NGV-Geonieuws 12 artikel 164

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Oktober 2001, jaargang 3 nr. 3 artikel 164

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 12! Op de huidige pagina is alleen artikel 164 te lezen.

<< Vorig artikel: 163 | Volgend artikel: 165 >>

164 Zeer laag CO2-gehalte was aanleiding tot het ontstaan van bladeren
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Het gehalte aan koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer daalde tijdens het Devoon (410-363 miljoen jaar geleden) met wel 90%. Volgens Engelse onderzoekers is dat de verklaring voor het ontstaan van bladeren bij landplanten. De landplanten - die zich omstreeks 400 miljoen jaar geleden ontwikkelden - hadden het daarvoor tientallen miljoenen jaren zonder bladeren gesteld. Dat kan dus kennelijk zonder grote problemen, maar de samenstelling van de atmosfeer moet zich daar dan wel voor lenen.

Dat komt doordat planten de aan- en afvoer van gasvormige stoffen zoals zuurstof en koolzuurgas regelen via huidmondjes. Het aantal huidmondjes dat een plant nodig heeft is daarom sterk afhankelijk van de samenstelling van de atmosfeer, en in het bijzonder van de CO2-concentratie. Bladeren verhogen de oppervlakte - en dus (onder meer) het potentiŽle aantal huidmondjes - van een plant zeer sterk. Bij de hoge CO2-concentratie in de atmosfeer, zoals die voorafgaand aan het Devoon bestond, waren slechts weinig huidmondjes nodig, en bestond er dus nog geen echte behoefte aan bladeren (momenteel zien we dat de dichtheid van het aantal huidmondjes op plaatsen met een hoog CO2-gehalte laag is omdat uitwisseling van koolzuurgas en zuurstof met de atmosfeer dan immers relatief gemakkelijk is).

In principe zou het uiteraard ook mogelijk zijn geweest dat de landplanten vanaf hun eerste ontwikkeling bladeren hadden gehad (het bouwplan stond dat zeker toe), maar dat die weinig huidmondjes zouden hebben gehad toen de CO2-concentraties nog zo hoog was. Dat bladeren aanvankelijk niet aanwezig waren komt doordat bladeren met een relatief laag aantal huidmondjes ook een nadeel hebben: ze verliezen minder warmte door evapotranspiratie (verdamping) bij heet weer. De resulterende 'warmte-stress' kan worden verminderd door een lange bladomtrek; planten met bijv. vingervormige kunnen nu eenmaal gemakkelijker overtollige warmte aan de omgeving dan planten met alleen maar stekelvormige 'bladeren'. Als gevolg is het bij een stijgende CO2-concentratie voor planten aantrekkelijk om gelobde bladeren te ontwikkelen, met relatief weinig huidmondjes. Deze relatie tussen bladvorm, huidmondjes en CO2-concentratie is bij fossiele planten inderdaad terug te vinden.

Aan de andere kant, onder omstandigheden waarin het warm is (dus, vanwege het broeikaseffect, bij hoge CO2-concentraties) ontvangen juist bladeren veel warmte. In dat opzicht is het niet 'aantrekkelijk' om dan bladeren te hebben. Een dergelijke hoge CO2-concentratie bestond in de vroege aardgeschiedenis. Vandaar dat de eerste planten geen echte bladeren ontwikkelden: ze zouden het te warm hebben gekregen. In het Devoon nam, als gevolg van de extreme daling van het CO2-gehalte, de temperatuur af en daarmee de noodzaak tot bladeren die de warmte weer gemakkelijk konden afgeven. Toch werd juist toen, vanwege de noodzaak om veel CO2 te kunnen opnemen ten behoeve van de fotosynthese, de ontwikkeling van bladeren in feite onontkoombaar.

Referenties:
  • Beerling, D.J., 2001. Evolution of leaf-form in land plants linked to atmospheric CO2 decline in the Late Palaeozoic area. Nature 410, p. 352-354.
  • Kenrick, P., 2001. Turning over a new leaf. Nature 410, p. 309-310.

N.B.: een iets afwijkende versie van dit bericht werd onder de titel 'Planten ontwikkelden pas bladeren na scherpe CO2-daling' geplaatst in de bijlage 'Wetenschap & Onderwijs' van NRC Handelsblad (21 april 2001).


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl