Сергей Мейен - Из истории растительных династий

Так палеоботаники и поступали, пользуясь наблюдениями над современными растениями. Но здесь получился казус.

Сначала все шло гладко. Имея под руками характерные примеры (кактус, саксаул, ковыль и др.), ботаники создали некий абстрактный облик сухолюбивого растения. У него, дескать, мелкие кожистые листочки, толстая кутикула, спрятанные в ямки или бороздки устьица. У таких растений, как кактус или молочай, листья немногочисленны, мясистые, побеги тоже мясистые, много колючек и т. д. Несмотря на многочисленные исключения, именно эти типы сухолюбивых растений осели в сознании палеоботаников в качестве единственных полномочных представителей всех растений, приспособленных к недостатку влаги. Было сделано и поспешное обратное заключение: если у найденного ископаемого растения налицо все перечисленные приметы, значит оно росло при резком недостатке влаги. В течение последних 50 с лишним лет в печати то и дело появляются статьи с призывами проявлять осторожность в таких выводах. Представляются и убедительные факты. С некоторыми из них мы сейчас и познакомимся.

Ягоды клюквы известны всем, а вот листья ее как следует не разглядывают, хотя они попадаются даже в фабричных банках с вареньем. Листья очень мелкие, похожие на брусничные (оба растения принадлежат к одному роду семейства вересковых), но мельче и жестче. По всем признакам, которые мы недавно перечисляли, клюква - типично сухолюбивое растение (ксерофит), несмотря на свой болотный образ жизни. Таких растений на болотах много, и это должно было насторожить палеоботаников. Значит, растения с "сухолюбивой" внешностью можно встретить и среди обитателей болот прошлых геологических эпох. Найдя такие листья, можно вполне прийти к выводу о сухом климате - и попасть впросак.

Примерно так и получилось, когда стали изучать растения европейских болот каменноугольного периода. Палеоботаники находили признаки засухоустойчивости на растениях, а геологи видели в породах все показатели влажного климата. Чтобы удовлетворить обе стороны, приходилось идти на своеобразный компромисс. О климате Донбасса в каменноугольном периоде в одной из недавно вышедших книг говорится, что здесь по палеоботаническим данным климат, якобы, был жаркий и сухой. На это указывают ксероморфные признаки некоторых растений. Интенсивное углеобразованио в эту эпоху свидетельствует, напротив, о влажном климате... Вероятнее всего, периоды сухого и влажного климата чередовались. Тем самым противоречие не столько разрешалось, сколько замазывалось неоправданно сложными построениями. Ведь чередование влажного и сухого климата (именно климата, а не погоды) - весьма необычная ситуация.

Авторов этой книги можно понять. Не располагая данными о физиологии современных болотных растений, они, естественно, не могли вообразить такую бессмыслицу: растение вооружается против сухости, живя на болоте в окружении воды. Не будем винить их и по той причине, что сами ботаники, в том числе специалисты по физиологии растений, не очень-то хорошо разобрались в причинах этого парадокса. Имеется, правда, несколько довольно убедительных предположений.

Еще в конце прошлого века немецкий ботаник А. Ф. Шимпер выступил со своей теорией физиологической сухости. Он и последующие исследователи показали, что растение не всегда может воспользоваться водой, которая как будто имеется в избытке. Такими физиологически сухими являются, например, солончаки. С любителями засоленных мест палеоботаникам встречаться приходилось. Это, например, триасовое растение плевро-мейя - дальняя родственница лепидодендрона. Кстати, история ее первой находки своеобразна. В середине прошлого века с кафедрального собора в Магдебурге упал камень и, естественно, раскололся, а в нем оказался хорошей сохранности кусок плевромейи. По характеру породы и строению самого растения палеоботаники пришли к выводу, что плевромейя образовывала сплошные заросли в мелководных засоленных бассейнах. Это лишь один тип физиологически сухих местообитаний.

Иногда считают, что и в болотах вода не подходит всем растениям из-за химического состава (в ней много гуминовых и других кислот). Кроме того, болота зимой промерзают и вечнозеленые кустарнички, вроде клюквы, лишаются почвенной влаги. Чтобы не погибнуть, они должны беречь находящуюся в их тканях воду, а для этого выработать приспособления, позволяющие уменьшить испарение. Ксерофитизм болотных растений как будто получил объяснение, и именно такая точка зрения была принята палеоботаниками, изучающими аналогичные черты в растениях ископаемых болот. Но, к сожалению, и в этих рассуждениях обнаружились изъяны.

Некоторые ботаники (особенно много потрудилась в этом направлении М. В. Сенянинова-Корчагина) выяснили, что болотные жители почти нацело теряют свое засухоустойчивое "обмундирование", если их выращивать в той же физиологически "сухой" воде, но в тени. Вывод из этих наблюдений был довольно неожиданным, хотя и естественным: растения пытаются защититься от света, от источника своей жизни. Последовавшие исследования показали причину. Оказалось, что при избытке света и одновременном недостатке азотистых веществ происходит слипание, а затем и гибель хлорофилловых зерен, без которых растение не может жить. На болоте с его низкорослой растительностью света более чем достаточно, а вот азотистых веществ в почве большая нехватка. Восполнить этот дефицит растения не могут (некоторые растения в погоне за азотом научились ловить насекомых), и им остается только укрываться от света. Мелкие кожистые листочки, опушение и толстая кутикула - вот их достаточно эффективная защитная мера.

Получилось конечно, очень неудачно для палеоботаников (надо принимать во внимание еще и свет), но удачно для растений. Приобретением перечисленных черт они достигают двух целей: в случае временного высыхания или промерзания болота растения не страдают от недостатка воды, а в случае избытка света не гибнут от слипания хлорофилловых зерен. Нельзя, конечно, целиком сбрасывать со счетов и физиологическую сухость в ее первоначальном понимании. Вода в болотах действительно не очень хороша, да и одним светом всего не объяснишь. Некоторые признаки ископаемых (и современных) болотных растений, например расположение устьиц в ямках или желобках, трудно связать с реакцией на избыток света. Поэтому те листья кордаитов, у которых устьица спрятаны в желобках и с изучением которых было труднее всего, по-видимому, скорее свидетельствуют именно о некоторой физиологической сухости болот в кордаитовой тайге.

Все сказанное показывает еще раз, как тесно связаны между собой отрасли науки и как далеко иногда приходится искать решение задаваемых природой вопросов. Мы уже говорили, что выявление закономерностей в распределении некоторых полезных ископаемых требует знания климатической обстановки. Для этого приходится обращаться к ископаемым растениям. Отсюда логика исследования ведет к физиологии питания современных растений. Кто бы мог подумать, что, когда ботаник закрывает от солнца кустик растущего на болоте багульника и измеряет затем толщину кутикулы на его листьях, он способствует раскрытию подземных богатств? Здесь уместно привести высказывание знаменитого французского биолога Ланарка: "Человек, изощрившийся в каком-нибудь предмете, обширном даже, но замкнутом, может своими суждениями по данному предмету доставить нам доказательства и своей опытности, и своей осведомленности во всех деталях той области, которая является объектом его наблюдения и изучения. Однако если он мало разнообразил круг своих идей и познаний, если он остался чуждым большинству тех идей и знаний, которые он мог получить из другого источника, то в действительности он займет на лестнице различных ступеней интеллектуального развития лишь умеренную по высоте ступень... и ему даже не под силу будет уяснить себе или основать истинную философию разрабатываемой им науки".