พืชเป็นส่วนที่แยกไม่ออกของประสบการณ์ของมนุษย์
พวกเขาจัดหาอาหารและไฟเบอร์ ยาและวัสดุก่อสร้าง เว็บสล็อต เชื้อเพลิงและอาหารสัตว์ น้ำหอม และที่พักพิงแก่เรา แม้ว่าเราจะเห็นพ้องต้องกันอย่างแท้จริงต่อพืชเพื่อการดำรงอยู่ของเรา แต่ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของพืชและบทบาทของพืชในการเปลี่ยนแปลงชีววิทยาและเคมีของโลกนั้นเป็นเรื่องที่ไม่ค่อยมีใครพูดถึง
หนังสือเล่มนี้พยายามรวบรวมเรื่องราวสำหรับผู้อ่านที่มีความรู้ทางวิทยาศาสตร์ มันไม่ได้เขียนหรือตั้งใจให้เป็นบล็อกบัสเตอร์วิทยาศาสตร์ที่ได้รับความนิยม แต่เป็นเอกสารที่สามารถเข้าถึงได้ในความหมายสมัยใหม่ที่ตรวจสอบคำถามพื้นฐานที่นักบรรพชีวินวิทยาและนักธรณีเคมีได้กล่าวถึงมานานหลายทศวรรษ สิ่งมีชีวิตที่ผลิตออกซิเจนมีวิวัฒนาการเมื่อใด พวกเขามาจากมหาสมุทรเพื่อบุกดินแดนได้อย่างไร? เมื่ออยู่บนบก พวกเขาเปลี่ยนโลกหินที่พวกเขาพบว่าตัวเองสร้างดินและสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อสัตว์บกเช่นตัวเราได้อย่างไร
ผู้เขียน David Beerling ซึ่งได้รับการฝึกฝนด้านบรรพชีวินวิทยาและธรณีเคมี เล่าเรื่องสองเรื่องควบคู่กันไป หนึ่งคือประวัติศาสตร์ของโลกและวิธีที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงได้เปลี่ยนแปลงมัน อีกประการหนึ่งคือประวัติศาสตร์ของมนุษย์ที่พยายามทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ของโลก ทั้งสองเล่มได้รวมเข้าด้วยกันอย่างคล่องแคล่วและมีส่วนร่วมในหนังสือวิชาการ แต่เข้าถึงได้โดยทั่วไปซึ่งพูดถึงความรักของผู้เขียนที่มีต่อพืช ประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก และประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์
ตามเนื้อผ้า ประวัติศาสตร์ทางชีววิทยาของโลกได้รับการอนุมานจากฟอสซิล บันทึกซากดึกดำบรรพ์ของพืชมีระยะเวลาย้อนหลังไปถึง 420 ล้านปี แต่บันทึกซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์มีอายุอย่างน้อย 200 ล้านปี และซากดึกดำบรรพ์ของจุลินทรีย์ในทะเลขยายเวลากลับไปหลายพันล้านปี ). สิ่งมีชีวิตที่ผลิตออกซิเจนได้ปรากฏตัวครั้งแรกบนโลกเมื่อใด
เราไม่แน่ใจ ซากดึกดำบรรพ์ระดับโมเลกุล (
เศษอินทรีย์ของสิ่งมีชีวิตที่สูญหายไปทางกายภาพในบันทึกฟอสซิล) ชี้ให้เห็นว่าจุลินทรีย์ที่ผลิตออกซิเจนเร็วที่สุดคือไซยาโนแบคทีเรียมีวิวัฒนาการเมื่อประมาณ 3 พันล้านปีก่อน ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา นักธรณีเคมีซึ่งติดอาวุธด้วยแมสสเปกโตรมิเตอร์และเครื่องมือที่ซับซ้อนอื่นๆ ได้รวบรวมบันทึกไอโซโทปของคาร์บอนและกำมะถัน ซึ่งสามารถอนุมานสถานะออกซิเดชันของโลกได้ บันทึกเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศของโลกของเรา ‘พลิกกลับ’ จากสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่ลดลงเล็กน้อยเป็นสถานะออกซิไดซ์เล็กน้อยและมีออกซิเจนต่ำเมื่อประมาณ 2.3 พันล้านปีก่อน ต่อจากนั้น ไซยาโนแบคทีเรียที่รับผิดชอบในการสร้างออกซิเจนได้รับการจัดสรรผ่านชุดของความสัมพันธ์ทางชีวภาพ และแพร่กระจายไปทั่วมหาสมุทรเป็นสาหร่ายยูคาริโอต
กลุ่มหนึ่งในหมู่สาหร่ายเหล่านี้ประสบความสำเร็จในการตั้งหลักบนบกและกลายเป็นต้นกำเนิดของพืชที่สูงกว่าทั้งหมด หนังสือเล่มนี้อธิบายถึงวิธีที่พืชบนบกเปลี่ยนพื้นผิวของดาวเคราะห์ ไม่เพียงแต่เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของบรรยากาศ (กระบวนการที่บุกเบิกโดยสาหร่าย) แต่ด้วยการเร่งสภาพดินฟ้าอากาศของหินให้ก่อตัวเป็นดินและปล่อยสารอาหาร ซึ่งจะเปลี่ยนภูมิทัศน์บนบก
หยั่งรากลึก: พืชอย่างเช่น ต้นไม้ฟอสซิลนี้ได้สร้างลักษณะทางเคมีและธรณีวิทยาของโลก เครดิต: ANIMALS ANIMALS/EARTH SCENES
Beerling ให้ผู้อ่านมีประวัติที่น่าสนใจเกี่ยวกับการค้นพบฟอสซิลและการอนุมานที่ดึงมาจากพวกเขา ตัวอย่างเช่น เขาอธิบายว่านักบรรพชีวินวิทยาชาวฝรั่งเศส Charles Brongniart บรรยายในปี 1894 เกี่ยวกับการค้นพบแมลงปอฟอสซิลที่มีปีกกว้าง 63 ซม. แมลงขนาดมหึมาดังกล่าวไม่สามารถบินได้หากไม่มีออกซิเจนในระดับสูงเป็นพิเศษ แท้จริงแล้ว แมลงขนาดมหึมาดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนแบบจำลองธรณีเคมีซึ่งแนะนำว่าความเข้มข้นของออกซิเจนในช่วงระยะเวลาคาร์บอนิเฟอรัสนั้นสูงกว่า 30% หรือมากกว่า ซึ่งสูงกว่าระดับออกซิเจนปัจจุบันที่ 21% ประมาณ 50% การค้นพบซากดึกดำบรรพ์และไดโนเสาร์ยังคงอยู่ในบริเวณขั้วโลก เช่น กรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา แสดงให้เห็นชัดเจนว่าเมื่อ 200 ล้านปีก่อน สภาพแวดล้อมเหล่านี้อบอุ่นกว่าในปัจจุบันมาก น่าจะเป็นผลจากความเข้มข้นของ CO2 ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในชั้นบรรยากาศของโลก
เบียร์ลิงให้เหตุผลว่าการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวของออกซิเจนในบรรยากาศและคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ได้เกิดขึ้นจากการแปรสัณฐานและปฏิกิริยาเคมีที่ช้าเท่านั้น แต่เกิดจากพืชด้วย อันที่จริง เขาได้พัฒนาชุดตัวอย่างที่สำรวจว่าวิวัฒนาการของพืชและสัตว์เปลี่ยนแปลงประวัติศาสตร์ของโลกได้มากเพียงใด เช่นเดียวกับกระบวนการทางธรณีวิทยา
ส่วนมรกตของดาวเคราะห์สีฟ้าของเรา ซึ่งเป็นโลกที่สังเคราะห์แสงโดยส่วนใหญ่เป็นภาคพื้นดิน เป็นหนี้การดำรงอยู่ของอาณาจักรมหาสมุทร บางทีก็น่าแปลกที่ Beerling แทบเพิกเฉยต่อไซยาโนแบคทีเรียที่ต่ำต้อย หากไม่มีพืชชนิดใดที่สูงกว่านี้
อย่างไรก็ตาม หนังสือเล่มนี้เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของวิทยาศาสตร์ระบบโลกที่เพิ่งเกิดขึ้น ซึ่งนักธรณีวิทยาและนักชีวเคมีพยายามบันทึกการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของโลกตลอดประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์ และนักชีววิทยาพยายามทำความเข้าใจว่ากระบวนการเผาผลาญหลักของชีวิต เปลี่ยนการกระจายขององค์ประกอบบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ เบียร์ลิ่งอธิบายว่าเราเข้าใจได้อย่างไร เว็บสล็อต
