Палеоботаника » Кордаптовая тайга

О других растениях кордаитовой тайги

admin — Tue, 22 Dec 2009 07:15:32 +0000

Количество листьев кордаитов в пермских и каменноугольных отложениях Сибири очень велико. Как говорят палеоботаники, они составляют основной фон в растительных комплексах. Поэтому вполне понятно мнение об их былом господстве в сибирских ландшафтах и о существовании в те времена кордаитовой тайги. Так ли это было или нет, мы не знаем. Возможно, просто кордаиты предпочитали места, расположенные вокруг водоемов. Это могло дать им существенные преимущества перед их современниками в проникновении на страницы геологической летописи. Но то, что кордаиты были заметными растениями в сибирских палеозойских ландшафтах — несомненно.
В остальном население Сибири сильно отличалось от всего, что мы видели в тропическом каменноугольном лесу Донбасса. В Кузнецком и Минусинском бассейнах, в Туве, Монголии и Восточном Казахстане мы находим в нижнекаменноугольных отложениях большое количество древовидных плауновых, но среди них нет лепидодендронов. Мы видим здесь и растения, сходные с каламитами, но не такие крупные и с другим строением сердцевины. Раннекаменноугольные ландшафты этих мест были еще лишены кордаитов.
Настоящее господство кордаитов началось лишь примерно с середины каменноугольного периода. В это же время появились членистостебельные растения (см. главу XIV) с листьями, сросшимися снизу в воронкообразную чашу. Папоротники встречались редко и совсем не такие, как в тропических лесах. Семенные папоротники также имели совершенно особую листву, которую мы не находим за пределами Сибири. У одних были круглые листья на небольших черешках и с веерно расходящимися тонкими жилками, у других листья рассечены на дольки, как у морковной ботвы. О третьих, долго относимых к роду гондванидиум (Gondwanidium), мы поговорим, когда будем рассуждать о дрейфующих материках.
Пермский растительный мир Сибири и Печорского бассейна казался уже хорошо изученным, когда в нем неожиданно обнаружилась новая и богатая представителями группа растений. Еще в 30-х годах М. Д. Залес-ский нашел в Кузнецком бассейне отпечатки, похожие на хвойные, и назвал их Walchia spimilifolia. Вальхия — это род европейских хвойных пермского периода. Во время Великой Отечественной войны такие же экземпляры попали в руки М. Ц. Нейбург, работавшей в Кузбассе по заданию Наркомугля. Уже тогда она заподозрила, что это — не хвойные, а мхи, но с решением вопроса не торопилась до получения более доказательных материалов.

Целеустремленный поиск

admin — Tue, 15 Dec 2009 07:16:24 +0000

Целеустремленный поиск всегда приносит успех, и в начале 50-х годов М. Ц. Нейбург подобрала уже порядочную коллекцию предполагаемых мхов из пермских отложений Кузнецкого, Печорского и Тунгусского бассейнов. Пользуясь той же смесью, с которой получали в те годы реплики (аптечным коллодием), она сняла кусочки фитолейм с отпечатков и изучила их под микроскопом.
Тонкая вязь коричневых клеточек в препарате однозначно показала: это листостебельные мхи (кстати, бывают еще мхи печеночные, которые известны, начиная с каменноугольного периода). Для палеоботаников это было полной неожиданностью. Высокоразвитые листостебельные мхи, некоторые имеют почти современный облик, и вдруг — в пермских отложениях. До этого их находили в кайнозойских и очень редко в более древних (юрских) породах. А тут — сотни экземпляров, да еще в палеозое. Надо было все как следует обосновать.
Здесь очень кстати подоспела статья американского палеоботаника У. Дарра с удачным рецептом для смеси, позволяющей снимать фитолейму с отпечатком целиком. Но был в смеси Дарра и один недостаток. В нее входит нитроцеллюлоза, т. е. вполне обычная взрывчатка. Путь М. Ц. Нейбург к ней лежал через разрешение органов милиции, неурядицы с шестикилограммовой упаковкой (когда нужно было несколько сот граммов) и другие обычные в таких случаях препоны. Но смесь окупила все хлопоты. Благодаря ей М. Ц. Нейбург получила превосходные препараты.
В 1956 г. вышла в свет небольшая статья, а в 1960 г. — уже большая монография с описанием 10 родов и 14 видов пермских мхов. Получив из Москвы бандероль с этой монографией, член английского Королевского общества Т. М. Гаррис (о нем рассказывается в главе X) написал М. Ц. Нейбург в ответном письме: «Одной работой Вы изменили существующие в палеоботанике представления, что редко выпадает на долю ученого». У Мы не рассказали о многих других достопримечательностях сибирской кордаитовой тайги. Ведь в каменноугольных и пермских отложениях Сибири сейчас установлено уже несколько сот видов, й в каждом есть что-то интересное и необычное. Но с некоторыми растениями мы еще встретимся в последующих главах.

Наконец-то повезло!

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:14:31 +0000

С находкой минерализованных листьев все получилось по пословице: «Не было бы счастья, да несчастье помогло». Спросите у любого нашего палеоботаника, чего ему больше всего не хватает для счастья, и он вам ответит: «Свободных, удобных шкафов для коллекций». В кабинет М. Ц. Иейбург постоянно прибывали ящики с образцами со всех кондов Советского Союза. Для каждого нового поступления нелегко было найти место в шкафах, наполнившихся за несколько десятилетий. Иногда приходилось, скрепя сердце, подвергать суровой чистке старые коллекции, выбрасывая некоторые образцы. Это очень мучительная операция из-за сознания, что обидно выбрасывать образец, который ждал своего часа несколько сотен миллионов лет.
Однажды такой экзекуции подверглась коллекция, собранная Т. А. Добролюбовой на реке Печоре еще в 20-е годы. М. Ц. Нейбург оставила наиболее ценные образцы, а то, чем можно было пожертвовать, пошло в корзину. Я первый раз присутствовал при таком акте, каждый отпечаток казался чудом природы. Мой стол еще не был захламлен до предела, и это решило судьбу некоторых образцов. Они остались тайно, во избежание насмешек, лежать в ящике моего стола, хотя в описях против их номеров уже стояло слово «выброшен».
Прошло несколько лет, пока эти образцы снова всплыли на поверхность. В 1962 г. трагически погибла под поездом М. Ц. Нейбург. Надо было осваивать ее богатейшее наследство, готовить к печати оставшиеся неопубликованными монографии, пересматривать собранные за 40 пет коллекции. Попали на глаза и «спасенные» образцы. Один из них привлек внимание необычной сохранностью листьев кордаитов. Под бинокулярной лупой было хорошо видно, что они с желобками. Однако главное — не это, а то, что органическая корочка, покрывавшая отпечатки, была не тонкая и черная, как обычно, а необычно толстая и бурая. Уж не минерализованные ли это листья? Первый же шлиф подтвердил догадку.
На поперечном срезе листа обнаружилась вся его внутренняя структура, в том числе и сечения желобков на нижней стороне. Удалось приготовить и шлифы, проходящие косо вдоль листа, почти параллельно его поверхности. Все становилось на свои места, но хотелось посмотреть и на устьица этих странных растений. Надо было получить препараты кутикулы.
Это удалось сделать только через год. И здесь сыграл роль не случай, а расчет. Геолог и палеоботаник Г. Н. Садовников, изучавший угленосные пермские отложения Тунгусского бассейна, хорошо понимал значение работ по систематике листьев кордаитов, сам немного занимался ими и регулярно собирал их отпечатки в экспедициях. Он учел, что в восточных частях Тунгусского бассейна угленосные отложения значительно меньше прогреты вулканическими излияниями, и решил именно там поискать материал для приготовления препаратов кутикулы. Расчет оказался верным, и вскоре в Москву были доставлены замечательной сохранности экземпляры. Изготовление препаратов не представило никакого труда. Примерно тогда же после просмотра нескольких тысяч листьев, собранных в Кузбассе, удалось с некоторых из них получить вполне сносные препараты.
Разобравшись с микроструктурой листьев, можно было пересматривать их систематику. Заново пересмотрены прежние роды и виды. От них мало что осталось после строгой ревизии. Оказалось, что под одним видовым названием фигурировали листья, принадлежащие не то что разным видам, а даже разным родам. Старая систематика, основанная на голых цифрах, нацело развалилась. Введение микроскопических методов в изучение кордаитов вскоре позволило решить и ряд спорных вопросов в геологии угленосных толщ Сибири.

Необходимость обращения к репликам

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:13:15 +0000

В западной части Тунгусского бассейна (оттуда шла основная масса собранных геологами коллекций) отложения с кордаитами были прожарены внутриземными вулканическими излияниями еще в мезозойское время. Все попытки получить препараты кутикулы из спекшихся угольных корочек, покрывающих отпечатки кордаитовых листьев, обернулись неудачей. Фитолеймы неделями лежали в самых сильных окислителях, подолгу варились в кислотах, но оставались все такими же черными. Пришлось по примеру Кузбасса обратиться к репликам.
Дело пошло веселее. Хотя отпечатки листьев подверглись хорошему прогреву под соответствующим давлением в течение многих миллионов лет, микроскопические (размером в сотые доли миллиметра) клетки были хорошо видны на репликах. Конечно, листья сдались не сразу, и много месяцев ушло на мытарства с поиском смеси для приготовления реплик, на ознакомление со всеми капризами отпечатков, на сбор достаточно представительного материала.
Работа наладилась. Реплик стало достаточно лишь через три года, и только тогда стала ясна вся сложность поставленного вопроса. Одни листья сразу продемонстрировали хорошие клетки на поверхности и разбросанные тут и там устьица, а на других получалась какая-то несуразная картина. Даже на отпечатках чудесной сохранности с идеально пропечатавшимися клетками устьиц не было видно. Зато между жилками проходили оттиски расположенных правильными продольными рядами бугорков, с двух сторон окаймлявших неглубокую, но очень четкую бороздку. Иногда на отпечатке не было видно следов жилок, а лист прочерчивали только отчетливые оттиски этих бороздок. На экземплярах лучшей сохранности видно, что такие бороздки поодиночке пробегали между каждыми двумя жилками на одной (нижней) стороне листа. Прошло три года, пока удалось разгадать природу этих бороздок. Оказалось, что это — специальные вместилища для устьиц. Скрытые в желобках, запертых бугорками на окаймляющих клетках, устьица и не могли быть видны на репликах. Все это стало ясным не сразу и долго оставалось лишь предположением. Нужны были более веские доказательства, чем реплики, а именно: или срезы через минерализованные листья с «законсервированными внутренностями», или препараты кутикулы. А еще лучше и то, и другое.

Упрямые листья

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:12:38 +0000

Клеточное строение сибирских кордаитов оказалось крепким орешком. Потерпели неудачу первые же попытки получить препараты кутикулы, изучить эпидерму химическими методами. Пришлось взять на вооружение другой метод. Трудно сказать, кто у кого его заимствовал, но только этим методом пользуются и палеоботаники, и палеозоологи, и . . . криминалисты. Когда нужно установить, из какого пистолета стрелял преступник, роковую пулю подвергают нехитрому исследованию. На нее наносят специальную жидкость (вроде лака для ногтей), которая, высыхая, дает прозрачную эластичную пленку, повторяющую все царапины на поверхности пули, оставленные неровностями ствола. Затем из испытуемого пистолета стреляют во что-нибудь мягкое, со второй пули снимают точно такую же прозрачную копию, и обе пленки сравниваются под специальным микроскопом. Если оттиски царапин одинаковые, значит обе пули выпущены из одного пистолета. Палеонтологи и палеоботаники используют подобный же метод для изучения микроскопического рельефа ископаемых.
В начале 50-х годов с этими пленками подступилась к кузнецким кордаитовым листьям томская аспирантка М. Д. Артамонцева (Парфенова). Она получила пленки (будем вслед за криминалистами называть их «репликами») с хорошо видными клетками эпидермы, но до диагностики видов на этой основе добраться не смогла. Устьица удалось хорошо разглядеть лишь на одной реплике. Однако интересная заявка была сделана, и работой Артамонцевой заинтересовалась М. Ц. Нейбург, ставшая уже влиятельным палеоботаником, крупным специалистом по геологии и ископаемым растениям Советского Союза. Она поручила мне, тогда студенту Московского университета, продолжить успешно начатое Артамонцевой исследование.
В основу работы были положены коллекции, собранные в Тунгусском бассейне. С точки зрения геологической практики выбор материала оправдан. Угленосные палеозойские толщи Тунгусского бассейна тогда интенсивно изучались многочисленными экспедициями, а без надежных палеоботанических свидетельств невозможно сопоставить разбросанные в сплошной тайге небольшие обнажения, составить ясное представление о геологическом разрезе в целом, нарисовать убедительную геологическую карту. Но с точки зрения палеоботаники трудно было выбрать более неудачный район, о чем тогда ни М. Ц. Нейбург, ни тем более ее студент и не подозревали.

Забастовки ископаемых растений

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:11:23 +0000

Палеоботанику, работающему в Сибири сейчас, это кажется парадоксальным. Достаточно сказать, что в 1964 г. в литературе уже фигурировало около сотни видов кордаитов, закономерно распределенных по геологическому разрезу. Но в первые годы освоения палеоботанических залежей Сибири было не так. Причин этому несколько, но главное то, что на листья кордаитов смотрели в отрыве от геологического разреза. Первой высказала сомнение в том,что все сибирские кордаиты — один биологический вид, та же М. Ц. Нейбург. Недаром она собирала ископаемые растения в экспедициях, а не только сидела в кабинете над образцами. Ее вскользь высказанного в небольшой статье сомнения на этот счет оказалось достаточно, чтобы количество выделяемых видов стало стремительно расти. К концу 30-х годов кордаиты не только перестали быть балластом, но и вошли в число важнейших (или, как часто говорят, «руководящих») видов. Во внешне простых и однообразных листьях стали видеть все больше отличий.• Палеоботаники измеряли густоту жилок, пропорции листа, учитывали его размеры, очертания, выделяли все новые и новые виды и . . . перегнули палку. На страницы палеоботанических работ вышли стройные ряды аккуратно подобранных по цифровым показателям листьев. Загнанные в тесные математические рамки кордаиты стали мстить палеоботаникам. В системе листьев, лишенных свойственной всему живому изменчивости, стало очень трудно разбираться. Учащались ошибки в определениях, а на геологических картах соответственно появлялись неверные контуры.
Таких забастовок ископаемых растений история палеоботаники знает немало. Выход из трудностей всегда один: проникать в глубь структуры растений, оживлять, делать более естественной систематику. Когда речь идет о листьях, надо прежде всего попытаться изучить строение их эпидермы. Здесь мы возвращаемся, таким образом, к клеткам, устьицам, кутикулам, фитолеймам. Словом, снова вся надежда на химию, препараты и микроскоп. Кто подзабыл, как палеоботаники раскрывают микроструктуру ископаемых листьев, может вернуться к разделу «Консервам 300 миллионов лет», а мы продолжим рассказ о сибирских кордаитах.

Царство кордаитов

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:10:40 +0000

Если палеоботанику попадает в руки коллекция с ископаемыми растениями из пермских или каменноугольных (только не из нижнекаменноугольных) отложений Кузбасса и вообще Сибири, он может не глядя, быть уверенным, что на образцах будут отпечатки листьев кордаитов. Хоть в небольшом количестве, но найдутся. Иногда их отпечатки так плотно заполняют поверхность образца, что, очищая для изучения один лист, приходится портить с десяток других: настоящий слоеный пирог из листьев. Про такие скопления листьев иногда говорят «лесная подстилка», но это неверно. Тот мягкий ковер из листьев, в котором грибники ищут предмет своей страсти, не достается палеоботаникам. В лесу все листья сгнивают, и от них остается лишь труха, в чем легко убедиться, покопавшись в настоящей лесной подстилке. Чтобы лист законсервировался на миллионы лет в виде фитолеймы или отпечатка, ему надо попасть в воду — озеро, реку, болото или море. Но скопления листьев в воде уже никто не назовет лесной подстилкой.
Итак, листья кордаитов столь же обильны в угленосных палеозойских отложениях Сибири, как сейчас иглы хвойных в тех же местах. Поэтому кордаиты в первую очередь привлекли внимание палеоботаников. Среди таких часто встречающихся ископаемых удобнее всего искать стрелки, показывающие геологическое время. К несчастью палеоботаников, листья сибирских кордаитов оказались настолько на одно лицо, что и Шмальгаузен, и Залесский сочли возможным отнести их к одному виду. Кордаиты стали балластом в палеоботанических коллекциях.

Все встало на свои места!

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:09:31 +0000

Все стало на свои места только летом 1927 г., когда томский геолог Л. М. Шорохов, работая в Кузбассе, обнаружил, что юрские и мезозойские растения залегают в разных частях геологического разреза. Через год сотрудница Геологического музея Академии наук М. Ф. Нейбург, в будущем крупнейший советский палеоботаник, приехала в Кузбасс, не доверяя геологам, собиравшим ископаемые растения. На месте она стала отбирать остатки растений, тщательно отмечая слои, в которых найден тот или иной вид. Она подтвердила выводы Шорохова. Так стала окончательно ясной путаница в коллекции, попавшей в руки Шмальгаузена. На геологической карте Кузбасса появились юрские отложения. В последующие годы М. Ц. Нейбург удалось показать, что в Кузбассе есть полный разрез от каменноугольной до юрской систем включительно и все это с многочисленными ископаемыми растениями. Предвидение Космовского блестяще подтвердилось, одновременно это стало и триумфом палеоботаники. Именно ископаемым растениям мы обязаны тем, что в распоряжении геологов, осваивавших Кузбасс, была верная геологическая карта.
Здесь, однако, резонно задать вопрос, а стоило ли ломать в течение полувека копья из-за возраста угленосных отложений с ископаемыми растениями? Не все ли равно, какой возраст имеет уголь? Был бы он хорошим. К сожалению, такой вопрос задают и горняки, которые пришли добывать уголь на уже изученные, разведанные места. Когда в ход пошли угольные комбайны и отбойные молотки, знать возраст пласта действительно уже не нужно, но вот найти месторождение, правильно его разведать и подготовить для эксплуатации, не зная возраста пород, нельзя. Только имея в руках хорошую геологическую карту с показанными на ней полями отложений разного возраста, можно проследить угольные пласты, скрытые от геолога мощной толщей горных пород. Впрочем, к этому вопросу мы еще вернемся в предпоследней главе

Исследования Шмальгаузена

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:09:03 +0000

Мы уже говорили, что сибирская флора была тогда почти неизвестна, поэтому привезенные из Кузбасса пермские растения оказались новыми для науки, совсем не такими, как одновозрастные растения Западной Европы. А юрскую флору, более однообразную по всему миру, знали вполне сносно. Поэтому оказавшиеся в кузнецкой коллекции юрские отпечатки были И. Ф. Шмальгаузену хорошо знакомыми, и это решило данное им заключение о возрасте. Его обстоятельная монография так и называлась «Юрская флора России». Хотя в печорской и тунгусской коллекциях типично юрских растений не нашлось, но флора этих мест была вполне кузнецкого типа и датировать ее другим периодом Шмальгаузену даже не пришло в голову.
Уже вскоре после выхода в свет монографии Шмальгаузена русский геолог К. Л. Космовский выразил сомнение в правильности вывода о юрском возрасте угленосной толщи Кузбасса. Он совершенно правильно предположил, что здесь есть отложения нескольких геологических систем. Шмальгаузен ответил на выступление Космовского довольно резкой статьей. В спор включился видный французский палеоботаник Рене Зейллер. Он видел ошибку Шмальгаузена и на основании вновь присланных ему из России коллекций геолога И. П. Толмачева пришел к выводу о пермском возрасте кузнецкой угленосной толщи. В начале нашего столетия палеозойской флорой Сибири стал заниматься М. Д. Залесский, впоследствии один из авторитетнейших наших палеоботаников. Залесский, верный ученик Зейллера, безоговорочно поддержал мнение своего учителя. До конца своей жизни, т. е. до 1946 г., М. Д. Залесский считал, что угленосные толщи Сибири целиком пермские.
Это была другая крайность. Ведь в монографии Шмальгаузена указывались определенно мезозойские, а именно — юрские виды. Как же поступил с ними Залесский? А очень просто! В литературе он нашел среди известных к тому времени палеозойских растений примерно такие же по внешнему облику виды и к ним отнес юрские отпечатки. Внешне все стало вполне гладко, и на геологической карте Кузбасса, подготовленной к 1925 г. группой геологов под руководством В. И. Яворского и П. И. Бутова, показаны обширные поля угленосных пермских отложений. Юрских пород в Кузбассе вовсе не стало. Вопрос был не столько решен, сколько замят, хотя многие видные геологи продолжали над ним думать, снова и снова возвращаясь к мыслям, высказанным еще Космовским.

Полувековой спор из-за ошибки

admin — Thu, 17 Sep 2009 07:07:58 +0000

Этот грандиозный спор закончился в конце 20-х годов нашего века. В нем в той или иной мере принимали участие чуть ли не все геологи и палеоботаники, занимавшиеся или интересовавшиеся угленосными палеозойскими отложениями всей Сибири.
Началось с не столь, как будто, важной ошибки. В 70-х годах прошлого века киевский палеоботаник И. Ф. Шмальгаузен (отец известного биолога-эволюциониста И. И. Шмальгаузена) работал над коллекциями ископаемых растений, собранных в Кузнецком, Тунгусском и Печорском бассейнах. О палеозойской флоре Кузбасса к тому времени почти ничего не было известно (ей были посвящены лишь две небольшие статьи немецких палеоботаников Гейница и Гепперта). Тунгусский и Печорский бассейны и вовсе были палеоботаническим белым пятном. Можно понять, какой интерес вызвала обстоятельная монография, выполненная И. Ф. Шмальгаузеном — одним из лучших палеоботаников прошлого века. Но надо же было так случиться, чтобы в этой прекрасно выполненной по тем временам монографии, оказалась досадная ошибка. Но Шмальгаузен не был виноват в ней.
Собирая коллекции ископаемых растений (как и любые другие геологические свидетельства) необходимо строго документировать, из какого слоя взяты образцы. К этому основному правилу геолог приучается с первых дней обучения полевым работам. В прошлом веке это понимали далеко не все исследователи, и к образцам часто прикладывались весьма лаконичные этикетки. Указывалась ближайшая деревня, какая-то часть реки, и этим все ограничивалось. Теперь такие материалы палеоботаник вовсе не принимает во внимание. Камень без точного адреса годится разве что для любительской коллекции редкостей. Но в прошлом веке каждый привезенный из Сибири или с Печоры образец был более интересным, чем для нас антарктические коллекции. Поэтому Шмальгаузен описал все материалы, попавшие в его распоряжение, в том числе и недостаточно точно документированные. Он не знал, что собранные в Кузбассе образцы получены из двух существенно разных частей геологического разреза, а именно: из пермских (верхнепалеозойских) и юрских (мезозойских) отложений. Невнимание коллектора и неточность в этикетке обернулись серьезной ошибкой в геологических представлениях.