Wie erhalten nichtvaskuläre Pflanzen Wasser und Nährstoffe?

Die Entwicklung von Gefäßgewebe war ein wichtiger evolutionärer Fortschritt für das Pflanzenreich. Es ermöglichte Pflanzen, Wasser, das von ihren Wurzeln aufgenommen wurde, und Zucker aus ihren Blättern über große Entfernungen zu leiten. Gefäßgewebe lässt Pflanzen groß werden, wobei einige Bäume mehr als 100 Meter erreichen. Die frühesten Pflanzen – unter den Füßen und oft übersehen – verwenden ganz andere Mittel zur Gewinnung von Wasser und Nährstoffen als die meisten der heute auf der Erde vorkommenden Pflanzen.

Pflanzen sind als freischwebende Algen im Wasser entstanden. In der aquatischen Umgebung wurden die Pflanzen ständig von Wasser und Nährstoffen umspült, und jede Zelle konnte einfach das aufnehmen, was sie aus der Umgebung brauchte. Die ersten Pflanzen, die vor 400 bis 450 Millionen Jahren an Land gelangten – die Moose, Lebermoose und Hornmoose, zusammenfassend bekannt als Moosen – enthielten ähnliche Strukturen wie diese aquatischen Vorfahren und waren am besten an das Leben in einer Umgebung mit ständigem Wasser angepasst verfügbar. Als die Evolution neue Pflanzenformen hervorbrachte, lag vielen der wichtigsten Anpassungen die Fähigkeit zugrunde, in immer trockeneren Umgebungen zu überleben. Bryophyten brauchten jedoch immer noch eine konstante Feuchtigkeitsquelle, um zu überleben.

In Gefäßpflanzen spielen die Wurzeln die wichtige Rolle, Wasser – und damit Wasser, mineralische Nährstoffe – aus dem umgebenden Boden aufzunehmen. Bryophyten hingegen haben keine Wurzeln. Moose enthalten kleine, zähe Fasern, die als Rhizoide bekannt sind und winzigen Wurzeln ähneln, aber nur das Moos an Ort und Stelle halten. Horn- und Lebermoose halten sich auch mit Rhizoiden an Ort und Stelle, aber diese Rhizoide enthalten nur eine einzige Zelle und werden nicht so leicht mit Wurzeln verwechselt, wie sie in den Moosen vorkommen.

Da sie keine Wurzeln haben, benötigen Moosen Kontakt mit Wasser, damit sie es direkt in ihre Blätter aufnehmen können, genau wie ihre aquatischen Vorfahren Wasser aus ihrer Umgebung aufgenommen haben. Im Wasser gelöste Mineralstoffe werden auch direkt in die Blätter der Moosen aufgenommen. Da jedes Blatt mit Wasser in Kontakt kommen muss, bleiben Moosen klein und wachsen in Bodennähe oder auf anderen wassersammelnden Oberflächen, wie beispielsweise Ästen.

Pflanzen, einschließlich Moosen, nehmen jedoch nicht alle ihre Nährstoffe aus der Umwelt auf. Das wichtigste Merkmal, das Pflanzen von Tieren unterscheidet, ist ihre Fähigkeit, ihre eigene Nahrung mithilfe der Sonnenenergie herzustellen, ein Prozess, der als Photosynthese bezeichnet wird. Wie alle Pflanzen betreiben Moosen Photosynthese, um den Zucker zu produzieren, den sie für die Energieversorgung benötigen. Im Gegensatz zu Gefäßpflanzen fehlt den Moosen jegliche Möglichkeit, diese photosynthetischen Produkte durch die Pflanze zu transportieren.