Следы трав индейских: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Конечно, высказанная здесь гипотеза может вызвать тот же упрек в недоказуемости, а стало быть, и догматичности. Действительно, пока трудно указать пути ее проверки. Все же кое-что можно предпринять. Например, было бы весьма важно не ограничиваться рассматриванием силурийских спор в обычные световые микроскопы. Сейчас начали изучать их с помощью электронного сканирующего микроскопа, который позволяет рассмотреть мельчайшие детали поверхности спор, но не позволяет заглянуть внутрь. Для этого нужен просвечивающий электронный микроскоп. Очень важно разобраться в тонкой внутренней структуре оболочек этих спор, сравнить ее со структурой спор водорослей и высших растений девона. Палеоботаники, имеющие дело с девонскими растениями, обращали много внимания на их структуру и систематику, но почти не занимались их экологией. Теперь требуется тщательно изучить особенности их захоронения, происхождения и условий образования толщ, содержащих растительные остатки. Детальный анализ палеогеографической приуроченности силурийских спор пока был выполнен только в Прибалтике. Мы не знаем, насколько выдерживаются в других местах установленные в Прибалтике закономерности.

Надо более обстоятельно заняться и теми загадочными остатками, из-за которых возникла дискуссия между Грей и Буко, с одной стороны, и Бэнксом — с другой. Вовсе не обязательно ставить в прямую зависимость эти остатки и находки спор в силурийских отложениях. Вполне возможно, что споры принадлежат наземным и, может быть, даже высшим растениям, обрывки с клетками — каким-то неведомым водорослям, а трубки — неведомым животным. Пока все эти остатки изучаются лишь под микроскопом. Не обращаясь к более совершенным физическим и химическим методам, спорить дальше об их природе бессмысленно.

Наконец, надо внимательнее отнестись к додевонским отложениям, континентальным по происхождению. А. Грей и Буко отметили, что в тех додевонских толщах, которые считаются наземными, нет остатков спор. Вскоре после выхода их статьи американские палеоботаники Л. М. Пратт, Т. Л. Филлипс и Д. М. Деннисон описали все те же трубки, споры и кутикулы из нижнесилурийских отложений штата Вирджиния. По составу, характеру слоистости и условиям залегания эти отложения считаются континентальными. Еще один американский палеоботаник, Д. М. Шопф, присоединившийся к дискуссии, обратил внимание на то, что трубки со спиральными утолщениями обычно попадаются в захоронениях вместе с хитинозоями — проблематическими мелкими животными, обычно встречающимися в морских отложениях.

Словом, пока еще слишком рано уверенно говорить о том, к каким организмам относятся силурийские спороподобные остатки, трубки и куски кутикулы с клетками. Лучше повременить и с уверенными заключениями о том, что же было на суше в додевонские времена.

Впрочем, и в отношении раннего девона надо высказываться осторожно. В самых низах девонского разреза растительных остатков не многим больше, чем в верхах силура. Лишь в отложениях зигенского века (второго от начала девонского периода) во многих местах Земли находят разнообразные и многочисленные остатки растений. Гораздо разнообразнее становятся и оболочки спор. Это увеличение числа и разнообразия растительных остатков указывает не только на успехи в эволюции растений, но и на увеличение площадей, пригодных для устойчивого захоронения растительных остатков. Многие зигенские толщи с растительными остатками заведомо отложились на континентах.

Редкость континентальных отложений в дозигенские времена можно объяснить отсутствием развитого растительного покрова. Без него не было настоящих почв, не было и регуляции стока вод. После каждого дождя вода скатывалась в низины беспорядочными и ничем не сдерживаемыми потоками. Осадки, накапливавшиеся на континентах, непрерывно перерабатывались потоками, пока суша не нивелировалась. Как только возникли растения, способные заселять сушу и собираться в достаточно густые поселения, начался регулируемый сток вод, появились настоящие почвы. Растения могли защищать склоны от непрерывного и быстрого размыва. Речные долины закладывались надолго, началось континентальное осадконакопление с образованием устойчивых, не подвергающихся переработке захоронений растительных остатков. Возможно, что именно это и произошло в начале зигенского века. Раз начавшись, этот процесс мог быстро захватить обширные участки суши.

Можно полагать, что в основном суша была заселена к концу девонского периода, поскольку в начале следующего, каменноугольного периода на Земле образовывались уже практически все основные типы осадков, ныне отлагающиеся на континентах. В самом начале карбона начинается образование угленосных внутриконтинентальных толщ. Само присутствие углей показывает, что на пути стока вод стояли мощные растительные фильтры. Не будь их, не могли бы образовываться угольные пласты, ибо остатки растений непрерывно смешивались бы с песком и глиной, так что получались бы обломочные породы, сильно обогащенные растительными остатками, — углистые сланцы или песчаники, а не настоящие угли. С этого времени Земля стала зеленой.

Если спросить далекого от палеонтологии человека, какие главные вопросы должны интересовать, по его мнению, специалиста по мезозойским рептилиям, то в ответ мы, может быть, услышим о вымирании динозавров. Ведь об этом то и дело пишут даже в газетах. Стало быть, специалисту тем более важно понять, почему вымерли динозавры в конце мезозойской эры, произошло ли это от похолодания или от вспышки сверхновой звезды. И тем не менее это не так. Специалисты по динозаврам в общем довольно равнодушны к происходящей дискуссии, в которой участвует кто угодно, но только не они (вернее, участвуют редко и высказываются, как правило, скупо). Все дело в том, что для исследователя, профессионально работающего с конкретным материалом, гипотеза приобретает интерес лишь тогда, когда она открывает путь к новым исследованиям, когда можно ее проверять наблюдением, а не заниматься умозрениями, вперив взор в потолок. По той же причине «снежный человек» больше интересует журналистов, чем антропологов.

Так и проблема заселения суши растениями и происхождения высших растений. Она долго была объектом умозрений, далеких от конкретных палеоботанических исследований. Поэтому палеоботаники проявляли к ней интерес только тогда, когда появлялись новые находки и их можно было изучать в лаборатории. Если надежды не оправдывались, интерес к этой проблеме опять исчезал и существовал лишь в среде людей, довольно далеких от палеоботаники. Пересмотр остатков якобы высших растений из додевонских отложений породил скепсис ко всем таким находкам. Повысились требования к качеству материала, детальности его изучения, точности датировок документов. Тем не менее сейчас начинает открываться новое поле исследований, причем не только для палеоботаников, но и для специалистов по осадочным породам. Палеоботаника должна идти рука об руку с палеоэкологией. На этой стадии особенно важно смотреть на проблему как можно шире, допуская к рассмотрению любые гипотезы, только бы они помогали осмысленному поиску новых фактов, помогали увязывать накопленные разнородные наблюдения. Здесь важно не спешить с выводами, не цепляться за одну гипотезу, а упорно и вдумчиво работать. Именно такой смысл — еще одной рабочей гипотезы — и имеют мысли, высказанные в этой главе о заселении суши растениями.

Глава II

ПЕРВЫЙ РАСКОЛ В РАСТИТЕЛЬНОМ ЦАРСТВЕ

Люди по-разному воспринимают прошлое. Одни следуют Екклесиасту: «Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, — и нет ничего нового под солнцем. Бывает нечто, о чем говорят: «смотри, вот это новое»; но это было уже в веках, бывших прежде нас». Однако стремление навязать прошлому черты наших дней часто терпит неудачу. Тогда начинает казаться, что раньше все было не так.

Остатки давно вымерших организмов производили большое впечатление на первых своих исследователей. Странным был облик животных и растений, да и встречались их остатки в необычных местах. Перед учеными постепенно открывался новый, неведомый органический мир. Остатки растений — листья, крупные стволы — попадались в высоких арктических широтах. В зоне вечной мерзлоты встречались кости мамонта, родство которого со слонами было совершенно очевидно еще в XVIII веке. Стало быть, климат на Земле когда-то был иным, более теплым и равномерным, чем сейчас. В прошлом веке было расшифровано ледниковое происхождение валунов, рассеянных на европейских равнинах. Значит, за теплыми временами настала эпоха грандиозного оледенения, остаток которого — нынешние арктические и антарктические льды.

На представления о прошлом Земли сильно влияли и космогонические гипотезы. Долго господствовало убеждение, что Земля, когда-то раскаленная, постепенно остывает. Внутренним теплом Земли были склонны объяснять заселение высоких широт богатой растительностью, от которой остались мощные пласты углей. Нынешняя картина климатических поясов рассматривалась как образование последних геологических эпох. Возникла проблема появления климатической зональности.

Некоторое непостоянство климатов в прошлом не вызывало сомнений у исследователей. Тем не менее было вовсе не обязательно видеть в следах оледенений или, наоборот, остатках южных растений в высоких широтах однонаправленное изменение климата. Гипотезе об остывании Земли был противопоставлен взгляд о постоянных климатических колебаниях. Его разделял знаменитый английский геолог Ч. Лайель.

С тех пор многое изменилось в представлениях об истории нашей планеты. Была выдвинута концепция холодного происхождения Земли и ее последующего разогрева. Стало ясно, что связывать климатические события с внутренним теплом недр рискованно. Тем не менее убеждение, что когда-то на Земле не было климатической зональности, удерживалось в умах многих исследователей. Оно поддерживалось и многочисленными фактами, которые свидетельствовали, что в местах, лежащих сейчас в совершенно различных климатических зонах, встречаются остатки одних и тех же организмов, сходных ассоциаций животных и растений.

Палеоботанические исследования начались в Европе в начале прошлого века и разворачивались довольно быстро. В 1804 г. Эрнст Фридрих фон Шлотгейм, живший в Тюрингии, впервые стал описывать ископаемые растения по образцу современных и присваивать им родовые и видовые латинские названия. В 1820 г. граф Каспар Штернберг, основатель и президент Национального музея в Праге, начал печатать выпуски капитального труда «Опыт геогностически-ботанического изложения флоры древних времен». Последний выпуск вышел в 1838 г., в год смерти Штернберга. В 1828–1837 гг. Адольф Броньяр, профессор ботаники в Париже, опубликовал замечательную сводку — «История ископаемых растений», к которой до сих пор обращаются палеоботаники. Штернберг и Броньяр не только дали систематическое описание всех известных тогда ископаемых растений, но и впервые установили закономерное изменение их ассоциаций по геологическому разрезу. История растительного мира была поделена ими на три этапа, примерно соответствующие палеозойской, мезозойской и кайнозойской эрам.

Естественно, что сначала в распоряжении палеоботаников были европейские коллекции. Из других частей света поступали лишь единичные случайные образцы. Тогда же в Европе складывалось и общее представление о геохронологии. Были выделены осадки разных геологических периодов и самим периодам были даны названия. К началу 1850-х годов завершилось составление геохронологической шкалы, удержавшейся в общих чертах до наших дней. К этой шкале можно было привязать и местонахождения ископаемых растений. В составлении шкалы принимали участие и палеоботаники, поскольку некоторые интервалы шкалы в Европе лучше охарактеризованы ископаемыми растениями, чем остатками животных.

Постепенно палеоботанические исследования распространились и на другие материки. Еще до середины прошлого века стали появляться описания коллекций, собранных в Сибири, Индии, Австралии, Северной Америке. Во второй половине века палеоботанические работы охватили все части света, кроме Антарктиды. Были открыты почти все наиболее известные местонахождения ископаемых растений. Правда, вопрос о возрасте многих местонахождений, расположенных далеко от Европы, отнюдь не всегда решался просто, о чем специально пойдет речь в следующих главах. Тем не менее к концу прошлого века сложилась некая общая картина эволюции растительного покрова Земли от девонского периода до наших дней.

Для наиболее молодых, кайнозойских флор устанавливалась ясная климатическая зональность, хотя и сильно отличающаяся от нынешней. На арктических островах были найдены листья деревьев, растущих сейчас в широколиственных лесах. Мезозойские флоры оказались значительно более однообразными по всей Земле. Одни и те же роды растений находили в Сибири, Англии, Индии. Сложнее было с палеозойскими флорами. Позднепалеозойские флоры Европы и Северной Америки выглядели примерно одинаковыми и в то же время отличались от флор южного полушария. Еще ниже по геологическому разрезу, в отложениях раннекаменноугольной эпохи, снова наступало единство флор разных материков. Едиными были и флоры предшествовавшего девонского периода.

Эти изменения типов флор во времени и пространстве были сопоставлены с климатическими условиями. Соответственно можно было описать изменение климатической зональности. Она была минимальной в девоне и начале карбона, затем усилилась в позднем палеозое, снова ослабла в мезозое, потом опять начала усиливаться, достигнув максимума в новейшие геологические времена.

В общем виде такая последовательность климатических событий признается специалистами и сейчас, однако есть и отличия нынешних взглядов от тех, что сложились в прошлом веке. История оказалась значительно сложнее, и расшифровка даже главных ее черт затянулась.

Начиная с 30-х годов стало разрушаться мнение о единстве мезозойских флор. Различия между юрскими флорами Сибири и Европы были подмечены еще в прошлом веке шведским палеоботаником О. Геером. Исследовав коллекции из Иркутского бассейна, он обратил внимание на большое количество в них листьев гинкговых. Для юрских флор Европы это не характерно. В 30-х годах А. Н. Криштофович, а затем В. Д. Принада и особенно В. А. Вахрамеев показали закономерное изменение комплексов юрских растений на территории Евразии. Выделилась самостоятельная Сибирская палеофлористическая область. Единство юрских флор мира оказалось кажущимся.

К сожалению, по опубликованной статье далеко не всегда можно понять, что навело автора на те или иные мысли, как он приходил к выводам, что послужило толчком к исследованию. Поэтому можно лишь гадать, насколько повлияли на специалистов по палеозойским флорам заключения о том, что мезозойские флоры не были однообразными по всей планете. Но показательно, что, как только укрепились взгляды о климатической зональности в юрском периоде, нашедшей отражение в распределении ископаемых флор, так появились сходные идеи и по отношению к флорам девона и раннего карбона, которые долго считались космополитными.

В 1955 г. в Ленинграде состоялась первая сессия Всесоюзного палеонтологического общества. Одним из докладчиков был ленинградский палеоботаник Г. П. Радченко. Показательно само заглавие его доклада: «К вопросу о первом проявлении ботанико-географической и климатической зональности в Северной Евразии». Чтобы оценить новизну идей Радченко, надо хотя бы кратко рассказать о господствовавших тогда взглядах. Всеми было признано, что в среднем-позднем карбоне и далее, в перми, существовало несколько палеофлористических областей. Из Северной Америки и Гренландии через Европу и Северную Африку в Среднюю Азию и далее на восток, до Китая и Юго-Восточной Азии, протягивалась огромная Еврамерийская область, населенная наиболее теплолюбивой, тропической флорой тех времен. В перми эта область разделилась. Ее восточная часть обособилась в Катазиатскую область тоже с тропическим климатом. К северу от этого тропического пояса, на материке Ангарида, располагалась Ангарская область умеренного климата, примерно соответствовавшая нынешней Северной Азии и временами захватывавшая крайний восток и северо-восток европейской части СССР. На противоположной стороне Земли располагалась Гондванская область. Она занимала материк Гондвана, объединявший Южную Африку, Южную Америку, полуостровную Индию, Австралию и Антарктиду. Гондванская флора тоже была умеренной или даже холодно-умеренной.

Во всех перечисленных местах есть и местонахождения раннекаменноугольных растений, но их состав казался удивительно однообразным. Голландский палеоботаник В. Йонгманс, один из создателей только что обрисованной картины областей позднего палеозоя, проанализировал раннекаменноугольные флоры Европы, Северной и Южной Америки, Австралии, Урала и других мест и пришел к выводу, что для выделения областей этого времени серьезных оснований нет. Хотя известное своеобразие можно отметить для каждого местонахождения, наметить какие-то регионально выдерживающиеся отличия местонахождений невозможно. Эту мысль высказывал еще в 1897 г. французский палеоботаник Р. Зейлер. В статье 1954 г. В. Йонгманс подтвердил ее.

Г. П. Радченко выступил с докладом через год и утверждал нечто совсем иное. Он убеждал слушателей, что отчетливые палеофлористические области можно установить с самого начала карбона. Расхождение во мнениях Йонгманса и Радченко можно понять. Йонгманс почти ничего не знал и не мог знать о раннекаменноугольных растениях Сибири. Эти растения были впервые описаны киевским палеоботаником И. Ф. Шмальгаузеном (отцом известного эволюциониста и. И. Шмальгаузена) еще в 70-х годах прошлого века. Потом отдельные небольшие коллекции описывали М. Д. Залесский, В. А. Хахлов и М. Ф. Нейбург. Однако сохранность остатков была довольно плохой, описания получались схематичными, и к тому же наиболее важным коллекциям были посвящены статьи, по-видимому оставшиеся не известными Йонгмансу. В этих статьях описывались некоторые новые, неизвестные в Европе роды и виды растений, но в целом как будто выявлялось сходство раннекаменноугольных флор Сибири и Европы.

В отличие от Йонгманса Радченко мог опереться не только на опубликованные в литературе списки латинских названий и несовершенные описания, но и на коллекции самих растений. В конце 40-х годов на всей территории нашей страны широко развернулись геологосъемочные работы. Была поставлена задача — получить достаточно детальные геологические карты страны. В палеонтологические лаборатории стали поступать многочисленные коллекции, собранные геологами для определения возраста пород. Такие коллекции поступали и к Радченко. Постепенно выяснялось, что отличия растений нижнего карбона Сибири и смежных районов от европейских не случайны. Радченко понимал, что для палеофлористического районирования недостаточно анализировать списки растений. Флористические области так или иначе отражают климатические условия, и поэтому важен не только списочный состав растений каждой области, но и климатически обусловленные особенности структуры растений. Радченко пришел к выводу: растения Сибири указывают на менее влажный и менее теплый климат, чем в Центральной Европе.

Рис. 5. Предложенное Г. П. Радченко ботанико-географическое районирование Евразии в ранневизеиском веке; суша показана штриховкой; I — Средиземноморская область, II — Шотландско-Казахстанская область, III — Северо-Евразиатская область