Палеоботаника » Живые ископаемые

Снова уроки осторожности

admin — Tue, 17 Nov 2009 11:35:57 +0000

Если бы палеоботаника первой половины прошлого века попросили написать известные ему живые ископаемые, то в результате получился бы своеобразный список. В нем не было бы некоторых только что рассмотренных — и в то же время фигурировали бы другие роды. Правда, уже тогда палеоботаники были достаточно осторожны и избегали применять к ископаемым остаткам неизмененные родовые названия современных растений. Они широко пользовались суффиксом «ites». Так вошли в литературу, например, каламиты — по латыни Calamites от слова Calamus, т. е. тростник (так же называют и современную пальму-ротанг). Нескладно получилось, конечно. Ведь каламиты и тростник — отнюдь не родня. Тростник это однодольное (т. е. цветковое) растение, а каламиты принадлежат совсем другой группе растений (к членистостебельным). Эта ошибка вскрылась очень рано и была ясна еще в прошлом веке. Тем не мепее пошли в ход Adiantites (Adiantum, или «венерин волос» — папоротник, а название Adiantites получил семенной папоротник), Yuccites (в честь лилейного юкки было названо какое-то голосеменное растение), Zamites (от Zamia), Casuarinites (от Casuarina) и т. д. Кроме того, в списках мезозойских и палеозойских растений замелькали папоротники Asplenium (костенец), Cyathea (циатея) и другие современные растения. Каждый раз при выборе названия палеоботаника гипнотизировало внешнее сходство. Конечно, он знал о многочисленных случаях симуляции форм у растений, не связанных родством, и все же сходство подкупало. Хотя вопиющие ошибки вскрывались сплошь и рядом, уроки не шли впрок. Даже сейчас, когда под явления параллелизма подведена серьезная теоретическая база, палеоботаники сплошь и рядом продолжают верить этому ставшему пресловутым внешнему сходству.
Осторожные палеоботаники, найдя знакомые по современным растениям листья, не спешат относить их к еще живущим родам и пополнять списки живых ископаемых. Мало найти один сходный орган: лист, стебель или шишку. Надо еще разобраться, чей это лист, на каком стебле он сидел и вместе с какими шишками. Дело даже не только в том, что у разных растений могут быть одинаковые листья или пыльца. Дело в том, что эволюционное развитие отдельных органов у растений протекает неравномерно. Это явление А. Л. Тахтаджян предложил называть гете-робатмией, т. е. разностуненчатостью. Сначала начинает прогрессировать, например, форма листа и строение пыльцы, затем подтягивается строение шишек, а анатомическая структура ствола запаздывает. Потом и она начинает наверстывать упущенное. Только тогда, когда разовьются до необходимого уровня все органы, можно сказать: «Это сосна (дуб, капуста и т. д.)».
Проблема живых ископаемых имеет большое научное значение. Рассматривая вопрос об эволюционном прогрессе (подробнее речь о нем пойдет в следующей главе), крупнейший дарвинист Т. Гексли обратил внимание на то, что многие организмы, оставшись неизменными, просуществовали от палеозоя до наших дней. Отсюда он делал вывод об «изумительно незначительном прогрессе» в органическом мире за прошедшие геологические эпохи.
Приведенные выше факты о живых ископаемых наверное порадовали бы Гексли. Однако они вряд ли подтверждают его выводы. Не предваряя предстоящих ниже рассуждений о прогрессе, скажем только, что большая часть перечисленных организмов, хотя и играла временами заметную роль в ландшафтах геологического прошлого, но не играла такой роли постоянно. Гннкговые вымерли почти бесследно, селагинелли, хвощи и плауны никогда не были основным фоном растительности. То же можно сказать и о других растениях, с которыми мы познакомились в этой главе.

Всем известный хвощ

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:35:04 +0000

Тем не менее этот род действительно очень древний. Его остатки, причем довольно типичные, немецкие палеоботаники Р. Крейзель и Г. Вейланд описали из верхнедевонских отложений Эйфеля (ФРГ). Их возраст не меньше 350 млн. лет. Из спорангиев удалось извлечь довольно крупные (90—120 мк), но одинаковые споры. Достаточно хорошие по сохранности остатки растений, очень похожих на Lycopodium, встречаются и в каменноугольных отложениях. Некоторые палеоботаники полагают, что древнейшее плауновидное — баррагванаддя из нижнего девона Австралии (почти 400 млн. лет) близко родственна нашему плауну.
В научно-популярной литературе иногда говорят о плауне как о травянистом потомке древовидных каменноугольных лепидодендронов. Наблюдения последних десятилетий показывают, что это не так. Плауны не моложе, а, может быть, даже и старше лепидодендронов. Скорее всего, когда-то на очень ранних стадиях эволюции плауно-видных среди них наметились две крупные независимые ветви. Одна из них, хотя и процветала в каменноугольное время, теперь вымерла почти бесследно. К ее потомкам, может быть, относятся лишь современные полушники и упомянутый выше перуанский стшгат. Другая ветвь никогда не играла выдающейся роли, но успешно дожила до наших дней. В органическом мире часто события развивались по принципу «нет великого Патрокла, жив презрительный Терсит».
Следующим растением, которое в той же степени, что и гинкго, имеет право называться живым ископаемым, является всем известный хвощ, по-латыни Equisetum. В нашей стране хвощи довольно мелкие, но в тропиках некоторые виды достигают двух метров в высоту при диаметре в 10 см. Южноамериканский вид хвоща, недаром прозванный «гигантским» (Equisetum giganteum), вырастает на 12 м паемыми хвощами. Впрочем, вполне возможно, что подвоз-действием химикатов, которому подвергаются споры при их изучении, пружинки просто растворяются. Заметим, кстати, что споры с пружинками недавно были обнаружены американцами Р. Бэкстером и Д. Лейсманом в спороносной шишке каламита в угольной почке каменноугольного возраста. Они растворили небольшой кусочек породы с заключенными внутри него спорами в разбавленной соляной кислоте. Пока споры были в кислоте, их пружинки оставались свернутыми. Но когда их перенесли в 50% спирт, пружинки ожили. «Этот процесс, — писали Бэкстер и Лейсман, — можно было наблюдать под препаровальным микроскопом, и это было необычайное зрелище — видеть споры, поворачивающиеся под воздействием быстрого движения элатер (т. е. пружинок) после стольких миллионов лет бездеятельности».
Список живых ископаемых, незаслуженно забытых популяризаторами, можно продолжать еще долго. Это папоротники чистоус (Osmunda) и мараттия (Marattia), которые тоже жили вместе с динозаврами. Сюда же можно отнести и некоторые хвойные мелового и юрского периодов. То, что они относятся к современным родам Podocarpus, Cephalotaxus, Athrotaxis и др., показано шведским палеоботаником Р. Флорином и нашим палеоботаником В. А. Красиловым. Во всяком случае, эти растения намного старше такого классического «живого ископаемого», как метасеквойя.

Лесной плаун

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:34:09 +0000

Обычный лесной плаун по внешнему облику напоминает селагинеллю, но у него, во-первых, листья одного сорта и, во-вторых, споры в спорангиях одинаковые. Плауны живут сейчас во многих странах как в тропическом, так и в умеренном климате. В тропиках они часто поселяются на деревьях, а в наших лесах стелются по земле. Диапазон хозяйственного использования современного плауна весьма своеобразен. Его побеги продают на кладбищах для украшения могил, их же укладывают на зиму для красоты между рамами окон. Споры плауна используют как детскую присыпку и, что самое важное, в литейном производстве. Ими обсыпают формы, чтобы металлические детали не прилипали к стенкам.
Когда в горных породах находят побеги, внешне похожие на плауны, их обычно называют не Lycopodium (т. е. плаун), a Lycopodites. Суффикс «ites» часто прибавляют к названию современного рода, когда речь идет об ископаемых остатках. Самому названию Lycopodites не везло, так как его не всегда применяли по назначению. В 30-х годах наш палеоботаник М. Д. Залесский нашел в верхнепермских отложениях тонкие побеги с нежными листочками, которые он посчитал за хвойные и назвал Walchia spinulifolia. Другой палеоботаник, Г. П. Радченко, определил этот вид в верхнепермских отложениях Тунгусского бассейна. Ему показалось сомнительным, что это действительно вальхии, и после названия рода он на всякий случай поставил знак вопроса. Через некоторое время Радченко счел, что это остатки не хвойного, а плаунового, и назвал их Lycopodites spinulifolius. Больше того, он назвал всю сопутствующую флору «ликоподитовой». Но тут вышла статья М. Ц. Нейбург. Не доверяя внешнему сходству, она применила микроскопическую технику. В результате оказалось, что это не плауны, а мхи. Радченко пришлось переименовать флору в «глоттофилловую» по названию другого растения. Возможно, что и некоторые другие описанные в литературе Lycopodites незаконно считаются плаунами.

Много ли сейчас живых ископаемых?

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:33:16 +0000

Ответить на этот вопрос довольно трудно. Прежде всего, надо четко определить, что же такое «живые ископаемые». Ведь все окружающие нас живые существа появились не вчера, а имеют более или менее длительную геологическую историю. Стало быть, все они в какой-то степени живые ископаемые. Поэтому мы поставим вопрос несколько иначе, а именно: какие из наших современников имеют наиболее почтенную историю? Ответ, наверное, будет для многих довольно неожиданным. Это и не гинкго, и не метасеквойя и пе какое-нибудь оригинальное экзотическое растение. Вполне возможно, что самыми древними из современных растений являются травянистые плауновидные селагинелля и плаун (Lycopodium). Первое из этих растений — селагинелля — имеет стелющийся или прямостоячий побег размером от нескольких сантимеров до добрых двух десятков метров. Хотя в современных лесах у села-гинелли нет близких родственников (впрочем, и в геологическом прошлом она, видимо, была «довольно одинока»), нельзя сказать, чтобы этот род чувствовал себя плохо. Он охватывает свыше семисот видов и, предпочитая тропические леса, хорошо чувствует себя и в странах умеренного климата. А один вид прижился даже в пустынях Мексики и юго-запада Соединенных Штатов.
Примечательная черта селагинелли — разноспоровые шишечки. Это значит, что в одной шишечке собраны спорангии двух видов. Одни заполнены массой микроспор диаметром 20—70 мк, которые прорастают еще в спорангии, а когда высеиваются, то дают начало маленькому заростку с мужскими половыми органами. Другие спорангии заключают от 8 до 40 мегаспор. Они также прорастают прямо в спорангии, а затем уже в грунте дают начало женским заросткам. Заметной чертой селагинелли является также ее листва. На побегах сидят листья двух типов: одни плотно прижаты к стеблю, а другие распростерты двумя рядами в плоскости стебля.
Точно такие же остатки время от времени находят в кайнозойских, мезозойских и даже палеозойских отложениях разных стран. Самая древняя находка была сделана американским палеоботаником У. Дарра в угольных почках каменноугольных отложений штата Иллинойс в США. Возраст этих остатков почти 300 млн. лет. Тем не менее сохранность их исключительно хороша. В небольшой продолговатой шишечке диаметром всего 3,5 мм хорошо видны спорангии с мегаспорами (по четыре в каждом). Споры уже начали прорастать, и в клетках видны окаменевшие ядра. Больше того, в некоторых клетках заметны какие-то образования, которые Дарра признал за хромосомы. За долгую историю у селагинелли появились черты высокой специализации в анатомическом строении, например настоящие сосуды.

Рано похоронили

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:30:42 +0000

Не надо думать, что биологи и ботаники уже закончили инвентаризацию животных и растений, населяющих сейчас нашу планету. Каждый год в литературе появляются десятки статей с описанием новых видов и даже родов, существование которых до этого не подозревалось. Очень интересной и неожиданной была, например, находка в 1957 г. в Центральном Перу нового рода плауновидных Stylites, возможного потомка древовидных гигантов каменноугольного периода. Обычно ботаники и зоологи действительно открывают для науки роды и виды, но иногда после тщательного изучения находки оказывается, что нечто подобное уже встречалось палеонтологам.
В 1941 г. японский палеоботаник Сигеру Мики нашел в верхнетретичных отложениях своей страны своеобразные веточки хвойного, похожего на секвойю. Детальное изучение остатков показало, что это новый род. Мики дал ему название метасеквойя. Позже такие же остатки были найдены в третичных и даже меловых отложениях чуть ли не по всему Северному полушарию, вплоть до Шпицбергена. Оказалось, что многие ископаемые листья, которые раньше принимали за тисе или секвойю, в действительности относятся к метасеквойе. Постепенно материалы по этому растению накапливались, и вдруг в 1944 г. китайские ботаники нашли его живым и здоровым в Центральном Китае. Метасеквойи живут здесь на площади всего в 800 кв. км на высоте от 700 до 1400 м. Несколько экземпляров, подаренных советским ботаникам, можно видеть в наших ботанических садах. У метасеквойи мягкие и плоские иголки, сидящие на тонких веточках двумя рядами. Наконец-то, палеоботаники смогли посмотреть на целое растение вместо того, чтобы складывать его годами по частям из разрозненных остатков. К чести палеоботаников надо сказать, что они хорошо разобрались в этих остатках. Во всяком случае, живая метасеквойя, при всем интересе к ней, не заставила их в корне ломать сложившиеся взгляды.

История гинкго

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:29:56 +0000

Эти растения довольно неприхотливы. По выражению одного ботаника, они выживают в наихудших условиях среды, какие только может создать человек. Им не страшны насекомые и грибки. Может быть, именно благодаря своей необычайной выносливости гинкго дожили до наших дней.
В Китае и Японии гинкго считают священным деревом. Не исключено, что именно забота человека помогла ему стать живым ископаемым — «нечто обратное обычной судьбе всего живого» (Г. Эндрыос). В диком состоянии эти деревья известны лишь в Юго-Западном Китае, да и то возникают сомнения, не проникли ли они сюда из культуры. Между тем еще в третичном периоде гинкго были распространены на обширной территории от Англии до Сахалина. Но наиболее обильные остатки мы находим в верхнеюрских и ниншемеловых отложениях. Иногда фитолеймы их листьев сплошь выстилают поверхность камня или образуют целые прослои. Самые древние отпечатки гинкго находят в верхнетриасовых отложениях. Этим остаткам почти 200 млн. лет.
Роль гинкго и его ближайших родственников в мезозойские времена, т. е. в век динозавров была весьма существенной, но все же ее часто преувеличивают. К числу родственников гинкго иногда относят чуждые ему растения. Одни из них, как теперь стало ясно, вполне самостоятельны и, во всяком случае, принадлежат другим родам и семействам. Другие, например, чекановскии, вообще оказались в совершенно иной группе растений.
Разобраться в систематике ископаемых листьев гинкговых — очень трудное дело. Слишком уж они изменчивы. Даже на одном дереве можно встретить листья от ромбических до глубоко рассеченных. Некоторые листья даже скручены в глубокую воронку и срослись боковыми краями. В породы попадают листья с деревьев, принадлежащих разным видам, и ни один из видов не отличается однообразием листвы. К счастью, на листьях часто сохраняется угольная корочка, фитолейма, из которой обычно удается получить препарат кутикулы. Клеточное строение листа, устьица и волоски не так сильно меняются от одного листа к другому. Благодаря всем этим микроскопическим признакам история гинкго теперь более или менее раскрыта.

Как появился гинкго

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:28:45 +0000

Наверное, немного найдется растений, имеющих столько самых различных и порой неожиданных имен. Доктор Кемпфер, благодаря которому гинкго проник в Европу, был врачом посольства в Японии, изучал местную флору и отметил гинкго в 1690 г. В рукописи для гинкго были указаны три названия: «ginan», «sankyo» и «icho». Уже в начале XVIII в. он совместил два первых названия воедино. Как появилась в середине получившегося слова латинская буква «g», до сих пор неясно. Возможно, это была просто описка, и некоторые палеоботаники вопреки установившейся традиции предпочитают писать «Ginkyo». В 1796 г. англичанин Д. Смит возмутился неблагозвучием сочетания «kgo», назвал его варварским и неуклюжим, и предложил именовать растение Sa-lisburia, но было поздно. За четверть века до этого Карл Линней уже ввел слово Ginkgo в официальную латинскую номенклатуру. Отсюда оно попало в русский и немецкий языки. Англичане называют гинкго «Maidenhair tree», что дословно переводится несуразным набором слов «дерево девичьих волос». Дело все в том, что Maidenhair — английское название травянистого папоротника адиантум, или «венерин волос». Перышки этого папоротника сходны с листьями гинкго, и в поисках названия для последнего англичане обратились к папоротнику, добавив к его имени слово «дерево».
Французы называют гинкго весьма необычно: «дерево за сорок экю». Название это, по данным Лоудона, родилось так. В 1780 г. парижский ботаник-любитель по имени Петиньи посетил Лондон для осмотра ботанических садов. В одном из них он увидел пять молодых растений гинкго, который был настолько редким в Англии, что хозяин сада считал себя единственным владельцем этого растения. Он сам вырастил деревца из семян, полученных из Японии, и рассчитывал их выгодно продать. Однако после хорошего завтрака с соответствующим количеством вина хозяин сада уступил Петиньи все пять экземпляров, выросших в одном горшке, за 25 гиней. Гость тут же расплатился и, не теряя времени, унес покупку. На следующее утро проспавшийся владелец разыскал Петиньи и предложил ему ту же сумму уже за одно деревце. Француз был непреклонен и увез гинкго на родину. Каждое дерево обошлось ему в 120 франков, т. е. в 40 экю. Почти все гинкго Франции, а их много в этой стране, берут начало от деревьев, купленных Петиньи.

Дерево за сорок экю

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:28:01 +0000

«Дерево за сорок экю»
Классическим живым ископаемым среди растений обычно считают гинкго. Это крупное дерево с раскидистой кроной и декоративной листвой. Таких изящных двулопастных листьев, пересеченных веером тонких жилок и сидящих на длинном черешке, нет ни у одного другого современного растения.
Гинкго интересен не только палеоботаникам, но и ботаникам. Вместе с цикадовыми он стоит особняком среди голосеменных растений по способу образования семян. Когда пыльца гинкго проникает в семезачаток, из нее вырастает микроскопическая трубочка, которую называют пыльцевой. В ней незадолго перед оплодотворением появляются два сперматозоида. Снабженные ресничками, они медленно передвигаются и напоминают инфузории. Подходя к яйцеклетке, сперматозоид оставляет на ее поверхности свой спиральный поясок с ресничками и голышом проникает внутрь. Ядра сперматозоида и яйцеклетки сливаются. Оплодотворение произошло. У большинства других современных голосеменных сперматозоиды лишены ресничек и, следовательно, подвижности. Кстати, подвижные сперматозоиды цикадовых крупнее, чем у всех других высших растений. Они достигают в поперечнике 0,3 мм и хорошо видны невооруженным глазом.
Интересны и семена гинкго. Собственно говоря, пока они висят на дереве, их нельзя и называть семенами. Это лишь семезачатки. Пыльца в них попадает весной, а оплодотворение откладывается до поздней осени, когда семезачатки уже опадут. Возможно, что такая же картина наблюдалась у многих палеозойских растений, например у семенных папоротников, в семенах которых никогда не удавалось видеть зародыша.
Сейчас гинкго можно встретить в ботанических садах и в парках южных городов Европы, Азии и Америки. Между тем еще три столетия назад европейские ботаники ничего о нем не знали. А вот в китайских поэмах гинкго фигурировал еще в начале XI в., рисунки и описания его можно найти в китайской научной литературе XVI в. Судя по китайским источникам, семена гинкго принимались на севере страны в виде дани.

Живые ископаемые

admin — Thu, 17 Sep 2009 11:25:54 +0000

Живые ископаемые или организмы, которых привыкли видеть окаменевшими, а не живыми, — любимая тема популяризаторов палеонтологии. Да и для палеонтолога всегда интересно посмотреть на облик и образ жизни животного и растения, от которого обычно буквально остаются только «рожки да ножки». Правда, надо сказать, что подобные находки не привели к сколько-нибудь важным переменам в наших представлениях. Для палеонтологов в этих существах важно другое. Им надо знать, сколько времени может просуществовать биологический род или вид. Однако не будем забегать вперед с рассуждениями. Лучше рассмотрим сначала конкретные примеры.