Inleiding tot de diversiteit van planten

Van water naar land

Het plantenrijk verscheen ongeveer 410 miljoen jaar geleden toen groene algen van het water naar het land verhuisden. Dit land was een relatief ongekoloniseerde omgeving met voldoende middelen. Terrestrische omgevingen boden ook meer licht en koolstofdioxide, die planten nodig hebben om te groeien en te overleven.

De grote verschillen tussen land en zee vormden echter een enorme uitdaging voor de eerste soorten die zich vestigden, waardoor veel nieuwe aanpassingen ontstonden wat bijdraagt aan de grote verscheidenheid aan planten die tegenwoordig worden waargenomen.

Een vroege aanpassing was de ontwikkeling van een vetachtige buitenlaag, wat cuticula wordt genoemd. De cuticula beschermt planten tegen uitdroging door vocht binnen te houden. Deze aanpassing verhinderde echter de directe uitwisseling van gassen over het oppervlak van planten.Als gevolg hiervan ontwikkelde zich poriën op de buitenoppervlakken van planten die de opname van koolstofdioxide en de afgifte van zuurstof mogelijk maakten.

Er waren ook aanvullende constructies nodig om het transport van water en voedingsstoffen van de grond naar de bovenste delen van de plant te bevorderen. Als gevolg hiervan ontwikkelde zich vaatweefsel dat niet alleen dient om water en voedingsstoffen naar alle delen van de plant te transporteren, maar ook als structurele ondersteuning voor de grotere en sterkere stengels.

Om de voortplanting op het land mogelijk te maken, ontwikkelden landplanten gametangia – reproductieve structuren die gameten en embryo's beschermen tegen de barre omgeving buiten de plant. Bij mannen wordt deze structuur de antheridia genoemd, terwijl het bij vrouwen de archegonia genoemd wordt.

Er zijn verschillende strategieën ontwikkeld om het transport van sperma van de antheridia naar de eieren in de archegonia te vergemakkelijken. Deze omvatten sperma dat van de ene structuur naar de andere zwemt, wordt meegenomen door de wind of wordt vervoerd door bestuivers zoals bijen en vogels. De specifieke methode is uniek voor elke klasse van planten. Na de bevruchting worden de eieren vastgehouden in de archegonia om ze te beschermen en het ontwikkelende embryo, of sporofyt, te voeden.

Een andere belangrijke reproductieve aanpassing was het genereren van zaden. Hoewel niet alle landplanten worden gezaaid, zijn zaden om vele redenen voordelig. Zonder deze structuren hebben planten een vochtige omgeving nodig om gameten van de ene plaats naar de andere te transporteren. Bij pitloze planten zijn mannelijke en vrouwelijke sporen vaak ongeveer even groot en reizen beide. Uitgezaaide planten bevatten echter over het algemeen kleine mannelijke sporen, pollenkorrels, die zijn aangepast om zeer mobiel te zijn, die naar vrouwelijke gametofyten reizen om sperma rechtstreeks in het ei afgeven. Zodra de bevruchting plaatsvindt, vormt zich een zaadje dat het plantenembryo en een voorraad voedingsstoffen bevat.

Door deze aanpassingen zijn plantensoorten ontstaan die goed zijn aangepast aan het leven in terrestrische omgevingen.

Grote afstammingen van planten

Hoewel er nu talloze plantensoorten bestaan, kunnen ze allemaal worden onderverdeeld in een van de drie groepen: niet-vasculaire, vasculaire pitloze en vasculaire gezaaide planten. Niet-vasculaire planten zijn de meest voorouderlijke en minst complexe planten, zoals mossen, levermossen en hoornbladen. De vasculaire pitloze planten zijn varens en paardenstaarten en waren de eerste groepen die een vasculair transportsysteem ontwikkelden. De laatste groep, vasculaire gezaaide planten, omvat alle overgebleven soorten. Deze groep is het meest divers en beslaat het breedste scala aan leefomgevingen, en is opgesplitst in twee grote subgroepen, angiospermen en gymnospermen. Angiospermen omvatten alle bloeiende en vruchtdragende planten, waarbij het stuifmeel door de wind wordt verplaatst of door bestuivers wordt vervoerd. Gymnospermen zijn niet-bloeiende planten, waaronder coniferen, cycaden en ginkgo-bomen. Deze soorten produceren kale zaden die niet worden beschermd door fruit en pollen en worden door de wind meegevoerd.