Kolonizacja lądów przez organizmy żywe to proces trwający miliony lat, charakteryzujący się wieloma próbami, często nieudanymi. Był on rozciągnięty na cały dolny i środkowy paleozoik. Rozpoczął się wyjściem na ląd kolejno stawonogów, roślin naczyniowych, a na końcu kręgowców (wczesnych czworonogów).
Kolonizacja lądu przez rośliny ("Kronika Ziemi" Wydawnictwo Kronika. 1992)
Rośliny lądowe (Embryophyta) to monofiletyczna grupa organizmów wywodząca się najpewniej od słodkowodnych zielonych glonów charofitowych. Kolonizacja lądów przez rośliny sięga ordowiku. Jej pewne początki datowane są na 470 milionów lat (środkowy ordowik). W skałach z tego okresu pojawiają się najstarsze spory (elementy układu rozrodczego tzw. nagozalążkowych) ułożone w tetrady, uważane za cechę szczególna roślin lądowych. Niektórzy chcieliby widzieć początek roślin lądowych już w środkowym kambrze na podstawie znaleziska enigmatycznych tetrad sporowych z Australii. Jest to jednak wciąż dyskutowane wystąpienie. Ordowicki początek roślin lądowych jest zresztą skorelowany w czasie z pojawieniem się w zapisie geologicznym spor grzybów, których obecność była kluczowa dla roślin, z którymi żyły i nadal żyją w symbiozie, ułatwiając erozję podłoża i przyswajanie substancji odżywczych z gleby. Proces ten odbywał się początkowo poprzez rizoidy (włoskowate wyrostki niższych roślin, takich jak mszaki lub krasnorosty), a później systemem korzeniowym u tracheofytów (Tracheophyta – rośliny naczyniowe).
Wczesna roślina naczyniowa (Hao, S., Xue J., Guo, D. & Wang, D. 2009. Earliest rooting system and root : shoot ratio from a new Zosterophyllum plant. New Phytologist, 185)
Początkowo rośliny lądowe były małych rozmiarów i należały głównie do mszaków (Bryophyta). Były to proste, bardzo uzależnione od bliskości wody rośliny i przez to porastające wilgotne miejsca. Przełomem w ich rozwoju było pojawienie się tkanki przewodzącej oraz obecność systemu korzeniowego, co dało początek dużej grupie roślin naczyniowych, które dzisiaj dominują na wszystkich lądach. Miało to miejsce pod koniec syluru.
Obecność korzeni i tkanki przewodzącej dało możliwość do zwiększenia rozmiarów roślin, zwłaszcza ich wysokości, oraz stworzyło możliwość do zasiedlania miejsc oddalonych od bezpośredniej bliskości wody. W efekcie rośliny rozpoczęły kolonizację wnętrza lądów i już w środkowym dewonie (ok. 390-380 mln. lat temu) powstały zbiorowiska roślinne o charakterze leśnym. Zjawiskiem będącym geodynamicznym efektem intensywnego rozwoju roślin z systemem korzeniowym, była stabilizacja podłoża i zahamowanie erozji gleby oraz regulacja przebiegu koryt rzecznych jak również zmiany składu atmosfery.
Wyniki ostatnich badań, opublikowanych w czasopiśmie Lethaia (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/let.12323), dokładają nowych informacji na temat wczesnej ewolucji roślin naczyniowych. Znany zespół wczesnodewońskich skamieniałości roślin naczyniowych z Rhynie (Szkocja) posiada prymitywny system naczyń przewodzących, jednak odmiennie wykształcony, niż starsze o 20 milionów lat pierwsze, sylurskie formy takich roślin. Doprowadziło do to wniosku, że mimo swojej prymitywności, formy te są zaawansowane ewolucyjnie i uwstecznione już w początkach dewonu. Potwierdza to ogólnie obserwowane zjawisko braku kierunkowości zmian i licznych ścieżek siostrzanych grup, ewoluujących w podobny sposób, z których tylko jedna odnosi sukces zgodnie z zasadą doboru naturalnego.
Krajobraz z początku środkowego dewonu ("Kronika Ziemi" Wydawnictwo Kronika. 1992)
