Für ihre Untersuchungen verglichen die britischen Wissenschaftler dreihundert pflanzliche Fossilien aus europäischen Museen und Sammlungen. Sie vermaßen die maximale Blattbreite, die Blattoberfläche sowie die Anzahl der Spaltöffnungen pro Flächeneinheit. Die Forscher entdeckten dabei, dass sich die Blattoberflächen vor 340 bis 380 Millionen Jahren vergrößerten ? genau zeitgleich mit dem Abfall des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts. Bei zwei der untersuchten Spezies hatte sich im selben Zeitraum die Anzahl der Spaltöffnung verachtfacht. Aufgrund dieser Ergebnisse vermuten die Wissenschaftler, der einstmals hohe Kohlendioxidgehalt sei die entscheidende Hemmschwelle gewesen, die die Blattpflanzen lange Zeit an ihrem Siegeszug gehindert hatte.
Pflanzen mit Blättern haben sich erst vor etwa 350 Millionen Jahren stark ausgebreitet, als der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre der Erde absank. Das haben britische Wissenschaftler gezeigt. Erst in der veränderten Atmosphäre konnten die Pflanzen größere Blätter entwickeln, in dem sie die Blattoberflächen mit einer gesteigerten Anzahl von Spaltöffnungen kühlten. Bisher war Wissenschaftlern unklar, weshalb sich Blattpflanzen nicht schon viel früher in der Erdgeschichte durchsetzten, da die genetische Grundlage für Blätter bereits fünfzig Millionen Jahre zuvor gegeben war. Über ihre Entdeckung berichten Colin Osborne von der Universität in Sheffield und seine Kollegen im Fachmagazin PNAS (Online-Vorabveröffentlichung DOI: 10.1073/pnas.0402787101) .
Pflanzen benötigen Kohlendioxid zur Energiegewinnung und nehmen das Gas über so genannte Spaltöffnungen in den Blättern auf. Dabei tritt gleichzeitig Wasserdampf durch die Blattöffnungen nach außen, was einen kühlenden Effekt zur Folge hat. Als sich die ersten Landpflanzen entwickelten, enthielt die Erdatmosphäre noch sehr viel Kohlendioxid. Die Pflanzen benötigten folglich nur wenige Spaltöffnungen für eine ausreichende Photosynthese. Größere Blätter konnten sie allerdings nicht entwickeln, da sich diese im Sonnenlicht zu stark erwärmt hätten. Erst der sinkende Kohlendioxidgehalt machte mehr Spaltöffnungen pro Blatt erforderlich und ermöglichte so auch die Kühlung großer Blattoberflächen.
ddp/bdw ? Kathrin Lengfellner
