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La evolución de las plantas ha resultado en niveles de complejidad muy variables, desde las primeras esteras de algas, pasando por briófitas, licopodos y helechos, hasta las gimnospermas y angiospermas de la actualidad. Si bien muchos de los grupos que aparecieron anteriormente continúan prosperando, como se ejemplifica por el dominio de algas en ambientes marinos, los grupos derivados más recientemente también han desplazado a los anteriormente ecológicamente dominantes, el ascenso de las plantas con flores sobre las gimnospermas en ambientes terrestres.
A mediados del Devónico, muchas de las características reconocidas en las plantas de hoy en día estaban presentes, incluidas las raíces y las hojas. Las plantas de despunte libre del Devónico tardío como Archaeopteris tenían tejido vascular secundario que producía madera y formaban bosques de árboles altos. También a finales del Devónico, Elkinsia, un helecho de semilla temprano, había desarrollado semillas. La innovación evolutiva continuó en el Carbonífero y todavía continúa en la actualidad. La mayoría de los grupos de plantas estuvieron relativamente indemnes por el evento de extinción Permo-Triásico, aunque las estructuras de las comunidades cambiaron. Esto puede haber establecido la escena para la aparición de las plantas con flores en el Triásico (~ 200 millones de años), y su posterior diversificación en el Cretácico y el Paleógeno. El último gran grupo de plantas en evolucionar fueron los pastos, que se volvieron importantes en el Paleógeno medio, hace unos 40 millones de años. Los pastos, al igual que muchos otros grupos, desarrollaron nuevos mecanismos de metabolismo para sobrevivir bajo el CO2 y las condiciones cálidas y secas de los trópicos en los últimos 10 millones de años.