Палеоботаника » Первые поселенцы

Ожидание сенсационных ответов

admin — Tue, 12 Jan 2010 06:37:03 +0000

В последние годы палеоботаники упорно ищут новые «документы» додевонской истории растений, но успехи пока ничтожны. В то же время в девоне обнаруживаются все более и более высокоорганизованные группы. Так к загадке: «От кого произошли первые наземные растения?» добавляется новая, не менее сложная загадка, в пол-
ной мере выявившаяся лишь недавно: «Почему растения появляются в девонских отложениях внезапно и сразу высоко развитыми?».
Сенсационными могут быть неожиданные ответы на тайны природы. Но вновь возникающий вопрос порой бывает еще более сенсационным, по крайней мере для специалиста. Палеоботаника столкнулась, таким образом, с проблемой, которая стоит других великих загадок природы. Будет ли дан ответ на нее? Едва ли это случится скоро. Приходится уповать или на неожиданные находки, или на длительный анализ всех обстоятельств того непонятного пока переломного момента. Бее придется учитывать тому, кто возьмется за решение этого вопроса: и особенности накопления осадков того времени, и сообщения специалистов по ископаемым спорам, и многое-многое другое

Еще одна великая загадка природы

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:36:20 +0000

Итак, мы не знаем, как произошли наземные растения, не знаем их предков, но, может быть, можно хотя бы предположить, когда растения вышли на сушу? К сожалению, и этот вопрос пока остается без ответа. В породах наземного или прибрежно-морского происхождения остатки растений — не редкость. Спускаясь от самых молодых пород «вниз по разрезу» (так обычно говорят геологи), мы находим целые «кладбища» листьев, семян и стеблей. Если нет таких заметных сразу остатков, то это еще ничего
не значит: сплошь и рядом в породе сохраняется масса микроскопических оболочек ископаемых спор и пыльцы. Их извлекают специальными методами (об этом можно прочесть в популярной брошюре С. А. Сафаровой «С микроскопом в глубь тысячелетий», 1964, издательство «Наука»). Так продолжается до девонских отложений. Известные нам девонские растения обильны и разнообразны. То, что они непонятны, — другой вопрос. Но вот мы вступаем в отложения самого начала девона — и сразу начинается мертвое царство. Здесь и в лежащих ниже силурийских толщах остатки растений редки, невзрачны и большей частью непривычны даже для знатоков девона. Споры еще встречаются, а потом и они исчезают. В ордовикских и более древних осадках, обработанных кислотами и щелочами, удается найти какие-то микроскопические оболочки, , но о них пока больше дискуссий, чем достоверных данных, которые можно как-то истолковать. Сначала их приняли за своеобразные споры наземных растений, и воображение начало рисовать зеленую сушу чуть ли не в докембрий-ские времена. На изображениях этих оболочек показывали и характерную трехлучевую щель, через которую споры прорастают. Потом возникли сомнения в правильности изображений, трехлучевые щели стали с них исчезать. Сейчас большинство палеоботаников считает, что все эти наиболее древние оболочки (может быть, за редким исключением) принадлежат водорослям. Такие невразумительные «документы», пока не поддающиеся детальному изучению, мы встречаем в ордовикских, кембрийских и более древних отложениях. Ситуация складывается совершенно непонятная. Откуда же берется все разнообразие девонской флоры? Добро бы только разнообразие! Девонские растения имеют уже сложную внутреннюю структуру, которая за всю последующую историю растительного мира менялась лишь по линии второстепенных реорганизаций. В последевонское время больше всего менялся общий облик растений и органы их размножения. Но и здесь девонские растения достигли уже очень многого.

Три группы

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:35:16 +0000

Ботаники уже давно подметили три большие, почти не смешивающиеся группы наземных растений, более сложно организованных, чем грибы, лишайники и мхи. В самом первом приближении эти три группы можно определить так: плауновидные, различные хвощи (и их родственники) и все остальные. У плауновидных листочки обычно мелкие (исключения редки), сидят спирально, в стволах мало древесины. У хвощей с родственниками листья также мелкие, но сидят мутовками; древесины в стволах обычно тоже немного, но здесь и сам ствол, и ветки состоят из отдельных члеников, отсюда и название группы «членистостебельные». В третью группу попадают папоротники и все семенные растения. Часто их называют мегафпльными, т. е. крупнолистными, но совершенно условно, так как их листья могут быть и очень мелкими. Не прибегая к современной ботанической терминологии, трудно показать отличия трех названных групп, и поэтому они покажутся непосвященному читателю немного искусственными.
Так вот, некоторые палеоботаники склоняются к мысли, что от риниенодобпых предков произошла только третья группа растений, а первые две (плауновидные и членистостебельные) появились независимо. На стороне такой точки зрения сейчас собирается все больше и больше фактов. В древности первой группы давно никто не сомневается, она встречается с самых низов девона. Это наверняка. А может быть, она существовала даже в начале палеозоя. Но вот с происхождением членистостебельных пока слитком много неясного. Считали, что их родоначальниками были псилофиты и даже находили два промежуточных рода. Последним придавали большое значение, о них обязательно рассказывали студентам. В последнее время все та же Леклерк вместе с немецким палеоботаником Й. Швайцером развенчала один род. Он оказался пра-папоротником. Потом американцы Р. Бонамо и X. Бэнкс поставили под сомнение и второй род. Связь членистостебельных с псилофитами висит на волоске, а точка зрения на самостоятельность всех трех групп пропорционально укрепляется.
Каков же итог? Предковое положение шотландских растений под сомнением. Всплыли какие-то независимые группы, три «Ивана, не помнящие родства». Сложилось положение, очень характерное для современной палеоботаники, а может быть—и для других областей естествознания. О нем хорошо сказал американец Г. Эндрьюс: «Возможно, наибольший вклад, который сделала палеоботаника, это не заполнение пробелов в наших познаниях об эволюции растительного царства, а показ нам того, как много пробелов существует».

Какими же были первые поселенцы?

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:34:24 +0000

Осторожные исследователи, не склонные быстро отказываться от сложившихся взглядов, смотрят теперь на растения из Райни как на выжившие в течение долгого времени прототипы. Они, дескать, нашли себе подходящее убежище, в котором и спрятались от конкурентов, лучше приспособленных в других местах. Соответственно псилофиты по-прежнему представляются неизбежной стадией, которую растения так пли иначе должны были пройти, переселяясь на сушу.
Этой точки зрения придерживаются сейчас многие палеоботаники, может быть даже большинство. Они считают, что растения типа рпнип (но не обязательно сама риния из Райни) — исходная точка в развитии всех наземных растений. В ходе эволюции побеги все сильнее ветвились, постепенно выделялся главный ствол, который приобретал более сложную и иную, чем у боковых ветвей, внутреннюю структуру. Боковые ответвления уплощались, срастались и превращались в листья. В различных направлениях перемещались и спорангии. Так мы приходим ко все более сложным потомкам, заселившим теперь континенты. А болото в Райни просто оказалось заповедником для прародителей. Домом для престарелых.
Сторонники другой точки зрения (к ним принадлежит и Леклерк) приводят в пример одно весьма примечательное тропическое растение псилот (Psilotum). Это лиана с тонкими ветвящимися побегами, маленькими листочками, внутренняя структура ее немногим сложнее, чем у ринии, но одна деталь нарушает гармонию простоты. Спорангии псилота собраны по трое, срослись стенками и
разместились в пазухе двурогого отростка. Сросшиеся спорангии, да еще сидящие в пазухе, — это уже слишком много и сложно для растения, которое выдает себя за родственника псилофитов. По мнению многих ботаников, предки псилота были значительно более сложными, но прошли длинный путь упрощения.
С такими любителями сбросить знаки отличия и нарядиться во что-нибудь попроще биологу приходится сталкиваться очень часто. Иногда внешняя простота строения— это более высокий уровень организации, за строгими лаконичными формами может скрываться мощный и совершенный механизм. Но иногда нехитрые условия жизни делают ненужными прежние усовершенствования, и организм быстро теряет их. Вот этот второй случай некоторые палеоботаники и видят в ринии — так же, как и в псилоте. Впрочем, такие скептики появились уже давно. Вскоре после выхода в свет последней части труда Кид-стона и Лэнга один из самых вдумчивых палеоботаников англичанин Д. Г. Скотт в 1924 г. писал, что простота риний едва ли первична, так как среди водорослей (а наземные растения могли взять начало только от них) есть формы с уже хорошо дифференцированными «листьями». Это тоже серьезный аргумент против ринии как исходной точки. И, наконец, еще одпн, пожалуй, наиболее серьезный довод.

Почему сомневалась Сюзанна Леклерк?

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:33:24 +0000

Остатки ископаемых растений — не всегда плоский, выгравированный на породе рисунок из жилок. Иногда ветка со спорангиями и мелкими сучками постепенно затягивалась илом и сохранила свой первоначальный объем. На сколе породы впден срез в одной плоскости, а что делается внутри образца — неизвестно. Вооружившись иглой, фотокамерой и поистине женским терпением, С. Леклерк миллиметр за миллиметром вскрывала породу, высматривала, куда идет ответвление сучка или сложно ветвящаяся ножка спорангия. Все стадии своих микрораскопок она тщательно зарисовывала и фотографировала. Постепенно выявлялась объемная модель растения во всех деталях. Хотя Леклерк изучала ровесников шотландских растений и даже их предшественников, то и дело перед ней вставали значительно более развитые, далеко не примитивные формы. Ею и другими палео-
ботаниками были изучены девонские растения из разных мест. Стебли прихотливо ветвятся, спорангии собраны в аккуратные колоски, внутреннюю часть ствола заполняют сложные ткани. Иногда все эти более сложные растения зачисляются палеоботаниками в псилофиты, но это делается скорее из уважения к их возрасту, чем на основе ботанических аргументов. Складывалась весьма своеобразная ситуация. Самые древние растения по своей сложности превосходили шотландские или, в лучшем случае, стояли на одном с ними уровне.

Сомнения Сюзанные Леклерк

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:33:04 +0000

Среди палеоботаников (как, может быть, и вообще естествоиспытателей), оставивших существенный след в своей вауке, встречаются две разновидности. Одни изучили за свою жизнь множество коллекций из разных уголков земного шара, оставили массу трудов, справочников, учебников, организовывали конгрессы, возглавляли школы. Какими бы растениями ни занимался палеоботаник, мимо работ таких предшественников он не пройдет, настолько широка была сфера их влияния. Вторая разновидность палеоботаников — это те, крторые в течение всей жизни работали над сравнительно узкой темой и нарисовали картину с исчерпывающей детальностью. -Они не всегда широко известны, но именно они заложили фундамент палеоботаники.
Сюзанна Леклерк относится ко второму типу исследователей. Некоторое время она изучала анатомическое строение растений каменноугольного периода в угольных почках (о них мы будем говорить в особой главе), а затем переключилась на девонские растения Бельгии, которыми и занимается уже добрых три десятка лет. Статьи и монографии Леклерк — незаменимое пособие для всех специалистов по древнейшим растениям. Самые важные открытия она сделала без особо сложной техники. Главными инструментами в ее руках были крепкая стальная игла и маленький молоток.

Лекрек о болоте в Райни

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:32:03 +0000

Публикация шотландских материалов стала для палеоботаников и для всех, кто интересуется историей растений, настоящей сенсацией. Казалось, что спала завеса с одной из главных загадок. В теоретических работах замелькали генеалогические древеса растительного царства, в корнях которых неизбежно стояли псилофитон и трио из Райни. Увлечение было столь значительным, что как-то ускользал от внимания возраст шотландских находок. Ведь они не самые древние. В более ранних отложениях тоже встречаются растения, причем значительно более сложно устроенные («продвинутые»). Все же скептические настроения, сопровождающие каждую сенсацию, постепенно всплыли на поверхность. В 1954 г. бельгийка Сюзанна Леклерк, авторитетный специалист по древнейшим растениям, выступила со статьей, весьма симптоматично озаглавленной: «Являются ли псилофиты исходной или конечной точкой?». На первый взгляд нелепый вопрос. О какой конечной точке может идти речь, когда перед нами примитивные древние стебли с не менее примитивным внутренним строением? Продолжая аналогию с археологией доисторических времен, вопрос Леклерк можно представить примерно так: «Были ли древние каменные неотесанные рубила и молотки начальной или конечной точкой в развитии человеческих инструментов?».
Однако эта аналогия уже неправомерна. Скепсис во взглядах Леклерк и ее единомышленников не был случайным, хотя в первое время его приняли всерьез немногие.

Окаменевшее болото в Райни

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:30:45 +0000

В первой половине девонского периода (почти 400 млн. лет назад), когда в Приуралье закладывались вместилища для нефтяных полей Второго Баку, в Райни было небольшое болото с многочисленными, но однообразными растениями (рис. 1). Кидстон и Лэнг насчитали здесь три рода (не считая одной водоросли). Два из них, риния (рис. 2) и горнеофитон, имели невысокие, не больше метра, голые стебли с ползучим корневищем, на концах стеблей — мешочки с микроскопическими спорами (спорангии), которые высеивались и давали начало новому поколению голых стеблей. Третий род (астероксилон) имел стебли с мелкими шиловидными листочками. Внутреннее строение всех этих растений оказалось столь же простым, что и внешний вид.
Кидстон и Лэнг своих подопечных поместили в новую группу, которую назвали «псилофиты» — по названию рода Psilophyton (по-гречески «псилос» — голый, «фитон» — растение), он тоже вошел в эту группу. Псилофитон был найден в девонских породах Северной Америки и описан Доусоном еще в 1859 г., но только через 60 лет вспомнили об этой, почти не замеченной в свое время находке.

Первые поселенцы

admin — Thu, 17 Sep 2009 06:29:55 +0000

С тех пор как в палеоботанику начали проникать идеи эволюции, наиболее ранние страницы истории растительного мира не оставляют исследователей в покое. Та особенность человеческого мышления, которую называют «стихийной диалектикой», заставляла палеоботаников все пристальнее присматриваться к самым древним «документам», чтобы понять, с чего же все началось. Но древнейшие остатки растений, при всей их научной ценности, до сих пор остаются наиболее загадочными. О них уже много известно, но главный вопрос остается без ответа. Даже примерно нельзя сказать, как и какие растения впервые вышли на сушу, были ли у растительного царства свои Адам и Ева или у него было много основных корней. От вопроса «почему?» сейчас лучше вовсе отказаться. Отвечая на него, мы пока не можем вырваться за пределы логически возможных, но не наблюдавшихся вариантов.
С изучением первых поселенцев суши палеоботаники не спешили. Неказистые на вид обрывки долго не будили воображение, которому без тонкой техники исследования и разгуляться было негде. Чаще случалось так: найдут отпечаток, опишут его под новым латинским названием и снова возвращаются к привычным коллекциям. Эта история знакома археологам. Сколько потребовалось лет, чтобы останкам доисторических людей стали уделять столь же большое внимание, что и памятникам древнего Рима!
Перелом в отношении к первым наземным растениям наступил лишь в начале 20-х годов XX века. Все решил случай. В местечке Райни в Шотландии геолог Макки обнаружил в каменном заборе кусок породы с остатками растений удивительной сохранности. Геологу, хорошо знавшему, какие породы встречаются в районе Райни, довольно быстро удалось найти место, откуда был родом этот камень. Выла собрана большая коллекция, которая попала в руки двух видных английских палеоботаников Р. Кидстона и В. Лэнга. В течение пяти лет (1917—1921 гг.) выходили в свет описания найденных в Райни растений, и о них теперь знает каждый палеоботаник. С этих растений начинаются учебники, справочники и популярные книжки. Мы тоже не упустим случая рассказать о них, но не из поддержания традиции, а по той простой причине, что шотландские находки до сих пор остаются самыми показательными и безукоризненно изученными.