Zróżnicowanie fauny i flory na świecie

We współczesnej florze świata dominują rośliny kwiatowe. Jednak początkowo ląd był porośnięty paprociami i widłakami, a ewolucja roślin została zapoczątkowana przez prymitywne glony.

Najwcześniejszymi formami roślinnymi były organizmy morskie. Wszystkie różnorodne gatunki roślin lądowych, zarówno te, które upiększają nasze ogrody i parki, jak i te dostarczające nam pokarmu, rozwinęły się z prymitywnych form roślinnych żyjących w oceanach miliardy lat temu.

Opisano ponad 400000 gatunków roślin i wszystkie są potomkami kilku pradawnych grup. Wiemy tylko o niektórych grupach, natomiast prawdopodobnie dużo więcej dawniej istniejących roślin wyginęło bez śladu, gdyż nie potrafiły przystosować się do zmieniających się warunków lub nie były w stanie sprostać konkurencji z nowymi gatunkami, które były lepiej przystosowane do zmian w środowisku. Paleobotanicy, czyli naukowcy, którzy badają skamieniałe szczątki roślin, byli zdolni określić przybliżony czas pojawienia się na Ziemi różnych grup roślinnych. Jednakże w naszej wiedzy istnieją pewne luki, gdyż rośliny nie posiadają tak twardych tkanek jak zwierzęta, których szkielety zbudowane z tkanki kostnej łatwo ulegają fosylizacji. Na szczęście wczesne formy roślinne czasami mogą być wykryte w pokładach osadów mułu, a niektóre w ten sposób zachowane organizmy są znajdowne w skałach, które pochodzą sprzed około 3 miliardów 100 milionów lat temu. Na podstawie materiałów kopalnych wiemy, że życie na Ziemi musiało powstać z organizmów roślinnych. Rośliny są podstawowym ogniwem łańcuchów pokarmowych i od nich zależy byt wielu przedstawicieli świata zwierząt. Jednakże rola roślin w ewolucyjnej historii świata jest bardziej doniosła, gdyż to dzięki nim mogło nastąpić przekształcenie się atmosfery Ziemi w taką, w której mogą bytować organizmy zwierzęce. Prawdopodobnie wielkie ilości dwutlenku węgla w pradawnej atmosferze uniemożliwiałyby zwierzętom oddychanie, ale rośliny, przeprowadzając fotosyntezę, pochłaniały dwutlenek węgla i uwalniały tlen. Istnienie roślin umożliwia ewolucję zwierząt roślinożernych, które polują na roślino-żerców. Ewolucja jest jednakże niezmiernie wolnym procesem, a dobór naturalny faworyzuje te istoty, które przystosowują się do zmian środowiska. Najwcześniejsze formy organizmów roślinnych były zależne od wody, gdyż nie posiadały struktur umożliwiających im życie na lądzie. Pierwsze organizmy roślinne, które mogły żyć poza wodą- wynurzały się z niej- prawdopodobnie były mieszkańcami bagien i moczarów, gdzie ich niższe części mogły być cały czas zanurzone w wodzie. Najstarsze formy właściwych roślin lądowych były prawdopodobnie również wciąż zależne od środowiska wodnego. Były to mchy, wątrobowce i paprocie. Do dzisiaj formy te wymagają do życia wilgotnego środowiska, gdyż woda jest czynnikiem warunkującym ich rozmnażanie się. Byt pierwszych roślin kwiatowych (nagonasiennych, na przykład roślin szpilkowych) był uzależniony od wiatru, gdyż były one wiatropylne i wiatrosiewne. W czasie, gdy się pojawiły nie było jeszcze na Ziemi owadów, które mogłyby je zapylać. Obecnie dominujące we florze świata rośliny okrytozalążkowe są przeważnie owadopylne, a ich ewolucja przebiegała w powiązaniu z ewolucją owadów i innych zwierząt. Czasami bowiem ich nasiona są przystosowane do roznoszenia przez większe zwierzęta, gdyż są zaopatrzone w haczyki i kolce, którymi przyczepiają się do sierści lub piór. Najwcześniejszymi znanymi nam formami organizmów roślinnych były prymitywne bakterie i sinice, których ciało jest zbudowane z jednej komórki nie posiadającej jądra komórkowego. Prawdopodobnie 1,5 miliarda lat temu pojawiły się pierwsze eukariotyczne (posiadające jądro komórkowe) jednokomórkowe glony. Z nich mogły wykształcić się, w wyniku ewolucji, formy glonów wielokomórkowych, które przypominały obecne zielenice. Na różnych częściach ciała posiadały one wyspecjalizowane rejony odpowiedzialne za rozmnażanie się. Do okresu kambryjskiego, około 590 milionów lat temu, powstało wiele form życia. W tym okresie wykształciło się ponad 900 dotąd opisanych gatunków, a są to tylko te, po których pozostały jakieś ślady w postaci skamieniałości. Wiele pradawnych form wyginęło bez śladu.

W okresie syluru (440-408 milionów lat temu) rośliny zaczęły kolonizować powierzchnię lądu. Wczesne formy organizmów zwierzęcych i roślinnych były ograniczone w swoim występowaniu do środowiska, jednak niektóre glony przystosowały się również do życia w wodach słodkich. Prawdopodobnie to one dały początek współczesnym gatunkom roślin lądowych. Aby przetrwać na lądzie, rośliny musiały wykształcić kompletnie nowe struktury, gdyż warunki życia w tym środowisku są odmienne od warunków życia w wodzie. Na lądzie konieczne jest posiadanie struktur, za pomocą których woda jest rozprowadzana w organizmie. Rolę tę spełnia system przewodzący, przez który też rozprowadzane są sole mineralne i produkty foto-syntezy. Ponadto roślina lądowa musi mieć wykształcone elementy, które ją wzmacniają i usztywniają, gdyż nie działa tutaj siła wyporu. Jednakże zanim rośliny wodne mogły opanować suchsze obszary, musiały wykształcić organy rozrodcze, mogące funkcjonować również w otwartym powietrzu.

Najstarsze ślady roślin lądowych znaleziono w skałach pochodzenia sylurskiego. Jedna z tych form roślinnych, Zosterophyllum, posiadała plechę, w której można wyróżnić części spełniające funkcje korzenia, łodygi i liści. Rhynia była bezlistnym psylofitem posiadającym wielkie sporangia (zarodnie produkujące zarodniki) umieszczone na szczycie pędów. Asteroxlon posiadał napowietrzne pędy, na których były osadzone małe, łuskowate listki. Wszystkie te formy były najprawdopodobniej gatunkami rosnącymi na bagniskach.

Okres geologiczny miliony lat temu dominujące pospolite rośliny

KENOZOIK

(era ssaków) 

Trzeciorzęd i czwartorzęd 
Do 65 
Dominują okrytonasienne

MEZOZOIK
 (era gadów)

Kreda 
Do 144 
Pojawienie się okrytonasiennych
Jura 
Do 213 
Dominują nagonasienne i paprotniki (szpilkowe, paprocie, skrzypy i widłaki)
Trias 
 Do 248 Rozprzestrzenianie się nagonasiennych; bujne lasy

PALEOZOIK
 (era pierwotnych form życia) 

Perm 
Do 286 
Dominacja paprotników (paprocie, skrzypy, widłaki) prymitywne szpilkowe, wiele miłorzębów
Karbon 
(okres paprotników) 
Do 360 
Dominacja paprotników (paprocie, widłaki i skrzypy); początek powstania złóż węgla
Dewon 
Do 408 
Więcej roślin lądowych
Sylur 
Do 440 
Pierwsze rośliny lądowe i bagienne

Ordowik 
Do 500 
Glony

Kambr 
Do 590 
Glony

Prekambr 
Ponad 590 
Sinice

Królestwo roślin wykazuje zdumiewającą różnorodność. Należą do nich mikroskopijne bakterie (niektóre szkodliwe, inne zaś potrzebne człowiekowi) i rośliny, które potrafimy zidentyfikować na pierwszy rzut oka. Aby zrozumieć świat roślin, trzeba uświadomić sobie, jak ważną rolę odgrywają one w naszym życiu.

Chociaż niełatwo jest napotkać skamieliny roślinne, ponieważ rośliny nie mają kości ani szkieletów, geologom udało się zebrać wystarczające dowody w postaci skamieniałych szczątków, by dokładnie ustalić kierunki ewolucji tych form żywych. Pierwszymi śladami życia na Ziemi były prymitywne twory pobierające substancje odżywcze z gleby i atmosfery, a pierwszymi roślinami były niemal na pewno jednokomórkowe glony. Były one w stanie spełnić wszystkie swoje funkcje życiowe w obrębie pojedynczej komórki. Z tych form żywych rozwinęły się formy wielokomórkowe, w których poszczególne procesy życiowe, jak np. reprodukcja, odbywały się w odpowiednich częściach danej rośliny. Prymitywne formy życia, takie jak glony, stanowiły podstawę łańcucha pokarmowego i stworzyły warunki rozwoju królestwa roślin. W czasie, kiedy na drodze ewolucji pojawiły się istoty roślinożerne, glony występowały w dużej obfitości i mogły zapewnić podstawowe źródło pożywienia dla wszystkich innych form życia.

Biolodzy uważają obecnie, że wszystkie rośliny i wszystkie zwierzęta mogły rozwinąć się ewolucyjnie z jednej pierwotnej komórki. Nie istnieją oczywiście dowody na poparcie takiego poglądu. Przypuszcza się jedynie, że organizm, który w rozwoju ewolucyjnym daje początek dwom różnym liniom, prawdopodobnie łączy w sobie pewne cechy obu tych grup. Podobnie mogło też być z pierwotnymi komórkami, które dały początek roślinom i zwierzętom. Chociaż nie wiemy, jak te komórki wyglądały, to jednak istnieje obecnie organizm jednokomórkowy, łączący w sobie pewne cechy roślinne i zwierzęce. Organizmem tym jest euglena. Można więc sądzić, że pierwotna komórka, będąca przodkiem roślin i zwierząt, w jakimś stopniu przypominała wyglądem i trybem życia euglenę. Jeżeli proces ten tak by w rzeczywistości przebiegał, to oddzielenie się linii rozwojowej roślin należałoby uznać za pierwszy ważny etap ewolucji zarówno roślin, jak i zwierząt. Za drugi, istotny etap ewolucji organizmów uważać należy wytworzenie pierwszych organizmów wielokomórkowych. I w tym względzie brak jest konkretnych dowodów. Można jedynie wysuwać pewne przypuszczenia na podstawie analizy budowy i funkcjonowania obecnie żyjących roślin i zwierząt. Mszaki, paprotniki i nasienne to rośliny lądowe, a ich przystosowanie do życia na lądzie uznać należy za trzeci, bardzo ważny etap jaki dokonał się w ewolucji roślin. Najwyższy poziom rozwoju ewolucyjnego i przystosowań do życia na lądzie osiągnęły rośliny nasienne. W obrębie tych roślin najsilniej rozwiniętą obecnie i prawdopodobnie najlepiej nadal rozwijającą się grupą są okrytonasienne. Prowadzone badania wykazują, że spośród okrytonasiennych najintensywniej rozwijają się rośliny jednoliścienne.

Najbardziej wiarygodnymi i bezpośrednimi dowodami zmian zachodzących w ewolucji roślin są liczne szczątki kopalne tych organizmów. Najczęściej są to różne skamieniałości w postaci odcisków i naturalnych odlewów całych organizmów lub ich części. W Afryce Południowej odkryto skamieniałości jednokomórkowców żyjących przed 3200 milionami lat, które swoim kształtem przypominają pałeczkowate bakterie lub okrągłe sinice. Trudno dziś powiedzieć coś o tych pierwszych jednokomórkowych organizmach roślinnych. Świadczą one jedynie o bardzo wczesnym pojawieniu się organizmów podobnych do bakterii i prostych glonów. Znacznie wyraźniejsze, lepiej zachowane i bardziej zróżnicowane formy bakterii i sinic znaleziono w Kanadzie. Szczątki te pochodzą sprzed 1900 milionów lat. Powszechnie znane są różnorodne odciski liści, łodyg, a nawet całych roślin z okresu węglowego (karbon). Znajdujemy je na bryłach węgla kamiennego kupowanego na opał. Najczęściej są to odciski skrzypów, paproci i widłaków. Podobne odciski nagonasiennych i okrytonasiennych znajdywane są w pokładach mezozoicznych i kenozoicznych. Z tej ostatniej ery, a ściślej biorąc z trzeciorzędu pochodzą też liczne pokłady węgla brunatnego, który niejednokrotnie wydobywany jest w postaci całych fragmentów pni drzewnych z wyraźnie widocznymi słojami rocznego przyrostu.

W przeciwieństwie do szczątków kopalnych wnioski o pochodzeniu i ewolucji grup roślinnych na podstawie badania budowy i funkcji obecnie żyjących roślin, nie są potwierdzone całkowicie pewnymi dowodami. Z tego względu, choć oparte są na bardzo prawdopodobnych rozumowaniach, zaliczamy je do pośrednich, a nie do bezpośrednich dowodów ewolucji roślin.

Zagrożony świat roślin.
Proces wymierania roślin w XX wieku także wyraźnie się spotęgował. W ciągu ostatnich 100 lat bezpowrotnie wyginęło na ziemiach polskich około 40 gatunków roślin. Na listę zagrożonych wpisano co piątą roślinę naczyniową polskiej flory. Ginięcie tzw. roślin niższych, czyli porostów, glonów i mszaków, jest jeszcze bardziej masowe, a bezpośrednie zagrożenie dotyczy 40 procent ich populacji.
W ramach działalności na rzecz ratowania środowiska naturalnego Instytut Botaniki im. W. Szefera i Instytut Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk w Krakowie przygotowały "Polską czerwoną księgę roślin". Podstawą jej opracowania były badania terenowe, którymi objęto wybrane rejony kraju, oraz piśmiennictwo botaniczne sięgające początków XIX wieku.

W księdze znalazły się opisy paprotników i roślin kwiatowych wymarłych już na terenie Polski lub w różnym stopniu zagrożonych wyginięciem. Ogółem omówiono 206 roślin w randze gatunku lub sporadycznie, podgatunku i choć jest to zaledwie część wszystkich roślin, którym grozi zagłada, umieszczenie ich w księdze zwraca społeczną uwagę na rangę problemu.

Księga wymienia 34 gatunki, które z terenu Polski znikły całkowicie, głównie na skutek utraty naturalnych siedlisk. Należą tu m.in. : mniszek pieniński, warzucha polska, mieczyk drobnokwiatowy, lnicznik właściwy, turzyca żytowata, śmiatłek szczeciniasty, pyłek błotny, szyplin zielony, podeźrzon lancetowaty czy karmnik nadmorski. Dwie pierwsze były polskimi endemitami, więc ich wyginięcie stanowi szczególną stratę. Wprawdzie warzucha polska żyje jeszcze na stanowiskach zastępczych, gdzie została przeniesiona, oraz jest uprawiana w ogrodzie botanicznym, lecz według nomenklatury Światowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) należy do kategorii gatunków wymarłych.

Spośród gatunków ginących "Polska czerwona księga roślin" omawia 35. Niektóre z nich to: fiołek bagienny, fiołek torfowy, babka pierzasta, przetacznik stokrotkowy, śmijowiec czerwony, kropidło Lachenala, aldrowanda pęcherzykowata, rozrzutka brunatna. Wiele z tych roślin wymaga ochrony czynnej (np. zakładanie banków nasion), gdyż żyją one na izolowanych, niejednokrotnie reliktowych stanowiskach.

Następną grupę roślin opisanych w księdze stanowi 71 gatunków zagrożonych wyginięciem. Wśród nich znajdują się np. poryblin jeziorny, pszonak pieniński, tojad kosmato owocowy, róża francuska, wiśnia karłowata, pęczyna błotna, wyblin jednolistny, wątlik błotny, jeżogłówka pokrewna. Jeśli okaże się, że stopień ich zagrożenia wzrasta, muszą być podejmowane działania zabezpieczające. Dlatego rośliny z tej grupy wymagają obserwacji.

Rośliny rzadkie, reprezentowane w księdze przez 56 gatunków, nie wykazują jakiegoś gwałtownego spadku populacji. Jest ich po prostu od lat bardzo mało i sam ten fakt nakazuje troskę o nie. Przedstawicielami roślin z tej grupy są: jaskier pędzelkowaty, szczwoligorz pochwiasty, kostrzewa niby owcza, niezapominajka wczesna, szyplin jedwabisty, turzyca poznańska, rzeżucha rezedo listna czy wieczornik śnieżny.

Pozostałe 9 gatunków umieszczonych w księdze to rośliny o różnym stopniu zagrożenia w poszczególnych rejonach kraju bądź z braku pełnej informacji nieoznaczone pod tym względem.
"Polska czerwona księga zwierząt" i "Polska czerwona księga roślin" nie mają mocy aktu prawnego, niemniej powinny stanowić użyteczny i przekonujący materiał w podejmowaniu decyzji i działań praktycznych. Nadają one opisanym gatunkom odpowiednią rangę ochroną, co jest istotne przy wytyczaniu rezerwatów przyrody i parków narodowych.