Déšť přichází až po lese

Proudění vody v rostlinách od kořenů k listům je důležité pro zásobování rostliny vodou a živinami. Tímto prouděním však suchozemské rostliny vodu neustále ztrácejí. Nejvíce vody se vypaří z průduchů, které rostliny otevírají během fotosyntézy, kdy získávají z atmosféry oxid uhličitý. Jev se jmenuje transpirace a na úrovni jedné rostliny je důvěrně známý. Má však obrovský význam i na úrovni celých ekosystémů. Vodní pára se totiž v atmosféře sráží v oblaka, která jsou důležitým zdrojem srážek, a to především v oblastech vzdálených od oceánů (obr. 1). Čím víc vody mají rostliny k dispozici, tím víc ji vydávají ve formě vodní páry a tím víc se jim vrací v podobě srážek. Sluneční záření celý cyklus pohání, a tak se voda nejrychleji „točí“ právě v tropických lesích. Bez vegetace, která neustále čerpá vodu z vlhké půdy, by v tropech nebylo tolik deště. Ale bez deště by zase nebyla vlhká půda. Stále tedy nevíme, jak celý provázaný systém vznikl a jak se vyvíjel.

Dříve na Zemi převládaly rostliny s odlišnými vlastnostmi, než mají dnes. Na konci prvohor, před 250 miliony let, tvořily lesy jehličnany a cykasy čili rostliny nahosemenné. Jejich semena nejsou ukryta v plodu. Pro nás je ale důležitější, že mají pomalejší metabolismus, a nejsou proto ani při velké vlhkosti schopny rychle čerpat vodu z půdy a přeměňovat ji ve vodní páru. V prvohorách však pomalý metabolismus pro účinnou fotosyntézu stačil, neboť v atmosféře bylo mnohem víc oxidu uhličitého než dnes. Na jedno otevření průduchu získaly prvohorní rostliny víc molekul CO₂. Situace se změnila zhruba před 200 miliony let, kdy se vyvinuly první krytosemenné rostliny. Vyznačují se primárně rychlejším metabolismem, mají rychlejší fotosyntézu a díky komplexnější listové žilnatině vedou vodu od kořenů k listovým průduchům efektivněji. Za tyto výhody ovšem platí větší spotřebou vody a živin. Tato strategie se ukázala jako výhodná při následném poklesu CO₂