Annotation

Цимбал Владимир Анатольевич – любитель и коллекционер растений. Много лет занимается морфологией, физиологией и историей растений, ведет просветительскую работу. В своей книге автор приглашает нас в удивительный и порой загадочный мир растений. Доступно и просто даже для неподготовленного читателя в книге рассказывается о строении растений, законах их жизнедеятельности, об истории растительного мира. В увлекательной, почти детективной форме, автор говорит о многих загадках и гипотезах, связанных с изучением растений, с их возникновением и развитием. Книга содержит большое количество рисунков и фотографий автора и рассчитана на широкий круг читателей. Все рисунки и фотографии в книге принадлежат автору. Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия». Фонд некоммерческих программ «Династия» основан в 2001 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании «Вымпелком». Приоритетные направления деятельности Фонда – поддержка фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение. «Библиотека Фонда „Династия“» – проект Фонда по изданию современных научно-популярных книг, отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена под эгидой этого проекта. Более подробную информацию о Фонде «Династия» вы найдете по адресу www.dynastyfdn.ru. На обложке – Гинкго двулопастной (Ginkgo biloba) на фоне отпечатка листа вероятного предка гинкговых – псигмофиллума распростёртого (Psygmophyllum expansum).

Оглавление

Предисловие. Поговорим о растениях?

Введение

Глава 1. Какие бывают растения

Глава 2. История растений

Силурийский и Девонский периоды. Самое начало

Каменноугольный период. Лучшие годы

Пермский период. Время перемен

Мезозой или Мезофит?

Мезозой. «Новая волна»

Меловой период. Возникновение и распространение цветковых

Кайнозой. Знакомые всё лица

Глава 3. Растения движутся

Глава 4. Органы чувств растений

Глава 5. Гипотезы, загадки

Происхождение высших растений

Мор, глад и метеориты

Очевидное – непонятное

Задачка для средней школы?

Тёплые и пушистые

Распорядок дня

Словарь

Литература

notes

Оглавление

Владимир Анатольевич Цимбал
Растения. Параллельный мир

Предисловие. Поговорим о растениях?

Именно к разговору, спокойному, вдумчивому и серьезному, приглашает нас автор этой книги. И нельзя сказать, что разговор будет таким уж простым и легким. Несмотря на располагающую манеру изложения, автор затрагивает вопросы очень и очень непростые, однозначного понимания которых нет. Однако автор и не обещает читателям готовых решений, его кредо – непредвзятое отношение к фактам, рассмотрение наиболее популярных гипотез и теорий, изложение своей точки зрения с корректной аргументацией, без полемического «надрыва», от которого порой не могут удержаться академические ученые.

Автор книги не скрывает своей любви к растениям, как ныне живущим, так и ископаемым. Для него проросток папоротника, пробившийся из перегноя на приусадебном садовом участке, и веточка древнего хвойного, запечатленная на плитке песчаника, полны глубокого смысла, скрытого от неискушенного наблюдателя.

Желание поделиться впечатлениями, полученными во время общения с современными растениями, а также выводами, сделанными при обдумывании эволюционных судеб различных групп растений, помогло Владимиру Анатольевичу Цимбалу сделать книгу понятной и, пожалуй, даже захватывающей. Всем любителям живой природы я искренне советую эту книгу прочитать. Особенно полезна она будет школьникам и студентам, но мне кажется, что любой мыслящий, неравнодушный к окружающему миру человек найдет в ней много интересного для себя.

При этом, конечно же, читатель должен помнить, что перед ним не учебник, и не энциклопедия, хотя книга «Растения. Параллельный мир» вполне дидактична и энциклопедична. И дело здесь вот в чем. С одной стороны, при популярном изложении разных аспектов современной науки о растениях нельзя уйти от совершенно неизбежного упрощения чисто научной проблематики. С другой стороны, даже при очень пристрастном разборе какой-нибудь конкретной проблемы (возьмем в качестве примера происхождение наземных растений) трудно вовлечь в анализ все факты, все данные, полученные к настоящему времени, ведь речь идет о многочисленных видах и родах древних растений, их морфологии, анатомии, филогенетических взаимоотношениях и т. п. Поэтому для читателя, всерьез заинтересовавшегося историей растений, книга В. А. Цимбала будет приглашением в новый мир, полный противоречий, тайн и загадок, разгадки которых придется искать самому.

Я умышленно не хочу вступать в этом очерке в полемику по существу обсуждаемых или высказываемых в книге гипотез. Как я уже отметил, единодушия по многим важным вопросам, касающимся систематики, таксономии и филогении высших растений, нет и среди специалистов. И это хорошо. В научной среде всегда существовали и, конечно же, существуют сейчас, с позволения сказать, своего рода «экологические ниши», несущие собственную функциональную нагрузку. Среди ученых есть и «солдаты науки», добывающие факты ценой кропотливого ежедневного труда, и «консерваторы», ревностно оберегающие сложившиеся представления, традиции и парадигмы, и «революционеры», стремящиеся подчас перевернуть устоявшиеся теории или таксономические системы.

Не могу сказать, что я причисляю себя к таким уж закоренелым консерваторам, а автора книги вижу в числе «революционеров» от ботаники, но во время наших разговоров (не скрою, и горячих споров тоже) о растениях и их древней истории, мы часто оказывались на разных полюсах (нередко просто для удобства обсуждения того или иного вопроса). Частенько Владимир Анатольевич приносил для обсуждения интересный, необычный с его точки зрения образец, и мы вместе вертели его и так и сяк, разглядывая под бинокуляром и выясняя, кто же все-таки прав. Рассматривали растения в богатейшем собрании автора книги на его подмосковном приусадебном участке (я думаю, что по папоротникам и хвойным, растущим в открытом грунте, эта коллекция входит в десятку лучших в России), ползали на четвереньках, выискивая особо интересные лишайники на зарастающих отвалах старых фосфоритовых карьеров под Воскресенском, где, кстати, можно отыскать и окаменелую юрскую древесину из мезозойского леса. Такого же неформального отношения к современным и ископаемым растениям, отношения открытого к познанию нового, я желаю всем читателям этой книги.

Книга состоит из двух больших текстовых блоков. Первый сфокусирован на древней истории высших растений, второй посвящен растениям современным; при этом основной акцент сделан на их морфофизиологических особенностях. В книге много иллюстраций, выполненных, в большинстве своем, самим автором.

Знакомясь с содержанием глав, посвященных ископаемым растениям и реконструкции возможных путей их эволюции и расселения, читатель должен помнить, что регистрируемые палеоботаниками моменты появления или исчезновения того или иного таксона, определяются находками ископаемых остатков, которые, хочешь или не хочешь, связаны с вероятностными факторами: условиями захоронения, редкостью данного растения в растительных сообществах геологического прошлого, а также удачливостью коллектора. Поэтому картину возникновения и эволюции многих групп высших растений мы пишем все-таки широкими мазками, всегда имея в виду, что будущее готовит нам новые находки, способные существенно подкорректировать частные выводы.

Специфика палеоботанического материала накладывает свой отпечаток и на интерпретацию морфологии различных вымерших растений, аналогов которым нет в современной флоре. Возьмем, к примеру, очень интересную и необычную группу войновскиевых, над которой палеоботаники ломают головы уже несколько десятилетий. Автор книги пишет о том, что сам род войновския ( Vojnovskya)установлен для женских органов размножения, хотя мне кажется гораздо более вероятным, что это мужские репродуктивные органы. И точка в этом споре пока не поставлена.

Мне очень импонирует возвращение В. А. Цимбала в рассказе о силурийских и девонских высших растениях к термину «псилофиты», незаслуженно изгнанному из учебной и научно-популярной литературы. Род Psilophyton, по которому была названа эта группа, обладает номенклатурной легитимностью и валидностью. Специалисты, занимающиеся исследованием позднесилурийских и раннедевонских флор, его охотно используют. Сама же группа псилофитов отражает исключительно важный этап в эволюции биосферы Земли – выход высших растений на сушу и формирование первых наземных растительных сообществ.

На мой взгляд, растениям следующего после девонского, каменноугольного периода, можно было бы уделить больше внимания, однако мое мнение, как человека, занимающегося позднепалеозойскими флорами, конечно небеспристрастно. В каменноугольных лесах было много интересных и необычных диковинок, которым удивился бы и ботаник, избалованный современным разнообразием тропических покрытосеменных.

Автор книги сделал удачный ход в изложении палеоботанического материала – рассказал о птеридоспермах или «семенных папоротника», открытие которых было отнесено К. А. Тимирязевым к важнейшим событиям в ботанике на рубеже девятнадцатого и двадцатого веков. По значимости обнаружение птеридоспермов нередко сравнивают с находкой археоптерикса, совмещавшего признаки рептилий и птиц и оказавшегося одним из первых красноречивых палеонтологических доказательств дарвиновской теории эволюции. Правда, не совсем понятно отношение автора к проблеме моно- или полифилетического происхождения голосеменных (которое имело место, конечно же, еще в позднем девоне), но нельзя же предложить решение всех вопросов в одной научно-популярной книге…

Особое внимание в книге уделено пермскому периоду, и, конечно же, не случайно. Пермский период, единственный период в геохронологической шкале фанерозоя имеющий русское название, был выделен Р. И. Мурчисоном после его путешествия по России, осуществленном в начале сороковых годов девятнадцатого века, при финансовой поддержке и общем патронаже российского правительства. Но еще до экспедиции Мурчисона из медистых песчаников Приуралья в Москву и Санкт-Петербург привозили удивительные находки – кости и черепа древних ящеров, а также древесины, замещенные медной рудой и малахитом, и отпечатки листьев диковинных растений на плитах песчаника…

Изучение пермской флоры открыло новую страницу как в истории палеоботаники, так и в изучении разнообразия и эволюции древних групп высших растений, особенно голосеменных. О них и рассказывает В. А. Цимбал. И не только рассказывает, но и показывает. Мне очень понравилась предложенная им реконструкция ландшафта, существовавшего в Приуралье в кунгурский век раннепермской эпохи. Рисунок выполнен мастерски, и растения, показанные на нем, легко узнаются. Конечно, к реконструкции можно сделать целый ряд частных замечаний, но это уже другой разговор, развивать который на страницах научно-популярного издания, пожалуй, не к месту.

Я не хочу, да и не имею права, предвосхищать все те интересные, лакомые для ботаника темы, раскрываемые Цимбалом в его книге. Читателя еще ждут встречи с беннеттитами, кейтониевыми, лептостробовыми (более известными широкой аудитории как чекановскиевые, благодаря бессмертной «Плутонии» Обручева), археофруктусом и другими ископаемыми чудесами.

С. В. Наугольныхдоктор геолого-минералогических наук

Введение

Книга, которую вы держите в руках, посвящена растениям. Тем самым, которые окружают нас повсюду, которые дают нам всё необходимое для жизни, включая кислород и пищу. Растениям, к которым человек, с его потребительским подходом к природе, привык относиться лишь как к дровам в печке, как к запасам брёвен и досок в магазине стройматериалов, как к сырью для производства продуктов питания, тканей и других, столь же необходимых нам вещей.

Спросите своих знакомых, а знают ли они, что растения дышат, питаются, чувствуют, двигаются, что борьба за существование в мире растений также напряжённа и драматична, только ведётся она «тихими», незаметными для нашего невнимательного взгляда методами. Кто из нас задумывался о том, как венерина мухоловка за доли секунды захлопывает свой лист-ловушку с присевшей на него мухой, ведь у растений нет мышц! Значит, возможно движение и без мышц. А как она чувствует прикосновение насекомого (а ещё, между прочим, и его вкус)? Значит, растения реагируют на механические и химические раздражения. А как мимоза стыдливая, которую можно найти в магазинах, торгующих комнатными растениями, складывает свои листья при самом лёгком прикосновении к ним? Не видели? Она закрывает свои листики вдоль по побегу по очереди, «волной». Сначала те, что ближе к месту раздражения, потом всё дальше и дальше по ветке. Скорость передачи раздражения по тканям этого растения можно измерить – она может достигать 10 см в секунду. Но ведь у растений нет нервов, значит, возможна передача сигналов внутри организма и без нервной системы! Этот список совершенно удивительных примеров можно продолжать долго.

Растения видят без привычных для нас органов зрения, решают, как и куда им расти или перемещаться без центрального «диспетчерского» органа – мозга. Может ли такое быть? Да вот простой пример – если у ели отломана верхушка, то одна из боковых горизонтальных ветвей, которой «на роду было написано» расти вбок и давать шишки, вдруг принимает на себя роль основного побега, начинает расти вверх, и уже от неё начинают расти боковые ветки. Кто же, какой орган дал ей такую команду? Вот и получается, что мозга с нервами нет, а что-то, какой-то механизм прекрасно справляется с их задачей.

Растения прекрасно ощущают «вкус» почвы, на которой растут, химический состав воздуха, которым дышат. Есть у них и чувство равновесия – деревья на склоне оврага растут вертикально вверх, независимо от крутизны склона. Мы прекрасно знаем, что растения реагируют на температуру, влажность.

Итак, зрение, осязание, обоняние, чувство вкуса, чувство равновесия… только без привычных для нас органов чувств.

А задумывались ли вы о том, что растения бессмертны? Маленький черенок, срезанный со взрослого дерева, укореняется и вырастает, давая тем самым возможность одной растительной особи, пусть и теоретически, существовать вечно.

Есть ещё одна очень интересная, очевидная, но мало кем замечаемая особенность растений – их процесс роста. Дело в том, что растения растут не как мы с вами, одновременно развивая и изменяя весь наш организм, а постепенно наращивая новые ткани и органы поверх уже существующих. Поэтому на одном и том же дереве одним веткам всего лишь год от роду, а другим, нижним, может стукнуть уже и не одну сотню лет. Представьте себе, что вашим ногам исполнилось уже 20 лет, а, скажем, руки гораздо моложе – им всего по 10.

Получается, что рядом с нами, у нас под носом, существует мир, до которого не додумался ни один, даже самый изобретательный писатель-фантаст. Мир бессмертных существ, которые двигаются без мышц, «едят» солнечный свет, думают не мозгом, «нервничают» без нервной системы, да ещё и всё тело у которых разного возраста. Самый настоящий параллельный мир, как из фантастического романа.

Только вот этот мир мы почему-то привыкли считать «низшим», более простым по отношению к миру животных. А это далеко не так. Известный отечественный палеоботаник Сергей Викторович Мейен, очень удачно сравнивал кажущуюся простоту устройства растений и сложность строения животных с кажущейся простотой электронного прибора и сложностью механического. Конечно, тикающие часы с огромным количеством двигающихся шестерёнок, колёсиков и рычажков выглядят гораздо сложнее, чем часы электронные – простая плоская коробочка с батарейкой. Но простота эта обманчива.

Не надо забывать и о том, что растения существовали и эволюционировали на Земле никак не меньше времени, чем животные, и нет никаких причин считать, что скорость эволюции растений ниже, чем животных. Именно поэтому растения дали нам примеры изумительной приспосабливаемости, изощрённейших механизмов жизнедеятельности.

Вот об этом и рассказывается в книге.

Многие факты, которые вы встретите здесь, можно найти в различных научно-популярных и специальных изданиях, посвящённых растениям. Простые правила приличия требуют в таких случаях ссылок на эти работы. Но большое количество ссылок перегружает текст книги и делает её не слишком удобочитаемой. Тем не менее, автор, в меру своих сил, старался выбирать только наиболее проверенные и авторитетные источники, приведенные в конце книги, в списке рекомендованной литературы.

Автор благодарит доктора геолого-минералогических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории палеофлористики ГИН РАН Сергея Владимировича Наугольных за полезные советы, содержательные консультации, предоставленную литературу и образцы.

Глава 1. Какие бывают растения

Староста не понял, что значит слово «дерево»,

и поэтому Швейк объяснил ему, что это берёза,

дуб, груша, яблоня, коротко говоря, всё, что имеет крепкие сучья.

Я. Гашек. Похождения бравого солдата Швейка.

Прежде чем говорить о чем-нибудь, нужно договориться, а что мы будем понимать под тем или иным названием, термином. Эта книга о высших растениях. А что это такое, чем они отличаются от низших и, вообще, какие бывают растения?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам с вами придётся в этой главе разобраться с устройством высших растений, с особенностями их размножения, роста, развития. Конечно, придётся запомнить и некоторые ботанические термины. Но без этого невозможно говорить ни о чём, кроме как о том, что «на пне секвойи может разместиться джазовый оркестр и танцевать тридцать пар». Такие факты из «жизни растений» вы можете легко найти в любой из многочисленных ныне детских энциклопедий. Мы же попытаемся поговорить чуть более серьёзно.

Начнём с того, что чёткой границы между царствами растений и животных нет. Так же как нет чёткой границы между, например, царствами растений и грибов, между классами пресмыкающихся и млекопитающих или между птицами и динозаврами. Да и между любыми другими, придуманными человеком, группами живых существ. Природа гораздо сложнее и многообразнее любой схемы. Всегда можно найти существо, которое не вписывается ни в одну из существующих групп. Но и без схем, без условных названий, без некоторого упрощения тоже не обойтись. Так же, как физик для решения сложной задачи создаёт упрощённую математическую модель, так и зоологи и ботаники создают свою модель мира живых существ. И стараются всех обитателей Земли определить на подписанные полочки. И мы с вами давайте определим, какое существо будет у нас растением, а какое животным.

Основным признаком, характерным для растений, будем считать способность к питанию с помощью фотосинтеза, то есть получения питательных органических веществ (в основном, глюкозы) из неорганических (вода, углекислый газ) под воздействием света. Признак этот основной, но не единственный. Строго говоря, необходимо учитывать ещё целый ряд особенностей, присущих растениям. Это, например, и своеобразный химический состав клетки, и наличие целлюлозы в клеточной оболочке. Поэтому к растениям не относят цианобионтов (раньше их называли сине-зелёными водорослями). Хоть они и живут фотосинтезом, но принадлежат к другому царству – царству бактерий.

Животные же, как и грибы, не способны к переработке неорганических веществ и питаются иначе, они «едят» уже готовую органику.

Повторюсь ещё раз – есть организмы, которые сочетают оба способа питания, и этих существ некоторые относят к растениям, а некоторые – к животным. Например, известная всем из школьного курса биологии эвглена зелёная. Конечно, эвглена – существо одноклеточное, вроде бы даже и не «настоящее» растение. Но способность менять на протяжении своей жизни способ питания присущ не только ей. Многие водоросли и даже высшие растения способны «отказаться» от фотосинтеза. Например, некоторые орхидеи могут много лет не показываться на поверхности, а жить и расти под землёй, без доступа света, и вести, таким образом, совершенно грибной образ жизни.

Но всё же, несмотря на все вышеперечисленные исключения, можно сказать, что они лишь подтверждают правило: процесс фотосинтеза – важнейшая черта растительной клетки.

Так, о растениях вообще мы с вами договорились, а что такое «высшие растения»? Если спросить об этом учёного, он скажет, что высшие растения имеют многоклеточные органы размножения, органы газообмена (устьица) и различные по своему строению и назначению ткани тела.

Давайте поступим немного проще и назовём высшими те растения, у которых существуют различные специальные органы. То есть у высших растений есть стебель, корень, листья. В стебле есть ткани, служащие для решения разных задач – одни проводят воду от корней к листьям, другие – наоборот, снабжают корни питательными веществами, выработанными зелёными, фотосинтезирующими органами. На листьях есть устьица – сложно устроенные приспособления для дыхания растений. Но, опять же, нет правил без исключений. Например, у мхов, хотя они и относятся к высшим растениям, нет корней, да и листья их вовсе и не настоящие листья с ботанической точки зрения.

Мы немного упростили понятие «высшее растение», и получилось, что в этой книге «высшее растение» и «наземное растение» примерно одно и то же. Ну, что ж, пусть так оно и будет. Во многом, так оно и есть на самом деле. Правда, есть высшие растения, живущие в воде. К примеру, хорошо знакомая аквариумистам кубышка или водяные лилии – нимфеи, но эти растения имели сухопутных предков и переселились в воду с суши.

А что, вы скажете, разве есть растения, у которых нет стебля, листьев, корней? Да, у низших растений всего этого нет. Все одноклеточные растения – низшие. Водоросли (не путать с растениями, живущими в воде, среди них много высших!) тоже низшие растения. Их тело, таллом, не разделено на органы, хотя иногда таллом водорослей и выглядит на первый взгляд так, что производит впечатление настоящего облиственного побега со «стеблем», «листьями» и «корнями». Нет у водорослей и различных по своему строению и назначению тканей. Организм водоросли построен из одинаковых клеток.

Какие же современные растения подпадают под понятие «высшие»? Назовём их основные группы, а именно (рис. 1):

– моховидные,

– плауновидные,

– членистостебельные (например, хвощи),

– папоротникообразные или папоротники,

– голосеменные (например, хвойные),

– покрытосеменные или цветковые.

Эти основные группы называются отделами. Мы перечислили здесь шесть отделов высших растений. Эти растения живут на Земле вместе с нами и сегодня, но есть ещё полностью вымершие отделы. Например, псилофиты (в современной литературе их называют риниофитами, по роду Rhynia)а так же прогимноспермы, то есть «предголосеменные».

Рис. 1. Генеологическое древо высших растений.

Вообще, систематика высших растений – понятие не устоявшееся, не определённое раз и навсегда. Время от времени учёные изменяют и уточняют созданную ранее классификацию. Так, например, выдающийся отечественный ботаник Армен Леонович Тахтаджян предлагал выделять ещё один отдел – псилотовидных. Псилотовидные (или псилотовые) – это своеобразные ныне живущие растения, не имеющие настоящих корней, очень похожие на вымершие псилофиты. Ранее их относили к плауновидным, но по результатам последних исследований отнесли к отделу папоротникообразных.

Некоторое время назад в специальной литературе, посвящённой споровым растениям, можно было встретить мнение, что папоротники из группы ужовниковых – вовсе и не папоротники, а дожившие до наших дней представители очень древнего отдела предголосеменных. Действительно, в строении этих растений много отличий от остальных папоротниковидных. Например, в их стебле есть настоящая вторичная древесина, почти такая же, как у хвойных. Да и по внешнему виду они не очень напоминают «классический» папоротник (фото 1).

Фото 1. Botrychium lunaria (гроздовник полулунный). Тот самый легендарный папоротник, якобы зацветающий в ночь на Ивана Купалу и называемый в народе ключ-травой. Подмосковье.

Есть среди исследователей и другие разногласия, касающиеся классификации представителей растительного царства. Некоторые учёные объединяют плауновидные, членистостебельные и папоротники в один отдел – птеридофиты, а для псилофитов используют название проптеридофиты.

Таких примеров много, и говорят они о том, что в науке о растениях ещё много «белых пятен».

Но мы с вами всё же будем придерживаться в основном более традиционной системы, принятой на данный момент большинством ботаников.

Число видов высших растений огромно – на данный момент насчитывается около 300 тысяч, а многие ботаники оценивают их количество в 500 тысяч. Даже сейчас, когда может показаться, что все растения уже открыты, примерно каждую неделю учёные описывают один новый вид. А относительно недавно, в 1994 году, в Австралии, в каких-то 150 километрах от Сиднея была обнаружена группа хвойных деревьев (не больше ста экземпляров) неизвестного ранее рода! Надо сказать, что родов ныне живущих хвойных всего-то осталось чуть больше шестидесяти и, казалось бы, все они известны. Но факт есть факт. Не в непроходимых джунглях, а в пригороде столицы росли деревья неописанного вида и рода. Этот род назвали Wollemia,единственный вид – Wollemianobilis, в честь Дэвида Нобла, служащего национального парка, который и обнаружил рощицу. Место, где растут воллемии, засекречено. Ведь в Австралии много любителей ботанических редкостей! Даже журналистов возили к ним на вертолёте с завязанными глазами. По крайней мере, так они сами утверждают, а уж верить им или нет – решать вам. Но вернёмся к нашим подсчётам.

По числу видов самые многочисленные растения – покрытосеменные или цветковые, на втором месте – мохообразные или мхи, на третьем – папоротники. Из когда-то многочисленных членистостебельных остался лишь один род – хвощ, примерно с 30 видами, да и голосеменные и плауновидные сильно сдали свои позиции.

Чем же отличаются друг от друга эти группы растений? Ну, во-первых, мхи, плауновидные, членистостебельные и папоротники размножаются с помощью спор, а голосеменные и покрытосеменные – семян. По этому признаку растения делятся на споровые и семенные. На первый взгляд, этот признак разделяет весь растительный мир на две принципиально различные группы. Но не будем спешить с выводами, а попробуем посмотреть чуть глубже.

Давайте проследим процесс размножения споровых растений на примере некоторых папоротников. Все мы видели самый обычный папоротник средней полосы – Dryopteris ипи, по-русски, щитовник. На нижней стороне его листа можно заметить многочисленные спороносные зоны, которые порой называют спорами. Это не совсем верно. Дело в том, что спора – одноклеточная пылинка, неразличимая невооружённым глазом. Споры находятся в специальной коробочке – спорангии, которые, в свою очередь, собраны в отдельные скопления – сорусы. Вот эти самые сорусы мы и видим на листе. Закладываются сорусы на самых ранних стадиях развития листа, и они хорошо различимы даже на ещё не полностью развернувшихся листьях (фото 2). Сначала сорусы зелёные, потом, когда споры созреют, приобретают бурую, ржавую окраску (фото 3, 4). После созревания спор спорангии открываются, лопаются вдоль специальной щели, и споры разносятся ветром. Переноситься они могут очень далеко, даже через океан.

Фото 2. Osmunda claytoniana (чистоуст Клайтона). Молодые спороносные листья. Подмосковье.

Фото 3. Спороносный лист Cyrtomium fortunii (циртомиума Форчуна). Видны круглые сорусы. Подмосковье.

Но вот спора попала на подходящий для прорастания влажный участок почвы. Вы думаете, что из неё сразу вырастет новый папоротник с резными листьями? Ничего подобного. Сначала из упавшей на землю споры вырастает заросток (учёные называют его гаметофитом, то есть «растением с половыми клетками»). Потом на заростке разовьются половые органы. В них образуются мужские и женские половые клетки – сперматозоиды и яйцеклетки. Затем, только при наличии водяной плёнки, сперматозоид доплывает до яйцеклетки и соединяется с ней, то есть происходит оплодотворение. И лишь после этого из оплодотворённой яйцеклетки, прямо на заростке, вырастает взрослое растение или спорофит – «растение со спорами».

Фото 4. Часть спороносного листа Phyllitis scolopendrium (Листовика обыкновенного). Хорошо видны длинные линейные сорусы. Подмосковье.

У некоторых папоротников этот процесс занимает много времени. Вот, скажем, у ужовника, папоротника нашей средней полосы, правда, уже редко встречающегося, от прорастания споры до появления спорофита проходит до двадцати лет. Рекордсменом же по самому быстрому образованию спорофита является один из видов марсилеи – водного папоротника. У него от попадания споры в воду до образования спорофита (пусть и совсем крошечного) проходит не более суток!

Рис. 2. Заросток папоротника Osmunda claytoniana (чистоуст Клайтона) с молодым спорофитом. Виден зачаточный лист и корешок спорофита.

Заростки (или гаметофиты) папоротников, хвощей и плаунов намного меньше взрослого растения – спорофита. Например, заростки знакомых нам папоротников выглядят, как зелёные пластинки неправильной сердцевидной формы и имеют в длину 2-5 мм (рис. 2).

В то время как спорофит папоротника, всем хорошо известный, может иметь многометровые размеры.

Итак, получается, что то, что мы видим в лесу, любуясь на ажурную листву папоротников или на «ёлочки» хвощей – это лишь одна из фаз развития этих растений, их спорофиты. Очень часто мы забываем об этом. Так же мы любуемся бабочкой, забывая, что непрерывно жующая листья упитанная гусеница и эта бабочка – одно и то же животное.

А вот со мхами, которые тоже распространяются спорами, ситуация прямо противоположная. У них гаметофит (заросток) гораздо крупнее спорофита. И именно он имеет вид облиственного побега со стеблем и листьями. А сам спорофит – лишь коробочка со спорами (спорангий), сидящая на тоненькой ножке (фото 5). Да и живёт спорофит прямо на заростке мха и питается от него, прикрепившись специальной присоской – гаусторией. Поэтому те мягкие зелёные моховые ковры, которые мы видим на болоте – это заросли гаметофитов мхов.

Фото 5. Листостебельный мох из семейства бриевых. Спорангий на тонкой ножке – спорогоне, по существу, и есть спорофит. Ветвящийся же «стебель» с зелёными «листьями» – гаметофит. Подмосковье.

Как же так вышло, что одни растения пошли по пути совершенствования и роста спорофита, а другие, наоборот, гаметофита? По этому поводу есть множество теорий, но… пока это никому не известно. До сих пор учёные спорят о преимуществах, которые получают в процессе эволюции спорофиты растений или их гаметофиты. Аргументация сторонников обеих точек зрения очень серьёзна и, безусловно, заслуживает внимания. Так, считается, что гаметофиты, обладающие лишь половинным набором хромосом, не способны к «революционной» изменчивости и представляют собой тупиковый путь эволюции. Другие же учёные считают гаметофиты с их упрощённым набором хромосом предвестниками будущего разнообразия растений. Не будем спорить по этому поводу ни с теми, ни с другими. Лишь отметим, что хотя мхи, судя по всему, устроены проще других высших растений и очень напоминают некоторыми чертами строения псилофиты, но в ископаемом виде появляются немного позже, чем, например, плауновидные. Как говорится, природа полна тайн.

Останавливаться на различиях между папоротниками, плауновидными и членистостебельными мы здесь не будем, каждый отличит членистые стебли хвоща от роскошных перистых листьев папоротника или от невысоких, стелющихся по земле, густо усыпанных мелкими «листочками» побегов плауна. Но одну важную деталь надо отметить обязательно. Дело в том, что споровые растения бывают равно- и разноспоровыми. У разноспоровых и споры, и заростки разные. А именно – мужские и женские.

Фото 6. Отдел плауновидные. Sellaginella sibirica (селагинелла сибирская). Подмосковье.

Из женской споры развивается женский гаметофит, а из мужской споры – мужской гаметофит.

На мужских заростках развиваются только мужские половые органы, а на женских – только женские. Из разноспоровых наиболее известны такие плауновидные, как селагинеллы или, по-русски, плаунки (фото 6 и 7), изоэтес (полушник) а также водяные папоротники. У равноспоровых же, на одном заростке (гаметофите) есть одновременно и мужские и женские органы. Большинство споровых растений, в том числе и большинство папоротников, – равноспоровые.

Фото 7. Sellaginella involvens (селагинелла завёртывающаяся). Подмосковье.

Теперь поговорим о растениях, которые распространяются семенами. Как мы уже выяснили, они представлены всего двумя отделами – голосеменными (гимноспермами) и покрытосеменными (ангиоспермами). Последних часто называют ещё и цветковыми. Да, отдела семенных растений всего два, но по разнообразию и многочисленности им сейчас нет равных на Земле. Начнём мы с голосеменных, потому что именно они «изобрели» семя, а цветковые, скорее всего, ведут свою родословную от них.

Фото 8. Класс хвойные. Thujopsis dolabrata (туёвик долотовидный). Подмосковье.

Какие же растения относятся к голосеменным? Из современных – это хорошо известные нам классы хвойных (фото 8 и 9), саговниковых (или цикадовых) (фото 10), а так же гинкго билоба (фото 11 и 12) – единственный сохранившийся до наших дней вид из целого класса гинкговых. Для сравнения, представьте себе, что из всего класса птиц остался лишь волнистый попугайчик! Что поделаешь, sic transit gloria mundi… Саговниковые, особенно в литературе о комнатных растениях, часто называют пальмами, что, несмотря на их внешнее сходство, неправильно. Ведь пальмы – растения цветковые. Среди современных голосеменных можно упомянуть ещё класс гнетовых, среди которых – очень необычные эфедровые, больше похожие своими членистыми стеблями на хвощи, и совершенно фантастического облика вельвичиевые, напоминающие низкий толстый пень с двумя длинными, в несколько метров, лентовидными листьями. Так же в классе гнетовых единственная среди современных голосеменных лиана – род гнетум. Вот и все классы современных голосеменных. Их всего четыре, причём один из них (гинкговые) представлен сейчас лишь одним видом, а в другом (гнетовые) – всего три рода.

Фото 9. Cryptomeria joponica «cristata» (криптомерия японская «гребенчатая»). Видны побеги, сросшиеся в уплощённый листоподобный орган. Подмосковье.

Фото 10. Cycas revoluta (саговник поникающий). Ствол покрыт бурым чехлом из остатков черешков отмерших листьев. В природе старые листья обвисают, образуя нечто вроде неаккуратной «юбки», чем и объясняется видовой эпитет этого растения.

Вымерших же голосеменных гораздо больше, чем живущих сейчас. Назовём лишь несколько больших групп вымерших голосеменных растений:

– птеридоспермы (или, иначе, семенные папоротники) – растения, у которых семена сидели на папоротниковидных листьях;

– кордаиты, возможные предки хвойных, с огромными, до метра длиной, кожистыми ланцетными листьями и высокими стройными стволами;

– глоссоптериды, очень широко распространённые в своё время в южном полушарии;

– пельтаспермовые, семена которых располагались на органах, больше всего напоминавших зонт.

Все эти группы были чрезвычайно разнообразны, интересны и мало похожи на существующие сегодня растения.

Теперь давайте посмотрим, а как же развивается семенное растение. Начнём с того, что все семенные растения – разноспоровые. То есть, и у голо- и у покрытосеменных есть два вида спор – женские, относительно крупные и поэтому называемые мегаспорами, и мужские – помельче, за что их назвали микроспорами. Так же как и у споровых, у семенных растений из споры развивается заросток. Из мегаспоры – женский, из микроспоры – мужской.

Фото 11. Лист Ginkgo biloba (гинкго двулопастной). Подмосковье.

Так в чём же отличие семенных растений от споровых в таком случае?

А в том, что у семенных растений женская спора осталась в спорангии одна. В том, что она развивается в женский гаметофит на материнском растении под защитой специальной оболочки, а не выбрасывается в одноклеточном состоянии на волю ветрам и непогоде. В том, что и оплодотворение, и дальнейшее развитие зародыша тоже происходит без отрыва от «матери». И на почву попадает уже готовый к прорастанию организм. Правда, у наиболее древних и примитивно устроенных голосеменных, например, у того же Gink gobiloba, семя может опасть на землю и до оплодотворения. Тогда оплодотворение и развитие зародыша происходит уже на земле. В этом случае говорят, что на растении развивается не семя, а семязачаток, и в семя он превращается позже.

Фото 12. Ginkgo biloba. Побег с молодыми листьями.

Таким образом, получается, что у семенных растений гаметофит – не отдельно живущее существо, а как бы орган спорофита. В некотором смысле, даже его паразит, так как питается он не сам, как гаметофиты споровых растений, а «тянет соки» из спорофита. Говоря канцелярским языком, эдакий малолетний иждивенец.

Что же дало растениям «изобретение» семени? Самое главное – это то, что с момента появления на Земле семян, растениям больше не нужна была водная среда для размножения. Теперь они могли размножаться, по меткому выражению A. Л. Тахтаджяна, «в пустыне без дождя».

Ну что ж, как из женского спорангия (мегаспорангия) образовалось семя, мы в общих чертах познакомились. А что же происходило в это время с мужскими спорами (микроспорами)?

Понятно, что, после того как женский гаметофит стал развиваться внутри семязачатка, мужские споры должны были «научиться» оплодотворять яйцеклетки, спрятанные за стенкой спорангия. Поэтому микроспорам тоже пришлось меняться. Они стали многоклеточными, то есть превратились из спор в пыльцу. Каждая отдельная мужская «пылинка» теперь представляла собой не одноклеточную спору, а многоклеточное пыльцевое зерно. Одна из клеток этого пыльцевого зерна производила на свет два сперматозоида, а другая стала образовывать пыльцевую трубку. Эта трубка представляла собой сильно выросшую в длину, иногда даже ветвистую клетку, которая дорастала до яйцеклетки. Внутри пыльцевой трубки, в клеточном соке, плавали сперматозоиды.

В нужный момент стенка пыльцевой трубки лопалась, и сперматозоиды попадали к яйцеклетке. Со временем, у эволюционно продвинутых голосеменных, таких как хвойные, сперматозоиды потеряли жгутики и, следовательно, потеряли возможность самостоятельного перемещения. Такие сперматозоиды, называемые спермиями, изливались из пыльцевой трубки вместе с клеточным соком. Среди современных голосеменных растений подвижными сперматозоидами со жгутиками обладают лишь гинкго и саговниковые. Сперматозоиды же хвойных и гнетовых превратились в спермии.

Конечно же, превращение спор в пыльцу произошло не сразу, не «вдруг», а постепенно. Пыльцевые зёрна первых голосеменных, которые называют предпыльцой, по внешнему виду были неотличимы от настоящих спор. Более того, превращение споры в пыльцевое зерно у разных растений происходило в разное время.

Ну вот, после того, как мы с вами проследили процессы размножения споровых и семенных растений, можно заключить, что разница между этими двумя группами, по большому счёту, не очень-то и велика. И действительно, как мы увидим дальше, в истории растительного царства были растения, которые трудно однозначно отнести к споровым или к семенным. Они занимают особое, промежуточное положение и получили название предголосеменных. Да и среди современных споровых растений мы можем найти черты «голосемянности». Мы уже упоминали о папоротниках из класса ужовниковых, обладающих настоящей древесиной. Есть и ещё примеры. Так, у селагинелл в спорангии содержится лишь одна женская спора. И прорастает она, превращаясь тем самым в гаметофит, внутри оболочки спорангия. Для того чтобы называться семенным растением селагинелле не хватает, по большому счёту, лишь специального покрова, защитной оболочки вокруг спорангия.

Первое найденное палеоботаниками настоящее семя (хотя правильнее называть его семязачаток) появилось на свет в конце девонского периода (роды Hydraspermaи Archaeosperma), и было это более чем 360 миллионов лет назад. Голосеменные царили на Земле почти 200 миллионов лет, и хотя большинство их видов вымерло (сейчас живёт всего лишь около 800 видов голосеменных, из них около 600 – хвойные), но и сегодня они занимают огромные пространства на нашей планете. Вспомним хотя бы нашу тайгу.

А почему всё же «голосеменные»? Почему эти растения получили такое название? Ведь спорангий с мегаспорой, как уже отмечалось, окружён и защищён у них особым покровом. Покров этот называется интегументом. Все прекрасно представляют себе семечко сосны сибирской – «кедровый орешек». Он-το ведь весь окружен плотной защитной оболочкой – скорлупой.

Ну, во-первых, дело в том, что окружён-то он окружён, да не весь. У всех голосеменных есть в защитной оболочке семени отверстие с узеньким каналом. Называется оно микропиле («малые ворота» в переводе) и нужно для того, чтобы мужские микроспоры могли попасть к женской мегаспоре. А во-вторых, семена голосеменных действительно не очень сильно «одеты» по сравнению с семенами цветковых. Конечно, встречаются голосеменные, которые обзавелись в процессе эволюции яркими и сочными покровами семян, очень похожими на плоды покрытосеменных. Все мы знаем, что шишки можжевельника или тисса часто неправильно называют «ягодами». Семена эфедры называют «степной малиной». Семена саговниковых имеют ярко окрашенную мясистую и сочную кожуру. То же самое можно сказать о семенах гинкго. Но всё же все эти «ягоды» по сути своей – лишь мягкая скорлупа, защитная кожица семени. Они имеют принципиально другое происхождение по сравнению с плодом цветковых растений.

Ну а что же у нас с покрытосеменными, чем они отличаются от голосеменных?

Произошедшие от какого-то голосеменного предка цветковые пошли ещё дальше по пути защиты семени. Они окружили его ещё одним покровом – видоизменённым листом – плодом, и теперь даже пыльца не могла уже беспрепятственно попасть на микропиле. Теперь улавливать пыльцу пришлось специальному приспособлению – рыльцу пестика, а мужской пыльцевой трубке пришлось в прямом смысле прорастать сквозь ткани плода. Причём во многих случаях, чтобы добраться до яйцеклетки, расти ей приходится очень далеко. Так, например, у кукурузы пыльцевая трубка (а ведь это одна клетка!) должна прорасти через весь початок, то есть вытянуться приблизительно на 30 см.

Пришлось покрытосеменным «придумывать» и новый механизм оплодотворения, так называемое «двойное оплодотворение», характерное только для цветковых. Как мы уже знаем, у голосеменных в пыльцевой трубке содержатся два спермия. Но один из них «пропадает зря» и погибает. У цветковых же растений оба спермия сливаются с двумя разными яйцеклетками. Из одной из них вырастает впоследствии зародыш, а из другой – эндосперм, специальная ткань, запасающая питательные вещества. Поэтому, конечно, сам термин «двойное оплодотворение» не точен. Конечно же, одна яйцеклетка сливается с одним спермием, и это слияние ведёт к образованию зародыша будущего растительного организма. Оплодотворение здесь происходит совершенно так же, как и у других организмов на Земле. Но то, что параллельно с обычным оплодотворением у покрытосеменных растений происходит ещё и оплодотворение сестринской яйцеклетки, из которой по невыясненным пока причинам развивается не новый организм, а лишь питательная ткань, является удивительным и необъяснённым пока явлением в мире живой природы.

Вообще-то различий между голо- и покрытосеменными растениями очень много. Строение проводящих тканей стебля у них разное. Пыльца голо- и покрытосеменных чётко различается даже под обычным микроскопом. У них даже листья разные, и любой ботаник по одному листу определит, к какому из этих двух отделов относится растение. Конечно, и это правило не без исключений. И листья бывают похожими, и ботаники бывают разные. Пыльца цветковых прорастает на поверхности плода, а не попадает прямо на микропиле семязачатка, как у голосеменных. Гаметофиты цветковых крайне редуцированы. Фактически, от мужского гаметофита у них осталась лишь пыльцевая трубка.

И это ещё далеко не все различия. Познакомиться детально с устройством, ростом и размножением растений можно в узкоспециализированных изданиях. Мы же лишь отметим ещё то, что подавляющее большинство растений, окружающих нас сейчас – это цветковые. Количество видов цветковых растений больше, чем у всех остальных высших растений вместе взятых. Более того, покрытосеменные растения, в отличие от всегда древовидных голосеменных, бывают и травянистыми.

Фото 13. Phoenix dactylifera (финиковая пальма). Пальмы – очень влаголюбивые растения. Финиковая пальма – одна из немногих, способных расти в пустыне, но и ей требуются близко залегающие грунтовые воды или обильный ежедневный полив.

Итак, получается, что все травы, пальмы, все привычные для жителя России лиственные деревья являются растениями цветковыми (фото 13, 14 и 15), даже если цветки их малозаметны, невзрачны и совсем не напоминают роскошные розы или магнолии.

Покрытосеменные дали огромное количество разнообразнейших форм – от ряски на поверхности лесного пруда до огромных африканских баобабов, от пустынных кактусов, похожих, по меткому выражению Чапека, на воинственных эльфов, до нежнейших орхидей дождевого леса, и с полным правом считаются самыми совершенными существами растительного царства.

Фото 14. Sorbus aucuparia (рябина перистолистная). Этой рябине специально, в течение многих лет, садовник придавал причудливую форму. Москва, ВВЦ.

Фото 15. Cypripedium ventricosum (башмачок вздутый). Подмосковье.

Ну вот, некоторые необходимые для дальнейшего разговора термины мы с вами определили. Кратко и, конечно же, весьма поверхностно, рассмотрели и две фазы жизненного цикла высших растений и особенности их размножения. Но есть ещё один вопрос, который нам придётся обсудить, прежде чем перейти к следующей главе.

Вопрос этот касается правил, по которым растениям, да и вообще всем живым существам, даются названия. Эти правила называются правилами номенклатуры. Они весьма многочисленны и, к тому же, не всегда соблюдаются. Поэтому мы не будем обсуждать их тут очень уж подробно, но с основными законами придётся разобраться.

Во-первых, все знают, что названия растениям даются на латинском языке. Как часто бывает, то, что знают все, не совсем правда. Записываются названия действительно латинскими буквами и по правилам латинской грамматики, но вот слова-то, в основном, греческие. Поэтому, если вы купите латино-русский словарь для того, чтобы переводить названия растений, то вы там мало что найдёте.

Теперь немного о том, что называется классификацией растений, а именно, об отделах, порядках, семействах и так далее. Здесь очень кратко постараемся описать систему, по которой учёные распределяют растения «по полочкам». Хотите, запоминайте, хотите – нет. Ничего интересного в самом перечислении таксонов нет, но вот если вас действительно интересуют растения, если вам захочется почитать ещё что-нибудь о них или, чем чёрт не шутит, даже заняться их изучением, то эта информация вам пригодится.

Название любого растения состоит всегда из трёх слов. Первое слово – это всегда название рода, второе – название вида. Здесь всё точно, как у людей. Скажем, Достоевский Фёдор означает, что этот человек из рода Достоевских, а чтобы отличать его от других родственников, ему даётся имя Фёдор. У растений это будет выглядеть так: Pinussibirica. Это растение из рода сосна ( Pinus), а вид – сибирская. Как видите, небольшое отличие от наших с вами имён и фамилий всё-таки имеется – у растений видовой эпитет пишется с маленькой буквы. Если бы имя и фамилию великого русского писателя писали бы по правилам ботанической номенклатуры, то получилось бы так: Достоевский фёдор. Третье слово в названии растения – это фамилия описавшего его учёного. Поэтому слово это всегда пишется с большой буквы. Иногда, в тех случаях, когда речь идёт о всемирно известных биологах, их фамилию допускается писать сокращённо. Так, название Ginkgobiloba L. означает, что автором имени для гинкго двулопастного является Карл Линней. Очень часто, даже в специальной литературе, приводятся названия растений, состоящие лишь из названия рода и видового эпитета, хотя такое написание, строго говоря, противоречит правилам номенклатуры. Как вы видите, на это же нарушение пошёл и автор данной книги.

Если тот или иной вид растений имеет садовую форму или сорт, выведенный человеком, то их название пишется в конце и заключается в кавычки. Часто, когда мы смотрим на ценники в магазинах, продающих растения, мы можем прочитать что-то вроде «Variegata» (пёстролистная) или «Gold Star». Эти названия придумывает тот или иной селекционер на своё собственное усмотрение, и сортов у растений может быть очень много, вспомните хотя бы яблоню. Да что яблоня! Коллекция семян разновидностей пшеницы, собранная в своё время в Ленинграде, насчитывала 54 тысячи образцов!

Но рассмотрение садовых форм и сортов растений выходит за рамки данной книги, поэтому оставим эту тему уважаемым селекционерам и садоводам.

Итак, перечислим ещё раз основные группы, входящие в царство растений: отдел, класс, порядок, семейство, род, вид.

Все эти группы учёные называют таксонами. То есть класс – это таксон, и род – тоже таксон. Каждый род включает несколько видов, каждое семейство – несколько родов, каждый порядок – несколько семейств и так далее. Поэтому иногда говорят, что отдел – таксон более высокого ранга, чем класс, а род – более высокого ранга, чем вид. Для наглядности разберём пример с конкретным растением – можжевельником обыкновенным – Juniperuscommu nis. Получим следующую картину:

вид: Juniperuscommunis (можжевельник обыкновенный),

род: Juniperus(можжевельник)

семейство: Cupressaceae(кипарисовые)

порядок: Cupressales(кипарисовые)

класс: Pinopsida(хвойные или пинопсиды)

отдел: Gymnospermae(голосеменные или гимноспермы)

На этом примере хорошо видно, что названия таксонов имеют разные окончания. Поэтому, если вы встретите название таксона, оканчивающегося на – opsida, можете быть уверены, что это класс. Если название оканчивается на  — асеае,перед вами семейство, а на — ales — порядок.

В повседневной жизни мы, как правило, называем и различаем растения по родам. Мало кто может назвать видовой эпитет даже привычных деревьев, кустарников или трав. «Дуб», «берёза», «сосна», «сирень», «крапива» – это названия родов. А ведь, например, берёз в средней полосе России произрастает несколько разных видов.

Ну вот, пожалуй, тот минимальный объём знаний, которого пока нам с вами достаточно, чтобы начать разговор о том, с чего всё начиналось, о том пути, который прошли растения за сотни миллионов лет своего существования.

Глава 2. История растений

Поражающее впечатление производят огромные

чёрные стволы окаменелых деревьев, иногда даже с сучьями.

Гиганты давно исчезнувших лесов, теперь ставшие

железом и кремнем, лежат поперёк выработок,

и часто ход огибает такое дерево сверху или снизу,

не в силах пробить его крепкое тело.

И. А. Ефремов. Путями старых горняков.

Растения, как и все другие организмы на Земле, как и наше с вами человеческое общество, имеют свою историю. И, как и всякая другая история, возникновение и развитие растений изучается наукой – палеоботаникой. И, как и всякая наука, палеоботаника обязана руководствоваться в своих выводах фактами и только ими. Какие же «документы», какие свидетельства можно считать неоспоримыми фактами, когда мы говорим о растительном мире прошлого? Понятно, что никаких свидетельств очевидцев, никаких зарисовок и описаний древних растений нам никто не оставил. Поэтому палеоботанику приходится ограничиваться лишь одним – ископаемыми остатками растений. Никаких других источников информации о прошлой растительной жизни не существует в принципе. Ископаемые остатки (или фоссилии) бывают разные. С. В. Мейен разделял их на три группы:

Во-первых, отпечатки на камне (фото 16). Они получаются, когда от самих тканей растения ничего не осталось, а есть лишь оттиск на породе. Это не простой механический отпечаток, а продукт довольно сложного и продолжительного взаимодействия ткани растения с породой, в результате которого даже на грубом, крупнозернистом песчанике орган растения воспроизводится с довольно тонкими внешними признаками, такими, как жилкование листа или ребристость стебля.

Во-вторых, так называемые фитолеймы – они получаются, когда ткани растения превращаются в уголь, то есть углефицируются (фото 17). В этом случае мы видим на камне чёрную угольную плёнку в форме, к примеру, листа. К сожалению, этот уголь не сохраняет для нас внутренней структуры растения, но зато внешний покров, так называемую кутикулу, из образцов с хорошо сохранившейся фитолеймой, можно отделить рассмотреть под микроскопом, на таких препаратах можно увидеть строение устьиц, покровных клеток эпидермы, различных желобков, микронеровностей, выростов, свойственных тем или иным растениям, и по этим признакам определить растение, «положить его на причитающуюся ему полочку». Такие исследования микроструктуры органов помогли решить многие серьёзные вопросы, связанные с родством растений, их происхождением. Например, много лет считалось, что в конце каменноугольного и в пермском периоде на территории нынешней Сибири располагалась обширная «кордаитовая тайга». Этот термин был введён в литературу одним из известнейших советских палеоботаников, Африканом Николаевичем Криштофовичем, и оказался хоть и красивым, но неточным. Более поздние исследования микроструктуры листьев европейских и американских настоящих кордаитов (род Cordaites)и сибирских растений (род Rufloria), показали, что устьица руфлорий расположены узкими полосками между жилками на нижней стороне листа, а у кордаитов – разбросаны по всему листу. Потом выяснилось, что и органы размножения этих растений сильно различаются. Впрочем, об этих растениях речь пойдёт чуть позже, когда мы будем говорить о растениях каменноугольного и пермского периодов.

Фото. 16. Отпечаток листа голосеменного растения. Ранняя пермь. Здесь и далее длина масштабного отрезка – 1 см.

Фото 17. Лист того же растения, что и на фото 16, но с сохранившейся фитолеймой.

В-третьих, это «настоящие» окаменелости, или петрификации (фото 18). К этому виду фоссилий относятся части растений, сохранившие для нас свой объём и внутреннюю структуру. Так происходит, когда органическое вещество постепенно и очень медленно замещается неорганическим, например, окисью кремния. Порою сохранность таких образцов удивительна. В микроскоп на них можно рассмотреть каждую клетку строения организма, различить начинающие прорастать споры в спорангиях растений, которым уже перевалило за 400 млн. лет. К петрификациям относятся и целые окаменелые стволы деревьев, такие, как широко известный триасовый «каменный лес» из Аризоны.

Фото 18. Окаменевший ствол хвойного дерева. Кайнозой.

Вот, собственно, и все виды «документов», по которым палеоботанику нужно восстановить облик растения, показать, где оно росло, каков был в то время и в том месте климат. Лишь по остаткам на камне можно определить, как растения менялись, как новые виды приходили на смену старым, чем растения одной области отличались от другой.

И всё бы ничего, если бы нас не поджидали ещё три серьёзные трудности. Дело в том, что растения редко попадают в захоронения, а значит, редко сохраняются для нас в ископаемом виде. Природа вообще неплохая хозяйка и не разбрасывается так просто органическим веществом. Все умершие организмы, как правило, поедаются и перерабатываются другими существами. Опавшие листья, ветки, стволы деревьев, не проросшие семена – всё это перегнивает, поедается червями, насекомыми и их личинками, разрушается и усваивается грибами. Практически единственный шанс для растения попасть в виде окаменелости на стол учёного – упасть в воду. Здесь, без доступа кислорода, погрузившись в ил, лист имеет шанс вновь увидеть солнечный свет через миллионы лет. Я пишу здесь «практически» потому, что есть и другие возможности для растения «сохраниться в веках». Например, лес у подножия горы может быть засыпан вулканическим пеплом после извержения или песком во время обвала. Но такие местонахождения ископаемых растений настолько редки, что по всему миру их можно пересчитать по пальцам.

Поэтому надо признать, что остатки, по которым палеоботаники открывают историю растительного мира, принадлежат растениям, которые росли рядом с водоёмами. Растений древних возвышенностей и пустынных мест мы не знаем. Лишь их пыльца или крылатые семена порой долетали до болот, озёр и морских заливов, на дне которых и накапливались. Но по одной лишь пыльце или по отдельному семечку мало что можно сказать о материнском растении.

Вторая проблема заключается в том, что растение никогда не попадает в захоронение целиком, а лишь в «разобранном» виде. На камнях мы находим отдельный лист (как правило, даже не целый, а обрывок), изолированное семя, кусочек какой-то ветки без листьев, обрывок подземного побега или вообще что-то непонятное и непохожее на то, что мы знаем по современным, окружающим нас растениям. Палеоботаник в большинстве случаев даже не знает, одному или разным растениям принадлежат эти разрозненные ветки, семена, шишки и листья. Только если мы находим какие-то органы в прикреплении друг к другу, мы можем сказать уверенно, что это части одного растения. Но такие находки относительно редки. Поэтому учёные вынуждены давать разные родовые названия для каждого из частей растения. Например, уже упоминавшееся растение с листьями рода Rufloria, имело мужские шишки рода Cladostrobus, женские шишки рода Vojnovskia, а более мелкие, чешуевидные листья – Nephropsis.А названия для всего растения целиком, «в сборе», просто нет. Можно называть его «растение с листьями руфлория», а можно – «растение с шишками войновския». То же самое и с более известными растениями, такими, как кордаиты (ведь род Cordaitesбыл предложен лишь для листьев) и такими, как всем известные каменноугольные плауновидные лепидодендроны (род Lepidodendron– род для обозначения отпечатков стволов с характерным, «чешуеподобным» рисунком коры).

Работу палеоботаника по этим причинам С. В. Мейен сравнивал с работой криминалиста – надо собрать «улики», то есть разрозненные остатки растений, и сложить из них, как из рассыпавшейся мозаики, общий облик растения, восстановить условия, в которых развивалось растение, определить его родственников. С этой задачей нельзя справиться, в свою очередь, без знания современных растений, с которыми можно провести какие-то аналогии. Но делать это нужно крайне осторожно, так как в прошлом существовали растения, совершенно непохожие на нынешние.

Третья проблема широко известна и давно освещена в различной литературе, как в научной, так и в популярной. Это проблема пресловутой «неполноты палеонтологической летописи», на которую ссылался ещё Чарльз Дарвин. Говоря проще, это означает, что мы знаем лишь небольшую часть от общего количества видов живых существ, когда-то обитавших на Земле. Если выразить это в числах, выглядит очень удручающе. Так, в учебнике «Эволюционное учение» А. В. Яблоков и А. Г. Юсуфов пишут о том, что нам известно только 3 % от предполагаемого количества видов аммонитов, обитавших на Земле в юрском периоде. А ведь эти головоногие моллюски, родственники современных осьминогов, имели толстую и прочную раковину, которая была способна прекрасно сохраняться в осадочных породах. Что уж говорить об организмах мягкотелых, без скелетных элементов! По самым же пессимистическим данным, которые можно найти в литературе, получается, что нам известно лишь 0,15 % от общего числа видов живших когда-либо животных и растений. То есть из каждых десяти тысяч видов, мы что-то знаем лишь о пятнадцати. На эти цифры часто ссылаются люди, считающие, что невозможно делать какие-либо выводы на базе таких «незначительных» знаний. Это мнение не совсем верно: ведь эти проценты – лишь общий усреднённый показатель, что-то вроде «средней температуры по больнице», а сообщества, населявшие многие конкретные географические области в определённое время, весьма хорошо изучены. Настолько хорошо, что для них возможно реконструировать пищевые цепи (кто кого ел), климат, характерные ландшафты. Да и подсчёт этих самых процентов сам по себе не вызывает особого доверия. Действительно, а исходя из каких соображений, подсчитано общее количество видов, живших на Земле?

Есть и другая, оптимистическая точка зрения. Вот что писал в 1984 году в одной из своих работ, посвященной голосеменным растениям, С. В. Мейен: «…эта неполнота (геологической летописи – В.Ц.), по-видимому, воспринимается преувеличенной по крайней мере в отношении семейств и таксонов более высокого ранга. Показательно, что новые надродовые таксоны голосеменных как правило устанавливаются для растений, которые известны уже давно, но включались в иные таксоны… Так, из 27 вымерших семейств… 24 были фактически известны по тем или иным остаткам ещё в прошлом веке… Таким образом, в последние полвека мы может быть не нашли ни одного растения, которое знакомит нас с действительно новым семейством голосеменных.

Это тем более существенно, что в последние 50 лет палеоботанические исследования охватили все страны и все отрезки геологического разреза».

Так что же выяснили палеоботаники по этим довольно разрозненным и запутанным материалам? Начнём с самого начала – от кого произошли высшие растения?

Надо сказать, что вопросы вроде «с чего всё началось» или «что было в самом начале», – самые интригующие. Не зря детей больше всего интересует «откуда они взялись?». Как зародилась жизнь, как появилась Вселенная – эти вопросы постоянно обсуждаются на страницах научно-популярных изданий. Почему так? Ведь в самом процессе развития жизни или в эволюции Вселенной гораздо больше тайн и загадок.

Может быть, нам кажется, что именно в самом начале заложена программа всего дальнейшего развития? Может быть, нас привлекает всё, что было очень давно; и чем древнее, тем загадочнее? А может быть, интересен резкий переход между «ничего не было» и «что-то появилось»? Может быть и так. Но только резких переходов природа не любит. Как правило, оказывается, что и до того, как «ничего не было» много чего уже было. Надо просто получше поискать. Именно так и получается с нашим предметом – растениями.

До высших растений суша, видимо, уже была заселена. Кем? По мнению современных исследователей, её покрывали заросли грибов, лишайников, водорослей. Скорее всего, скопления бактерий – бактериальные маты – покрывали влажные прибрежные участки. Кого же из них выбрать в прародители наземных растений?

Подавляющее большинство учёных считает, что высшие растения произошли от водорослей. Но любое мнение, а особенно «общепринятое», нуждается в аргументации, в фактах, подтверждающих его. Какие же факты говорят в пользу водорослевого предка?

Начнём с того, что ни грибы, ни лишайники не могли быть предками высших растений. Грибы – отдельное, самостоятельное царство живой природы с иным способом питания, иной физиологией. И вообще, по последним исследованиям, грибы ближе к животным, чем к растениям. А лишайник – это симбиоз гриба и водоросли. Форма совместного проживания двух разных организмов.

Во-вторых, водоросли появились на нашей планете гораздо раньше наземных растений. Остатки водорослей известны с докембрийских времён, тогда как следы существования высших растений появляются в геологической летописи спустя 200 миллионов лет, лишь в силурийском периоде. Таким образом, получается, что, на первый взгляд, кроме водорослей, на роль предков и претендовать-то особенно некому.

В-третьих, чередование поколений «гаметофит – спорофит» является общим для высших растений и некоторых водорослей.

Существуют и некоторые другие общие черты. Так, у многих высших растений сохраняется подвижность мужских половых клеток – сперматозоидов, что расценивается учёными как «наследие прошлого». Как уже мы отметили, активно, с помощью жгутиков, перемещаются сперматозоиды не только споровых растений, но и древних голосеменных, а именно – саговниковых и гинкго. Кстати, сперматозоиды саговников – самые большие в природе. Они достигают размера 0,3 мм и хорошо различимы невооружённым глазом.

Что ещё говорит о связи водорослей и высших растений? Строение некоторых органов клетки – хлоропластов. Это именно те органы, в которых содержится пигмент хлорофилл, и именно в них происходит фотосинтез. Эти органы клетки, или, как их раньше называли, органеллы, одинаковы у высших растений и зелёных водорослей. Да и характер ветвления у водорослей и первых известных нам наземных растений – псилофитов очень похож.

Вот, пожалуй, и всё, что свидетельствует в пользу теории водорослевого происхождения высших растений. Убедительно? Да, пожалуй. Но всё же надо помнить, что это лишь гипотеза. К этой точке зрения все привыкли, и иные варианты происхождения растений суши серьёзно уже даже и не рассматриваются. Во всех учебниках обычно указывается, что водоросли – предки высших растений. Правда, учёные расходятся во мнении, какой же отдел – бурых или зелёных водорослей, – дал начало высшим растениям, но в том, что «сначала была водоросль» все солидарны.

Но различия между высшими растениями и водорослями всё же огромны. Условия жизни на суше, по сравнению с морем, различаются столь же сильно, как на Марсе по сравнению с Землёй. И если здесь и есть преувеличение, то оно весьма небольшое. Водоросль прекрасно защищена под водой от воздействия солнечного излучения, от резких перепадов температуры, от ветра и механических повреждений. Водоросли не нужны ни механические ткани, придающие жёсткость стеблю, ни кутикула – защитный покров, препятствующий испарению воды, ни проводящая система, переносящая воду и питательные вещества к органам растения. Не нужны водоросли и сами органы – ни корни, ни листья. Не нужен водоросли и устьичный аппарат – сложнейшая система, поддерживающая водно-газовый баланс растения. Все эти различия приводят к тому, что вывести даже самых просто устроенных псилофитов из водорослей, мягко говоря, очень сложно.

Силурийский и Девонский периоды. Самое начало

Остатки первых высших растений – псилофитов (или проптеридофитов, или риниофитов – называйте, как больше нравится) появляются в отложениях конца силурийского периода, образовавшихся около 420 миллионов лет назад (см. геохронологическую таблицу). Правда, надо отметить, что споры подобных растений появляются в геологической летописи немного раньше – в самом начале силура, 435 миллионов лет назад. Есть даже сообщения о нахождении спор высших растений в породах ордовика. Конечно, словосочетание «немного раньше» применительно к периоду в 15 млн. лет звучит довольно странно, но геологическое времяисчисление имеет свои особенности.

Геохронологическая таблица

Скорее всего, эти высшие растения не были пионерами суши. Как уже упоминалось, наверняка до них скалы и пески древних континентов покрывали слоистые поселения бактерий – бактериальные маты, а также лишайники, грибы и водоросли, которые в буквальном смысле подготовили почву для первых наземных растений. Примечательно, что столь древние создания живут на Земле и сегодня. Слоистые «ковры» бактерий и водорослей и сейчас процветают в тех местах, где достаточно влаги и где их не поедают другие, более высокоорганизованные организмы. Следы существования подобных скоплений одноклеточных организмов встречаются в виде окаменелостей в горных породах с докембрийских времён. Они называются строматолитами, что можно перевести с греческого как «ковровые камни» (фото 19).

Впервые остатки псилофита были найдены в 1859 году канадским геологом Дж. Доусоном в отложениях нижнего девона. Это растение получило название Psylophytonprinceps Dows., что можно перевести как «первичное голое растение». Родовое название псилофитон получил из-за сходства с современным псилотом, и это название стало именем целого отдела растительного царства. Но вот сам псилофитон первичный плохо вписывался в существовавшую тогда классификацию, и его открытие прошло практически незаметно для широких слоев населения.

Фото 19. Строматолит. Следы жизнедеятельности бактерий, образовывавших слоистые «ковры» на мелководье. Отшлифованный спил. Пермский период. Приуралье.

Более поздние находки псилофитов (роды Rhynia,Aglaeophyton, Horneophyton, Asteroxylon )в виде прекрасно сохранившихся остатков стали сенсацией в 20-х годах прошлого века. История их открытия в отложениях нижнего девона в Шотландском местечке Райни и изучения палеоботаниками Кидстоном и Лэнгом довольно хорошо освещены в литературе. Именно после открытия этих растений в научных и популярных изданиях стали широко писать о псилофитах, как о первых растениях суши. Менее известно, что через 16 лет после выхода в свет работ по описанию растений из деревни Райни, в 1937 г., Лэнгом в Великобритании были найдены остатки ещё более древнего растения – Cooksonia. Куксонию обнаружили в верхнесилурийских песчаниках, и до сих пор она является самым древним достоверно известным высшим растением. Позже остатки куксонии были обнаружены в Чехии, на Украине, в США, Казахстане и Сибири.

Рис. 3. Cooksonia (куксония) – первое высшее растение на Земле?

Что же представляло собой это растение? Это были небольшие, не больше 5 см высотой, ветвящиеся зелёные стебли с одиночными спорангиями на верхушке. Ветвились они самым примитивным образом – стебель вильчато делился на две равные части. Такое ветвление называется дихотомическим.

Скорее всего, они были однолетними и росли «по колено» в воде. У этих самых первых высших растений не было ещё ни листьев, ни настоящих корней (рис. 3).

Они прикреплялись к почве с помощью подземной части стебля с выростами – ризоидами.

Почему же, несмотря на то, что растения из Райни моложе, чем куксония, они часто упоминаются в научно-популярной литературе как первые растения суши? Видимо, только благодаря тому, что они очень хорошо изучены. Дело в том, что растениям из Райни «повезло». Точнее, повезло нам. Они росли на болоте, вода в котором содержала кремниевую кислоту, и их остатки, пропитавшись солями этой кислоты, сохранили для нас тончайшую микроструктуру этих существ.

Растения такого облика, даже более того – тех же родов, были распространены тогда практически по всему миру. Родов этих очень мало. Даже с учётом некоторых проблематичных, ещё плохо изученных остатков растений, которые вполне могут оказаться вовсе и не псилофитами, а водорослями, этих родов едва ли наберётся более трёх десятков. Не будем забывать и о том, что многие из них указаны для разных органов, которые могли принадлежать одному естественному роду растений. Возможно, что некоторые остатки псилофитов, описанные, как самостоятельный род, принадлежат гаметофитам растений другого рода.

Находки остатков псилофитов известны на всех континентах. Судя по изученным материалам, растительность Земли того времени была довольно однообразной и покрывала лишь хорошо увлажнённые территории – мелководья морских и континентальных водоёмов. Никаких лесов наша планета ещё не знала.

Да и про животный мир суши того времени также нельзя сказать, что он отличался большим разнообразием. Среди зарослей высших растений, относимых к одному отделу – псилофитов, ползали животные преимущественно одного типа – членистоногие. Многоножки, некоторые паукообразные да ещё, пожалуй, черви – вот и все, кого мы могли бы увидеть на побережье, если бы могли оказаться в то время на Земле.

Крупных высших растений тогда не было, чего совсем не скажешь о низших.

В отложениях позднего силура и девона довольно часто попадаются остатки, напоминающие окаменевшие стволы деревьев метровой толщины. Стволы эти состоят из переплетающихся между собой трубочек диаметром до семи сотых долей миллиметра. Некоторые из этих трубочек покрыты ямками, совсем как клетки древесины хвойных. Поэтому эти стволы были описаны под самостоятельным родовым названием Prototaxites(в переводе – предтиссовик), а покрытые кутикулой листоподобные пластины этого же существа – под родовым именем Nematophyton.Что представлял собой нематофитон (он же прототакситес) не ясно до сих пор. Наземную водоросль? Лишайник? Гигантский гриб? Располагались ли его стволы вертикально или лежали на земле? В любом случае, такое существо не могло не придавать ландшафту совершенно фантастический вид. Возможно, что нематофитон выглядел так, как показано на рис. 4, изображающем болото раннего девона. Тогда, видимо, не существовало ещё никаких других высших растений, кроме псилофитов. На переднем плане – заросли зостерофиллум,чуть дальше – псилофитон.

Рис. 4. Ландшафт раннего девона.

Такую картину мы бы увидели в конце силура и начале девона. Позже, примерно в конце раннего девона, картина меняется. Возникают разнообразные, очень отличающиеся друг от друга растения. Возникают и новые жизненные формы растений, кустарники и деревья. Но, несмотря на это разнообразие, по всей Земле распространены в основном одни и те же роды и даже виды высших растений. Считается, что это связано с тем, что в девоне не было такой ярко выраженной климатической зональности, которую мы наблюдаем сегодня. Правда, при этом совершенно непонятно, по какой причине мог сложиться такой ровный климат на всей планете.

Поначалу, до середины девона, растёт разнообразие риниофитов (рис. 5). Среди них появляются растения, обладающие признаками плауновидных (например, дрепанофиковые), членистостебельных, папоротников. К этому же времени относятся остатки некоторых мхов. Несомненные родственники плауновидных жили уже в раннем девоне, первые папоротники – в среднем, а членистостебельные и голосеменные появляются лишь в позднем девоне.

Рис. 5. Псилофиты (по Доусону и Мейену).

Были в то время растения, сочетавшие в себе признаки плаунов и членистостебельных, папоротников и плаунов, членистостебельных и папоротников. А были и растения, совершенно отличные от всего, что мы видим в наши дни. Например, позднедевонская Pseudobornia, крупное, в 20 метров высотой, споровое дерево с членистым стволом и трёхметровыми ветвями, покрытыми мутовками сильнорассечённых лентовидных листьев. На концах верхних веток псевдоборнии находились стробилы с очень большим количеством спорангиев.

Ну а что же стало с псилофитами? Дав жизнь своим более совершенным продвинутым в эволюционном смысле потомкам, сами они постепенно вымирают и окончательно исчезают с лица Земли в позднем девоне. Возможно, живущие до сих пор мхи и два рода псилотовых – последние близкие родственники некогда многочисленной группы, так сказать, обломки некогда величественной империи.

В середине девона появляются прогимноспермы – предголосеменные растения. Это споровые деревья с листвой, как у папоротников, но с древесиной, не отличимой по строению от древесины настоящих голосеменных. Наиболее известен из них род Archaeopteris(рис. 6) – крупное, с диаметром ствола более метра, дерево, остатки которого очень многочисленны по всему миру в породах конца девонского и начала каменноугольного периода.

Рис. 6. Archoeopteris (археоптерис). По внешнему виду он напоминал современные хвойные, но размножался с помощью спор, как папоротник. В средней части папоротниковидного листа, вместо перышек, видны многочисленные спорангии на тонких ножках. Поздний девон.

К концу девонского периода, именно тогда, когда на сушу выбрались первые «четырёхногие рыбы», на Земле уже шумели самые настоящие леса из древовидных плауновидных, членистостебельных, древовидных папоротников и голосеменных растений.

Ведь, как вы помните, первые семена найдены в отложениях позднего девона. Каким же растениям принадлежит честь называться первыми семенными растениями на Земле?

Вопрос этот очень интересен и важен. Давайте поговорим об этом подробнее.

Распространение семенами – более совершенный и, главное, более эффективный механизм размножения, чем размножение спорами. Это доказывается хотя бы тем, что сегодня семенные растения преобладают в зелёном покрове Земли. Число видов, разнообразие семенных растений огромно по сравнению со споровыми. Практически везде вокруг нас, даже на болотах и в тундре, мы встречаем растения, которые распространяются семенами. Как говорится, это факт, и с ним не поспоришь. Поэтому нет ничего удивительного в том, что структуры, в чём-то похожие на семязачаток, появлялись в ходе эволюции растений не раз.

Другими словами, разные группы растений пытались «изобрести» семязачаток сами по себе, независимо от других. Так, из отложений каменноугольного периода палеоботаникам известны ископаемые органы размножения членистостебельных (род Calamocarpon )и плауновидных ( Lepidocarpon), которые обладали многими признаками семязачатков. Но природа не повторяется, и устройство этих органов было иным по сравнению с настоящими семенами.

Мы уже знаем, что семязачаток – это, по существу, спорангий с единственной оставшейся женской спорой и окружённый защитной оболочкой – интегументом. Но образовываться эта защитная оболочка может разными путями. У Lepidocarpon, «семяподобного» органа плауновидных, она образовалась из листа, на котором сидел спорангий. То есть, на листе вокруг спорангия образовался вырост, сначала в виде кольцевого валика, потом – в виде почти закрытой капсулы, которая и закрыла спорангий со всех сторон, оставив лишь тоненькую щель для попадания мужских спор.

У первых же настоящих голосеменных интегумент образовался, видимо, из сросшихся кольцом стерильных, то есть не производящих споры, спорангиев. Эта гипотеза подтверждается тем, что даже у некоторых современных растений интегумент сохранил разделение на лопасти. Такую картину мы можем наблюдать у некоторых ныне живущих саговниковых, например, у энцефаляртоса. Известны такие разделённые на «дольки» интегументы и у древних, палеозойских семенных папоротников.

Видимо, все современные семенные растения обладают именно такой «конструкцией» семязачатка, и, следовательно, все они имеют одного предка, точнее, одну предковую группу растений. Кто же он, этот предок? Увы, точного ответа нет. Ни один учёный не скажет вам, что он точно знает от кого произошли семенные растения. Есть различные точки зрения, есть гипотезы, есть множество фактов, их подтверждающих. Вот, например, мнение академика В. Л. Комарова: «…несомненно, что от них (плауновидных – В.Ц.), скорее чем от какой-либо другой группы, возникли голосемянные, это высшее звено эволюционного ряда плаунообразных растений». Не так категоричен академик A. Л. Тахтаджян: «Таким образом, мы неизбежно приходим к выводу, что голосеменные произошли не от настоящих (типичных) папоротников, но от одной из боковых разноспоровых ветвей древнейших папоротниковидных растений».

Если же говорить об уже упоминавшемся самом древнем найденном семязачатке, отнесённом к роду археосперма, то и он найден отдельно от других органов растения и сказать точно «кто его породил» пока невозможно. На этот счёт тоже существуют разные мнения. С. В. Мейен считал, что, скорее всего, он принадлежал одному из видов рода Archaeopteris, так как найден был в одних отложениях с остатками этого предголосеменного. Но ведь археоптерис – споровое растение, скажет внимательный читатель. Какие же у него могут быть семена? Дело в том, что род археоптерис был широко распространён по всему миру, и видов архиоптерис известно очень много. Для большинства из них органы размножения пока неизвестны и почему бы не предположить, что один из видов производил на свет семена, а не споры?

Но это всего лишь предположения. Сказать точно можно будет лишь тогда, когда кто-нибудь всё же найдёт отпечаток ветки первого семенного растения вместе с первыми семенами на Земле.

Но вернёмся к нашим девонским растениям. Если бы мы попали в то время и побродили бы по девонскому лесу, мы бы заметили, что растения имели не совсем привычный для нас облик. Девонские прапапоротники (рис. 7) не имели ещё привычных нам плоских перистых ваий. Пёрышки их листьев были мелкими, а побеги причудливо ветвились, внешне совершенно не напоминая своих потомков – плоские папоротниковидные листья – вайи. Спорангии их висели мешочками на концах тонких побегов, а вовсе не располагались на нижней поверхности пёрышек, как у большинства современных папоротников. (Кстати, те листья, которые мы сейчас называем листьями папоротниковидного облика, по-видимому, впервые появились совсем не у папоротников, а у первых голосеменных.) Членистостебельные тоже мало напоминали наши современные хвощи. Но если бы мы оторвали взгляд от удивительных древовидных папоротников, каламитов, плауновидных и внимательно посмотрели себе под ноги, то мы бы заметили растение, вид которого нам очень хорошо знаком.

Рис. 7. Cla doxylon (кладоксилон). Средний девон (по Крейзелю и Вейланду).

Фото 20. Lycopodium selago (плаун баранец) ранней весной. На старых, желтоватых побегах видны выводковые почки – органы вегетативного размножения. Между листьями молодых побегов – жёлтые спорангии. Подмосковье.

Фото 21. Metasequoia glyptostroboides (метасеквойя глиптостробусовая). Молодой побег. Подмосковье.

Наш обычный травянистый лесной плаун Lycopodium (фото 20), стелящийся по земле в подмосковных лесах XXI века, очень мало изменился за 400 миллионов лет. Вот уж, действительно, живое ископаемое. Всем известное хвойное дерево метасеквойя (фото 21), часто упоминающееся в научно-популярной литературе как «ровесник динозавров», по сравнению с плауном просто-напросто «жило ещё в прошлую пятницу». Видимо, род плаун – самый древний из ныне существующих родов высших растений.

Каменноугольный период. Лучшие годы

Следующий период в истории Земли – каменноугольный или, как его часто называют, карбон. Не надо думать, что, по каким-то волшебным причинам, смена названия периода влечёт за собой изменения в растительном и животном мире. Нет, растительные миры раннего карбона и позднего девона мало чем отличаются. Ещё в девоне появились высшие растения всех отделов, кроме покрытосеменных. На каменноугольный период приходится их дальнейшее развитие и расцвет.

Одно из важных событий, произошедшее в каменноугольном периоде – возникновение разных растительных сообществ в разных географических областях. Что это означает?

В начале карбона трудно найти разницу между растениями Европы, Америки, Азии. Разве что есть некоторые незначительные отличия между растениями северного и южного полушарий. Но к середине периода чётко выделяются несколько областей со своим собственным набором родов и видов. К сожалению, до сих пор очень распространено мнение, что карбон – время повсеместно тёплого влажного климата, когда всю Землю покрывали леса из огромных, до 30 м высотой, плауновидных – лепидодендронов и сигиллярий, и огромных древовидных «хвощей» – каламитов и папоротников. Вся эта роскошная растительность росла в болотах, где, после смерти, и образовывала залежи каменного угля. Ну ещё, для полноты картины, надо добавить гигантских стрекоз – меганевр и двухметровых растительноядных сороконожек.

Всё было не совсем так. Точнее, так было далеко не везде. Дело в том, что в карбоне, как и сейчас, Земля была такой же шарообразной и так же вращалась вокруг своей оси и обращалась вокруг Солнца. А значит, и тогда на Земле вдоль экватора проходил пояс жаркого тропического климата, а ближе к полюсам бьцю прохладнее. Более того, в отложениях конца карбона в южном полушарии найдены несомненные следы очень мощных ледников. Почему же даже в учебниках нам всё ещё рассказывают о «тёплом и влажном болоте»?

Такое представление о каменноугольном периоде сложилось ещё в XIX веке, когда палеонтологам и, в частности, палеоботаникам, были известны окаменелости лишь из Европы. А Европа, как и Америка, в каменноугольном периоде как раз и находилась в тропиках. Но судить о растительном и животном мире лишь по одному тропическому поясу, мягко говоря, не совсем правильно. Представьте себе, что какой-нибудь палеоботаник через много миллионов лет, раскопав остатки нынешней растительности тундры, сделает доклад на тему «Растительный мир Земли четвертичного периода». По его докладу получится, что мы с вами, дорогой читатель, живём в крайне суровых условиях. Что всю Землю покрывает крайне бедный растительный мир, состоящий в основном из лишайников и мхов. Лишь кое-где несчастные люди могут наткнуться на карликовую берёзу да редкие кустики голубики. После описания столь безрадостной картины наш далёкий потомок обязательно сделает вывод, что на Земле повсеместно господствовал очень холодный климат, и решит, что причина этого – в низком содержании углекислого газа в атмосфере, в низкой вулканической активности или, на крайний случай, в каком-нибудь очередном метеорите, сдвинувшем земную ось.

К сожалению, таков обычный подход к климатам и обитателям далёкого прошлого. Вместо того, чтобы попытаться собрать и изучить образцы ископаемых растений из разных районов Земли, выяснить, какие из них росли в одно время, и проанализировать полученные данные, хотя, конечно, это сложно и требует значительных затрат сил и времени, человек стремится распространить те знания, которые он получил, наблюдая за ростом комнатной пальмы в гостиной, на всю историю растений.

Но мы всё же отметим, что в каменноугольном периоде, примерно в конце раннего карбона, учёные уже выделяют, по крайней мере, три крупных области с отличающейся растительностью. Это область тропическая – Еврамерийская, северная внетропическая – Ангарская область или Ангарида и южная внетропическая – Гондванская область или Гондвана. На современной карте мира Ангарида называется Сибирью, а Гондвана – это объединённые Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия и полуостров Индостан. Еврамерийская же область – это, как видно из названия, Европа вместе с Северной Америкой. Растительность этих областей сильно различалась. Так, если в Еврамерийской области господствовали споровые растения, то в Гондване и Ангариде, начиная с середины карбона – голосеменные. Более того, разница во флорах этих областей возрастала в течение всего карбона и в начале пермского периода.

Рис. 8. Кордаит. Возможный предок хвойных растений. Каменноугольный период.

Какие ещё важные события произошли в растительном царстве каменноугольного периода? Обязательно надо отметить появление первых хвойных в середине карбона. Когда мы говорим о хвойных растениях, на ум автоматически приходят наши привычные сосны и ели. Но хвойные карбона были немного другими. Это были, видимо, невысокие, до 10 метров, деревья; по внешнему виду они чуть-чуть напоминали современные араукарии. Строение их шишек было другим. Росли эти древние хвойные, вероятно, в относительно сухих местах, и произошли от… пока неизвестно каких предков. Опять же, принятая почти всеми учёными точка зрения по этому вопросу такова: хвойные произошли от кордаитов. Кордаиты, появившиеся, видимо, в начале каменноугольного периода, и тоже произошедшие непонятно от кого, – весьма интересные и своеобразные растения (рис. 8). Это были деревья с кожистыми, собранными в пучки на концах побегов ланцетовидными листьями, иногда очень большими, до метра длиной. Органы размножения кордаитов представляли собой длинные тридцатисантиметровые побеги с сидящими на них мужскими или женскими шишками. Надо отметить, что кордаиты были очень разными. Были и высокие стройные деревья, были и обитатели мелководий – растения с хорошо развитыми воздушными корнями, похожие на современных обитателей мангровых зарослей. Были среди них и кустарники.

В карбоне же найдены и первые остатки саговниковых (или цикадовых) – голосеменных растений, немногочисленных сегодня, но весьма распространённых в следующую за палеозойской, мезозойскую эру.

Как видите, будущие «завоеватели» Земли – хвойные, цикадовые, некоторые птеридоспермы долго существовали под пологом каменноугольных лесов и копили силы для решающего наступления.

Вы конечно же обратили внимание на название «семенные папоротники». Что это за растения? Ведь если есть семена – значит, растение не может быть папоротником. Всё верно, название это, возможно, не очень удачное. В конце концов, не называем же мы земноводных «рыбами с ногами». Но название это очень хорошо показывает то замешательство, которое испытали учёные, открывшие и изучавшие эти растения.

Предложили это название в начале XX века выдающиеся английские палеоботаники Ф. Оливер и Д. Скотт, которые, изучая остатки растений каменноугольного периода, считавшиеся папоротниками, обнаружили, что к листьям, похожим на листья современных папоротников, прикреплялись семена. Семена эти сидели на концах пёрышек или прямо на рахисе листа, как у листьев рода Alethopteris(фото 22). Потом выяснилось, что большинство растений каменноугольных лесов, которые ранее принимались за папоротники – семенные растения. Это был хороший урок. Во-первых, это означало, что в прошлом жили растения совершенно не похожие на современные, а во-вторых, учёные поняли, насколько обманчивы могут быть внешние признаки сходства. Оливер и Скотт дали этой группе растений название «птеридоспермы», что в переводе и означает «семенные папоротники». Названия же родов с окончанием – pteris(в переводе – перо), которые по традиции давались листьям папоротников, остались. Так и обзавелись листья голосеменных «папоротниковыми» именами: Alethopteris, Glossopterisи многими другими.

Фото 22. Отпечатки листьев голосеменных растений Alethopteris (алетоптерис) и Neuropteris (невроптерис). Каменноугольный период. Ростовская область.

Но хуже было то, что после открытия птеридоспермов всех голосеменных, не похожих на современные, стали относить к семенным папоротникам. Туда отнесли и пельтаспермовых, группу растений с семенами, прикреплёнными к зонтиковидному диску – пельтоиду (от греч. «пельтос» – щиток) с его нижней стороны, и кейтониевых, у которых семена были спрятаны в закрытой капсуле и даже глоссоптерид. В общем, если растение было семенным, но не «лезло» ни в одну из существующих групп, то его тут же причисляли к птеридоспермам. В результате почти всё огромное многообразие древних голосеменных оказалось объединённым под одним названием – птеридоспермы. Если следовать такому подходу, то, без сомнения, надо отнести и современные гинкго, и саговниковые к семенным папоротникам. Сейчас семенные папоротники большинством палеоботаников считаются сборной, формальной группой. Тем не менее, класс Pteridospermopsidaсуществует и сейчас. Но мы с вами условимся называть птеридоспермами лишь голосеменные с одиночными семенами, прикреплёнными непосредственно к перисто-рассечённому папоротниковидному листу.

Есть ещё одна группа голосеменных растений, появившаяся в карбоне – глоссоптериды. Эти растения покрывали просторы Гондваны. Остатки их найдены в отложениях среднего и позднего карбона, а также перми на всех южных материках, включая Индию, которая тогда находилась в южном полушарии. Об этих своеобразных растениях мы поговорим подробнее чуть позже, так как время их расцвета – следующий за каменноугольным пермский период.

Совершенно особенные голосеменные росли и в Ангариде. Семена некоторых из них имели специальный вырост – крылатку, приспособление для распространения ветром (фото 23).

Листья этих растений (фото 24) были похожи, на первый взгляд, на листья еврамерийских кордаитов, хотя у ангарских видов они, как правило, меньшего размера и отличаются микроструктурными признаками. Но вот органы размножения отличаются коренным образом. У ангарских растений органы, которые несли семена, напоминают больше шишки хвойных, хотя и весьма своеобразного вида, не встречающегося сегодня. Раньше эти растения, войновскиевые, относили к кордаитам. Сейчас их выделяют в отдельный порядок, а в недавней публикации «Великий перелом в истории растительного мира» С. В. Наугольных помещает их даже в отдельный класс. Таким образом, в отделе голосеменных, наряду с уже перечисленными классами, такими как хвойные или саговниковые, появляется ещё один – войновскиевые. Появились эти своеобразные растения в конце карбона, но широко разрослись практически по всей территории Ангариды в пермском периоде.

Фото 23. Ископаемые семена войновскиевых. Нижняя пермь. Приуралье.

Фото 24. Отпечатки листьев войновскиевых.

Что ещё надо сказать о каменноугольном периоде? Ну, пожалуй, то, что название своё он получил по той причине, что основные запасы каменного угля в Европе сформировались именно в это время. Но в других местах, в частности, в Гондване и Ангариде, месторождения каменного угля образовались, в большинстве своём, в следующем, пермском периоде.

Вообще говоря, растительный мир каменноугольного периода был очень богат, интересен и разнообразен и, наверняка, заслуживает более подробного описания. Ландшафты каменноугольного периода должны были выглядеть совершенно фантастически и непривычно для нас. Благодаря художникам, таким как З. Буриан, которые изобразили миры прошлого, мы можем представить сейчас леса карбона. Но, зная чуть больше о древних растениях и климате тех времён, мы можем вообразить себе и другие, совершенно «инопланетные» пейзажи. Например, леса из небольших, в два – три метра высотой, стройных прямых древовидных плаунов полярной ночью, недалеко от северного полюса того времени, на нынешнем крайнем северо-востоке нашей страны.

Вот как описывает С. В. Мейен в своей книге «Следы трав индейских» эту картину: «Наступала тёплая арктическая ночь. В этой темноте и стояли заросли плауновидных.

Странный ландшафт! Трудно представить себе его… По берегам рек и озёр тянется унылая щётка из палок разной величины. Некоторые завалились. Вода подхватывает их и несёт, сбивает кучами в заводях. Местами щётка прерывается зарослями папоротниковидных растений с округлыми листьями-пёрышками… Осеннего листопада, наверное, ещё не было. Вместе с этими растениями никогда не встретишь ни косточки какого-нибудь четвероногого, ни крылышка насекомого. Тихо было в зарослях».

Но у нас впереди ещё много интересного. Давайте же поспешим дальше, в последний период палеозойской эры, или эры древней жизни, – в пермь.

Пермский период. Время перемен

Каменноугольный период на основе исследований ископаемых флор Европы считался тёплым и влажным, а пермский период, на основании всё того же европейского материала, окрестили временем пустынь. До сих пор этот стереотип сохраняется в большинстве научно-популярных изданий и фильмов. Да, трудно отказаться от фраз про повсеместную аридизацию, то есть иссушение, повлёкшее за собой образование обширных пустынь и обеднение растительности. Наверное, дело в том, что человеку очень легко и удобно пользоваться некими обобщающими формулами вроде: «девон – век рыб» или «пермский период – период пустынь». И получается всё вроде очень красиво, каждый период имеет свою, порой весьма образную и красивую характеристику, да и запоминается так легче.

Всё хорошо, кроме одного: каждое упрощение, даже небольшое, искажает истинную картину. А уж если такой упрощенный подход применяют для описания истории протяжённостью в десятки миллионов лет в масштабе всей планеты, то это уже не упрощённый подход. Это уже, ну, скажем так, неправда. Действительно, в Европе и Америке относительно мало отложений пермского периода. А те, что есть, свидетельствуют в пользу существования там пустынных ландшафтов. Но известны и другие области, где климат был влажный субтропический, такой, как в первой половине перми в Китае. Разнообразие растений там очень велико и они совсем не похожи на растения пустынь. Не будем забывать и о грандиозном оледенении того времени в южном полушарии. Оледенении, которое по масштабам, видимо, превосходило последний ледниковый период, в котором мы с вами до сих пор живём. Вот вам и «время пустынь».

На севере Русской платформы в середине перми растительность представляла собой лишь заросли небольших, в два-три метра высотой, плауновидных рода вячеславия, да мхов. Росли они на обширном мелководье, заливаемом вторгшимся с севера морем. Площадь, которую занимала эта растительность, велика и, возможно, соизмерима с площадью Западной Европы. Но никто не делает выводов, что тогда вся Земля представляла собой некое морское болото с зарослями плаунов!

По мнению учёных, начавшееся ещё в карбоне образование областей со своей особенной флорой продолжилось в перми. От Еврамерийской тропической области отделилась растительность Китая. Образовалась так называемая Катазиатская область. На территории нашей страны, на границе Европы и Азии, возникла Субангарская область, флора которой сильно отличается от флор соседних областей – Ангарской и Еврамерийской. В ней найдено много эндемиков, растений, которые больше не встречаются нигде (фото 25).

Реконструкция ландшафта ранней перми (более 250 млн. лет назад) Западного Приурал ья приведена на рис. 9. В то время эта область представляла собой полоску суши между молодыми и высокими (около 3 км) горами Урала и морским заливом, вытянутым с севера на юг вдоль Уральского хребта. В правом нижнем углу на переднем плане – ветка голосеменного растения, возможно, близкого к гинкговым. На берегу ручья – заросли папоротников и членистостебельных растений, немного похожих на современные хвощи. За ними, слева – псигмофиллодендрон, дерево, сочетающее признаки пельтаспермовых и гинкговых, голосеменное растение с пока неизвестными женскими органами размножения. Лист этого дерева – справа в центре на фото 25. Невысокие деревца в центре – пельтаспермовые птеридоспермы (фото 16, 17 и 26). За ними – лес из войновскиевых, которых одни учёные относят к кордаитовым, другие – к хвойным, а третьи – в свой особенный порядок и даже класс в составе отдела голосеменных. Войновскиевые, несмотря на своё широчайшее распространение в пермском периоде, не дожили до следующего, триасового периода и вымерли, не оставив потомков.

Фото 25. Образцы ископаемых листьев и побегов субангарских растений. Нижняя пермь.

Рис. 9. Ландшафт Западного Приуралья. Ранняя пермь.

Фото 26. Отпечатки листьев и органов размножения пельтаспермовых. Женский семеносный диск и мужские спорангии, сросшиеся в виде цветка.

Некоторые учёные считают, что именно из Субангарской области в то время и «вышли в свет» гинкговые. Это мнение основывается на находках в ранней перми Западного Приуралья кистевидных собраний семян, очень похожих на семеносные органы ранних гинкговых (фото 27, справа вверху), а также на находках листьев явно «гинкгового» облика. Но всё же надо помнить, что древние растения преподносят порой сюрпризы и показывают нам, что надо быть очень осторожными и не судить обо всём растении по одному какому-то органу. Так, возможно, получилось и в случае с раннепермскими гинкговыми. Казалось бы, двулопастной лист (почти такой же как на фото 27, вверху слева) несомненно принадлежит гинкговым. Он даже относится к роду Sphenobaiera(сфенобайера), введённому для листьев древних гинкговых. Но вот относительно недавно, в 2003 году, в Африке был найден отпечаток ветки, на которой росли листья рода сфенобайера вместе с ни на что не похожими семеносными органами. Эти органы напоминали овальный листочек с загнутыми краями, с нижней стороны которого в два ряда, параллельно средней жилке, прикреплялись семена. Правда, ветка та жила на белом свете гораздо позже наших пермских листьев – в середине триасового периода и никак не могла принадлежать тому же естественному виду, что и пермские растения с листьями сфенобайера. Но дело в том, что семеносные органы, очень похожие на только что описанный лист с двумя рядами семян, были известны и из перми Приуралья. Их отнесли к роду Stiphorus, выдвигались различные гипотезы, какому же растению они принадлежали, но точно определить так и не смогли. И лишь африканская находка позволила учёным предположить, что, возможно, раннепермские сфенобайера и стифорус – части одного растения.

Фото 27. Ископаемые листья и кистевидный семеносный орган ранних гинкговых. Ранняя пермь. Приуралье.

Ну а что же происходило в пермском периоде в других частях Земли?

В южном полушарии, на материке Гондвана, произрастали тоже свои особенные растения. Большинство из них относится к вымершей группе глоссоптерид. Название это дано по роду Glossopteris, предложенному для характерных листьев (фото 28). Порой в отложениях так много листьев этих растений, что порода буквально состоит из них. Органы размножения этих растений очень разнообразны и интересны (рис. 10). Семеносный орган столь своеобразен, что привычного, современного названия для него не существует. Для таких органов, сросшихся с листом, точнее, с его средней жилкой, расположенных на верхней стороне листа и заключающих внутри себя семязачатки, был предложен труднопроизносимый термин «фертилигер». К сожалению, несмотря на то, что остатки этих растений очень многочисленны, они изучены не так хорошо, как хотелось бы, и прижизненное сочетание листьев и органов размножения известно лишь для немногих видов. Видимо, были среди глоссоптерид и высокие деревья, и кустарники.

Фото 28. Отпечатки листьев рода Glossopteris. Пермский период. Австралия.

Раньше эти растения относили к семенным папоротникам. Сейчас многие учёные считают, что глоссоптериды являются самостоятельным классом отдела голосеменных.

Рис. 10. Женские (семеносные) и мужские (пыльники) органы размножения глоссоптерид (по Мейену). Пермский период.

Фото 29. Ископаемые хвойные растения Ангариды. Ранняя пермь.

В пермском периоде продолжают бурно развиваться хвойные (фото 29). Их много во флоре северного полушария. В Еврамерийской области постепенно исчезают древовидные плауновые, но они ещё сохраняются в Катазии.

Фото 30. Отпечатки мутовки листьев и органов спороношения каламита гигантского (Catamites gigas), дерева, ствол которого достигал толщины 30 см. Приуралье. Ранняя пермь.

Процесс вымирания гигантских лепидодендронов, сигиллярий и родственных им растений начался уже давно, ещё в каменноугольном периоде, и во многих областях Земли к началу перми их уже не осталось. То же самое происходит и с гигантскими членистостебельными карбона – каламитами. Их остатки ещё встречаются в ранней перми (фото 30), но позже они постепенно исчезают из геологической летописи.

К середине пермского периода в основном растительность приобретает новый, мезозойский облик. Именно в перми появились гинкговые (фото 27), начали широко распространяться эволюционно продвинутые (конечно же, для того времени) пельтаспермовые (фото 26). Среди членистостебельных появляются растения, уже очень похожие на наши современные хвощи (фото 31). Хвойные тоже принимают всё более привычный для нас вид.

Фото 31. Ископаемые членистостебельные Приуралья. Ранняя пермь.

Время владычества споровых и примитивных голосеменных, таких, как семенные папоротники, безвозвратно уходит в прошлое. Всё более и более совершенные растения заселяют нашу планету. Они оказались лучше приспособленными к новым условиям существования и постепенно вытеснили своих предков.

Мезозой или Мезофит?

Ну вот, скажете вы, мало того, что книжка и так полна неудобоваримыми словами, вроде «фертилигер», так ещё и мезофит какой-то появился. Что ж поделаешь, мне бы и самому очень хотелось бы уйти от таких не очень понятных терминов, но не получается. Если растения прошлых времён не с чем сравнить, и учёные дают им мудрёные греческие названия, то ничего не поделаешь – приходиться повторять их. Не придумывать же, в самом деле, названия попроще. Ну как назовёшь пельтаспермовые? Ни на что не похожие растения, современных аналогов не подобрать. Может, просто перевести на русский? Тогда получится «щитковосеменные». А глоссоптерис тогда будет «языкопёром». Тоже как-то не очень красиво. Не напишешь же: «в пермском периоде Гондвану покрывали заросли языкопёров». А как поступать с древними растениями, названными в честь исследователей и учёных? Как перевести на русский «кордаит», «войновския» или «чекановския»? А названные по местности или по населённым пунктам? Тоже не переведёшь. Остаётся только признать, что жило-было в пермском периоде такое плауновидное – вячеславия воркутская.

Да и с названиями современных растений тоже не всё гладко. Вот надо же было придумать такое название – гинкго. Даже чтобы произнести это слово, уже необходима небольшая тренировка, а уж если мы говорим о порядке гинкговых и хотим сказать «гинкгоалес», то точно перед этим нужно повторить несколько раз историю про то, как «ехал грека через реку…».

Между прочим, легенда о том, что гинкго в переводе с японского обозначает «серебряный абрикос», вызывает крайнее недоумение среди людей, владеющих японским языком. Да и вряд ли тёмножёлтые плоды кто-нибудь назвал бы серебряными. Насчёт абрикоса – тоже большой вопрос. Дело в том, что запах зрелых семян гинкго очень неаппетитен. В литературе его обычно сравнивают с запахом прогорклого сливочного масла. Но каждый, кто имел возможность познакомиться с «орешками» гинкго поближе, скажет вам, что они пахнут рвотой. Да ещё и очень сильно, руки отмыть трудно. Именно поэтому в декоративных целях в парках и садах стараются высаживать мужские экземпляры гинкго. И надо обладать поистине поэтическим воображением, чтобы сравнить эти семена с абрикосом. Или очень не любить абрикосы.

Мне лично, например, гораздо более вероятной кажется версия об ошибочном написании этого названия – Ginkgo.По замыслу человека, который открыл гинкго для европейцев, это растение должно было называться Ginkyo.Это слово действительно напоминает искажённое японское «серебряный плод». Но, видимо, почерк первооткрывателя был не совсем разборчив, вот и произошла замена буквы «у»на букву «g».Правда, потом, когда слово гинкго уже вошло в ботаническую номенклатуру, многие учёные предлагали изменить название этого растения, даже называли это слово «варварским». Но эти предложения, к сожалению, не нашли поддержки среди ботаников. Так что, дорогой читатель, придётся нам с вами смириться и привыкнуть к некоторым, возможно не очень привычным для нашего уха, названиям и терминам.

Итак, мезофит. Что же это такое? Давным-давно, ещё в XIX веке, геологи и палеонтологи разделили геологическую шкалу времени на четыре части. Назвали их просто – первичная эра, вторичная, третичная и четвертичная. Из этих названий в современной литературе осталась лишь четвертичная эра, правда, низведённая до ранга периода, да и тот чаще называют антропогеном. А остальные части переименовали. Получилось три эры: палеозойская, или эра древней жизни, мезозойская, или эра средней жизни и кайнозойская – эра нашей, современной жизни. Сокращённо эти эры называют просто палеозой, мезозой и кайнозой. Сделали это для удобства, а критерием для такого разделения выбрали господствующие группы животного мира. Так мезозой считается временем доминирования на Земле рептилий, а кайнозой – млекопитающих.

А что получится, если посмотреть на это деление времени не с точки зрения развития фауны – животного мира, а с точки зрения развития флоры – мира растений? Сказано – сделано. Получилось, что ту же шкалу времени можно разделить на палеофит, мезофит и кайнофит. Окончание «фит» в этих названиях происходит от греческого «фитон» – растение. Палеофит – время господства на Земле споровых и самых ранних голосеменных. Мезофит – время голосеменных, они в эту эру очень многочисленны и разнообразны. А кайнофит – время покрытосеменных или цветковых растений.

Границы эр, выделенных по развитию фауны и флоры, не совпадают. Так, мезозой начинается с триасового периода, а заканчивается вместе с меловым, в то время как мезофит начинается в середине пермского периода, а заканчивается в середине мелового. Такой сдвиг на полпериода между уровнями развития флоры и фауны привёл даже к созданию теории о том, что растительный мир меняется первым и лишь потом то же самое происходит с животным миром. Эта теория получила название теории «эволюционного несогласия». На первый взгляд всё выглядит так, будто бы изменения растительности ведут к смене видов растительноядных животных, а это, в свою очередь, приводит и к смене хищных.

Этот взгляд на развитие жизни на Земле крайне упрощён и совершенно неправилен. Флора и фауна нашей планеты находятся в очень тесной взаимосвязи. Вспомним хотя бы хрестоматийный пример с удивительной приспособленностью друг к другу цветковых растений и насекомых-опылителей. Более того, понятно, что границы периодов и эр довольно условны, и говорить о том, что в середине перми растительность на всём Земном шаре сменила свой облик на мезофитный нельзя. В каких-то областях это произошло раньше, в каких-то позже. В Субангарской области ещё в ранней перми мы находим очень много растений, характерных для мезофита. Можно даже сказать, что эти растения там доминировали. В Катазиатской области, тоже в ранней перми, многочисленны цикадовые, растения также характерные для мезофита. Да что говорить, ведь если мезозой определять, как время господства рептилий, то его нижнюю границу тоже надо бы перенести в пермь.

Но достаточно отступлений. Наверное, уже понятно, что спорить о том, как делить геологическое время и как называть эры, не стоит. Это то же самое, что спорить о том, когда начинается следующая неделя, в воскресенье вечером или в понедельник утром. Но всё же термины «палеофит», «мезофит» и «кайнофит» прижились в литературе. Видимо потому, что они очень удобны для описания характера флоры, её состава. Так, под «мезофитными» понимают флоры, в которых преобладали голосеменные: цикадовые, беннеттитовые, хвойные, гинкговые, пельтаспермовые, а также некоторые папоротники и хвощи. А «кайнофитная» флора – флора покрытосеменных.

Мезозой. «Новая волна»

В мезозое на Земле появляются новые группы растений. Может быть, наибольшей известностью среди них пользуются беннеттиты, названные так в честь английского ботаника Дж. Беннетта. Остатки стволов и листьев беннеттитов очень похожи на цикадовые, и раньше эти два класса не разделяли. Но потом выяснилось, что органы размножения некоторых беннеттитов обоеполые, совсем как у покрытосеменных растений. То есть в одном «цветке» (правильнее называть его стробилом) беннеттитов находились и семязачатки, и пыльники с мужскими спорами. Обоеполость органов размножения не встречается у других голосеменных, ни у вымерших, ни у живущих ныне. Лишь в стробилах растений из класса гнетовых мы можем видеть сейчас остатки их былой двуполости. То есть беннеттиты – единственные известные голосеменные с обоеполыми органами размножения. Помимо строения органов размножения есть между беннеттитами и саговниковыми и другое отличие. Саговниковые по своему внешнему виду больше всего напоминают пальму – прямой ствол с кроной длинных перистых листьев. Ствол у саговников ветвится крайне редко и, как правило, вследствие травмы. У беннеттитов же, совсем наоборот, прямой неветвящийся или клубнеобразный ствол – исключение из правил. Большинство беннеттитов издалека, вероятно, напоминали наши кустарники или небольшие деревья (рис. 11).

Появившись в триасе, беннеттиты вымирают в позднем мелу, оставив нам на память о себе, как считают многие ботаники, своего удивительного потомка – вельвичию.

Рис. 11. Класс беннеттиты. Один из видов рода Williamsonia (вильямсония). Юрский период.

Появились в это время и другие, не столь известные, но не менее интересные группы растений. Например, кейтониевые. Их открыл в 1925 году английский ботаник Г. Томас, и, как и подавляющее большинство древних голосеменных, их сразу же отнесли к классу семенных папоротников. Кейтониевые интересны тем, что их семена находились внутри замкнутых капсул, что очень напоминает конструкцию плода покрытосеменных. Да и сложные четырёхлопастные листья кейтониевых с сетчатым жилкованием очень похожи на листья покрытосеменных (рис. 12). Правда, ещё более сегменты листа кейтониевых похожи на листья глоссоптерис. Настолько, что различить их по внешнему виду очень трудно. Может быть, эти растения родственны? Может и так. Но, к сожалению, и те и другие изучены пока ещё недостаточно. До сих пор мы не знаем, были ли кейтониевые деревьями или кустарниками. Ни достоверных побегов, ни их древесины пока не найдено. Существовали кейтониевые с конца триаса до начала позднего мела.

Рис. 12. Растение с листьями рода Sagenopteris (сагеноптерис) и семеносными органами Coytonia (кейтония). Справа – семеносная купула в разрезе (по Гаррису).

Ещё одной очень своеобразной группой мезозойских растений были чекановские или лептостробовые. Их называют так по роду, предложенномудля листьев – Czekanowskiaили по роду Leptostrobusдля семеносных органов. Эти растения, широко распространённыена территории нынешней Сибири и в Европе, традиционно относят к классу гинкговых. Но посмотрите на рис. 13! Узкие лентовидные листья действительноочень напоминают сильнорассеченные листья гинкго, но вот органы размножения… Семеносные капсулы чекановскиевых похожи на раковину двустворчатого моллюска, внутри которой, по четыре штуки на каждой створке, располагались семена. Створки, судя по всему, были плотно сомкнуты и раскрывались только после созревания семян. А это означает, что пыльца не могла попасть прямо на семязачаток, а улавливалась сетью волосков и выростов, расположенной по краю капсулы. Потом, видимо, пыльцевая трубка прорастала внутрь капсулы, к семязачаткам. Такой процесс больше напоминает опыление цветковых, чем голосеменных. Может быть поэтому некоторые учёные предлагали и чекановские выделить в свой самостоятельный класс. Появившись в позднем триасе, лептостробовые навсегда исчезают в раннем мелу.

Рис. 13. Растение с листьями Czekonowskio (чекановския) и семеносными органами Leptostrobus (лептостробус); а – ветвь; б – семенная капсула, вид сверху; в – она же в разрезе, (б и в – по Красилову).

В начале мезозоя, в триасовом периоде, благодаря миграции растений из одних районов в другие, на Земле уменьшается разница во флорах различных географических областей. Многие роды и даже виды растений распространяются по всему земному шару. Так, в раннем триасе во многих местах мы находим многочисленные остатки невысокого древовидного плауновидного – плевромейи. Плевромейя, ведущая свою родословную от уже упоминавшихся вячеславий, росла на пологих, затопленных берегах пресных и солёных водоёмов. Рядом с ней, на возвышенных и сухих участках, произрастали вольциевые хвойные. Остатки вольциевых, уже вполне продвинутых в эволюционном смысле хвойных, известны ещё из пермского периода. Палеоботаники считают, что большинство современных групп хвойных произошли именно от них. Плевромейи же вымирают к концу триаса и, таким образом, с лица Земли окончательно исчезают древовидные плауны.

Но всё же флоры различных областей сохраняют отличия друг от друга, хотя эти отличия и не так сильны, как в перми. С. В. Мейен по составу растительности выделял три флористических области для того времени: Экваториальную, Сибирскую и Гондванскую. В Гондване постепенно исчезают глоссоптериды. Им на смену приходят пельтаспермовые, а также пришельцы с северных материков – хвойные, цикадовые, беннеттитовые. В Сибирской области преобладают гинкговые, но встречаются также пельтаспермовые, хвойные и папоротники. Экваториальная же область характеризуется присутствием большого количества цикадовых и беннеттитов.

Фото 32. Отпечаток листа Ginkgo. Юрский период. Забайкалье.

В юрском периоде и в начале мелового на Земле продолжали править бал всё те же классы растений. Со второй половины юры различия во флорах географических областей начинают возрастать. Сибирская область была покрыта «гинкговой тайгой» (фото 32), обычны и многочисленны также хвойные, уже довольно близкие к современным (фото 33). Многие современные семейства и даже роды хвойных уже существовали в то время. Например, всем известный род Pinus(сосна). Некоторые исследователи считают, что в это же время в Экваториальной области появились пустыни. Растительность же Гондваны окончательно перестаёт быть принципиально отличной от растительности северных материков, хотя ещё и сегодня мы можем увидеть разницу между растительным населением Южного и Северного полушарий. Так, южные хвойные представлены сегодня родами араукария и агатис, которые не встречаются на севере. В то же время привычные для нас ели, сосны, пихты и лиственницы не встречаются южнее экватора (исключение – один вид сосны). Считается, что такое нынешнее распределение хвойных растений имеет глубокие корни, тянущиеся из далёкого прошлого. Но подлинный переворот в растительном мире произошёл в середине мела, когда по всей Земле распространились покрытосеменные, сильно потеснив все другие растения.

Фото 33. Окаменевший ствол хвойного дерева. Меловой период. Река Подкаменная Тунгуска.

Меловой период. Возникновение и распространение цветковых

Когда появились первые покрытосеменные?

Что это были за растения?

Где это произошло?

Кого можно считать их предком?

Попробуем ответить на эти вопросы.

Итак, вопрос первый: когда? Первые проверенные и доказанные находки листьев покрытосеменных относятся к нижнему мелу. Они найдены в породах, которые образовались примерно 110 млн. лет назад. Надо сказать, что пыльца покрытосеменных встречается раньше, в отложениях возрастом 130 млн. лет. В любом случае мы можем сказать с большой долей уверенности, что цветковые возникли не ранее начала мелового периода. Иногда можно услышать о «сенсационных находках» остатков покрытосеменных в юре, триасе и даже в отложениях пермского периода. Но пока ни одно из таких сообщений не получило достоверного подтверждения.

Что же представляли собой первые покрытосеменные растения? Как уже было сказано, остатки первых цветковых представляют собой только листья и пыльцу. Исключение составляет один побег с несколькими листьями, расположенными по спирали. Ни самых первых плодов, ни, тем более, цветков пока ещё не найдено. Что можно сказать по такому, прямо скажем, не очень представительному материалу? Листья первых покрытосеменных простые, по форме похожи на всем известный лист лавра. Они невелики – не более 10 см в длину (а обычно – не более 4 см), у них ещё нет чётко выраженного черешка. Скорее всего, эти листья росли на кустах и были вечнозелёными. Следовательно, первые покрытосеменные жили в безморозном, тропическом или субтропическом климате. Принимая во внимание тот факт, что в захоронения, то есть в воду, попали лишь листья и пыльца, можно предположить, что растения эти росли на относительно сухих местах, далеко от воды. Вот и всё, что можно сказать о первых цветковых. Не много. Да и всё время приходится писать «скорее всего», «можно предположить…» Ничего не поделаешь, без новых находок и открытий мы ничего более веского сказать не можем.

Вопрос третий: где родина цветковых растений? Самый древний лист покрытосеменного найден на территории России, в Забайкалье (рис. 14). Найден он на берегу реки Витим палеоэнтомологами В. Жерихиным и А. Расницыным. Наделавшая недавно много шума во всём мире находка китайских учёных – Archaefructus sinensis,цветковое растение якобы юрского периода, жило, повидимому, гораздо позже. Похоже, что оно произрастало в конце раннего мела.

Рис. 14. Dicotylophyllum pusillum (дикотилофиллум пусиллум). Отпечаток листа одного из древнейших цветковых растений. Длина листа – 23 мм (по Вахрамееву).

Гораздо больше разнообразных остатков ранних покрытосеменных и, главное, гораздо лучше изученных мы видим в отложениях восточного побережья Северной Америки и западного побережья Африки и Европы (Великобритании). Первое появление пыльцы покрытосеменных отмечается на западе экваториальной Африки и на востоке Южной Америки. Напомним, что к моменту появления цветковых, эти два материка ещё не были разделены Атлантическим океаном. Видимо, там и находился центр возникновения покрытосеменных. Надо отметить, что многие учёные не согласны с этим. Есть очень много точек зрения на то, где же находилась родина цветковых. По одной из наиболее распространённых гипотез, эти растения появились в Юго-Восточной Азии. Сторонники этой теории утверждают, что так как больше всего видов примитивных покрытосеменных, таких, как представители рода магнолия, растут сейчас в Индокитае, то и возникли покрытосеменные именно там. Честно говоря, здесь трудно найти какую-либо причинноследственную связь. В самом деле, те же магнолии были широко распространены по всему миру. Росли они и в Европе, и в Америке, и в Африке, и то, что сейчас большинство их видов мы находим в Азии, говорит лишь о том, что это их последнее убежище. Они просто-напросто вымерли в других местах, а в Азии ещё остались.

Есть и другая теория, тоже достаточно популярная, особенно в последнее время. Состоит она в том, что покрытосеменные появились одновременно в разных местах и произошли, следовательно, от разных предков. Сторонники этой точки зрения утверждают, что остатки древнейших покрытосеменных найдены в породах одного возраста по всей Земле и, следовательно, появились они во многих географических областях в одно и то же время. Да, действительно, найденные остатки ранних цветковых растений добыты из пород «одного возраста».

Но есть маленькая деталь: в геологическом смысле «появились одновременно» означает «появились в период времени, протяжённостью не более 2 млн. лет». Да, для геолога это, может быть, и одновременно, но за такой срок первые покрытосеменные, безусловно, уже могли распространиться по всей Земле, создав впечатление «мгновенного возникновения» повсюду Наш обычный подорожник, впервые попав в Америку вместе с первыми поселенцами из Европы, всего за сто лет заселил весь этот континент до побережья Тихого океана. Индейцы называли это растение «след белого человека». Поэтому аргумент «одновременного появления в разных частях света» допустим при решении геологических задач, для составления геологических карт, но при анализе процессов, протекающих в живой природе, фразы вроде «одновременного появления» или «моментального вымирания» приводят к серьёзным ошибкам.

Теперь, когда мы знаем, когда и в каких условиях появились на нашей планете первые покрытосеменные, давайте попробуем выяснить, какие растения могли быть их предками. Все теории, пытающиеся объяснить происхождение какого-либо таксона животного или растительного мира, можно разделить на две большие группы.

К первой относятся те, которые утверждают монофилетическое происхождение таксона, то есть происхождение от какого-то одного предка. Здесь надо отметить, что учёные, конечно, не пытаются найти и определить какое-то одно растение, от которого и пошли все покрытосеменные. Речь идёт об определении хотя бы класса, а ещё лучше, порядка, который обладал бы наиболее важными чертами цветковых.

Вторая группа теорий – это те, которые объясняют происхождение живых организмов с полифилетических позиций, то есть они утверждают, что данная группа растений произошла независимо в разных местах, в разное время и от разных предков. В последнее время очень большое распространение получили теории происхождения крупных таксонов, например классов, от различных предковых групп. Такие классы животного мира, как рептилии или млекопитающие, многие считают сборными, полифилетическими. Поэтому сейчас, наряду с традиционной, появились и альтернативные системы классификации животного мира. В них, например, нет такого класса, как рептилии. Вместо него введены несколько классов – парарептилии, еурептилии и т. д. Некоторые исследователи считают, что все эти классы ведут свою родословную от разных земноводных, а те, в свою очередь, от разных групп рыб. Сейчас некоторыми учёными даже высказывается мнение, что и млекопитающие произошли от разных групп рептилий. Другими словами, получается, что когда мы говорим о каком-то животном, что это рептилия, мы утверждаем лишь то, что это животное определённого, «рептилийного», уровня организации. Что оно лишь обладает рядом черт, позволяющих нам отнести его к условной группе рептилий. Может быть, подобным образом мы можем трактовать и происхождение покрытосеменных растений? Может быть, покрытосемянность есть лишь набор общих признаков, параллельно и независимо возникших в процессе эволюции у разных предковых групп?

Нет, скорее всего, цветковые растения ведут своё происхождение от одного «корня». Слишком много общих черт у всех покрытосеменных. Причём сходство это проявляется и на эмбриональном и на биохимическом уровне. Процесс двойного оплодотворения цветковых очень специфичен и характерен только для них. Предположить, что такой механизм мог возникнуть независимо у разных групп растений, да ещё и в сочетании с другими чертами покрытосеменных, – это что-то из области фантастики. Такие совпадения маловероятны. Именно поэтому большинство ботаников и палеоботаников считают, что покрытосеменные являются естественным, а не сборным отделом царства растений. Давайте и мы с вами будем придерживаться этой точки зрения.

Значит, всё-таки один предок. Но какой? Какими чертами он должен был обладать?

Каких только растений не «назначали» предками покрытосеменных. Их пытались вывести и от плауновидных, и от членистостебельных, и от псилофитов, и даже от мхов. Но всё же, скорее всего, предка цветковых надо искать среди голосеменных растений. Уж очень много у них общего. Взять хотя бы семязачаток. Более того, среди мезозойских голосеменных мы находим растения с некоторыми признаками цветковых. Вспомним кейтониевых, которые обладали сложными листьями с сетчатым жилкованием и с семенами, заключенными в замкнутую капсулу, обеспечивающую их защиту не хуже, чем плод цветковых. Чекановские, которые имели некое подобие рыльца покрытосеменных. Беннеттиты, как уже упоминалось, имеющие обоеполые органы размножения, что так же характерно сейчас лишь для покрытосеменных. Эти органы даже иногда называют «цветком». Есть среди голосеменных и растения, как бы занимающие промежуточное положение между голо- и покрытосеменными. Для таких растений даже был предложен термин «покровосеменные». К ним относится, например, современная эфедра. Всё это так. Но и «цветок» беннеттитов и купула кейтониевых уже крайне специализированы и эволюционно продвинуты и, несмотря на всю свою «похожесть», в предки цветковых не годятся. Надо признать, что ни одно из известных нам растений, вымерших ли или живущих до сих пор, на роль непосредственного прародителя цветковых не подходит. Столь досадная для палеоботаников ситуация породила совсем уж экзотические теории происхождения покрытосеменных. По одной из них, многие ветви голосеменных в мезозое приобрели различные признаки «покрытосемянности», а объединились эти признаки в одном растении благодаря «горизонтальному переносу генов». То есть благодаря переносу генной информации не половым путём, а вирусами между особями разных классов растений. Надо сказать, что такой перенос действительно существует в природе, но его значение для видообразования крайне незначительно. Возможно, что горизонтальный перенос действует более-менее эффективно лишь среди доядерных организмов – среди бактерий. Поэтому теория эта представляется столь же смелой, сколь и нереальной. По другой теории, первые цветковые появились в горах и по этой причине не попали в осадочные породы, не дошли до нас в виде окаменелостей. Может быть и так. Но эта теория не оригинальна. До тех пор, пока учёные не нашли псилофитов, многие считали, что первые наземные растения тоже возникли в горах. Правда, как такое мнение сочеталось с убеждением, что растения «вышли» из моря, не понятно.

Но всё же, хотя точно указать предка покрытосеменных мы не можем, некоторые весьма вероятные предположения сделать мы в состоянии.

Начнём с одной из главных отличительных особенностей цветковых – наличия плода, ещё одной, дополнительной оболочки семени. Обычно подчёркивается роль плода в защите семязачатков и семян от неблагоприятных внешних факторов. Но основная функция плода, определяющая его полезность для растения, состоит в том, что плод очень успешно служит распространению семян. Такие примеры, как «парашют» одуванчика или сочные и яркие плоды вишни говорят о том, что с момента появления плода растения нашли очень эффективные и разнообразные способы расселения. Возможно, что именно эта функция плода и обеспечила покрытосеменным их «мировое господство» в настоящее время.

Так вот, плод многих растений несёт на себе ясные следы своего происхождения. Вспомните сливу или персик. Очевидно, что сочная мякоть этих фруктов как бы обернула семя и срослась, оставив шов на границе срастания. A. Л. Тахтаджян предположил, что плод покрытосеменных – это не развернувшийся лист голосеменного, на котором по какой-то причине уже сформировались семена. Надо сказать, что ничего невероятного в такой теории нет. Явление, когда организм начинает давать потомство, не сформировавшись ещё, как взрослая особь, широко известно и носит название неотении. Аксолотль, являясь личинкой земноводного амбистомы мексиканской (до сих пор иногда неправильно называемой амблистомой), может и не превратится во взрослое животное и размножаться в личиночном состоянии. Другое земноводное, большой сирен, вообще остался навсегда на уровне личинки, и взрослые его формы уже не существуют в природе. Есть предположение, что насекомые произошли также путём неотении, от личинок многоножек. Правда, это предположение не поддерживается большинством энтомологов – специалистов, изучающих насекомых…

В царстве растений такие примеры тоже известны. Тот же A. Л. Тахтаджян приводит пример плодоношения годовалой корневой поросли грецкого ореха. Прав или не прав Армен Леонович по поводу неотении, но то, что плод цветковых представляет собой фактически семя голосеменного, «завёрнутое» в видоизменённый лист, спорить трудно.

Таким образом, мы можем представить себе, как образовался плод покрытосеменных. А как же быть с тем фактом, что покрытосеменные обладают обоеполым и очень специфичным органом размножения – ярко окрашенным цветком, в котором присутствуют и семязачатки, и тычинки? Как образовался такой высоко специализированный орган, как цветок? Чтобы выяснить этот вопрос, придётся начать издалека.

Многие растения наряду с обычными длинными побегами имеют так называемые брахибласты – побеги укороченные. Брахибласт – это не просто короткая веточка, это – как бы сжатая, сплющенная с двух концов в десятки раз, длинная ветвь. Даже внутреннее строение такого укороченного побега отличается от строения побега нормального, длинного. В брахибласте сердцевина и кора занимает гораздо больший относительный объём, чем в нормальной ветке. При этом на брахибласте нормально развиваются и листья, и семеносные органы, и пыльники. И развиваются они в большом количестве, как на «нормальной» длинной ветви, как бы не обращая внимания на то, что побег не растёт в длину, а остаётся крохотным морщинистым «пеньком». В результате мы видим на укороченных побегах густые пучки листьев (хвоинок), как, например, у нашей сосны. И хотя хвоинки расположены на побеге как обычно – по спирали, но, из-за того, что они очень сильно сближены, у нас складывается впечатление, что растут они как будто из одной точки. У хвойного растения из рода Sciadopitysбольшое количество брахибластов (до 30 штук) образуется на концах нормальных побегов, и каждый из них несёт по 2 сросшихся листа. A. Л. Тахтаджян в многотомной энциклопедии «Жизнь растений» приводит примеры появления между несросшимися листьями сциадопитиса ещё одного укороченного побега с листьями. Вид сциадопитиса очень красив и необычен (фото 34). Складывается впечатление, что на концах веток пучками растут густые «зонтики» из длинных хвоинок. Поэтому это дерево иногда называют зонтичной сосной, хотя оно вовсе и не сосна. Сциадопитис относится к семейству таксодиевых порядка кипарисовых.

Помимо некоторых хвойных, брахибласты есть и у гинкго (фото 35). Причём и семена, и мужские пыльники у этого дерева растут только на укороченных побегах. Несколько лет назад было высказано мнение, что и стволы современных цикадовых (а может быть и не только современных) – это своеобразные гигантские брахибласты. Другими словами, побеги такого вида – не такая уж и редкость в царстве растений. Более того, как правило, именно плодущие ветви, то есть ветви, несущие органы размножения, чаще всего перестают расти в длину, превращаются в укороченные.

И сейчас мы вплотную подошли к тому факту, что цветок покрытосеменных тоже является брахибластом. В самом деле, если мы мысленно вытянем классический цветок (например, цветок магнолии) в длину, мы увидим побег, на верхушке которого будут располагаться семена. Ниже по этому побегу будут располагаться тычинки с пыльцой. Ещё ниже – лепестки. Как уже доказано наукой, и тычинки, и лепестки имеют листовую природу, то есть являются видоизменёнными листьями. Яркая окраска плодущих листьев и побегов – тоже не редкость среди растений. Не только лепестки цветковых, но и чешуи шишек голосеменных окрашены в красный, жёлтый, оранжевый, фиолетовые цвета. Вспомните окраску молодых шишек пихты или ели (фото 36). Даже мхи, например, широко известный кукушкин лён, в период спороношения расцвечивают свои листья всеми оттенками красного и оранжевого, образуя яркие куртины на болотах.

Фото 34. Пятилетний Sciadopitys verticilloto (сциадопитис мутовчатый). Подмосковье.

Фото 35. Побег Ginkgo. Хорошо видны укороченные побеги с молодыми листьями.

Фото 36. Молодая шишка ели обыкновенной (Picea abies).

Таким образом, подводя итог сказанному, мы можем представить себе некоторые черты предка цветковых растений. Это однодомное голосеменное дерево или куст (однодомные – растения, у которых и женские и мужские органы размножения находятся на одной особи). Будущий цветок, а пока лишь плодущий побег этого гипотетического предка должен был нести на своей верхушке семязачатки, расположенные по спирали и защищённые видоизменёнными листочками (будущие завязи). Ниже них – мужские органы – пыльники с пыльцой. А дальше – опять же расположенные по спирали листья. Как видите, ничего из ряда вон выходящего, невозможного в этом растении нет. Образование плода, то есть срастание плодолистика в сплошной покров семени, а также превращение нормального, длинного побега в брахибласт, могло произойти за очень короткий, по геологическим меркам, промежуток времени. На первый взгляд, всё так и должно было бы быть, и мы даже знаем ископаемые растения с таким набором признаков. Например, род Irania.Правда, ирания «старовата» для предка покрытосеменных. Она жила в конце триасового периода и, по этой причине, на роль предка не годится. Но важен сам факт. Важно, что подобные растения существовали, и нет никакой необходимости искать предковые формы цветковых только среди растений с обоеполыми органами размножения. Ведь и среди современных голосеменных мы не знаем растений с обоеполыми стробилами. Хотя есть голосеменные с явными и совершенно определёнными чертами, говорящими о том, что их предки имели и женские и мужские органы, собранные воедино. Это, как уже говорилось, гнетовые. В мужских стробилах Welvitchia mirabilis(вельвичии удивительной), находятся редуцированные семязачатки. Такие растения однозначно указывают нам на то, что в прошлом они имели предков с обоеполыми органами размножения, просто мы их ещё не знаем.

Какой же мы можем сделать вывод из всего сказанного? Надо искать. Скорее всего, в осадочных породах раннего мела (а может быть поздней юры?) где-то в Африке или в Южной Америке нас ждут ещё окаменелые остатки голосеменного растения – предка всех Angiospermae.

Кайнозой. Знакомые всё лица

Итак, эра «новой жизни». Действительно, к началу палеогена, первого периода кайнозойской эры, растительный мир Земли приобрёл более привычный для нас вид. Ещё в меловом периоде последние динозавры бродили среди хорошо нам знакомых берёз, тополей, дубов. Появились травы, современные группы мхов. Хвойные тоже уже были представлены многими современными родами. Современные семейства папоротников возникли ещё в юрском периоде. Но всё же необходимо сделать два замечания.

Во-первых, вспомним, что эволюция не знает остановок, и все живые организмы на Земле постоянно, из поколения в поколение, меняются. Поэтому, хотя действительно, род Betula(берёза) известен с верхнего мела, это не значит, что та, меловая берёза и берёза за вашим окном, это одно и то же. Всё же это, как минимум, два разных вида. Многие учёные считают, что относить то меловое растение к современному роду «берёза» нельзя. Это же, конечно, относится и ко всем другим живым организмам. Когда в некоторых книгах пишут, что «дерево гинкго сохранилось безо всяких изменений с юрского периода», знайте, что автор либо специально упрощает предмет, либо сам не знает, о чём пишет. Благодаря таким высказываниям создаётся впечатление, что живая природа развивается некими скачками. Вот, мол, десятки миллионов лет жили-были на земле кордаиты, а потом вдруг – бац, и превратились они в хвойных. Это, конечно же, не так. Изменения накапливаются в популяции очень долго. Для образования нового вида должны смениться сотни тысяч поколений. Но, в конце концов, последнее маленькое отличие, суммируясь с предыдущими, «ломает спину верблюда», и возникает новый вид.

А во-вторых, распределение растений по Земле сильно отличалось в те времена от современного. Те роды, которые мы встречаем теперь лишь в зонах тропического и субтропического климата, как хлебное дерево или магнолия, в палеогене были широко распространены в гораздо более высоких широтах. Так, на территории нашей страны, наряду с дубом, клёном, ольхой, берёзой, росли гинкго, метасеквойя, магнолия. Из папоротников часто встречалась осмунда. Хлебное дерево росло на территории нынешней Гренландии. На Шпицбергене (80 градусов северной широты!), на котором сейчас вы найдёте одни полярные лишайники и низкорослые травы, шумели широколиственные леса (фото 37). В Европе в это же время происходило накопление каменного угля в болотах вечнозелёных дремучих лесов из болотных кипарисов, лавровых, буковых, пальм и древовидных папоротников.

Охарактеризовать в общих чертах растительный мир кайнозоя ещё труднее, чем мир предшествующих эр. Из-за того, что для эры «новой» жизни мы имеем гораздо больше информации, этот мир кажется нам более разнообразным и изменчивым. Так, по распространению различных родов растений в кайнозое выделяют уже шесть флористических царств и значительно большее количество областей.

Действительно, события относительно недавнего прошлого легче поддаются изучению. Для кайнозоя мы хорошо знаем расположение материков, гор, океанов. Животный и растительный мир имеет близких современных родственников. Мы можем судить о времени и масштабах таких важных событий в истории Земли, как возникновение и исчезновение «сухопутных мостов» между Америкой и Азией, между Южной и Северной Америками. Хорошо изучены географические границы и временные этапы Великого Оледенения. Поэтому и растительный мир кайнозоя изучен лучше. Мы знаем, как под напором ледников сдвигалась к югу граница распространения теплолюбивых растений, как территории вечнозелёных субтропических лесов переходили во владение смешанных хвойношироколиственных сообществ.

Описание растительных царств и областей, смен их границ, многочисленных миграций растений в течение кайнозоя не входит в намерения автора. Об этом более подробно можно прочитать в литературе, список которой вы найдёте в конце книги. Но невольно напрашивается мысль, что мир более древних, предшествующих кайнозою эпох, был не менее разнообразен, и в нём происходили столь же значительные и частые изменения. Скорее всего, мы просто пока ничего не знаем об этом.

Фото 37. Отпечаток листа покрытосеменного растения из эоценовых отложений острова Шпицберген.

И ещё один факт из недавней истории Земли. Последнее оледенение, образование на полюсах гигантских ледяных шапок и практически мгновенное, по геологическим масштабам, их распространение, не повлекло за собой сколько-нибудь значительного вымирания организмов. А ведь ледники покрывали огромные территории. Больше половины Северной Америки исчезло под ледяным панцирем толщиной до двух километров. В Европе граница льдов находилась на широте Киева. В южном полушарии масштабы оледенения были не меньшими. И произошло это всего лишь в течение каких-то нескольких тысяч лет. Это была действительно глобальная катастрофа, которую растительный и животный мир… пережил без каких-либо потерь. Да, сократились ареалы обитания многих животных и растений, многие прежде единые ареалы были «разорваны» ледником, но вымирания, смены видов живых организмов не произошло. Вымирание началось позже, с отступлением льдов и весьма вероятно, что началось оно благодаря распространению нашего с вами старого знакомого Homo sapiens [1] . Этот процесс вымирания продолжается и сейчас со скоростью, которой ещё не знала наша планета. Каждый день на Земле исчезает по одному виду животных и каждую неделю – по одному виду растений. По прогнозам, в самом ближайшем будущем (десятки лет) по одному виду животных будет исчезать ежечасно. Может быть, вы думаете, что дело касается только низших животных, всяких насекомых да червяков? Не совсем так. Только в нашей стране один вид позвоночных вымирает каждые 5 лет. А позвоночных не так уж и много. Поэтому, для последних тысяч или даже десятков тысяч лет развития живой природы, конечно же, невозможно не учитывать влияние человека. Ну, взять хотя бы тот факт, что сейчас практически все плодородные земли заняты под сельскохозяйственные культуры. А в Западной Европе уже не осталось ни одного естественного леса. Всё, что есть, посажено человеком.

Вот как получается… Сотни миллионов лет растения совершенствовали свои приспособления к среде обитания. Возникали и развивались новые органы, появлялись новые стратегии размножения и расселения, совершенствовались приспособления к меняющимся условиям среды – к засухе, к холоду, и так далее. Одни виды сменяли другие в борьбе за жизнь. А побеждают в этой борьбе пока лишь те, что приносят пользу человеку. Эти хилые, совершенно нежизнеспособные существа, которые неизбежно вымерли бы без поддержки человека за несколько сезонов, теснят сегодня леса, которые существовали миллионы лет.

Ну что же, посмотрим, что будет дальше.

Глава 3. Растения движутся

Вот почему незачем нам спешить и наживать себе колотьё в боку.

А. Дюма. Три мушкетёра.

Ещё в те времена, когда наша планета была молода и в первичном океане обитали лишь самые простые одноклеточные организмы, уже тогда эти существа выбрали для себя различные стратегии питания. Эти малютки ещё не имели даже обособленного ядра, то есть принадлежали к царству бактерий. Некоторые из них предпочитали заглатывать себе подобных, а значит, были настоящими хищниками. Другие пополняли свой энергетический запас с помощью фотосинтеза. Процесс фотосинтеза можно записать очень простой химической формулой: вода плюс углекислый газ равно сахар плюс кислород. Читаем слева направо – фотосинтез, справа налево – дыхание. Но простота эта обманчива. Достаточно вспомнить, что человеку пока ещё не удалось воспроизвести эту реакцию в лабораторных условиях без участия живой клетки.

Разные методы питания – разное поведение. Хищникам для поиска пропитания необходимо быстрое, активное перемещение. Они не могут пассивно перемещаться с течением или ветром, ожидая, что еда сама упадёт им в рот. Такое поведение очень скоро приведёт их к гибели. Тем более, хищник не может прикрепиться в каком-то одном месте и просидеть на нём всю жизнь. Поэтому первые одноклеточные хищники обзавелись органами движения – жгутиками и ресничками. Теперь они сами, по своему разумению могли решать в каком месте им лучше «немного подкрепиться». Именно эти существа дали начало животным. Их потомки обзавелись уже гораздо более эффективными средствами передвижения, вплоть до ног и крыльев. Чтобы быстро и с максимальной пользой использовать органы движения, понадобился и такой сложный орган, как мозг, главным назначением которого стала координация движений, получение и обработка информации, поступающей от органов чувств.

С растениями же всё вышло совершенно иначе. Вода, углекислый газ и солнечный свет – не были в дефиците для первых, водных растений. Всё это можно было получить сидя на одном месте и нежась в лучах солнца. Поэтому и нужды в активных перемещениях с места на место у растений не возникло. Гораздо экономнее было направить все возможности эволюции на приспособление к неподвижному, сидячему образу жизни. Со временем растения усложнялись, начали осваивать новые среды обитания, у них появились новые органы. Но первоначальному прикреплённому образу жизни они не изменили. Зато довели приспособленность к такой жизни до совершенства. Именно это позволило растениям из тёплых мелководий тропических морей распространиться по всей Земле, проникнуть в безводные раскалённые пустыни и в земли, где царствует вечная мерзлота. И в этих, крайне неблагоприятных условиях, растениям всё же пришлось научиться двигаться. Для того чтобы добраться до воды, питательных веществ, для того чтобы обеспечить себе наиболее комфортный режим освещённости, да и много ещё для чего растениям пришлось выработать способность к изменению своего положения в пространстве. А ведь это и есть движение. Какие же движения мы можем наблюдать у растений?

Давайте вспомним наш уговор – мы говорим в этой книжке о высших растениях. А все высшие растения – организмы прикреплённые. Бродить по горам и долинам в поисках лучшей доли они не могут. А значит, движение высших растений – это движение только их органов. Представьте себе, что вместо вас сидит за столом и читает эту книжку какой-нибудь зелёный куст. Представьте себе, что захотелось ему попить. Мы просто идём на кухню и выпиваем стакан воды. А вот наш воображаемый растительный читатель поступит совсем по-другому. Ему придётся дотягиваться до крана, не вставая с места. Для этого он отрастит себе длинную «шею», протянет её до крана и присосётся накрепко к смесителю. Теперь, сидя в удобном кресле, он в любой момент может попить воды. И даже вставать с места ему не надо. Хочется перекусить? Отращиваем себе вторую голову на длинной шее и «врастаем» в холодильник. Замёрзли ноги? То же самое решение – отращиваем их до самой батареи отопления. Какой способ существования удобнее – решайте сами. Тут уж кому что нравится. Некоторые люди предпочитают активное движение, а некоторые из нас не выходили бы из квартиры всю жизнь. Человек провёл в благоустроенные квартиры воду, чтобы не бегать напиться или умыться к ближайшему ручью. Писатели-фантасты давно мечтают о «пищепроводах», доставляющих еду прямо на стол. Даже развлекаться мы предпочитаем на дому. Телевизоры, радио, домашние кинотеатры доставляют «пищу духовную» прямо к дивану. А пульт дистанционного управления позволяет с этого самого дивана даже не вставать лишний раз. А если уж необходимость купить новые батарейки или чувство голода всё же погонит нас в магазин, то и тут мы пытаемся избежать движений. Подавай нам автобус или автомобиль. Да ещё крайне желательно, чтоб остановка была рядом с подъездом, а в подъезде был лифт. Вот и получается, что все удобства, которыми окружает себя человек, служат лишь одному – поменьше двигаться. Так что нашему воображаемому персонажу – растительному читателю – многие позавидовали бы. Но вернёмся к вопросу движения у растений.

Надо отметить одну важную деталь – движения растений могут быть необратимыми (это если наш читающий куст прирос к водопроводному крану навсегда) и обратимыми (это если он хочет время от времени пододвигать «ноги» к батарее или отодвигать их по своему желанию). Поэтому механизмов движения у растений два. Давайте рассмотрим их чуть подробнее.

Первый связан с набором дополнительной массы, то есть с ростом, с образованием новых клеток или с необратимым изменением размеров старых клеток. Происходит этот процесс в определённых, необходимых в данный момент времени, местах. Именно таким образом, например, открывается и закрывается цветок. Когда растут клетки верхней стороны цветоложа, цветок открывается. Нижней – закрывается. Открывание и закрывание цветка повторяется много раз за время цветения. И в результате такого попеременного роста цветоножка тюльпана, например, удлиняется почти вдвое. Не надо думать, что растут растения очень медленно и движения роста нельзя заметить невооружённым глазом. То же открывание цветка происходит буквально на глазах. А если уж привести пример со скоростью роста корней ржи… Как выдумаете, как быстро увеличивается длина корней кустика этого полезного злака? Попробуйте угадать. Может 5 сантиметров в час? Или 10 метров в час? Нет, гораздо быстрее. По данным, которые приводит в своей книге «В мире растений» американский ботаник голландского происхождения Фриц Вент, общая длина корешков одной единственной особи увеличивается в сутки более чем на 4,8 километра. Это 3,5 метра в минуту!

Второй способ обусловлен не образованием новых клеток, а изменением геометрии уже существующих. Достигается это с помощью изменения внутриклеточного давления – тургора. Благодаря изменению тургора клетки могут вытягиваться или, наоборот, сжиматься, приводя в движение те или иные органы, например, упоминавшиеся уже листья мимозы. Движения органов растения, связанные с изменением тургора, обратимы, то есть могут повторяться сколь угодно раз. А движения, связанные с ростом, необратимы, в первоначальное состояние растение уже вернуться не может. Надо учитывать ещё и то, что в природе почти всегда ростовое движение сопровождается тургорным и наоборот. Эти два вида движения растений неотделимы друг от друга.

Какие же примеры ростовых движений мы знаем? Один из них приведён выше – это открывание и закрывание цветка. Ещё одно из известных проявлений таких движений – искривление стебля. Происходит оно в случае, когда одна сторона стебля растёт быстрее, чем другая. В результате растение наклоняется в ту сторону, с которой рост стебля замедлен. Именно таким образом многие растения «следят» за положением солнца на небе, поворачиваясь вслед за ним. Так ведёт себя наш всем известный подсолнух. Таким же образом обвиваются вокруг какой-нибудь опоры вьющиеся растения. В этом случае участок стебля, в котором происходит усиленный рост, равномерно перемещается по окружности и, в результате, стебель обвивает опору, принимая форму пружины. Примером растения, растущего таким образом, может служить всем нам хорошо известный «граммофончик», а точнее – Convolvulus arvensis(вьюнок полевой). Каким образом вьюнок точно определяет, с какой стороны стебля и в какой момент времени ему надо расти, остаётся пока загадкой.

Есть ещё очень интересный пример движения растений, связанного с их ростом. Поговорим о нём чуть подробнее.

Наверняка многие видели деревья, поваленные или сильно накренённые ветром. Бывает, что и ветер ни причём – река размывает крутой берег и деревья, растущие на нём, накреняются всё больше и больше в сторону воды. Если в результате такого неприятного для дерева происшествия оно остаётся в живых, то начинает происходить очень любопытная вещь. Огромный толстый ствол начинает изгибаться вверх, стремясь вернуть себе привычное вертикальное положение. Что же здесь удивительного, скажете вы, ведь все растения могут изгибать стебель, стремясь к свету.

Да, всё так. Но надо заметить, что ствол привычного для нас дерева состоит, в основном, из древесины. А клетки древесины – мёртвые. Дерево само в необходимый момент убивает их и строит из них систему тонких трубочек – сосудов или трахеид, по которым вверх по стволу поднимается от корней вода. Правда, и в древесине есть небольшое количество живых клеток, образующих тоненькие цепочки, но всё равно, ствол дерева в основном состоит из мёртвых, пустых и очень непластичных клеточных оболочек. Как же можно согнуть такую мёртвую массу? Деревья поступают очень хитро. Дело в том, что между корой и древесиной у них есть тоненький слой живых и постоянно делящихся клеток – камбий. Если говорить упрощённо, то камбий постоянно создаёт в одну сторону клетки древесины, а в другую – коры. Именно таким образом ствол дерева и растёт в толщину. Понятно, что у дерева есть два способа согнуть свой ствол – камбий может нарастить слой древесины на верхней части накренённого ствола и, таким образом, сверху, как бы стягивая тросом, изгибать ствол. А может, наоборот, наращивать слой древесины снизу и, расширяя её, как домкратом, добиться такого же результата. Интересно то, что разные группы растений предпочитают разные способы. Р. Вейнар в книге «Движение у растений» замечает, что по первому пути идут цветковые, и тогда по верху ствола возникает древесный тяж, который так и называют – тяговая древесина. Хвойные же растения придерживаются второго способа, наращивая снизу наплывы древесины, называемые креневой древесиной или, просто, кренью. Удивительна согласованность в действиях разных органов дерева в этом примере. Видно, что дерево прекрасно понимает, в каком месте, как и с какой скоростью ему надо надстроить новые ткани, чтобы вновь занять привычное вертикальное положение.

Теперь давайте попробуем хоть чуть-чуть разобраться в том, как и благодаря чему происходит в растениях выборочный рост каких-то, определённых самим растением, участков его тела.

В 60-х годах прошлого века в США был открыт гормон роста растений. Назвали его ауксин. В ходе проведённых экспериментов выяснилось, что микроскопические дозы этого вещества вызывают активный рост тканей растения. Выяснилось также, что ауксин вырабатывается в нежной, очень маленькой области – верхушечной зоне роста. Мы уже упоминали, что растения, в отличие от животных, растут, наслаивая новый слой клеток на уже существующие. Эти новые слои клеток и берут своё начало от непрерывно делящихся клеток зоны роста, так называемых меристематических клеток. А сама зона роста поэтому называется меристемой. Так вот, ауксин вырабатывается в меристеме. Но не только вырабатывается, но и распределяется. Оказывается, зона роста сама определяет, в какую сторону ей расти и отдаёт команды своим клеткам-дочерям с помощью ауксина. Было установлено, что количество ауксина в клетках освещённой стороны побега меньше, чем в клетках стороны, находящейся в тени. Таким образом, становится понятно, почему побег изгибается в сторону источника света.

После открытия ауксина были открыты ещё десятки растительных гормонов. Одни из них ускоряют рост отдельных органов, например, корней. Другие, наоборот, замедляют. Были открыты вещества, вызывающие ускоренное цветение и созревание плодов. Но один очень важный вопрос остался. Дело в том, что не только гормоны, вырабатываемые меристемой, управляют ростом растения, но и всё растение в целом управляет меристемой. Наличие такой обратной связи очевидно. Если бы её не было, то, например, все деревья росли бы с наклоном в сторону наибольшего освещения. В наших широтах – на юг. Но нет, такого мы не видим. Какой-то механизм не позволяет дереву расти с наклоном, рискуя упасть под собственным весом. Ещё один пример того, что зона роста реагирует на сигналы от других органов растения, дают нам лазающие растения. Чувствительный усик всем известного Cucumis sativusили, по-русски, огурца посевного, натыкаясь на подходящую опору, заставляет стебель расти в её сторону. Очевидно, что сигнал был послан усиком и «услышан» зоной роста стебля, но каков механизм всего этого процесса – пока загадка. Как не вспомнить тут сравнение растения с электронными часами – мы видим, что чёрная коробочка точно показывает время, но, как говорил доктор Ватсон в известном фильме: «чёрт возьми, как?»

Ну вот мы и подошли ко второму виду движения растений – движению, происходящему благодаря изменению внутриклеточного давления. Это давление, или тургор, меняется благодаря изменению концентраций растворённых в клеточном соке веществ. Растение само регулирует давление в своих клетках, для чего оно освоило множество способов. В том числе и с помощью ещё одного гормона – гибериллина, повышающего тургор. Точно выбирая необходимый в данный момент слой клеток, растительный организм способен резко повысить или понизить в нём тургорное давление, тем самым приводя в движение тот или иной орган. Наверняка вы не раз видели ускоренную съёмку, на которой усик вьющегося растения как будто вслепую нащупывает опору, за которую можно было бы зацепиться. Это движение вызывается изменением тургора с разных сторон усика попеременно. Правда, есть тут и ростовая составляющая, но, как уже упоминалось, оба вида движения, как правило, встречаются вместе.

Таким же образом обстоит дело и с закрыванием листа у хищной венериной мухоловки (Dionaea muscipula).Это растение, обитающее в Америке (кстати, именно на примере венериной мухоловки люди впервые поняли, что не всегда животные поедают растения, бывает и наоборот) имеет листья, напоминающие разделённый пополам круг с тонкими выростами-зубами по краю. В середине одной из половинок такого листа есть три чувствительных волоска, чутко реагирующих на прикосновение. Если замечтавшаяся муха коснётся этих волосков, лист очень быстро, примерно за 0,2 секунды, захлопнется. Зубы-выросты одной половинки листа точно войдут в пазы другой, и насекомое окажется «за решёткой». Это быстрое движение вызывается резкой потерей тургора в клетках верхней стороны листа и резким возрастанием давления в клетках нижней стороны. После того, как лист захлопнется, он будет ещё некоторое время сжиматься ещё плотнее. Этот процесс, хотя и происходит значительно медленнее, хорошо заметен невооружённым глазом. Тут уже вступает в дело рост клеток нюкней стороны листа. Очень интересна ещё одна особенность срабатывания листа-ловушки венериной мухоловки. Дело в том, что она, как и мы с вами, не очень любит лишние и бесполезные движения. Если на чувствительные к прикосновению волоски её листа случайно упадёт какой-нибудь предмет, то ловушка не захлопнется. Почему? Можно провести простой эксперимент. Венерина мухоловка часто продаётся в магазинах комнатных растений. Купите её (учтите, что уход за этим растением довольно сложен!) и попытайтесь, прикасаясь к чувствительным волоскам спичкой, изучить её реакцию. Вы увидите, что если тронуть лишь один волосок или все три сразу, то лист останется открытым. Ловушка захлопнется лишь в том случае, если вы дотронетесь до двух соседних волосков поочерёдно.

Закрывание листа венериной мухоловкой – одно из самых быстрых измеренных движений среди растений. Быстрее – только изгибание тычинок барбариса обыкновенного (Berberis vulgaris).При прикосновении к нижней внутренней стороне тычиночной нити (рис. 15), она резко загибается внутрь цветка, к пестику. Этот процесс занимает не более одной десятой секунды.

Рис. 15. Цветок барбариса. Слева – до раздражения, справа – после. Часть лепестков удалена. По Вейнару.

Есть ещё один очень любопытный пример использования растением тургорного давления. Некоторые растения, например, крокусы или известные нам подснежники, имеют так называемые контрактильные или, проще говоря, сокращающиеся корни. В какой-то момент они решают, что не плохо бы им закопаться поглубже в землю. Сказано – сделано. Корни, крепко закрепившиеся в земле, сокращаются, затягивая стебель поглубже в почву Такие же корни имеют и некоторые папоротники и цикадовые, которые закапываются таким образом в грунт на глубину до полуметра. Считается, что таким образом они избегают опасности падения под собственным весом. Ведь стволы у саговниковых устроены иначе, чем у привычных для нас деревьев. В них мало древесины. Состоят они в основном из живых клеток и, поэтому, очень тяжелы.

Механизм сокращения корней ещё полностью не изучен, но несомненно, что тургорные процессы играют в нём важную роль.

Примеров движений органов растений можно привести ещё много. Изгибание волосков-желёзок листа ещё одного растения хищника – росянки ( Drosera), когда она буквально обнимает ими неосторожное насекомое или изгиб корней в стремлении уйти от солнечного света. Складывание листьев клевера или кислицы ночью или в непогоду. Удивительная реакция мимозы стыдливой на малейшее прикосновение. А ведь мы не говорили о движениях на микроуровне. Движения устьиц, перемещение хлоропластов внутри клетки к более освещённой стороне. Вообще органеллы клетки не сидят на месте, а постоянно перемещаются, причём совершенно не случайным образом, что играет большую роль в передаче раздражения по тканям растения, а также в работе чувствительных рецепторов – органов чувств растений. Но об этом – в следующей главе.

Глава 4. Органы чувств растений

Растения – те же животные.

Они ощущают, печалятся, радуются.

На признаки этого указывает подвижность листьев.

Растения имеют ум и знание.

Анаксогор из Клазомен (V век до н. э.)

Прежде чем мы будем говорить об органах чувств растений, давайте попытаемся ответить на один «детский» вопрос. Чувствуют ли растения боль? Считается, что боль – это результат деятельности нервной системы. Как известно, сигнал о нарушении нормальной работы или сигнал о повреждении того или иного органа нашего тела передаётся по нервам в головной мозг. А наш мозг затем, определив место повреждения, даёт нам болевой сигнал. У растений нет мозга, нет нервов. Значит, и боли они чувствовать не могут? Давайте не будем торопиться с таким выводом. Ведь если мы уберём из определения боли слова «мозг» и «нервы» и будем понимать боль как реакцию организма на повреждения, реакцию, необходимую для того, чтобы определить место ранения, то мы увидим, что растения чувствуют боль. Все мы видели потёки смолы на стволах ели или сосны в тех местах, где ствол повреждён. Не надо думать, что сосна – это некий мешок со смолой из которого она вытекает в том месте, где этот мешок прокололи. Нет, смола образуется после повреждения дерева и именно в том месте, где она необходима, для того чтобы затянуть рану. Причём в залечивании раны принимает участие всё дерево, как единый организм, от кончиков корней до самого верхнего листочка. Это означает, что растение прекрасно чувствует, что оно ранено, и знает место ранения. Можно называть это чувство болью, а можно и не называть. Как кому нравится.

Подобным же образом обстоит дело и с другими чувствами растений. Если мы будем считать, что для того чтобы видеть, необходимы глаза, а для того, чтобы слышать – уши, то нам надо признать, что растения слепы и глухи. Но если мы поймём, что зрение – это лишь способность улавливать электромагнитные волны (свет), а слух – способность замечать колебания среды, а это можно делать и без глаз, и без ушей, то мы должны сделать вывод, что растения могут и видеть, и слышать.

Какие же органы чувств растений мы знаем? Сейчас установлено, что растения могут реагировать на очень многие физические, химические и биологические раздражители. Таких раздражителей известно более сорока! Помимо известных нам света, тепла, механических воздействий, влажности и силы тяжести, растения могут производить очень точный химический и биологический анализ среды. Причём и над землёй, и в земле. Механизмы работы этих органов чувств очень сложны и мало изучены. Мы с вами остановимся лишь на тех, о которых можно рассказать в небольшой научно-популярной книжке.

Начнём с того, что растения прекрасно определяют направление силы тяжести. Уже упоминалось, что ствол дерева растёт вертикально вверх, независимо от уклона поверхности земли. Полёгшая после ливня или сильного ветра пшеница уже через несколько часов вновь возвращается в нормальное вертикальное положение. Но если мы посмотрим чуть внимательнее, мы увидим, что не только ствол, но и корни, и ветви, и листья тоже занимают определённое положение относительно направления силы тяжести. Корень всегда растёт вниз, по направлению к центру Земли. Ветви и листья стараются расти в плоскости, перпендикулярной вектору силы тяжести. Так как же растение определяет, «где верх, а где низ»?

Ещё в XIX веке учёные заметили, что если удалить корневой чехлик, то есть самый кончик корня, длиной всего несколько миллиметров, то корень перестаёт расти вниз. Он полностью теряет ориентацию, и может расти в любом направлении, даже вверх. Стало понятно, что орган, определяющий направление силы тяжести находится в клетках корневого чехлика. После долгих поисков и раздумий, обратили внимание на то, что клетки эти содержат твёрдые крупинки крахмала, которые под действием тяготения скапливаются у одной из стенок клетки. Попробовали удалить эти крахмальные зёрна и увидели, что корень растения потерял способность воспринимать направление силы тяжести. Казалось, орган, ответственный за чувство равновесия у растений, найден. Более того, подобные зёрна крахмала были обнаружены и в некоторых других органах растений, например, в живых клетках коры. Изгиб же органа растения под воздействием раздражения от силы тяжести происходит благодаря уже известному нам неравномерному распределению ауксина. Но остаётся ещё очень много вопросов. Почему одно и то же положение зёрен крахмала заставляет корень расти вниз, верхушку – вверх, а ветви – горизонтально? Как определяют направление силы тяготения те органы, в клетках которых нет крахмальных зёрен, например, лист? Некоторые исследователи считают, что тут вступают в работу хлоропласты, а может быть и другие органеллы клетки. А у некоторых растений один и тот же орган вообще может менять направление роста «по своему желанию». Например, стебель мака снотворного, ориентируясь по направлению вектора силы тяжести, сначала растёт нормально вверх, от центра Земли. Но после цветения меняет направление роста на противоположное. Вот и получается, что растения не только могут определить, где верх, а где низ, но ещё и решают, какому органу, в какое время и куда нужно расти.

Пример с чувством равновесия растений довольно показателен. Мы видим, что действие силы тяжести воспринимается практически всеми органами растения. И корень, и стебли, и листья определяют направление тяготения каждый сам для себя. Но растут при этом абсолютно согласованно, образуя единый, взаимосвязанный организм.

Теперь давайте поговорим о восприятии растениями света. Вряд ли кто-то сомневается, что свет является важнейшим фактором, влияющим на рост растений. Не будем забывать, что растения, фигурально выражаясь, «питаются светом», и в процессе эволюции они должны были выработать надёжные и эффективные механизмы оценки освещённости. Конечно, скорее всего, растения не могут воспринимать зрительные образы, видеть очертания предметов. Для этого необходим мозг. Да и зачем им это? Зато чувствительность растений к световому воздействию намного превышает нашу.

К сожалению, до сих пор мы знаем далеко не всё о том, как и чем, какими органами растения воспринимают свет. Мы видим реакцию растений на освещение или на затенение. Знаем множество закономерностей, по которым растения реагируют на свет. Например, мы знаем, что долгое освещение слабым источником света даёт тот же эффект, что и сильная, но кратковременная вспышка. Мы знаем, что, освещая растение с двух противоположных сторон, мы заставим его изогнуться в сторону более сильного источника света. Но как растение видит свет, какими своими органами воспринимает его, до сих пор не известно. Мы можем выдвигать лишь более-менее правдоподобные гипотезы.

Как и в случае с чувством равновесия, растения воспринимают свет буквально всеми живыми клетками своего тела. Корни в процессе роста стараются спрятаться от света. Листья же большинства растений, наоборот, стараются расположиться так, чтобы быть максимально освещёнными. В этом им помогают и стебель, и побеги. Учёным удалось выяснить, что, скорее всего, за восприятие света в организме растений отвечают различные пигменты, находящиеся в хлоропластах растительной клетки. Наиболее известны из них хлорофилл и каротин, но на самом деле их намного больше. Каждый пигмент специализируется на своём любимом участке спектра. Какому-то больше по душе синий свет, какому-то – красный. Некоторые свет поглощают, некоторые – отражают, выполняя работу микроскопических зеркал и линз. Взаимодействие их между собой крайне сложно, каждый из них вырабатывает различные гормоны, влияющие на рост растения. Но вот что интересно: суммарный результат их деятельности оптимален для всего растения в целом. Как будто какой-то центральный орган, после бурного совещания с руководителями отделов, вырабатывает «генеральную линию», которой впоследствии все строго придерживаются.

Помимо вышесказанного, можно заметить, что растения чутко реагируют на воду, на многие химические вещества. Так, корни отвечают усиленным ростом в сторону повышения содержания в почве кислорода, углекислого газа, фосфатов. Реакция растений на химические раздражители играет особую роль в процессе размножения растений. Выяснено, что подвижные сперматозоиды некоторых растений находят направление к яйцеклетке благодаря тому, что она выделяет яблочную кислоту. Чувствительность сперматозоидов к содержанию яблочной кислоты поразительна. Ни один из созданных на сегодня человеком приборов для химического анализа не способен определять такие малые концентрации веществ. Уже упоминавшаяся хищная венерина мухоловка тут же открывает свой захлопнувшийся лист, если не чувствует присутствия в своей пленённой добыче аминокислот. Так же реагирует на вкус жертвы и другое хищное растение – росянка.

Очень ярко проявляется восприимчивость растений к химическим соединениям и в процессе борьбы за выживание. Некоторые растения вырабатывают яды, убивающие конкурентов. Так, многие виды ореха буквально поливают землю под своей кроной ядом, который действует, как гербицид. Этот же яд корни ореха выделяют в почву. Садовники знают, что под кроной ореха сорняки не растут. Травянистые зонтичные, как хорошо известные нам сныть или борщевик, выделяют вещества, не дающие прорастать семенам других растений. Именно поэтому заросли зонтичных трав очень стабильны и жизнеспособны. Другим растениям нелегко вытеснить их. Заростки папоротников синтезируют не только вещества, привлекающие мужские половые клетки своего вида, но и «дезориентирующие», сбивающие с толку сперматозоиды других видов. Всё это возможно лишь благодаря совершенству растительной «химической лаборатории».

Но, к сожалению, снова мы должны сказать, что ещё очень много неясного в том, как происходят в растительной клетке подобный химический анализ и синтез необходимых веществ.

Точно так же, как не совсем понятно каким образом растения распознают прикосновения. Считается, что ключевую роль здесь играет деформация цитоплазмы клеток. Возможно, что это так. Но этим не объяснить многие экспериментальные результаты. Вот, например, интересный факт: усик Sicyos angulatus, растения из семейства тыквенных, моментально реагирует на слабые раздражения от попадания на него микроскопических глиняных частичек или шерстяных ворсинок, массой в 3 десятимиллионных долей грамма! Но он же совершенно не «замечает» прикосновений гладкой стеклянной палочки или водяной струи. Также не обращает внимания на механические воздействия верхушечная зона роста – меристема. Такие факты приводит в своей книге «Движение у растений» Рейнхольд Вейнар. В общем, тут явно есть над чем ещё подумать.

Попробуем подвести некоторые итоги.

Во-первых, судя по всему, растения воспринимают раздражения практически всем своим телом, каждой клеткой, но каждый орган делает это по-своему. Это правило не без исключений. Например, усики многих лазающих растений воспринимают прикосновения лишь с одной стороны усика. Некоторые, как, например, горох, изгибают усик при прикосновении только к нижней стороне. Если коснуться верхней стороны – изгибания усика не происходит. Правда, это не означает, что верхняя сторона не чувствует прикосновения, ведь если трогать одновременно обе стороны, то реакция растения тоже будет нулевой.

Во-вторых, несмотря на малую изученность механизмов работы органов чувств растений, очевидно, что ответы на эти вопросы надо искать в законах функционирования живой растительной клетки.

В-третьих, хотя каждая клетка самостоятельно получает информацию о внешних факторах, она делится этой информацией с другими. Каким образом? Химическими или электрическими сигналами. Кстати, последними исследованиями установлено, что оба эти способа передачи возбуждения растения освоили. Замерены даже скорости этой передачи. Химический способ помедленнее, а вот электрические сигналы передаются от клетки к клетке в теле растения со скоростью до 50 см в секунду.

В-четвёртых, ясно, что существует механизм, определяющий степень важности и приоритет различных сигналов, поступающих от миллионов клеток и определяющий дальнейшие действия растения как целого организма.

Глава 5. Гипотезы, загадки

Но я так полагаю, что это обыкновенный

крокодил с крыльями и больше ничего.

И напрасно товарищ научный консультант наводит нам тут тень на плетень…

А. Стругацкий, Б. Стругацкий. Сказка о тройке.

Происхождение высших растений

Читаю одну из многочисленных ныне Энциклопедий – «Происхождение жизни на Земле». Цитирую:

«Как вышли на сушу первые организмы? Можно предположить, что атмосферные катаклизмы, сильные приливы и отливы, землетрясения выбрасывали из воды водоросли и другие морские растения. Они „поняли“, что на суше больше света для фотосинтеза и постепенно приспособились к новой среде обитания».

Сильно! По мысли автора этого умозаключения, если организм «выбросить» куда-нибудь, то он там посмотрит по сторонам, «поймёт», как хорошо на новом месте, и тут же там освоится. Так и подмывает посоветовать автору надеть плавки и пожить пару недель подо льдом в каком-нибудь озерце. А потом взглянуть, как он там «постепенно приспособился». Можно и продолжить логический ряд. Например, так: те крокодилы, которые жили в ветреных местностях, часто ураганами поднимались в воздух. Там они, поняв, что сверху всё гораздо лучше видно, тут же отрастили крылья и начали парить над родным болотом. Так и появились на белом свете крылатые рептилии.

Но если серьёзно, то я привёл эту цитату не для того, чтобы поиздеваться над незадачливым автором «Происхождения жизни на Земле», а для того, чтобы начать разговор о проблеме выхода растений на сушу. Дело в том, что первые известные нам наземные растения отличались от своих вероятных предков, водорослей, гораздо больше, чем наш воображаемый летающий крокодил от реального.

И так просто «выйти из воды» они не могли. Должны были пройти миллионы или даже десятки миллионов лет для образования тех приспособлений, которые позволили растениям освоить совершенно чуждую им среду – сушу. Формирование новых сложных органов и тканей не могло произойти «вдруг». Но тогда мы должны были бы знать какие-то переходные формы, какие-то виды, обладающие хотя бы частью тех свойств, которые свойственны высшим растениям. Проблема в том, что таких видов мы не знаем. Более того, если высшие растения вышли из воды, то все переходные формы должны были бы жить как раз на мелководье и, следовательно, благополучно попасть в захоронения и сохраниться в ископаемом виде. Но, несмотря на то, что мелководные морские отложения силура и девона изучены относительно неплохо, там мы находим лишь водоросли и псилофиты. Ничего «среднего»!

Надо отметить, что я совсем не хочу присоединиться к отряду тех людей, что хором твердят об отсутствии «переходных форм» по любому поводу. Нет, переходных форм найдено уже очень много. Есть многочисленные «мостики» между рыбами и амфибиями, пресмыкающимися и млекопитающими, между обезьяной и человеком. Даже между голо- и покрытосеменными, если и не сам мост, то, по крайней мере, следы от старых свай различить можно. Но вот между водорослями и высшими растениями ничего подобного нет. Как так могло произойти?

Очень интересную гипотезу выдвинул в своё время С. В. Мейен. Он предположил, что те растения, которых мы принимаем за первых обитателей суши, вовсе таковыми не являются. Что псилофиты (проптеридофиты по Мейену) – это растения, которые вернулись в воду с суши, подобно тому, как вернулись в неё китообразные. Если так, то это значит, что остатки действительно первых наземных растений должны находиться в более древних отложениях. Например, ордовика или даже кембрия.

Рис. 16. Отпечатки проблематичных организмов, напоминающие остатки высших растений: а – Boiophyton (бойофитон) и б – Aldonophyton (алданофитон). По Мейену.

Такие находки действительно есть, и они очень напоминают отпечатки обрывков небольших, толщиной несколько миллиметров, стеблей плауновидных. Наиболее известные из них – это Bojophyton pragenseиз морских отложений ордовика Чехии (рис. 16, а) и раннекембрийский Aldanophyton, найденный на северо-востоке нашей страны (рис. 16, б). Бойофитон пражский был описан чешским учёным И. Обргелом, а алданофитон – советским палеоботаником А. Н. Криштофовичем. К сожалению, даже после тщательных исследований, учёные не признали эти ископаемые достоверными остатками высших растений. Для прояснения вопроса с алданофитоном даже была организована конференция в Новосибирске. Очень авторитетные палеоботаники изучали образцы всеми доступными тогда методами. Какой же был сделан вывод? По меткому определению Мейена «заключение было единодушным: алданофит – это неизвестно что». Но есть и другие находки. В породах ордовикского возраста в 60-х годах прошлого века чешскими и польскими палеонтологами были найдены остатки растений, также напоминающие своим обликом плауновидные. Это роды Krejciella, Musciphytonи Hepaticaephyton.Совсем недавно, на берегу реки Волхов, в ордовикских известняках, российским палеоботаником С. В. Наугольных были найдены образцы, очень похожие на остатки высшего растения. Они представляют собой отпечатки небольших неветвящихся побегов с одиночными округлыми спорангиями на концах. Это растение получило название Volkhoviella primitivo.

Вот как описывает сам первооткрыватель волховиеллы свою находку: «В один из дней, отбирая образцы для последующего изучения, я вдруг заметил на поверхности небольшого куска известняка, расколовшегося под ударом молотка, странные образования. Сам известняк содержал фрагменты панцирей крупных трилобитов вида Xenasaphus devexusEichwald, образовывавших моновидовые скопления в пограничных отложениях валимской и вельской свит. Однако на головном панцире ксеназафуса, находившегося в моих руках, располагалось нечто совершенно удивительное.

К нему прикреплялись два небольших тёмно-коричневых побега длиной около 5 мм и шириной до 0,5 мм, с эллиптическими вздутиями на верхушке. При внимательном исследовании находки оказалось, что ткани, их слагающие, неоднородны. У побегов были плотные наружные покровы, а сами побеги и верхушечные образования имели неясные спирально расположенные бороздки и утолщения.

Внешне, как по общему облику, так и по размерам, загадочные остатки очень напоминали побеги тортиликаулиса (Tortilicaulis offaenusEdwards et al.) – примитивного спорового растения из группы риниофитов, описанного в 1994 г. группой английских палеоботаников, возглавляемой Дайаной Эдвардс и Джоном Ричардсоном, известными специалистами по первым наземным растениям. Однако остатки тортиликаулиса они обнаружили в нижнедевонских отложениях, а моё загадочное растение было найдено в среднеордовикских. Значит, их разделяло не менее чем 60 млн. лет…».

Да, действительно, количество находок остатков ордовикских наземных (или почти наземных) растений увеличивается, но пока, к сожалению, плохая сохранность всех этих остатков не позволяет с уверенностью говорить о появлении высших растений в ордовике и, тем более, в кембрии. Поэтому факт остаётся фактом – пока самые древние несомненные остатки высших растений датируются второй половиной силурийского периода.

Но, может быть, просто стоит очень тщательно поискать в более древних отложениях, которые формировались на материках? Да, считается, что они «мёртвые», то есть, что в них нет остатков организмов. Но ведь ещё совсем недавно считалось, что и докембрийские отложения не содержат остатков жизни. «Кембрийский взрыв», «великая скелетная революция» – вот как называли (и называют сейчас) события, происходившие в истории развития морских животных в начале кембрийского периода. Сколько учёных ломали голову над тем, почему же так внезапно в осадочных породах появляются разнообразные организмы с твёрдыми покровами тела. Все были настолько уверены, что в более древних породах таких животных нет, что… их там и не искали. Лишь в конце XX века выяснили, что и докембрийские морские известняки местами буквально «нафаршированы» остатками раковин и других скелетных элементов древних животных. Правда, они значительно мельче кембрийских, но всё равно ясно, что ни о какой «революции» речи быть не может.

Или вот ещё довольно интересная загадка. На фото 38 изображён кусок кварцита, возраст которого превышает миллиард лет. Обломки этой породы довольно часто встречаются в Подмосковье, куда они были «доставлены» ледником с Балтийского щита. Считается, что в те времена на Земле не существовало ещё многоклеточных организмов. Тогда чей же это отпечаток?

Может быть, и с остатками первых растений суши положение обстоит подобным образом? И высшие растения живут на Земле гораздо дольше, чем мы предполагаем сейчас?

Вспомните упоминавшийся уже раньше нематофитон. Этот организм уже научился защищать себя от высыхания прочной непроницаемой кожицей. И весьма вероятно, что столь гигантская форма наземной водоросли (конечно, в том случае, если это водоросль) не появилась на свет сразу в своём фантастически неправдоподобном виде, а имела гораздо более скромных по размеру, но тоже сухопутных, предков. Правда, если судить по самым последним исследованиям, нематофитон – это лишайник. Гигантский лишайник с вертикально стоящими выростами – подециями. Трудно представить себе эдакую восьмиметровую кладонию с метровой толщины «ножкой» среди низкорослых псилофитов. Но если это не так, и нематофитон – всё же гриб, а грибы питаются, как известно, мёртвой органикой, то мы должны признать, что слой отмершей растительности на суше уже был вполне достаточен для питания такого колосса. А значит, уже существовала плодородная почва с большим количеством, как говорят садоводы, перегноя. А останками каких существ она была сформирована?

Фото 38. Отпечаток неопределённого организма на шокшинском кварците, превратившемся в камень песке древнего (миллиард лет!) пляжа.

Как представляется автору, в пользу того, что остатки первых высших растений должны находиться не в морских, а в континентальных (то есть пресноводных) отложениях, говорит ещё и то, что современные высшие растения практически не живут в морской воде. Мхи сегодня не селятся даже на прибрежных, солёных от брызг морского прибоя, скалах. Плауновидные, хвощи и папоротники не переносят морской воды. То же самое можно сказать и о голосеменных растениях. Лишь три рода покрытосеменных (некоторые ботаники насчитывают только два рода с 13-ю видами) живут в море. Всего три рода по сравнению со всем остальным многообразием высших растений! Конечно, можно возразить, что существуют мангровые леса с деревьями, корни которых постоянно погружены в морскую воду. Есть и галофиты – растения солончаков. Но эти существа выработали в процессе эволюции приспособления, избавляющие их организмы от излишней соли. Соль для них – не благо, а враг, с которым они научились бороться. Это растения, вытесненные конкурентами в неблагоприятные условия в процессе борьбы за существование.

Здесь уместно провести параллель с миром животных и вспомнить ещё один необъяснённый до сих пор феномен. Насекомые, самый многочисленный класс живых существ на Земле, которые, казалось бы, прочно освоили и заселили все уголки планеты, в том числе и пресноводные водоёмы, совершенно не встречаются в морях и океанах. А ведь насекомые и высшие растения с момента их возникновения и до сих пор живут и развиваются на Земле в очень тесном взаимодействии друг с другом. Это взаимодействие, пожалуй, можно даже назвать симбиозом. Случайно ли такое совпадение их «точек зрения» на жизнь в морской среде? Как утверждает известная поговорка: «случайностей не бывает, бывают непознанные закономерности».

Несомненно, что в тесной связи с решением вопроса о возникновении высших растений находится вопрос о появлении у первых растений суши устьиц. Наличие устьиц, как мы уже говорили, является одной из отличительных черт высших растений. И, возможно, поняв, как и из чего возникли эти сложнейшие специализированные органы, мы поймём, от какого предка и как образовались и сами высшие растения. К сожалению, пока наука не нашла решения этой проблемы. Гипотез, объясняющих происхождение устьиц, было предложено немало. Так, например, индийский палеоботаник Д. Д. Пант считал, что устьица – это видоизменённые побеги. На сегодняшний день наиболее правдоподобной автору представляется версия, выводящая эти органы газообмена из половых органов некоторых водорослей – гаметангиев, в которых содержатся женские и мужские половые клетки. Действительно, строение гаметангия напоминает строение устьица. Если же гаметангий по каким-либо причинам стерилизуется, то есть лишается половых клеток, то сходство становится ещё разительнее. Но есть в этой гипотезе одна трудность. Половые органы, как мы с вами уже знаем, – отличительная черта гаметофитов высших растений. То есть, если мы видим, что растительный организм несёт на себе половые органы, то мы делаем однозначный вывод – это гаметофит (фото 39). А устьица – характерная черта спорофита. Правда, они были обнаружены и на гаметофитах некоторых высших растений, например, у Psilotum nudum(псилота голого). Но всё же, устьица на гаметофите – это, скорее, исключение из правил. Итак, предположим, что устьица есть видоизменённые гаметангии. Тогда почему же их нет у гаметофитов, и почему они есть у спорофитов?

Для того чтобы объяснить это явное несоответствие, можно предложить следующую гипотезу. Возможно, что первые высшие растения ещё не были разделены на гаметофит и спорофит. Это разделение могло произойти позже, уже после выхода растений на сушу. Другими словами, может статься, что первые наземные растения несли как половые органы, так и спорангии на одной особи. Являлись гаметофитом и спорофитом «в одном лице». Такие организмы – не фантастика, они известны у многих водорослей и носят название гаметоспорофитов. Подтверждением этой гипотезы могло бы стать древнее высшее растение, на котором бы были обнаружены и органы полового, и органы бесполого размножения. В этой связи вспоминается давний спор палеоботаников об одном из видов девонского рода Rhynia. Некоторые, очень авторитетные учёные, с уверенностью заявляют, что Rhynia gwynnevaughanii– гаметофит, так как на ней обнаружены образования, крайне похожие на половые органы. Другие, не менее заслуженные, доказывают со всей очевидностью, что это растение – спорофит, и что оно несло на концах своих побегов спорангии со спорами.

Фото 39. Печёночный мох Morshantio geteromorpho (Маршанция многообразная). Хорошо видны высокие женские подставки – выросты слоевища, на которых находятся женские половые органы. Подмосковье.

Ещё один непонятный факт, касающийся проблемы происхождения высших растений, подбросил молекулярно-генетический анализ. Если верить результатам, полученным этим методом при сравнении цепочек ДНК некоторых растений, то надо признать, что высшие растения – потомки мхов… Правда, надо заметить, что молекулярно-генетический анализ – метод очень трудоёмкий и требующий затрат большого количества времени и сил. Поэтому, как правило, он проводится не полностью, а «по сокращённой программе». А в таких случаях крайне велика вероятность ошибок, а то и просто подтасовок.

Что ж, к сожалению, пока всё то, что мы можем рассказать о появлении высших растений – лишь гипотезы. Нужны факты, новые материалы, новые находки. Только с их помощью можно ответить на вопросы о том, как и когда первые растения вышли на сушу, какими они были. И ответы на эти вопросы обязательно будут.

Мор, глад и метеориты

Очень часто в научно-популярной литературе, посвящённой истории жизни на Земле, мы встречаем упоминания о так называемых «великих вымираниях» или «волнах вымирания» организмов. Обычно упоминается несколько таких событий далёкого прошлого: исчезновение фауны морских мягкотелых организмов на рубеже вендского и кембрийского периодов, вымирание конца перми – начала триаса и, конечно же, «мелпалеогеновый биосферный кризис». Последний получил наибольшую известность благодаря вымиранию в этот период динозавров и других, столь же привлекательных чудовищ. Эти мифы столь живучи, а описания различных катаклизмов столь широко распространены и растиражированы, что этот вопрос нельзя обойти, если мы хотим получить сколько-нибудь реальное представление о развитии жизни.

Надо сказать, что вымирание групп животных и растений такой же естественный и обязательный этап в эволюции жизни, как и возникновение новых. Если принять общее количество видов, живших когда-либо и живущих сейчас на Земле, за 100 % то, по самым скромным подсчётам, окажется, что 99,9 % из них уже исчезли, вымерли. И вымерли они не потому, что на них постоянно падали метеориты, а потому, что все они были вытеснены более приспособленными, более успешными конкурентами. Грубо говоря, их всех либо кто-то съел, либо этот кто-то съел всю их пищу Других причин гибели крупных, широко распространённых групп организмов просто нет. Как же так, скажете вы, а изменения климата? А изменения уровня океана или его солёности? А как же влияние орогенеза (образования горных цепей) или вулканизма? Неужели все эти события не оказывали влияния на флору и фауну Земли? Конечно, всё это было. Менялся климат, исчезали и возникали тёплые и холодные течения, материки то расходились, то сближались и сталкивались вновь. Возникали и разрушались целые горные страны. Но ведь то же самое происходило и в последние несколько миллионов лет, а особенных катастроф с массовыми вымираниями мы не видим. Сегодня Америка «уплывает» от Европы на 2 сантиметра в год, растут Гималаи, происходят землетрясения и извержения вулканов, раскалывается Африка. Очень велика сейчас вулканическая активность на дне океанов. Например, только в Тихом океане насчитывается около десяти тысяч действующих вулканов высотой более 1 километра! А прибавьте к этому числу вулканы Индийского океана да ещё атлантического срединно-океанического хребта. Поэтому надо понимать, что все эти события и сейчас, и в прошлом были очень сильно растянуты во времени и ни в коем случае не носили характера кратковременных и смертельных для всего живого катастроф. Значительные для растительного и животного мира изменения климата происходили за десятки тысяч лет и не на всей Земле.

Если принять во внимание эти соображения, становится ясно, что такие изменения условий жизни не могут непосредственно привести к вымиранию той или иной широко распространённой группы организмов. Хотя, конечно, они могли привести и приводили к изменению ареалов животных и растений. Ну, посудите сами, допустим, в какой-то области нашей планеты за десять тысяч лет сильно похолодало. Пусть был в этой области безморозный климат и росли там пальмы и бананы. Так что же, в одну прекрасную осень, как только ударят первые морозы, вся эта пышная растительность вымрет в одночасье и останется одна лишь голая земля? Да нет, конечно. Постепенно, все эти тысячи лет, будет идти замена одних растений (теплолюбивых) другими, более приспособленными к прохладному климату. А бананы останутся и прекрасно будут себе жить-поживать, но в других, более тёплых местах. Не стоит забывать и того, что популяция может приспособиться к меняющимся условиям, если эти изменения происходят достаточно медленно.

Так что, если понимать под вымиранием некое мгновенное исчезновение с лица Земли широко распространённых до этого групп животных или растений, то надо признать, что таких событий падеонтология не знает. Вымирание всех известных на сегодняшний день таксонов высокого порядка (порядков, классов) происходило постепенно. Постепенно и очень медленно сокращался ареал таких таксонов. К концу процесса вымирания оставались лишь реликтовые популяции в хорошо защищённых от проникновения конкурентов убежищах. Те же пресловутые динозавры вымирали, то есть сокращали свою численность и видовое разнообразие, в течение миллионов лет. И к концу мелового периода количество их родов исчислялось единицами. Тот же процесс происходил и с властелинами экваториального каменноугольного леса – гигантскими плауновидными. Их количество сокращалось десятки миллионов лет!

Конечно, небольшая популяция, живущая на маленькой территории, может быть в одночасье уничтожена, скажем, извержением вулкана. Если сейчас вдруг на площадь, где обитают амурские тигры, упадёт метеорит и убьёт их, сможем ли мы сказать, что взрыв метеорита вызвал вымирание этих красивейших хищников? Вряд ли. Мы прекрасно знаем, что их осталось всего около 200 особей и что исчезновение тигра связано с деятельностью человека. Если бы не мы с вами, все метеориты были бы этому виду нипочём.

Итак, никаких массовых, мгновенных и одновременных уходов организмов со сцены жизни история Земли не знает. Все перечисленные соображения прекрасно известны учёным – ботаникам, зоологам, палеонтологам. Так почему же до сих пор нас пытаются заинтриговать «загадками великих вымираний»?

На это есть несколько причин. Во-первых, такие старинные заклинания, как «всем давно известно» или «как мы все знаем», всё ещё работают совершенно безотказно. Кому же захочется спорить «со всеми» или оказаться в меньшинстве, среди тех, кто «ещё не знает»? Во-вторых, журналисты в погоне за сенсацией для очередного вечернего выпуска, готовы придумать или подхватить любую, даже совершенно бредовую «утку». Так, недавно читал о том, что «учёные нашли жабу, питавшуюся динозаврами». В-третьих, часто сами учёные для получения средств на исследования эксплуатируют темы любых, даже кажущихся «загадок» и несуществующих «проблем». Правда, на вкус автора, таких людей лучше называть не учёными, а рекламными агентами от науки. Все эти люди паразитируют на неосведомлённости среднестатистического читателя, зрителя или слушателя. Человек, далёкий от проблем эволюции, развития жизни, не видит разницы между смертью отдельного организма и вымиранием крупного таксона. Он автоматически переносит возможные причины смерти одного отдельно взятого динозавра на целых два отряда животного царства. А это вещи совершенно разные. Все фиалки на Земле не могут одновременно погибнуть от переувлажнения, а ваша, на окне, может. Если у вас на дачном участке погиб от солнечных ожогов можжевельник, то не надо думать, что цветковые потеснили голосеменных в меловом периоде из-за того, что солнце тогда стало ярче светить.

К счастью, история растений, по сравнению с историей животных, не обросла таким количеством мифов про «великие кризисы». Возможно, так получилось потому, что всякие там листочки-веточки меньше интересуют людей, чем тигры, носороги и тираннозавры. Но благодаря этому, история растений может дать нам более реальную картину развития организмов. Картину, где появление новых форм тесно связано с исчезновением старых. Где эти процессы идут медленно и неуклонно, в полном соответствии с теорией эволюции.

В связи с обсуждаемой проблемой нельзя не упомянуть о давнишнем, продолжающемся ещё со времён Дарвина, споре о неравномерном, скачкообразном развитии живой природы. Такие скачки получили название сальтации.

Дело в том, что геологи при изучении древних осадочных пород со следами прошлой жизни сплошь и рядом сталкиваются с ситуацией, когда при переходе от одного яруса разреза к другому резко меняются остатки древней флоры и фауны, заключённые в породе. Естественно, у исследователей складывалось впечатление, что животный и растительный мир менялся неравномерно. Что за периодами относительного покоя следовали короткие по времени вспышки видообразования и замены одних видов другими. Механизм таких вспышек был непонятен, что породило большое количество гипотез и теорий. Среди учёных были как сторонники постепенного, равномерного течения эволюции, так и приверженцы теории сальтаций. Например, Ч. Дарвин категорически отвергал возможность любых скачков, а его ученик и горячий сторонник дарвинизма Томас Гекели утверждал обратное. Спор этот не закончен и сейчас. До сегодняшнего дня то в одном, то в другом научно-популярном издании мы можем найти отголоски этой старой дискуссии. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Мы знаем о том, что наш мир меняется неуклонно и необратимо, то есть эволюционирует. Меняется не только живая природа. Меняется человеческое общество, облик Земли, состав и структура её недр. Меняется солнечная система и Вселенная. Меняются со временем даже, казалось бы, «незыблемые» физические законы. Постоянна ли скорость этого процесса или эволюция может ускоряться или, наоборот, замедляться? Происходят ли «скачки» эволюции?

В вопросы развития Вселенной мы с вами углубляться не станем. Наша тема – растительный мир. Поэтому и поговорим мы на тему эволюции на примерах из мира флоры.

Начнём с уже упоминавшейся проблемы кардинальной смены флоры в осадочных слоях. Очевидно, что привлечения теории сальтаций для объяснения этого факта не требуется. Действительно, осадконакопления без перерывов не бывает. Нигде на Земле нет геологического разреза, в котором были бы представлены все породы – от самых древних до современных. Осадки накапливаются лишь в понижениях рельефа. А рельеф нашей планеты не был постоянным. Морское дно поднималось и становилось горной страной, а горы превращались в морское дно. Уже сформировавшиеся пласты пород разрушались дождём и ветрами, а затем опять, опустившись, принимали на себя груз новых, молодых отложений. Поэтому понятно, что из геологической летописи «вырваны» и отдельные абзацы, и страницы, и целые главы. Промежутки времени, о которых не осталось следов в горных породах, могут составлять и тысячи лет, а могут быть растянуты и на сотни миллионов.

Не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что смена растительности в какой-то одной, отдельно взятой области может произойти и в связи с миграцией растений. А ведь местонахождения ископаемых остатков не велики по площади. Как правило, их протяжённость измеряется всего лишь сотнями метров. Изменение условий существования, даже незначительное на наш, человеческий взгляд, может радикально повлиять на флору таких небольших районов. На светлой поляне могут десятилетиями расти одуванчики, но вот подросли окружающие деревья, и за несколько лет одуванчики исчезли, а их доминирующую роль взяла на себя сныть. Берёзовый лес со временем исчезает, вытесненный елью. А ельник сменяется, в свою очередь, смешанным хвойно-широколиственным лесом. Как видно из этих примеров, резкая смена видового состава растительности на небольшой площади совсем не обязательно связана с одномоментным вымиранием одних видов и возникновением других, новых.

Фото 40. Chamaecyparis pisifera (кипарисовик горохоплодный). Побег с обычными чешуеподобными листьями. Подмосковье.

Но есть факты, которые трудно или даже невозможно объяснить без привлечения гипотезы скачков эволюции. Знаменитый бельгийский палеонтолог Луи Долло ещё в XIX веке говорил, что увеличение длины позвоночника может происходить как за счёт увеличения длины позвонка, так и за счёт увеличения количества позвонков. Во втором случае, казалось бы, никакого объяснения, кроме резкого качественного скачка, просто нет. Всё выглядит так, как будто у родителей с тридцатью позвонками родилось потомство, у которого, благодаря «счастливой мутации», насчитывался уже тридцать один позвонок. Но не будем спешить с выводами. Конечно, уродства встречаются в природе часто. Мутации вообще лежат в основе видообразования. Именно благодаря им и происходит превращение одних видов в другие. Селекционерам растений в условиях питомников и опытных посадок удаётся выделять особи с различными отклонениями и даже закреплять те или иные уродства в качестве устойчивых признаков сортов и разновидностей (сравните фото 40 и 41). Именно так получаются садовые формы с различными типами листьев, формами кроны и так далее. Но может ли привести мутация, качественно изменяющая морфологию организма, к образованию нового вида? Если и да, то это, по мнению автора, случается крайне редко. Любая значительная мутация, пусть даже и «счастливая», в огромном большинстве случаев приводит к тому, что отклонившаяся, уродливая особь не оставляет потомства. А, значит, и никакого «мгновенного» образования видов в этом случае не происходит.

Другими словами, конечно, темп эволюции не постоянен. Процесс видообразования может идти медленнее или быстрее. Это зависит от многих факторов.

Фото 41. Кипарисовик горохоплодный. Садовая форма «Boulevard» с игольчатыми листьями. Подмосковье.

Так, например, изоляция популяции на ограниченной территории, скажем, на острове, ведёт к очень быстрому возникновению новых видов.

Происходят и скачки эволюции, когда радикальное изменение строения организма закрепляется в потомстве. Именно это и называется «счастливым уродством». Но такие случаи, по мнению автора, крайне редки. Это именно тот случай, когда исключение подтверждает правило. Правило, сформулированное ещё Чарльзом Дарвином: «Природа не любит скачков».

Очевидное – непонятное

Если продолжить параллель между нашими знаниями о животном и растительном царствах, то надо обратить внимание на важное отличие. В случае с животными мы, в общем-то, знаем значение и роль, которую выполняют те или иные изменения в организме, те или иные признаки, свойства, приспособления, органы. Мы знаем, что опора при движении на кончик среднего пальца, как у лошади, необходима для быстрого бега. Разнообразная окраска служит для маскировки или для отпугивания хищника. Таких примеров из царства животных мы знаем множество. Все мы помним прекрасные детские книжки, где нам объясняли «для чего нужны хвосты».

Именно эти примеры приспособлений к окружающим условиям, или, как говорят учёные, адаптаций, создают у человека впечатление «разумности» устройства живой природы. Как часто, любуясь на прихотливый узор крыльев бабочки или на завораживающие своей красотой движения пантеры, мы произносим – «велик Создатель». Да, трудно представить, что столь прихотливые и сложные приспособления созданы слепой силой случайных мутаций и естественного отбора. Да, представить очень трудно. Никто и не смог этого сделать до Дарвина, а многие ещё и сейчас не могут. Именно поэтому его теория – гениальна.

Но вернёмся к нашему вопросу. Итак, адаптации животных нам, в основном, понятны. С царством растений положение дел обстоит не столь просто. Ещё С. В. Мейен отмечал, что мы пока крайне мало знаем, для чего тому или иному растению та или иная форма его органов. Каковы преимущества (или недостатки) сложного листа ясеня или грецкого ореха по сравнению с простым листом дуба? Почему лист берёзы несёт мелкие зубчики по краю, какую пользу приносит клёну его форма листа? Все эти вопросы остаются пока без ответа. Получается, что мы не знаем связи между внешними условиями, в которых существует растение, и формой его листьев. Но если бы только это! Стебель растений (его проводящая система) устроен у разных групп растений по-разному. Скажем, у саговников (и у цикадовых вообще) основной объём ствола занимает рыхлая сердцевина, а древесина, то есть плотная ткань, проводящая воду от корней наверх, представляет собой лишь тонкое кольцо вокруг сердцевины. Такой тип ствола называется маноксилическим, то есть «малодревесным». Такие же стволы имели древовидные плауны, у которых тоненькое колечко древесины было окружено мощной корой, и многие семенные папоротники. Напротив, у хвойных или у древесных покрытосеменных, основной объём ствола занимает как раз древесина. Такие стволы учёные называют пикноксилическими. Что даёт растению то или иное строение проводящего органа? Замечено, что в условиях морозного климата растения с маноксилическими стволами не живут. Почему так происходит – неизвестно. Объяснение, что «малодревесный» ствол лопнет от мороза, приходится признать неудовлетворительным.

А ветвление растений! Какие преимущества даёт мутовчатое ветвление хвощам? Ветвление голо- и покрытосеменных растений тоже различно. Хвойным свойственно спиральное расположение ветвей на центральном стволе (впечатление, что ветви молодой сосны расположены мутовками обманчиво – это псевдомутовки, сближенные спирали). Другими словами, у хвойных боковые ветви так и растут себе вбок от центрального побега всю жизнь. У покрытосеменных, например, у яблони ветвление совсем другое. У них боковой побег в процессе роста выпрямляется и становится вертикальным, то есть стволом. А бывший вертикальный становится боковым, то есть ветвью. Какие преимущества дала подобная система ветвления цветковым растениям?

А какое значение имеет различная форма кроны? Например, пирамидальная, как у кипариса? Получается такая крона благодаря тому, что рост боковых побегов замедляется по сравнению с ростом верхушки. Но зачем?

Зачем некоторым видам ели более плотный «восковой» налёт на хвое, придающий ей голубой цвет? Казалось бы просто – приспособление к уменьшению испарения воды, к сохранению влаги. Но, на самом деле, наблюдения лесоводов показали, что голубые виды елей не имеют никаких преимуществ перед своими зелёными родственницами в условиях недостатка влаги. Даже наоборот, требуют более щедрого полива, быстрее сохнут.

Конечно, некоторые из адаптаций растительного царства мы в состоянии объяснить. Ясно, что колючки оберегают растения от поедания, а мясистый стебель нужен кактусу для хранения водяного запаса. Но к попыткам объяснить особенности растений с наших, человеческих позиций надо относиться весьма осторожно. У наших «зелёных друзей» могут быть свои соображения, весьма отличные от наших. Так, нам кажется, что созревшая шишка хвойных должна висеть на ветке вниз верхушкой. Ведь семенам так легче высыпаться на землю после того, как шишка раскроется. Да и от непогоды защита. Но, похоже, пихта «думает» совсем по-другому…

Надо признать, что, в основном, приспособительные признаки растений изучены очень слабо. А это далеко не праздный вопрос. Ведь за тем или иным признаком стоят миллионы лет эволюции. Все адаптации возникли не случайно, а были закреплены для чего-то естественным отбором.

Без знания признаков адаптации растений к различным условиям жизни мы не сможем внести ясность в ещё одну любопытную проблему. Заключается она в том, что среди растений очень часто мы видим схожие органы у различных по своему происхождению, неродственных видов. Побеги плауновидных по внешнему виду часто похожи на побеги хвойных и мхов. Настолько, что палеоботаники иногда принимали ископаемые стебли мха за плаун или веточку хвойного. Или наоборот. То же самое можно сказать и о сходстве листьев папоротников и некоторых голосеменных. А ведь эти растения живут в совершенно разных условиях. Мхи – обитатели болот, в то время как хвойные, в основном, предпочитают сухие места. Природа листьев хвойных и плауновидных совершенно различна. Если лист плауна представляет собой лишь вырост тканей стебля, то хвоинка, лист хвойного растения, по своему происхождению является веткой. И всё же мы видим, что в процессе эволюции, разными путями, у разных растений возникают очень похожие признаки.

К сожалению, в большинстве случаев, о причине этого мы можем только гадать.

Задачка для средней школы?

Ещё одна интересная и, казалось бы, «лежащая на поверхности» загадка заключается в очень простом вопросе: как деревья поднимают воду от корней к вершине? Как мы уже с вами знаем, вода с растворёнными в ней минеральными веществами поднимается вверх по стволу по трубочкам, представляющим собой стенки мёртвых клеток. Трубочки эти очень узкие – от 0,01 до 0,2 миллиметров в диаметре. Ясно, что дерево успешно доставляет по ним воду даже к самым верхним своим ветвям и листьям. Измерена и скорость этого поднятия – до 10 метров в час. Даже одно из самых высоких деревьев на Земле – псевдотсуга Мензиса (Pseudotsuga menziesii)(фото 42), которая достигает высоты 110 метров, прекрасно справляется с этой задачей. Поднять воду на такую высоту, просто создавая разрежение поверх водяного столба, то есть как бы засасывая её снизу вверх поршнем, невозможно. Курс физики средней школы утверждает, что таким образом можно поднять воду не выше, чем на 10 метров. Да и нет у растений никаких подобных приспособлений и органов. Может быть, вода поднимается по трахеидам древесины благодаря капиллярному эффекту? Тоже не получается. Зная диаметр капилляра, плотность и коэффициент поверхностного натяжения жидкости, мы можем вычислить, что максимальная высота поднятия не может быть в таком случае больше 3,5 метров. Маловато… Напрашивается единственный возможный вариант – чтобы поднять воду на высоту самых высоких деревьев, корни должны работать как насос, создающий давление приблизительно в 50 атмосфер. Измерили давление воды на выходе из корня. Получилось, что оно в сотни раз меньше требуемого. Да, к тому же, это давление не постоянно в течение суток. Максимально оно ранним утром, а к обеду вообще исчезает. Опять, уже в который раз, мы сталкиваемся с ситуацией, когда результат очевиден, а метод достижения этого результата непонятен.

Фото 42. Pseudotsuga menziesii (псвдотсуга Мензиса) в возрасте 39 лет. Подмосковье.

Совсем недавно была предложена гипотеза, объясняющая этот процесс. Суть её в том, что растения поднимают наверх воду с помощью так называемой транспирации – процесса, имеющего много общего и с испарением, и с осмосом. Заключается он в том, что сухой воздух, обладающий высокой поглощающей способностью, «вытягивает» молекулы воды через устьица из листьев. А не разрывается водяная нить, проходящая по сосудам древесины, за счёт сил молекулярного сцепления.

На первый взгляд, всё понятно. Эдакая открытая «кровеносная» система растений. Но всё же остаются некоторые вопросы.

Во-первых, часть воды, достигнув листа, не испаряется, а, насытившись сахарами и аминокислотами, отправляется в обратное путешествие – к корням. Она перетекает по флоэме, специальной ткани дерева, расположенной кольцом под корой. Флоэма построена из живых клеток, и, хотя скорость перемещения растительного сока по ней примерно в 10 раз меньше скорости воды в древесине, всё же объёмы перемещаемой жидкости значительны. И течёт эта жидкость вниз не под действием силы тяжести, иначе растения, у которых корень расположен выше стебля, например, многие эпифиты, не получали бы столь необходимые им вещества. Поэтому «кровеносная» система у растений не такая уж и открытая.

Во-вторых, вода в растениях циркулирует и без листьев. Скажем, нашей зимой или во время засухи в жарких странах, как известно, многие деревья сбрасывают листья.

В-третьих, растения успешно поднимают воду к своей верхушке и в условиях 100 % влажности окружающего воздуха, например, в экваториальных дождевых лесах. Более того, именно для растений, живущих в условиях высокой постоянной влажности характерно наличие очень больших (видимых невооружённым глазом) водяных устьиц – гидатод. Гидатоды специально приспособлены для того, чтобы выделять лишнюю воду, и выделяют они её в больших количествах. Распространённое комнатное растение алоказию по этой причине называют даже иногда «плачущим деревом». Есть гидатоды и у водных растений. Какая уж тут транспирация!

Подобных вопросов можно было бы задать множество, но и из уже сказанного ясно, что у растений, помимо транспирации, должны существовать и иные механизмы для перемещения воды с растворёнными в ней веществами.

Тёплые и пушистые

Наверняка вы много читали о том, что одним из высших достижений млекопитающих по отношению к рептилиям или земноводным является их теплокровность. Да, действительно, млекопитающие довольно эффективно поддерживают постоянную температуру своего тела. Хотя, конечно же, только в определённых температурных условиях. Всё же, человек, например, не может жить без одежды при температуре менее 16 °C – он замёрзнет. Да и на горячем южном солнце мы перегреваемся довольно быстро. Несколько часов достаточно для того, чтобы получить тепловой удар.

Реже пишут о том, что и рептилии, и земноводные тоже могут регулировать температуру своего тела. Только вот «диапазон регулировок» у них гораздо уже. Скажем, лягушки способны «подогреть себя» лишь на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Даже насекомые способны к регулированию своей температуры. Видели, как бабочки или шмели подолгу машут крыльями «в холостую», сидя где-нибудь на веточке? Так они разогреваются перед полётом в холодную погоду.

А что же растения? Могут ли они регулировать свою температуру? А если да, то в каких пределах? К сожалению, автору не удалось найти каких-либо сведений о том, что серьёзные эксперименты в этом направлении вообще кем-то когда-то проводились. А ведь очевидно, что растения, по крайней мере, некоторые из них, способны изменять температуру некоторых своих органов. Это происходит благодаря усилению дыхательных процессов. Так, хорошо известен так называемый «тепловой феномен» у саговниковых. Измерено, что мужские стробилы одного из видов в период созревания нагреваются на 15 градусов по сравнению с окружающим воздухом! Такое значительное увеличение температуры однозначно говорит об очень эффективном внутреннем механизме регулирования температуры у этих растений. В своей книге «Занимательная физиология растений» В. И. Артамонов приводит такой пример увеличения температуры отдельных частей растения: «Любопытно, что при колебаниях температуры воздуха от-15 до +15 градусов симплокарпус способен в течение нескольких недель поддерживать свою температуру, которая на 15-35 градусов выше, вследствие чего растение не страдает даже от морозов». Он же пишет о том, что подснежный рост многих растении сопровождается повышением температуры ростков, благодаря чему они буквально проплавляют ледяную корку.

Наверняка и другие высшие растения обладают способностью регулировать свою температуру. Скорее всего, даже все. Побеги и листья многих растений покрыты различными волосками и чешуйками (фото 43 и 44), которые, возможно, служат той же цели, что и шерсть животных. То есть помогают растениям сохранять тепло либо, наоборот, не перегреваться в жаркую погоду.

Фото 43. Rhus typhina (сумах оленерогий). Густоопушённый побег молодым листом. Подмосковье.

Все мы знаем, что зимой снежный покров подтаивает, оседает кольцом вокруг стволов деревьев, что объясняется обычно тем, что ствол дерева разогревается солнцем. Может быть и так. А если нет?

А если дерево всё же способно, пусть и в небольших пределах, регулировать температурусвоего тела?

Да, в этом случае становится как-то неудобно пилить бензопилой «теплокровных»…

Фото 44. Dryopteris buschiana (щитовник Буша). Молодые разворачивающиеся листья (вайи), густо покрытые чёрными чешуями. Подмосковье.

Распорядок дня

Все мы знаем, что являемся счастливыми обладателями «внутренних часов». Именно поэтому, после перелёта в местность, находящуюся в другом часовом поясе, мы долго не можем заснуть ночью и ходим днём, как сонные мухи. Просто наши биологические часы ещё не перестроились, мы продолжаем жить в старом, домашнем ритме. Если спросить, а что в нашем организме отвечает за настройку внутреннего, биологического времени, мы наверняка получим ответ: конечно, мозг! Ну что ж, тогда надо признать, что у растений за те же «часы», за внутренний биологический ритм отвечает что-то другое. Чтобы убедиться в этом, достаточно провести очень простой эксперимент. Возьмите с собой в путешествие горшок с каким-нибудь цветущим растением, и вы увидите, что оно, так же как и вы, будет «просыпаться» и «засыпать», то есть открывать и закрывать цветки в соответствии со старым, домашним временем восхода и захода солнца. И, так же как и вы, оно привыкнет к новому «расписанию» примерно через сутки – двое.

Вьющиеся растения, обвивающие опору подобно пружине, также управляют своим ростом, исходя из ритма своих внутренних часов. По крайней мере, другого объяснения столь правильному цикличному перемещению зоны усиленного роста стебля пока не предложено. Ведь, как выяснилось, прикосновения опоры в данном случае не чувствуются растением. Нет здесь зависимости и от других внешних факторов, таких, как освещение. Очень интересной особенностью такого «винтового» роста стебля является и тот факт, что направление закручивания постоянно и не изменяется у растений одного вида. У большинства растений, верхушка описывает круги вокруг опоры против часовой стрелки. Хотя, к примеру, хмель предпочитает обвивать опору по ходу часовой стрелки.

Привычный для нас клевер луговой опускает и поднимает свои листья ночью с периодичностью приблизительно 3 часа. Как говорил классик: «Зачем?… Спроси его».

Все почки дерева весной открываются одновременно, хотя находятся под действием неодинаковых внешних факторов. Некоторые из них освещены лучше других, некоторые находятся у основания веток, другие – на концах. Одни – с северной стороны, другие – с южной. Но все, как по команде «дирижёра» встречают весну разом, в один день. Как же так получается? Ну, хорошо, пусть дерево передаёт своим листьям некий химический сигнал, что-то вроде «пора раскрываться». Но как тогда объяснить тот факт, что тысячи тополей в Москве, растущих в совершенно разных местах и в разных условиях зацветают одновременно, засыпая всю округу своими пушистыми семенами?

Ещё один пример работы некоего метронома, дирижирующего жизнедеятельностью растений, довольно часто приводится в научно-популярной литературе. Сорта бамбука с крупными, одревесневающими стеблями широко культивируются в Юго-Восточной Азии. Там эти растения используют в качестве строительного материала. Прочные, лёгкие, совершенно прямые стебли этих злаков очень подходят для строительных конструкций. А если ещё учесть скорость роста бамбука и то, что в высоту он достигает 35 метров (а это высота 11-ти этажного дома), то становится понятным то разочарование, которое постигло японских «бамбуководов» в 60-х годах прошлого века. Дело в том, что бамбук очень редко, примерно раз в 60 лет (а бывает, что и раз в 120 лет), зацветает. И после цветения гибнет. Так вот, огромные по площади плантации бамбука в разных местах в «один прекрасный день» зацвели одновременно. И, естественно, после этого разом и погибли. Как выяснилось, все погибшие растения были клоном одного, привезённого десятки лет назад из Китая. Их долго и успешно вегетативно размножали и расселяли на Японских островах, пока не наступил час цветения. И все растения, давно уже жившие в разных условиях, на разных почвах, при разной освещённости и будучи все разного возраста, погибли одновременно.

Вот и получается, что растения не только воспринимают и реагируют на воздействие внешних факторов, но и сами способны «думать» и поступать в соответствии со своим разумением. Ещё Чарльз Дарвин утверждал, что работа системы управления жизнедеятельностью растения очень напоминает работу мозга животных. По крайней мере, результаты их действий очень похожи.

Посудите сами – растение-паразит повилика ( Cuscuta) после захода солнца поворачивает свои листья и побеги к востоку, как будто зная, что следующим утром оно взойдёт именно там.

Таких примеров можно привести ещё очень много, но и уже сказанного достаточно, чтобы убедиться в том, что жизнедеятельность растений подчиняется их собственному, не зависящему от внешних условий, расписанию, внутреннему ритму Каков механизм действия этих «часов», где, в каком органе растения они находятся? К сожалению, пока это остаётся загадкой.

Приходится признать, что несмотря на гигантский объём информации, который даёт нам наука, мы всё ещё знаем ничтожно мало об этом параллельном мире, существующем рядом с нами, мире загадочных созданий Эволюции – растений.

Вот и закончился наш короткий разговор о растениях. Надеюсь, он не был скучным и затянутым. По крайней мере, автор очень старался, чтобы так не случилось. Конечно, в этой книжке мы не коснулись многих тем, связанных с систематикой растений, отличий одних групп от других. Нет здесь и описаний конкретных видов, родов, семейств. Автор исходил из уверенности, что информацию подобного рода можно без труда получить из других источников, таких как энциклопедии, определители, учебники. Здесь мы лишь попытались окинуть общим взглядом мир высших растений. Понять, хотя бы и на начальном уровне, разнообразие растений, их историю, работу их органов, законы, по которым растения живут и развиваются. И если хотя бы немногим из вас, после прочтения этой книжки, мир растений стал ближе, интереснее и чуть-чуть понятнее, то автор может считать свою задачу выполненной.

Словарь

Аналогичные органы– органы, выполняющие одинаковые задачи, но принципиально различные по своему происхождению. Например – крыло птицы и крыло стрекозы. Или – крылатый плод клёна и крылатка семени сосны.

Беннеттиты– вымерший класс голосеменныхрастений, характерных для мезозоя. Имели много общего с саговниковыми, но сильно отличались от них органами размножения. Наиболее известные представители – цикадеоидеи и вильямсонии, хотя беннеттиты были гораздо более разнообразны.

Брахибласт– укороченный побег. Развивается из пазушной почки листа. Как правило, именно на таких побегах расположены органы размножения. Да и сами эти органы (цветок покрытосеменных, шишка хвойных и др.) в большинстве своём являются брахибластами. У некоторых растений нормальные зелёные листья образуются только на брахибластах. Например, наша обычная сосна лесная (Pinus silvestris).Если посмотреть на её побег внимательно, можно увидеть, что зелёные листья-хвоинки располагаются на нём парами, по два в «пучке». На самом деле они находятся на маленьком укороченном побеге. Кстати, по количеству листьев на одном брахибласте можно легко отличать многие виды сосен. Так, у сосны сибирской (Pinus sibirica)и у кедрового стланика (Pinus pumila)– пять листьев, а у сосны тяжёлой (Pinusponderosa)– три.

Вайя– папоротниковидный лист. Для него характерно наличие осевого стержня – рахиса, на котором находятся боковые перья, а так же улиткообразное закручивание листа в молодом возрасте. Такие листья сегодня мы встречаем у подавляющего большинства папоротников и у саговниковых (у последних свёрнуты в спираль только молодые боковые перышки).

Войновскиевые– вымершая группа голосеменных растений, широко представленная в пермском периоде на территории нынешней Сибири. Войновскиевые тогда покрывали огромные пространства, образуя своего рода тайгу Из современных растений они, видимо, ближе всего к хвойным.

Гаметофит– одна из двух фаз жизненного цикла растений – половая. Развивается из споры. Может существовать и как самостоятельный организм и как орган спорофита.Характеризуется наличием половых органов и половинным (по сравнению со спорофитом) набором хромосом. У споровых растений гаметофит хорошо развит и представляет собой многоклеточный организм, питающийся самостоятельно. Некоторые папоротники даже не образуют спорофитов (по крайней мере, они пока не найдены). У более продвинутых растений гаметофит всё более редуцируется, а у покрытосеменныхи у хвойных его можно увидеть только под микроскопом.

Глоссоптериевые– вымершая группа голосеменных растений. Доминировали в растительности Гондваны в пермском периоде. Остатков других растений в отложениях южных материков этого периода неизмеримо меньше. Видимо, глоссоптериды были достаточно холодоустойчивы – росли в непосредственной близости от ледников. Трагически закончившаяся экспедиция Роберта Скотта к Южному полюсу, нашла остатки глоссоптерид в Антарктиде.

Голосеменные– отдел высших растений (примерно 800 видов). Семена этих растений не имеют, как правило, защитных оболочек. Время появления в геологической летописи – девонский период. Сегодня представлены лишь четырьмя классами. Наиболее примитивные – саговниковые и гинкговые, продвинутые – гнетовые и хвойные.

Гомологичные органы– органы, имеющие общее происхождение, но выполняющие, как правило, разные задачи. Например: грудные плавники кита и руки летучей мыши. Или: завязь и лист.

Древесина(ксилема) – ткани высших растений, приспособленные для транспортировки воды с растворёнными в ней минеральными солями, от корней к листьям. В основном состоящая из оболочек мёртвых клеток, древесина бывает первичной, образовавшейся из верхушечной меристемыи вторичной, возникшей благодаря деятельности боковой меристемы (камбия).Настоящими деревьями, в ботаническом смысле слова, можно называть лишь те растения, у которых присутствует вторичная древесина или, как иногда говорят, которые характеризуются вторичным ростом. Именно в результате действия камбиядеревья растут в толщину, наращивая кольца вторичной древесины. Поэтому, строго говоря, ни пальмы, ни древовидные папоротники не являются деревьями.

Интегумент– часть семени всех растений на Земле. Исторически представляет собой разросшиеся стерильные спорангии далёкого спорового предка семенных растений. Интегумент является защитным образованием, закрывающим со всех сторон центральную часть семени. Обычно интегумент разделён на слои, состоящие из клеток с различными свойствами. Эти слои могут состоять из каменистых клеток, тогда образуется твёрдый покров. Например, скорлупа «кедрового орешка». Если же слой интегумента состоит из крупных клеток с тонкими стенками, то образуется мягкий и сочный покров. Таковы внешние покровы семян гинкго и саговниковых.

Каламиты– вымершие членистостебельные,отдалённо напоминавшие по внешнему виду современные хвощи. Каламиты были настоящими деревьями, достигали в диаметре 30 см. Такие экземпляры могли быть высотой 10 и более метров. Характерны для каменноугольного периода.

Камбий(от лат. cambium– смена) – образовательная ткань, находящаяся между древесинойи флоэмой(лубом) в корнях и стеблях растений. Клетки камбия, делясь, образуют по направлению к центру стебля ксилему (древесину), а в обратную сторону – флоэмуи кору. Образование годичных колец в древесине обусловлено замедлением и даже полным прекращением деятельности камбия в неблагоприятный для растения период (мороз, засуха).

Кейтониевые– группа голосеменныхрастений, у которых семена были заключены в капсулу. Такая конструкция уже весьма напоминала плод покрытосеменных.

Кордаиты– голосеменные,по внешнему вцду напоминавшие современные прямоствольные хвойные. По строению древесинытакже похожие на нынешние араукарии. Отличаются листьями (у кордаитов – длинные мечевидные листья, а не хвоя) и, что важнее, строением органов размножения. Но из фруктификаций кордаитов достаточно легко выводится (путём теоретических построений) шишка хвойных. Считается, что кордаиты – предки хвойных.

Корень– подземный орган высших растений, служащий для снабжения растения водой и минеральными веществами. Помимо этого, корень выполняет и функцию якоря, прикрепляя растение к определённому месту. Настоящий корень имеет корневые волоски, корневой чехлик и вообще отличается по своему строению от стебля. Именно поэтому подземные органы некоторых высших растений назвать корнем нельзя. Например, мхи не имеют корней. Они обходятся ризоидами – корнеподобными образованиями. У псилотовидных тоже нет корней. Вместо них – подземное корневище, густо покрытое ризоидами. Корневище и ризоиды псилота даже покрыты кутикулой, что никогда не встречается у других растений. Кстати говоря, подземное корневище многих папоротников – это стебель, на котором с верхней стороны растут листья, а с нижней – корни.

Кроющая чешуя(в шишке хвойных) – сильно видоизменённый лист, в пазухе которого расположена семенная чешуя. Часто кроющая чешуя срастается с семенной, образуя единый орган, но у некоторых хвойных (например, у псевдотсуги) кроющая чешуя прекрасно видна.

Лист– фотосинтезирующий орган растений. У мхов и плауновидных нет настоящих листьев. Зелёные пластинки мхов являются органами гаметофита.Для них есть специальный термин – филлидии. У плаунов листоподобные органы (филлоиды) исторически возникли как выросты побега, благодаря, так сказать, «выпячиванию» его тканей. У всех же остальных высших растений лист произошёл в результате уплощения ветки. Представьте себе вайюпапоротника. Фактически это и есть плоская ветвь.

Меристема(зона роста) – участок, в котором происходит образование новых клеток растения. Бывает верхушечной (благодаря ей побег растёт в длину) и боковой (обеспечивает рост в толщину). Зоны роста есть и в корнях, и в листьях, и в побегах. Именно в меристеме вырабатываются многочисленные растительные гормоны.

Моховидные(мхи) – отдел высших растений (около 30 тысяч видов). Обычно его делят на два класса – печёночники и листостебельные мхи. В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит.У мхов нет настоящих листьев и корней. Но всё же есть проводящая система и различные по своему строению и назначению ткани. Именно поэтому их всё же причисляют к высшим растениям.

Неотения– от греческих слов, означающих «незрелый» и «удлиняю» – способность организма давать потомство на ранних, юношеских стадиях развития, ещё не сформировавшись как взрослая особь. Известна у всех высших растений и у многих животных. Возникновение многих групп животного и растительного мира объясняют неотенией. Например, считается, что ряска, с её во многом недоразвитыми органами, представляет собой остановившуюся на ранней стадии развития предковую форму.

Папоротниковидные(папоротники) – отдел высших растений (300 родов и около 10 тысяч видов). Споровые растения. Папоротники очень разнообразны, но почти все они – травянистые растения. Вторичный рост стебля характерен только для класса ужовниковых, имеющих множество черт, свойственных древнейшим девонским прапапоротн и кам.

Пельтаспермовые– вымершие голосеменныерастения. Их остатки появляются в позднем карбоне, а вымирают они, судя по всему, к концу юры. Семена располагались кольцом по краю «шляпки» грибообразного органа – пельтоида. Где находился сам пельтоид – сказать сложно. Для ранних пельтаспермовых характерны папоротникообразные листья – вайи, которые в молодом возрасте были скручены в виде «посоха епископа». Правда в их рахисе обнаружена вторичная древесина, то есть ость листа утолщалась со временем, превращаясь в нечто, напоминающее сучья. Весьма своеобразные существа. Среди современных растений, пожалуй, сравнить их не с чем. Достоверно не известны ни предки пельтаспермовых, ни их потомки (да и были ли они?).

Плауновидные– отдел высших растений (всего 4 рода, но около 1200 видов). Споровые растения, не имеющие настоящих листьев. В прошлом, особенно в каменноугольном периоде, были многочисленны. Зачастую их остатками сложены целые угольные пласты. Древовидные плауновидные, видимо, составляли основную массу растений в экваториальной области, произрастая в заболоченных приморских лесах карбона. Сегодняшние плауновидные – растения травянистые. Лишь некоторым представителям рода изоэт (шильник или полушник) свойственно наличие камбияи небольшого количества вторичной древесины, что позволяет сделать предположение об их происхождении от гигантских древовидных плаунов прошлого.

Покрытосеменные(цветковые) – отдел высших растений (13 тысяч родов, около 250 тысяч видов!). Растения, семя которых находится внутри плодолистика – видоизменённого листа. Делятся на два класса – однодольных и двудольных.

Прапапоротники– споровые растения, жившие на Земле в девонском и в начале каменноугольного периода. Спорангии находились не на нижней стороне листа, как у большинства современных папоротников, а прикреплялись к концам веточек. Листья прапапоротников, покрывающие причудливо ветвящиеся побеги, были мелкими. Потом, в результате уплощения ветвей и перемещения спорангиев на нижнюю сторону листа, возникла вайя.

Предголосеменные– отдел высших растений. Вымершие в каменноугольном периоде разноспоровые растения, сочетавшие в себе признаки как споровых, так и голосеменных. По строению всех своих органов, кроме органов размножения, – это настоящие семенные растения.

Проводящая система– совокупность тканей растения, служащих для проведения воды, растворов минеральных солей и органических веществ. Две части проводящей системы – древесина(по ней поднимается вода от корней к листьям) и флоэма(растворы сахаров и аминокислот, выработанных зелёными органами растения, по ней опускаются от листьев к корням).

Псилофиты– отдел высших споровых растений, насчитывающий около 30 родов. В литературе чаще называются риниофитами. По современным представлениям, псилофиты жили на Земле с конца силурийского периода до позднего девона. Псилофиты – травянистые растения, не имевшие настоящих листьев и корней. Спорангии, как правило, располагались на концах побегов.

Семенная чешуя– орган, несущий на своей верхней стороне семена в шишке хвойных растений. Семенная чешуя гомологичнапобегу Другими словами, она представляет собой видоизменённый укороченный пазушный побег, хотя и не похожа на него по внешнему виду. Может быть деревянистой (сосна, ель и др.), может – сочной и мясистой (можжевельник). У некоторых хвойных (например, у тисса) пазушный побег превратился в кровельку – ярко-красную оболочку семени. У хвойных из семейства сосновых, семена которых снабжены крылаткой, она образуется из ткани семенной чешуи. Из приведённых примеров можно заметить, что семенная чешуя (или гомологичныеей образования) у хвойных как правило принимает участие в формировании приспособлений для более успешного распространения семян.

Сорус– у папоротников: собрание тесно расположенных (но не сросшихся!) спорангиев. Сорусы могут образовывать довольно причудливые узоры на нижней стороне пёрышек листа.

Спорофит– одна из двух фаз жизненного цикла растения – бесполая. Половые органы у спорофита отсутствуют, но именно он несёт споры или семена. Спорофит доминирует над гаметофитом у всех высших растений, кроме мхов.

Тургор(от лат. turgor– вздутие) – осмотически обусловленное внутриклеточное давление. Растительная клетка может изменять тургор, поглощая или выделяя воду. Высокая скорость изменения тургора в растительных клетках, а также то, что этот процесс сопровождается затратами энергии заставляет думать, что растения регулируют давление в своих клетках не только за счёт осмоса.

Флоэма(луб) – от греческого слова, означающего «кора» – ткань высших растений, служащая для переноса веществ от листьев к другим органам (корням, плодам, семенам и др.). Помимо этого, исполняет роль запасающей, выделительной и механической тканей. Флоэма является сложной тканью, она состоит из различных по своему устройству и назначению клеток. Именно из-за необратимого повреждения флоэмы погибают «окольцованные» деревья.

Фоссилии– остатки организмов далёкого прошлого или следы их существования, жизнедеятельности. Иногда это слово заменяют русским «окаменелости», но значения этих слов не полностью совпадают. Скажем, отпечаток листа на породе нельзя назвать окаменелостью. То же самое можно сказать и про следы какого-либо животного, дошедшие до нас в виде отметин на камне. Термин «фоссилии» применим во всех этих случаях, он универсален.

Хвойные– класс голосеменныхрастений. Из всех ныне живущих семенных растений – самые древние. Не все хвойные имеют привычные для нас простые листья – хвою. Листья многих хвойных Южного Полушария больше напоминают листья покрытосеменных.Не у всех хвойных есть и шишки. Но для всех растений этого класса (кроме самих первых, живших в каменноугольный период) характерно наличие сильно видоизменённого укороченного семеносного побега (семенная чешуя сосновых, кровелька тиссовых и др.).

Хлоропласт — органоид (или, как называли раньше – органелла) растительной клетки, в котором находится зелёный пигмент – хлорофилл. Именно в хлоропластах происходит фотосинтез. Интересно, что хлоропласта, находясь внутри клетки, в значительной степени независимы от неё. Они делятся «сами по себе», независимо от деления ядра клетки. Более того, хлоропласты прекрасно живут, фотосинтезируют и размножаются, будучи извлечёнными и перенесёнными в… белок куриного яйца.

Чекановскиевые — вымершие голосеменныерастения. Произрастали в огромных количествах в юрском и начале мелового периода на территории нынешней Сибири. Обычно сближаются с гинкговыми, но имеют много общего и с пелътаспермовыми.

Членистостебельные —отдел высших растений (1 род, около 30 видов). Современный представитель – хвощ. Споровые растения со своеобразным строением как вегетативных, так и спороносных органов. В прошлом отдел был представлен гораздо шире. Наиболее известные представители членистостебельных прошлых геологических эпох – каламиты и клинолисты.

Литература

Артамонов В. И.,Занимательная физиология растений. М., «Агропромиздат», 1991.

Аугуста Й., Бурыан 3…По путям развития жизни. Прага, «АРТИЯ», 1961.

Баландин Р. К.,Каменная летопись Земли. М., «Знание», 1983.

Вахрамеев В. А.,Избранные труды. М., «Наука», 1990.

Вейнар Р.,Движения у растений. М., «Знание», 1987.

Вент Ф.,В мире растений. М., «Мир», 1972.

Готан В.,Ископаемые растения. М., «Природа», 1914.

Давиташвили Л. Ш.,Краткий курс палеонтологии. М., ГНТИ, 1958.

Давиташвили Л. Ш.,Причины вымирания организмов. М., «Наука», 1969.

Комаров В. Л.,Происхождение растений. Л., Изд. АН СССР, 1933.

Криштофович А. Н.,Курс палеоботаники. Л., ГНТИ, 1934.

МейенС. В.,Из истории растительных династий. М., «Наука», 1971.

Мейен С. В.,Основы палеоботаники. М., «Недра», 1987.

Мейен С. В.,Следы трав индейских. М., «Мысль», 1981.

МейенС. В.,Эволюция и систематика высших растений по данным палеоботаники. М., «Наука», 1992.

НаугольныхС. В.,Встречи с прошлым. М., ГЕОС, 2001.

Наугольных С. В.,Пермские флоры Урала. М., ГЕОС, 2007.

Наугольных С. В.,Я познаю мир. Палеонтология. М., «Астрель», 2003.

Патури Ф.,Растения – гениальные инженеры природы. М., «Прогресс», 1982.

Скотт Д. Т.,Эволюция растений. Петроград, изд. П. П. Сойкина, 1914.

Съюард Л. Ч.,Века и растения. М., ОНТИ НКТП СССР, 1936.

Тахтаджян A. Л.,Вопросы эволюционной морфологии растений. Д., «Издателство ЛГУ», 1954.

Тахтаджян A. Л.,Высшие растения. М., Изд. АН СССР, 1956.

Тахтаджян A. Л.,Грани эволюции. С.-П., «Наука», 2007.

Тахтаджян A. Л.,Происхождение и расселение цветковых растений. Л., «Наука», 1970.

Фёдоров Ал. А. (гл. редактор),Жизнь растений. Энциклопедия в 6 т., М., «Просвещение», 1978.

Фентон К., Фентон М., Каменная книга. М., МАИК «Наука», 1997.

Яковлева М., Яковлев В., По следам минувшего. М., «Детская литература», 1983.

notes

[1] лат.(хомо сапиэнс) «человек разумный»; человек как разумное существо.