Сергей Мейен - Из истории растительных династий

Рис. 16. Лист папоротника со спорангиями из каменноугольных отложений (слева - натуральная величина, справа - увеличено)

От папоротников настоящих перейдем к папоротникам мнимым. Нетрудно представить, какую сенсацию вызвала бы находка огурцов, выросших на сосне. Может быть, не такие, но близкие чувства испытали палеоботаники в начале нашего века. История открытия, о котором сейчас пойдет речь, уходит корнями в начало прошлого века. Палеоботаника делала первые шаги, но в каменноугольных отложениях Европы уже были собраны богатые коллекции ископаемых растений. Во Франции ими тогда занимался отец современной палеоботаники Адольф Броньяр. Систематизируя ископаемые папоротники, он обратил внимание, что на многих из них никогда не встречаются спорангии. Отнести такие остатки к естественным группам, например семействам, было нельзя, и Броньяр первым в истории палеоботаники решил ввести формальную систематику, в данном случае для папоротников. Слово "формальная" здесь означает, что систематика основана не на родственных связях растений (которые просто неизвестны), а на формальных признаках, выбранных с точки зрения удобства.

Палеоботаники широко применяли (и сейчас применяют) формальную классификацию Броньяра, построенную очень удачно. Но в душе они были уверены, что имеют дело с настоящими папоротниками, только неизвестного родства. Лишь в конце прошлого века систематическое отсутствие спорангиев на листьях определенного типа вызвало подозрение, что некоторые из каменноугольных папоротников принадлежат какой-то другой группе растений. Об этом же свидетельствовали и результаты анатомических исследований некоторых видов. В 1898 г. французский палеоботаник Рене Зейллер с большими колебаниями сказал о таких растениях, что это "цикадовые с папоротниковой листвой". Казалось, что палеоботаническая мысль была готова расстаться со старыми предрассудками.

И все же вышедшие в 1903 и 1904 гг. статьи Ф. Оливера и Д. Г. Скотта произвели сенсацию. Эти английские палеоботаники описали типичные с виду папоротники, на которых выросли самые настоящие семена (рис. 17). Даже много лет спустя один из авторов открытия, Скотт, писал об этих растениях: "Мы все же не можем выбросить из головы, что они папоротники - так они на них похожи". А. Сьюорд писал о них: "Это продукт эволюции, как будто бы нарочно созданный, чтобы служить предостережением ботаникам, которые часто наружное сходство принимают за органическое родство".

Рис. 17. Часть листа 'семенного папоротника' (Neuropteris); на верхушке крупное семя

В первые годы нашего века популярные издания много писали об открытии Оливера и Скотта. Получилось, как всегда после какого-либо нового биологического наблюдения. Вскоре было обнаружено много аналогичных случаев, мимо которых просто проходили. Палеоботаники Гранд-Эри, Арбер, Уайт, Кидстон, несколько позже Галле и другие нашли семена на других "папоротниках". С тех пор количество таких находок еще больше увеличилось. Сейчас в каждом курсе палеоботаники и ботаники упоминаются семенные папоротники.

Строго говоря, название "семенные папоротники" неудачно, так как наводит на мысль о каких-то папоротниках, которые в ходе эволюции обрели способность размножаться семенами. В действительности и настоящие, и семенные папоротники - две независимые линии, отделившиеся еще в девоне от пока еще неизвестного общего предка. Каждая группа независимо выработала сходную листву.

Этот факт сам по себе не менее удивителен, чем если бы мы встретили семена на листьях настоящих папоротников.

Знакомство с лепидодендронами, каламитами, сфено-филлами, папоротниками и птеридоспермами, видимо, было довольно утомительным, и остальные достопримечательности мы рассмотрим в более быстром темпе. Дело не в том, что другие растения каменноугольного леса менее интересны. В каждом из них есть своеобразные черты, доставившие исследователям немало загадок. Но рассказать обо всем подробно невозможно.

В каменноугольном лесу помимо настоящих и семенных папоротников были еще "прапапоротники". Какое место они занимают в филогенетическом древе, пока неясно. Может быть, они являются предками всех папоротников. К ним относятся бискалитека, о которой шла речь в разделе об угольных почках. Характерной чертой этой группы растений было своеобразное ветвление листьев. Строго говоря, у многих из них и листьев-то не было, а во все стороны торчали округлые или прихотливо ветвящиеся уплощенные голые оси.

Последняя группа растений, о которой стоит упомянуть, - кордаиты, возможные предки наших хвойных. Это были высокие стройные деревья с красивыми листьями, между которыми сидели сережки, несущие или семена, или спорангии с пыльцой (рис. 18). Долго считали, что кордаиты занимали в каменноугольном лесу более сухие места. Это мнение об образе жизни кордаитов оказалось верным лишь отчасти. Недавние анатомические исследования корней кордаитов обнаружили в них воздухоносные полости, свойственные растениям мангровых зарослей, т. е. зарослей на низинах, периодически заливаемых морем. В них кордаиты росли вместе с лепидодендронами.

Рис. 18. Ветка европейского кордаита; внизу 'сережки' (реконструкция К. Мэгдефрау; уменьшено)

Листья кордаитов интересны с механической точки зрения. Они были довольно крупными (до метра в длину), лентовидными, немного напоминающими листья ириса или кукурузы. Вдоль листа пробегали многочисленные почти параллельные жилки. Между ними располагалась система продольных балочек, образованных крепкими волокнами механической ткани. Это была очень прочная конструкция. С кордаитами мы еще встретимся, когда будем знакомиться с ископаемыми растепиями Сибири ("кордаитовая тайга"), рассуждать о дрейфующих материках и происхождении сосновой шишки.

В 20-х годах вышли в свет статьи Д. Дэвиса, который изучал ископаемые растения каменноугольного периода в Южном Уэльсе. На участке в несколько десятков квадратных километров и на 700 м геологического разреза он собрал почти 400 000 отпечатков, привязав все находки к 29 угольным пластам. После определения отпечатков начался скрупулезный подсчет, какие растения с какими встречаются, а каких избегают. Результаты были изображены на графиках. Дэвис пришел к выводу, что лепидодендроны и их ближайшие родственники жили на более сырых, а настоящие и семенные папоротники - на более сухих местах. Были получены данные об образе жизни и других растений. Стоило ли ради этого затевать поистине адский труд?