PLANTEN ONTWIKKELDEN PAS BLADEREN NA SCHERPE CO2-DALING

Tijdens het Devoon (410-363 miljoen jaar geleden) daalde het gehalte aan koolzuurgas (CO2) in de atmosfeer zeer sterk, met wel 90 procent. Volgens Britse onderzoekers is dat de verklaring voor het ontstaan van bladeren bij landplanten (Nature, 15 maart). Bladeren verhogen de efficiëntie van de fotosynthese. Landplanten – die omstreeks 400 miljoen jaar geleden ontstonden – stelden het aanvankelijk echter tientallen miljoenen jaren zonder bladeren. Dat kan dus kennelijk zonder grote problemen, mits de samenstelling van de atmosfeer zich daarvoor leent.

Planten regelen de aan- en afvoer van gasvormige stoffen als zuurstof en koolzuurgas via huidmondjes. Het aantal huidmondjes van een plant is daarom sterk gecorreleerd met de samenstelling van de atmosfeer, en in het bijzonder van de CO2-concentratie. Bladeren verhogen de oppervlakte – en dus (onder meer) het potentiële 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).

Het zou in theorie ook mogelijk zijn geweest dat de landplanten vanaf hun eerste ontwikkeling bladeren hadden gehad (het bouwplan stond dat zeker toe), met weinig huidmondjes vanwege de hoge CO2-concentratie. Dat bladeren aanvankelijk toch niet aanwezig waren, komt doordat bladeren met een relatief laag aantal huidmondjes ook een nadeel hebben: bij heet weer kunnen ze hun warmte minder goed kwijt door evapotranspiratie (verdamping).

Bladeren vangen veel extra warmte in van de zon. Onder de klimaatomstandigheden die in de vroege aardgeschiedenis heersten, een combinatie van hoge CO2-concentratie en hoge temperatuur, was het voor planten niet `aantrekkelijk' om bladeren te hebben. Ze zouden het te warm hebben gekregen. In het Devoon nam als gevolg van de extreme daling van het CO2-gehalte door een verminderd van het broeikaseffect, de temperatuur af. Onder deze omstandigheden konden planten wel een balans vinden tussen aantal huidmondjes, verdamping en warmtestress. Toen werd de ontwikkeling van bladeren, vanwege het energetisch voordeel dat extra fotosynthese door een vergroot oppervlak bood, onontkoombaar.

    • A.J. van Loon