Copaci: cursa către lumină

“Călătorii părăsiră poteca și se adânciră și mai mult în umbra pădurii, spre vest, de-a lungul pârâului de munte, lăsând Râul Argintului în urmă. Nu departe de peretele cascadei dădură peste un pâlc de copaci, dintre care unii își aplecau ramurile peste pârâu. Trunchiurile lor masive și cenușii erau neînchipuit de groase, iar înălțimea lor nu putea fi ghicită.” – J.R.R. Tolkien, Stăpânul Inelelor – Frăția Inelului, Capitolul VI: Lohtlórien

De poveste

În fragmentul de mai sus preluat din romanul fantasy Stăpânul Inelelor, personajele noastre principale (hobbiții Frodo, Merry, Pippin și Sam, oamenii Aragorn și Boromir, elful Legolas și gnomul Gimli) tocmai au scăpat ca prin urechile acului de o ceată de orci, ajungând în sfârșit într-un loc liniștit, în care se pot liniști un pic înainte de a-și continua drumul: pădurea magică Lothlórien. Și pe bună dreptate: copacii sunt adesea una din caracteristicile așa-numitului locus amoenus, un loc al siguranței și comfortului. Eroii noștri se pot simți în siguranță, măcar pentru o noapte.

În mod cert unul din cele mai importante lucruri din diversele mitologii și religii ale lumii este copacul, acesta primind de-a rândul anilor niște calități profunde și sacre. Copacii sunt verzi, la un moment dat își pierd frunzele, apoi înmuguresc, înfloresc și într-un final înverzesc din nou, așa că, firește, au ajuns să simbolizeze renașterea, creșterea și victoria naturii în fața morții. Copacii care rămân verzi tot anul, în schimb, au ajuns să simbolizeze nemurirea și fertilitatea.

Dar pesemne cea mai folosită simbolistică a copacului este cea de Copac al Vieții sau Copac al Lumii. Ea se găsește în mai multe religii și mitologii din istoria omenirii, din care cea mai cunoscută este mitologia nordică. Acolo, Copacul Lumii este Ygdrassil, un copac gigant care sprijină cerurile, astfel făcând legătura dintre cer sau divin cu lumea pământească și, prin rădăcinile sale, cu lumea de dincolo, de dedesubt.

Unii savanți precum Walter Burkert și Daniel E. Haycock consideră că acest concept de Copac al Lumii este programat în mintea umană de biologia evoluționară. Oamenii sunt primate care au locuit în copaci cam 60 de milioane de ani, astfel ideea de copac vast care să ne reprezinte întreaga lume este încă implantată în inconștientul colectiv.

Huligani cu crengi

După cum observi, un copac este în general plăcut și agreat de oameni, dar situația se schimbă în momentul în care se adună mai mulți copaci laolaltă, ca o ceată de huligani. La polul opus de locus amoenus avem pădurea, cum e ea adesea văzută în folclor, fiind și o parte importantă a fiecărui basm. Asta nu numai că era peste tot în trecut, ci și că a fost dintotdeauna asociată cu riscurile – pericolul de a te pierde, de a te întâlni cu străini puși pe rele sau de a fi devorat de animale sălbatice. Pur și simplu nu se știe peste ce o să dai.

În secolul I î.e.n, Iulius Cezar scria despre niște călători care s-au avântat timp de 6 zile într-o pădure, fără a-i găsi marginile În cele din urmă au ieșit din pădure cu niște povești despre creaturi ciudate care dispăruseră deja din alte părți ale lumii.

Pentru romanii din Antichitate, defrișarea pădurilor și cultivarea pământului și construirea de orașe reprezentau triumful civilizației în fața barbariei. Un peisaj plăcut era cel modelat de mâna omului, în timp ce sălbăticia era văzută ca fiind urâtă și înfricoșătoare. Cea mai bună metodă prin care istoricul roman Tacitus obișnuia să distingă romanii civilizați de triburile germanice pe care aceștia le disprețuiau era să scrie că dușmanii lor sunt “locuitori ai pădurilor”.

Nu s-au schimbat prea multe în Anglia, câteva secole mai târziu. Pădurile erau considerate a fi potrivite de locui doar dacă erai animal, și în nici un caz nu erau potrivite pentru un om, iar oricine locuia acolo era văzut ca un sălbatic și feroce. Pădurea simboliza tot ce era mai ciudat, suspicios și dincolo de granițele înțelegerii umane. Ba chiar cuvintele din engleză “foreign” (străin) și “forest” (pădure) au aceeași rădăcină din latină “foris”, care înseamnă “afară”.

 Cutezătorii

Lăsând deoparte poveștile fantastice, copacii chiar sunt demni de toată admirația noastră. Au fost adesea numiți elementele structurale ale ecosistemului, iar cu excepția climatelor cele mai uscate și reci, copacii reprezintă cea mai vizibilă formă de viață. Fiindcă sunt mari. Și trăiesc.

Dar până să ajungă în stadiul ăsta, copacii au trebuit să pună osul la treabă și să se avânte pe uscat, iar asta chiar dinainte să fie copaci. Până acum ceva timp se credea că primele plante au apărut pe uscat acum vreo 400 milioane de ani, în Silurian, dar noi studii arată că ele s-ar fi târât pe țărmul mărilor și oceanelor încă de acum vreo 700 milioane de ani.

În fine, acum 419 milioane de ani (la granița dintre perioadele Ordovician și Silurian) mările și oceanele erau pline de viață (în urma Exploziei din Cambrian), dar țărmul era încă destul de pustiu. Îți poți imagina o lume fără pic de verde? Ei bine, așa era și uscatul de pe Pământul acelor vremuri.

Dar situația stătea altfel când venea vorba de marginea apelor: temerari precum diverși fungi și diverse plante deja îi spuneau uscatului Acasă, iar printre aceștia se afla Cooksonia: o plantă vasculară micuță, de 1-4cm care nu se avântase prea mult în afara apei. Avea o tulpină cu niște “rămurele”, care se terminau cu un soi de cupe în care găseai spori fertilizați, pe care îi dispersa pe lângă apă. Bine, plantele respective locuiau foarte foarte aproape de mal (să zicem la maxim un metru depărtare de apă), dar tot merită să le considerăm niște eroi, pionieri, idoli.

 Cursa către lumină

În cele din urmă, din ce în ce mai multe plante au năpădit uscatul, din ce în ce mai departe de ape. Primele plante de uscat erau foarte asemănătoare ferigilor și plantelor de coada-calului, înmulțindu-se prin spori purtați de vânt.

Dar tu să nu crezi că plantele, doar fiindcă sunt imobile, nu sunt competitive și nu se luptă între ele pentru resurse. Odată cu apariția plantelor precum Cooksonia, s-a produs o întreagă revoluție în lumea verdețurilor: apăruseră primele plantele vasculare.

Chiar și în ziua de azi, subregnul Cormobionta (care conține plante vasculare) este unul din cele mai importante și de succes tipuri de plante din istoria Pământului. Secretul succesului lor? Acestea au țesuturi vasculare, care permit transportarea apei și mâncării dintr-o parte a plantei în altă parte a ei, permițându-le să stocheze nutrienți pentru zile negre și mai ales să crească mai mult ca oricare altă plantă de până atunci. Este o invenție extraordinară.

Unele plante începuseră să crească ceva mai mult decât altele și aveau fronde cu cloroplaste și clorofilă, cu ajutorul cărora puteau strânge lumina Soarelui, ca să se hrănească. Dacă erai o plantă mai mică de înălțime care stătea pe lângă una mai înaltă, nu îți pica foarte bine toată manevra asta, deoarece ție ți-ar fi rămas prea puțină lumină care să te hrănească (planta mai mare te acoperea), așa că trebuia să crești și tu, să devii mai înaltă. Și uite s-a tot întâmplat asta timp de milioane de ani: o plantă creștea în înălțime, alta încerca să o întreacă.

Pe la mijlocul perioadei Devonian (acum vreo 385 milioane de ani), însă, au apărut primii copaci, numiți Wattieza. Dar nu te lăsa păcălit, nu prea arătau ca cei din ziua de azi: deși aveau 8 metri înălțime, aceștia nu aveau frunze, ci fronde. Nu aveau conuri, nu aveau fructe sau flori (acestea aveau să apară mult mai târziu), ci se reproduceau prin spori, la fel ca ferigile. Progymnosperms sunt alte plante despre care o să citești și care au titlul de “primii copaci”.

Pădurile își făcuseră apariția pe scena vieții. Erau verzi, erau vaste. Singurele lucruri care le lipseau erau fructele, florile și grătarele cu mici. Erau vremuri mai simple.

 Semințele

Ne aflăm la sfârșitul perioadei Devonian-începutul perioadei Carbonifer (acum 386-340 milioane de ani), moment în care apar primele gimnosperme, cum ar veni primele plante care se reproduceau prin semințe (până atunci reproducerea la plante se făcea prin spori). Cele mai cunoscute specii din acest grup sunt coniferele, dar mai avem și gingko, cicadele și gnetate.

Elkinsia polymorpha este considerată a fi prima plantă gimnospermă, apărută pe la jumătatea lui Devonian. Acestea aveau niște chestii precum conurile din ziua de azi în care erau multe multe semințe. Atunci când bătea vântul, acesta lua pe sus toate semințele din conuri și le ducea departe departe. De ce semințe? Care era problema cu sporii folosiți până atunci de ferigi?

Problema cu sporii este că atunci când sunt luați de vânt, trebuie să pice în niște locuri care au condiții propice, pentru a lua naștere o nouă plantă (de exemplu, e nevoie să pice într-un loc foarte umed). Când vine vorba de semințe, însă, planta-mamă deja le umple cu niște substanțe nutritive înainte ca acestea să se maturizeze și să fie luate de vânt. Astfel, acum nu mai era nevoie ca semințele să pice într-un loc perfect, ci puteau să o mai lălăie puțin. Dacă vrei un exemplu ceva mai apropiat de noi, gândește-te la ouăle de amfibieni versus ouăle de reptile.

Mult mai târziu aveau să apară angiospermele, plantele cu flori, despre care am vorbit mai pe larg în postarea În floare. În ziua de azi angiospermele sunt cel mai de succes grup de plante de pe Pământ.

 Lignina

Ai văzut vreodată vreun zgârie-nori făcut din lemn sau un bloc de trei etaje făcut din paie? Îți spun eu că nu, din simplul motiv că nu ar rezista și s-ar prăbuși. Pur și simplu materialele din care ar fi făcute nu ar putea ține. Cu ce am putea să înlocuim lemnul și paiele, pentru a face o clădire înaltă de câteva sute de metri? Cu niște fier și ciment. Acum putem avea clădiri înalte de aproape un kilometru!

Revenind la plante, cursa asta “înarmării” a continuat și în Carbonifer (acum 360-299 milioane de ani), copacii crescând din ce în ce mai mult în înălțime special pentru a culege cât mai multă energie solară. Dar precum clădirile de mai sus, puteau crește doar până la o anumită înălțime, așa că era nevoie de un nou material de construcție, care să susțină o masă mai mare.

Uite așa a apărut lignina, al doilea cel mai abundent polimer din natură (după celuloză). Polimerii sunt niște molecule foarte mari compuse de niște compuși mai mici (niște molecule mai mici numite monomeri) care se repetă. Lignina asta se găsește în plante între celule, dar cu precădere în peretele celular, dându-le o rezistență mult mai mare. Cel mai înalt copac din ziua de azi are 115,72 metri, iar asta numai datorită ligninei!

Problema cu lignina asta era că fiind un material nou, bacteriile și fungii din Carbonifer nu puteau să o mănânce. Și nici nu apăruseră încă acele bacterii și acei fungi care să o poată mânca. Astfel, copacii nu putrezeau și nu se descompuneau: mureau, cădeau pe jos și cam aia e. Cu timpul, însă, copacii morți au fost îngropați de straturi succesive de alți copaci morți nedescompuși și de pământ, ajungând să se depoziteze la mare adâncime, unde era foarte mare presiune. Timp de sute de milioane de ani, acei copaci morți au fost comprimați, transformându-se în cărbune. De aici vine și numele perioadei Carbonifer.

 Când copacul se îmbolnăvește

În general o ființă vie are nevoie de un echilibru chimic interior ca să o poată duce bine. Dacă acel echilibru se strică, atunci ființa respectivă se îmbolnăvește. Firește, având în vedere că și copacii sunt organisme vii, și ei se îmbolnăvesc.

Copacul ăsta cu forma asta dubioasă și mișto se găsește în părculețul ăla de lângă Sala Palatului, în București. Ce nu știi despre el e că are cancer. Nu, vorbesc serios. Pentru că și plantele (deci și copacii) pot face cancer. La animale, tumorile apar când o celulă (sau un grup de celule) își pierde controlul în ceea ce îi privește creșterea, în general din cauza unor mutații. Și plantele fac cancer, doar că la ele apare în urma unor infecții sau infestații de insecte.

Partea bună la plante e că deși sunt susceptibile la cancer, sunt mai puțin vulnerabile efectelor sale. O tumoare vegetală nu intră în metastază, pentru că celulele plantelor sunt în general ținute în loc de o membrană-zid rigidă, deci nu pot migra. Chiar și atunci când celulele unei plante încep să se dividă incontrolabil, tumoarea rezultată rămâne într-un singur loc, formând noduri.

O altă diferență e că la plante, în loc să tratăm tumorile (nodurile) prin chirurgie sau chimioterapie, noi facem măsuțe de cafea din ele.

 Creștere primară și creștere secundară

Ce știm cu siguranță despre copaci este că unii pot atinge vârste cu adevărat matusalemice: Pinus Longaeva, de exemplu, este o specie de copac care poate trăi mii de ani. Unul din exemplarele acestei specii are vârsta de 5066 de ani. Sunt copaci care sunt la fel de vârstnici ca cele mai vechi piramide din Egipt. Ei au fost acolo atunci când civilizația din Valea Indusului tocmai își luase avânt.

Și totuși, oricâți ani ar avea, un copac este greu de definit. Cum așa? Nouă nu ni se pare mare chestie: copacul e ăla înalt cu crengi și frunze, nu? Păi stai, că în știință e nevoie de definiții clare și precise și cu cât știi mai multe despre ceva, cu atât ți-e mai greu să îi dai o definiție clară. În general botaniștii definesc copacii ca fiind acele plante lemnoase care au ce se numește creștere secundară (secondary growth în engleză), au o singură tulpină (trunchi) și are cel puțin 3 metri înălțime.

După această definiție, bananierul și bambusul nu sunt copaci, pentru că nu sunt lemnoase și nu au creștere secundară.  Și totuși, nici arbuștii nu sunt copaci, chit că sunt plante lemnoase. Asta pentru că arbuștii sunt mai scunzi și pentru că au mai multe tulpini care pornesc dintr-o rădăcină, spre deosebire de copaci care au o singură tulpină din care cresc mai multe crengi.

Foarte pe scurt și simplu spus, creșterea secundară reprezintă creșterea în grosime a tulpinii, iar creșterea primară este în înălțime. Deci, plantele care au doar creștere primară sunt plante erbacee: în general alea de cresc în curte (flori, plante leguminoase, broccoli, d-ăștia). Plantele care au și creștere secundară sunt plante lemnoase: arbuști, liane și copaci.

Având în vedere tot ce ți-am povestit până acum despre lignină și evoluția copacilor, este oare de mirare că aceștia sunt unele din cele mai de succes plante de pe Pământ? Cei de la Botanic Gardens Conservation International au făcut un motor de căutare pentru copaci în care găsești peste 60.000 de specii. Ca fapt divers, se pare că Brazilia, Columbia și Indonezia sunt țările cu cele mai multe specii de copaci.

Este un motiv foarte bun pentru care se panichează toată lumea când vine vorba de defrișări și e atâta zarvă când se plantează copaci: pentru că sunt super importanți pentru noi și pentru natură în general. Nu doar pentru că ne dau aerul pe care îl respirăm, ci și pentru că un singur copac poate adăposti o grămadă de alte specii de animale și plante. Mai mulți copaci la un loc (o pădure, adică) formează chiar un ecosistem întreg, de care depind întregi specii de animale, fungi, bacterii și plante.

Ca un ultim gând, ai putea spune că le datorăm copacilor întreaga noastră evoluție tehnologică din ultimii 100-200 de ani. Am mai fi avut Revoluția Industrială fără cărbunele format din copacii din carbonifer? Nu cred. Iar fără Revoluția Industrială, nu am mai fi avut calculatoare, Internet și nave spațiale care să exploreze Universul. Peste 1000 de ani, când ne vom fi stabilit pe una din lunile lui Jupiter sau Saturn sau vom fi ajuns la Alpha Centauri, să nu uităm de cum ne-au venit copacii în ajutor.

---

Alte postări care au legătură cu ce ai citit până acum:

• Cad frunze: povestea unui copac în prag de iarnă, despre cum și de ce copacii își pierd anual coroana de frunze;
• În floare, cum au apărut angiospermele, plantele (adică și copacii) cu fructe și flori;
• Debandadă în Cambrian, momentul în care Viața de pe Pământ s-a diversificat brusc în mii de forme și culori;
• Celula: atomul biologic, despre celula animală și celula vegetală, cele mai mici componente din care este alcătuită Viața pe Pământ;
• Teamă și speranță: cancerul, un grup de boli complexe ce se găsesc atât la animale, cât și la plante.