vzácne, v extrémnych podmienkach, sa vyskytujú dodnes). Vďaka svojej fotosyntetickej schopnosti produkovali kyslík, ktorý bol veľmi toxickým biologickým odpadom. Jeho koncentrácia v ovzduší dosiahla hodnoty podobné súčasnosti za 1-2 miliardy rokov. To bol dostatočne dlhý čas na to, aby sa organizmy naučili s kyslíku odolávať a dokonca ho aj využiť vo svoj prospech.

Vznik rias[upraviť|upraviť zdroj]

Riasyvznikli pravdepodobne tak, že došlo ku symbióze sinice seukaryotickým organizmom,ktorý sinicu pohltil, tá ostala pri živote a oba organizmy ťažili zovzájomnej spolupráce.Takto vzniklichloroplasty(podobným spôsobom vznikli ajmitochondrie,k čomu došlo ešte pred vznikomchloroplastovu predkov rastlín živočíchov aj húb). Dôkazom tejto teórie je napr. dodnes zachovaláDNAbakteriálneho typu v chloplastoch (odlišná od jadrovej), syntézabielkovínv choloroplaste taktiež bakteriálneho typu (napr.ribozómová RNA), ako aj dvojitámembránachloroplastov (jedna pochádzajúca v vonkajšej membrány sinice a druhá je membránov hostiteľskejeukaryotickej bunky).

Po pohltení sinice došlo k rozdeleniu rias na dve základné línie. Prvá zahŕňazelené riasy(Chlorophyta) a rastliny, s tvz. "zeleným" typom chloroplastu pre ktorý je typická prítomnosťchlorofylub. Druhá línia má tvz. "červený" chloroplast a zahrňuje napr. červené (Rhodophyta) aj hnedasté riasy (Chromista).

V niektorých skupinách rias (netýkalo sa to ale predkov suchozemských rastlín) došlo k druhotnému pohlteniu, keď jedna eukaryotická bunka pohltila inú vrátane jej chloroplastov. K tomuto procesu došlo tak v "zelenej" línii chloroplastov (vznikli euglény -Euglenophyta), ako aj v "červenej" chloroplastovej línii (takto vznikli napr. všetky hnedasté riasy -Chromista). Dnes má chloroplast takýchto rias štyri membrány a medzi 2. a 3. membránov obsahuje tvz. nukleomorf, ktorý je pozostatkom DNA v pohltenej eukaryotickej bunky (DNA nukleomorfu sa v súčasnosti študuje a je stopou totožnosti pohltenej eukaryotickej bunky).

Fosílny záznam rias[upraviť|upraviť zdroj]

Fosílnenálezy rias zahrňujú hlavne druhy, ktoré vytvárali pevnú vonkajšiu schránku, ktorá po ich odumretí fosilizovala na dneoceánov.Najstaršiemikrofosíliesiníc sú známe spred vyše 2,5 mld. rokov. Najstaršie fosílie eukaryotických rias majú asi 1,7 mld. rokov, avšak dobre zachované fosílie, ktoré môžeme aj systematicky zaradiť sú spred 1,2 mld. rokov a patria "červenej" línii rias.

Vznik vyšších rastlín[upraviť|upraviť zdroj]

Fosílny odtlačok kôry stromovitého plavúňa roduLepidodendron

Vyššie rastlinyzrejme vznikli zo zelených rias, ktoré žili v plytkých vodách. Prvéfosílievyšších rastlín sa vyskytujú odsilúruvprvohorách.Žili vpobrežnýchoblastiach čiastočne ponorené do vody. V tom čase sa od seba oddelilimachorasty,ktoré ostali drobné a stavili na stratégiu vzájomného podopierania sa a zadržiavania čo najväčšieho množstva vody. Druhá skupina rastlín (Rhyniophyta) si vyvinulapokožkuodolnejšiu proti vysychaniu, čo im umožnilo rast do väčších rozmerov. Rastliny zo skupinyPsiplophytaceaedosiahlistromovitývzrast a prenikali hlbšie dopevniny.

Od vrchnéhodevónusa hromadne vyskytujú skamenelinykoreňov,kmeňovalistovprvých stromov (Archaeopteris). Vznikali prvéplavúňe,prasličkyapaprade.Vkarbónebola sa zvýšila teplota Zeme a vznikali rozsiahle [močiar]e. V nich rástli stromovité plavúne a paprade obrovských rozmerov. Po odumretí padali do vody, kde v bezkyslíkatom prostredí nepodliehali rozkladu, ale postupnezuhoľnateli.V uhlí sa zachovalo aj obrovské množstvo otlačkov listov, alebokôrytýchto stromov. V karbóne vznikli aj prvénahosemenné rastliny,ktoré sa ďalej vyvíjali v období permu adruhohoráchsa stali dominantnou skupinou rastlín (vyskytovalo sa množstvo ihličnatých stromov,cykasovagínk).