Durante la mayor parte de la historia de la Tierra, que posee unos 4500 millones de años, los continentes han ofrecido un aspecto desolador.
La mayor parte de su extensión estaría ocupada por rocas desnudas o desiertos de arena, serían castigados constantemente por el sol, y los vientos y las riadas no encontraría obstáculos a su paso. Sólo estarían habitados por algunos líquenes en las rocas y bacterias y algas simples en los suelos húmedos.
Los primeros fósiles de esporas de plantas terrestres datan de hace unos 475 millones de años (aunque se ha publicado recientemente en la revista Science un estudio de biología molecular, que es objeto de debate, que sitúa su origen hace 700 millones de años). La primera planta terrestre completa que se conoce es Cooksonia, que se ha hallado en estratos de hace unos 425 millones de años.
Pocas cosas en esta planta sugieren que su linaje iba a acabar generando las selvas tropicales. Formaría un tapiz ralo y de pocos centímetros de altura en los suelos pantanosos cercanos al mar, a la manera de los musgos. Sólo poseía unos delgados tallos fotosintéticos, repetidamente bifurcados, al final de los cuales estaban los órganos productores de esporas. No poseía hojas, flores, ni semillas, y las raíces quizá sólo eran un órgano de soporte, no de absorción de agua.
¿Por qué las algas verdes, antecesoras de las plantas vasculares terrestres, u otros grupos vegetales, no dieron antes el salto hacia tierra firme y explotaron un ecosistema con enormes recursos? Quizá debido a que ni estos organismos ni el ambiente estaban preparados para ello. La radiación ultravioleta procedente del sol sería muy intensa en la superficie, sin el filtro protector de la capa de ozono, que sólo se formó cuando la concentración de oxígeno creció lo suficiente en la atmósfera, debido precisamente a la actividad de las algas.
Además, el medio terrestre impone una serie de retos a las plantas, que sólo pueden ser afrontados por organismos de cierta complejidad. Los primeros fósiles de algas multicelulares son de hace 1.200 millones de años y quizá debieron transcurrir varios cientos de millones de años hasta que se originaron los diferentes órganos vegetales especializados.
Los principales factores limitantes del desarrollo vegetal en tierra firme son la desecación, la radiación solar demasiado intensa, las temperaturas extremas y la ausencia del soporte estructural del agua. Los vegetales debieron inventar sobre la marcha una serie de estructuras para solucionar todos estos problemas. Acabaron encontrando multitud de soluciones ingeniosas, por diferentes caminos, que les han llevado a colonizar los desiertos, las altas montañas o las cercanías de los polos.
Inventaron por ejemplo la cutícula, una capa cérea que recubre su superficie y limita las pérdidas de agua. Para permitir el intercambio gaseoso, se crearon unos poros de abertura regulable, los estomas, situados normalmente en el envés de las hojas, para que la pérdida de agua a través de ellos sea mínima (además, pueden permanecer cerrados en las condiciones de mayor falta de agua).
También inventaron las raíces, que no sólo aferraban la planta al suelo, sino que absorben agua de éste. Para conducir el agua hasta los órganos fotosintéticos, las hojas, se desarrollaron vasos conductores en el tallo. El calor del sol, que evapora el agua en los estomas, es la fuerza que hace ascender lentamente las finísimas columnas de agua desde el suelo hasta las copas de los más altos árboles.
Estos sólo fueron posibles gracias a la invención de una sustancia muy resistente, la lignina, que es el principal constituyente de la madera. Gracias a ella los tallos alcanzaron la rigidez necesaria para sostener la planta contra la gravedad sin el empuje del agua.
Otras estructuras y estrategias sirvieron para contrarrestar el efecto de una radiación demasiado intensa o de unas temperaturas extremas: muchas plantas se recubren de pelos blanquecinos para reflejar los rayos solares, adoptan forma de almohadilla para protegerse de los vientos helados, se desprenden de sus hojas en invierno, para resistir el frío (o en verano, para resistir la sequía), etc.
Un aspecto en el que a las plantas les costó adaptarse al medio terrestre fue la reproducción. Las algas se reproducen sexualmente por medio de gametos que se mueven en el seno de un ambiente acuoso y muchos grupos primitivos de plantas terrestres aún poseen espermatozoides. Los helechos, por ejemplo, poseen alternancia de generaciones: en realidad, cada especie está formada por dos “plantas diferentes”, una que produce esporas, menos dependientes del agua, que es la que identificamos con el helecho, y otra diminuta y con aspecto de alga, más dependiente del agua, que produce los gametos.
Las plantas superiores, como las plantas con flores o las coníferas, también presentan esta alternancia de generaciones, pero la planta que produce los gametos está muy reducida y se desarrolla sobre la planta madre, con lo que no se ve afectada por la falta de agua. Otro gran avance para limitar la pérdida de agua en el embrión en desarrollo fue la invención de la semilla, que posee varias capas protectoras.
En nosotros, los animales, los equivalentes a las plantas que producen los gametos serían sólo las células precursoras de los óvulos y los espermatozoides. Se podría especular cómo sería nuestra vida si presentamos alternancia de generaciones y estuviéramos constituidos por dos clases de individuos, unos destinados a reproducirse asexualmente y otros sexualmente. Indudablemente, nuestra sociedad se vería muy afectada por este hecho.
