Гаральд Мюллер - Растительный мир Земли. Т.1

Таблица 1

К ископаемым остаткам растений обычно прибегают для дополнительной характеристики эр. В качестве руководящих ископаемых растительные остатки используются в геологии для стратиграфических целей, то есть при разграничении и характеристике следующих друг за другом слоев, которые образовались в течение относительно небольших промежутков времени. Но если все-таки провести деление на эры, руководствуясь развитием растительности мира (правый столбец таблицы), то получатся отрезки времени, подобные установленным по остаткам фауны. Примечательно, однако, что эры развития мира растений всегда начинались несколько раньше, чем эры развития мира животных. Это свидетельствует о связи новых ступеней в развитии мира животных с предшествовавшими им новыми ступенями развития мира растений.

Изучение древних флор.Единственным источником знаний о мире растений прошлых времен служат остатки растений (ископаемые растения, или растительные фоссилии), которые сохранились в осадочных породах со времени своего захоронения. Относительно крупные, видимые невооруженным глазом растительные остатки (так называемые макрофоссилии) изучает палеоботаника, а изучением ископаемых пыльцевых зерен и спор занимается палинология [10] Палинологию, вернее, палеопалинологию, занимающуюся ископаемыми пыльцевыми зернами и спорами (о чем и идет здесь речь), правильнее считать одним из разделов палеоботаники. . Эти две науки сложились независимо друг от друга, однако некоторые методы, к которым прибегают в исследованиях как той, так и другой науки, не так уж сильно различаются. В палеоботанике уже давно используются микроскопирование и даже исследования с помощью электронного микроскопа.

Крупные растительные остатки могут быть самой разной сохранности. Особую ценность представляют "настоящие" окаменелости, то есть фоссилии, у которых клеточные оболочки минерализовались. При этом сохранилась клеточная структура, иногда даже мельчайшие ее детали, которые могут быть подробно исследованы на тонких шлифах. Если после захоронения растительные ткани разлагались и вместо них оставались полости, то образовались отпечатки. При заполнении полостей внедряющейся осадочной породой после ее затвердения возникали так называемые каменные ядра, позволяющие судить лишь о форме, но не об особенностях строения объекта. Однако наибольшая сложность, с которой сталкиваются при изучении ископаемых растений, заключается в том, что почти никогда не удается найти целые экземпляры — обнаруживаются лишь отдельные их части, принадлежность которых растениям одного и того же вида подчас устанавливается через десятилетия благодаря новым, удачным находкам ископаемых остатков. Реконструировать давным-давно вымершие растения палеоботанику подчас бывает труднее, чем ученому, перед которым поставлена задача по нескольким опавшим листьям, обломкам ветвей, остаткам цветков, а возможно, и по частям стволов из современных смешанных лесов восстановить строение деревьев леса и на этом основании сделать выводы об условиях окружающей среды. Порой просто диву даешься, как палеоботаникам удается реконструировать давно вымершие растения и даже целые флоры далекого прошлого!

При этом, разумеется, можно получить лишь фрагментарные сведения о некогда существовавшем растительном мире. Здесь имеют значение и случайные обстоятельства: какие остатки подверглись захоронению, как происходила их фоссилизация и, наконец, какие из них найдены. В выявлении истории флор и растительности палеозоя и мезозоя палеоботаника играет важнейшую роль.

При изучении же растительного покрова, существовавшего на протяжении более близких нам периодов истории Земли, особенно четвертичного периода, очень важны исследования ископаемых пыльцевых зерен и спор. С помощью пыльцевого анализа — так называют этот метод научного исследования [11] В отечественной литературе чаще пользуются названием "спорово-пыльцевой анализ". — уже сейчас могут быть довольно точно охарактеризованы этапы развития и смены флор в течение четвертичного периода во многих регионах.

Спорово-пыльцевой анализ возможен благодаря исключительно высокой стойкости наружных оболочек большинства пыльцевых зерен и спор (соответственно называемых экзиной и экзоспорием). Основные вещества, входящие в состав этих оболочек, спорополленины, принадлежат к числу самых стойких природных соединений, известных в мире живых существ. Они не разрушаются даже под действием концентрированных щелочей и кислот. Пыльцу и споры можно кипятить в серной или плавиковой кислоте, при этом их наружные оболочки не разрушатся, а только окислятся. И если пыльцевые зерна и споры находятся в осадочных породах, в которые не проникает воздух, они могут сохраняться в течение многих миллионов лет, практически неограниченно долго.

Как известно, пыльцу продуцируют семенные растения (голосеменные и покрытосеменные), а споры со стойкими оболочками — в первую очередь папоротникообразные (папоротники, плауны, хвощи и т. д.) и мхи. Многообразие их форм, особенно форм пыльцевых зерен, поразительно велико и приводит в изумление специалистов, занимающихся спорово-пыльцевым анализом. Такое разнообразие позволяет распознавать пыльцевые зерна и определять их принадлежность тем или иным растениям. В пределах центрально- и североевропейской флоры такое определение возможно иногда с точностью до вида, но обычно лишь до рода или семейства. По ископаемым пыльцевым зернам (и спорам) можно судить о растительности прошлого. На стр. 54 приведены микрофотографии легко распознаваемых пыльцевых зерен некоторых среднеевропейских древесных пород и травянистых растений, а также спор папоротника.

Пыльца и споры продуцируются растениями ежегодно в огромных количествах. В подтверждение приведем некоторые цифры. Одна хорошо развившаяся, примерно 10-летняя боковая ветвь бука образует за год свыше 28 млн. пыльцевых зерен, такие же ветви березы, ели или дуба — более 100 млн., а сосны — и 350 млн. При пересчете на целое дерево получаются числа порядка миллиардов! Травянистые растения также могут производить чрезвычайно много пыльцы; так например, один экземпляр щавеля кислого (Rumex acetosa) образует примерно 400 млн. пыльцевых зерен, мака- самосейки (Papaver rhoeas) — 300 млн., а французского райграса высокого (Arrhenantherum elatius) — 75 млн.

Споры всегда разносятся ветром (исключения очень редки). То же можно сказать и о пыльцевых зернах голосеменных растений (Gymnospermae). У большинства же покрытосеменных (Angiospermae) пыльцу переносят животные (см. стр. 45), однако и здесь имеется немало ветроопыляемых растений. Так, почти у всех видов деревьев центральноевро- пейской флоры, всех злаков, ситников и т. д. пыльца переносится по воздуху. Некоторые растения — виды ивы (Salix), липы (Tilia), представители семейства вересковых (Ericaceae) и др. — опыляются с помощью животных, но высеивают значительные количества пыльцевых зерен и в воздух.