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| Recreación artística de un ejemplar de Cooksonia. Fuente |
Las primeras plantas terrestres eran embriofitos. Las plantas
terrestres o embriofitas (Embryophyta) son un clado (grupo monofilético, es
decir, surgido de un mismo ancestro común) formado por los descendientes de
ciertas algas verdes, que se caracterizan por poseer una serie de adaptaciones
para la vida fuera del agua, y que por lo tanto son los responsables de la
colonización de la tierra por parte de las plantas. El clado comprende a todas
las plantas terrestres: los briófitos (hepáticas, antoceros y musgos), los
licopodios, los helechos, y las plantas con semilla, entre las que están las
gimnospermas y las angiospermas.
Los embriofitos comparten los siguientes caracteres: un ciclo de vida
diplobióntico; un tipo de crecimiento inequívocamente ligado al medio terrestre;
una cutícula y estructuras reproductoras de tipo anteridio y arquegonio o
derivadas de estos. Otro carácter importante de los embriofitos es la capacidad
de sintetizar esporopolenina, un polímero extremadamente resistente que es un
componente principal de la pared celular externa (exina) de las esporas y los
granos de polen. La presencia de esporopolenina fue un factor decisivo durante
la conquista inicial de la tierra firme por parte de las plantas porque, al ser
extremadamente resistente permite la dispersión de esporas a largo plazo y
proporciona soporte estructural y protección parcial contra la luz
ultravioleta, la desecación y el ataque de microorganismos. Hay un consenso
científico unánime que considera que la producción de esporas cubiertas por
esporopolenina es la prueba
inequívoca de afinidades embriofitas.
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| Criptosporas del Ordovícico argentino. Fuente |
La conquista de la tierra firme por las primeras plantas terrestres no sucedió
de la noche a la mañana. Comenzó hace unos 485–443 millones de años, durante el Ordovícico.
La mejor evidencia que tenemos de los inicios de esa conquista son esporas
fosilizadas de ese período. Esas esporas conocidas como criptosporas se parecen
a las de las modernas hepáticas (división Marchantiophyta). Esas
esporas, con paredes de esporopolenina, estaban adaptadas a la vida en tierra
firme.
Anatómicamente, estas plantas primitivas se parecían mucho a los actuales
antoceros, hepáticas y musgos (tres divisiones conocidas genéricamente como
briófitos) porque no tenían ni estomas ni tejidos vasculares, una adaptación
que no se produciría hasta unos pocos millones de años después.
Carentes de tejidos vasculares, ese tipo de plantas son poiquilohidras,
lo que quiere decir que carecen de un mecanismo para regular el contenido
hídrico de sus células y tejidos y prevenir la desecación. En general, los
organismos poiquilohidros como hongos, algas y los que acabamos de citar no son
capaces de vivir en ausencia de agua durante mucho tiempo y se desecan
rápidamente, por lo que suelen vivir en ambientes húmedos o acuáticos. Dependen
de la ósmosis y la difusión para transportar el agua y los nutrientes que
necesitan para vivir, lo que, cuando viven en tierra firme, limita drásticamente
su tamaño a unos pocos centímetros. Este tipo de crecimiento continuó hasta el
Silúrico. Hasta entonces, el color verde de nuestro planeta se debía a
organismos en miniatura.
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| Fósil de un extremo de Cooksonia de unos 5 mm de longitud. Fuente |
Hace unos 415 millones de años, las
plantas se vascularizaron. Esto lo cambió todo. Preparó el escenario para
el mundo vegetal que conocemos hoy. Los paleobotánicos colocan los restos
fósiles de las primeras plantas vasculares en Cooksonia, un género
de plantas de la división Rhiniophyta,
cuyos fósiles se han encontrado en muchas regiones del mundo, desde
Irlanda, Gales e Inglaterra, hasta en países tan alejados de Europa occidental como Bolivia,
Libia, Kazajistán, Estados Unidos o Australia.
En algunas especies de este género su estructura dicotómicamente ramificada
presenta líneas oscuras que se han interpretado como tejidos vasculares.
Todavía no eran plantas muy altas, porque el ejemplar más alto conocido mide de
unos pocos centímetros, pero representó un paso importante hacia un mundo vegetal
de mayor talla.
Cooksonia carecía de hojas,
pero algunas especies tenían estomas (otra innovación importante para la
regulación del agua en las plantas). Cada punta ramificada terminaba en una
cápsula con esporangios productores de esporas. Se piensa que Cooksonia era más bien un esporofito
altamente adaptado que pudo haber dependido de un gametofito para la
fotosíntesis, tal y como ocurre en los briófitos actuales. Esta hipótesis está
respaldada por el tamaño diminuto de muchos fósiles de Cooksonia, que sugiere que no
tenían suficiente espacio dentro de sus tejidos para soportar la compleja maquinaria
fotosintética. Por eso, aunque solamente se esté especulando, es muy posible
que la vascularización surgió en un esporofito dependiente que con el tiempo gradualmente
se hizo más y más independiente de su gametofito. Hasta que se encuentre un
fósil gametofítico asociado no sabremos si esa hipótesis es cierta.
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| Recreación de una specie de Cooksonia. Fuente |
Pero intente imaginar cómo era el mundo antes de que la vida conquistase
la tierra emergida. Era un paisaje muy diferente a todo lo que conocemos hoy.
Por un lado, no había suelo. Antes de que la vida se trasladara a tierra firme,
no había nada orgánico que facilitara la formación del suelo. Un artículo publicado
en Science fue uno de los primeros en
demostrar que el aumento de ciertos sedimentos en la tierra, concretamente las
arcillas formadoras de lodo, coincidió con el aumento de las plantas terrestres
dotadas de raíces profundas.
Esa investigación fue un trabajo titánico. Los dos investigadores que
suscribieron el artículo tuvieron que analizar miles de documentos científicos
que abarcaron desde el eón de Arqueano, hace unos 3.500 millones de años, hasta
el período Carbonífero, hace unos 358 millones de años. Al buscar cantidades
relativas de rocas sedimentarias de grano fino genéricamente conocidas como lutitas
en hábitats terrestres, pudieron ver cómo la geología sedimentaria evolucionaba
a través del tiempo. Lo que encontraron fue que la presencia de esas rocas
aumentaba aproximadamente al mismo tiempo que las primeras plantas terrestres
comenzaban a colonizar la tierra. Antes de que las plantas llegaran a tierra, las
lutitas constituían apenas el 1% de los sedimentos terrestres. Al final del Carbonífero,
habían aumentado hasta el 26%.
Esto plantea la pregunta, ¿por qué son tan importantes esas rocas? ¿Qué
nos dicen sobre lo que estaba sucediendo en los ambientes terrestres? Una clave
para contestar estas preguntas radica en la composición de las propias rocas. Las
lutitas están formadas por sedimentos de grano fino como la arcilla. Hay muchos
mecanismos por los cuales se puede producir arcilla y muchas de ellas se
formaron mucho antes de que aparecieran las plantas terrestres. La diferencia radica
en la cantidad de minerales arcillosos en esos sedimentos. Aunque las bacterias
y los hongos facilitan la formación de minerales arcillosos, lo hacen en
pequeñas cantidades.
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| Una pequeña colonia de musgos es suficiente para retener suelo. |
El verdadero cambio se produjo cuando las plantas comenzaron a
enraizarse en tierra. Al empujar sus raíces hacia los sedimentos, las plantas
actúan como conductos para aumentar la meteorización de los minerales. Las
raíces no solo aumentan la conectividad entre el subsuelo y la atmósfera,
también secretan sustancias como ácidos orgánicos y forman relaciones
simbióticas con las cianobacterias y hongos que aceleran el proceso meteorizador
típico del clima. Ningún proceso puramente tectónico o químico puede explicar
la tasa de meteorización que tuvo lugar para ver tal incremento en minerales de
grano fino.
Además, la presencia de plantas enraizadas habría asegurado que los
lodos recién formados permanecieran mucho más tiempo en el paisaje. Mientras
que, en ausencia de plantas, estos sedimentos habrían sido arrastrados a los
océanos, las plantas se aferraron a ellos impidiendo su transporte. Las raíces
de las plantas actúan como aglutinantes, reteniendo las partículas del suelo y
evitando la erosión.
Aparte de sus raíces, el resto de estas plantas terrestres primitivas también
habrían retenido a los sedimentos atrapándolos sobre sus cuerpos. A medida que
el agua y el viento recogen y mueven los sedimentos, inevitablemente quedan
atrapados alrededor y en el interior de los tallos y las hojas de las plantas.
Incluso pequeñas colonias de hepáticas y musgos son capaces de hacer esta retención
y céspedes enteras de esas y otras plantas pioneras habrían contribuido en gran
medida no solo a la formación de estos sedimentos, sino también a su retención.
El movimiento de las plantas hacia tierra firme cambió el curso de la
historia. Fue el comienzo de los cambios masivos que estaban por venir y que,
en gran parte, comenzaron con la formación gradual de los suelos.
Todo ese proceso se lo debemos a algunos modestos pioneros vegetales
como Cooksonia. ©Manuel
Peinado Lorca. @mpeinadolorca.
