Сергей Мейен - Из истории растительных династий

Конечно, это сходство возникло не на пустом месте. Анализ эволюции членистостебельных показывает, что и у гондванских, и у ангарских видов могут быть общие предки. Их надо искать где-то в нижних частях каменноугольных отложений или даже в девоне. С тех времен эволюция филлотек шла в Северном и Южном полушариях совершенно независимо, но параллельно.

Другие случаи параллелизма, касающиеся уже не растения целиком, а лишь его листьев, мы встречали раньше. Совершенно одинаковые листья со средней жилкой и почти перпендикулярными боковыми жилками (имеется в виду формальный род тениоптерис) могут независимо иметь некоторые цикадовые, беннеттитовые, мараттиевые папоротники, птеридоспермы и своеобразная группа гондванских растений - пентоксилеевые. Сюда может попасть и лист фикуса, если он будет найден с оборванными краями. Пример параллелизма дают и листья кордаитов. Их систематика была перестроена на основе микроструктуры листьев. Тогда выяснилось, что раньше исследователи, изучавшие лишь общую форму листа, относили к одному виду листья, принадлежащие разным родам. Еще более разительный пример дает внешнее сходство настоящих и семенных папоротников. Мы уже говорили о том, что и те, и другие берут начало где-то в девоне от растений с примитивной листвой, а затем совершенно независимо и параллельно приходят к очень сходному внешнему облику.

Микроскоп всегда выручает систематика, помогает ему разобраться в сути явлений. Что же скажет он о всех этих имитациях? На одну часть вопроса микроскоп нам уже ответил. Именно благодаря микроструктуре и была вскрыта разная природа внешне сходных листьев. Другая часть вопроса значительно сложнее: если в одних случаях сходство независимо образуется у листьев, семян, стеблей, т. е. на макроскопическом уровне, то, может быть, в других случаях сходство может проявляться па уровне клеток и тканей? На этот вопрос можно смело ответить утвердительно. Такие случаи известны, но насколько часто так бывает - мы не знаем.

В тканях, которые проводят питательные вещества и воду по телу растения, есть клетки с разными стенками. Если проследить развитие стебля высокоорганизованного растения, мы увидим, как на стенках сильно вытянутых проводящих клеток (трахеид) сначала образуются кольчатые и спиральные утолщения, затем спираль начинает сжиматься, ее соседние обороты соединяются перемычками, образуется лесенка, постепенно в стенке остаются лишь более или менее сложно устроенные поры (рис. 36). Дальнейшая эволюция приводит к исчезновению стенок на их концах, так что образуются сплошные длинные трубки - сосуды. Такое последовательное усложнение стенки проводящих клеток наблюдается у многих групп растений, но процесс останавливается на той или иной стадии. Например, у сосны и всех других хвойных дело не дойдет до сосудов, которые являются привилегией цветковых растений, у лепидодендронов развитие заканчивается на лестничных трахеидах, а у ринии - на спиральных.

Рис. 36. Развитие стенки проводящих клеток (трахеид): вместо кольчатых и спиральных утолщений образуются поры

Теперь давайте рассуждать. Возьмем две эволюционные линии. Одна, включающая плауновидные, начинается от очень древних растений, известных в нижних горизонтах девонской системы. У них есть только кольчатые и спиральные, т. е. самые примитивные утолщения. Листаем страницы геологической летописи и видим, как в процессе эволюции у плауновидных идет усложнение стенки проводящих клеток (трахеид). Появляются лестничные трахеиды, а затем и настоящие поры. До такой стадии эволюция доходит уже в каменноугольном периоде. У некоторых современных плауновых мы находим, хотя и редко, даже сосуды. Вторая такая же линия начинается от растений вроде ринии, и здесь мы видим ту же последовательность. Если бы мы полнее знали эволюцию членисто-стебельных растений, то, несомненно, и здесь мы увидели бы такой же ход эволюции проводящей ткани. Во всяком случае у некоторых современных хвощей сосуды отмечены. Отсюда вывод: в микроструктуре растений параллельное, независимое приобретение одинаковых признаков есть. Особенно хорошо это видно на примере сосудов, которые появляются у высокоорганизованных плауновых, хвощей, папоротников, голосеменных, многих покрытосеменных. Таким образом, в "умении подражать друг другу" микроскопические элементы не отстают от листьев и стеблей.

Прежде чем идти дальше, надо немного остановиться на терминологии. Мы уже говорили в главе II, что явления сходства, не подкрепляемого родством, широко распространены в органическом мире. Тогда же была приведена серия терминов для обозначения различных типов такого сходства. Не будем объяснять все термины, но на двух все же остановимся: на конвергенции и параллелизме. О конвергенции обычно говорят, что это - внешнее сходство совершенно не родственных органов или организмов, появившееся под влиянием сходных внешних условий или сходного образа жизни. Таково сходство дельфина и акулы. Говорят также, что при конвергенции сходство никогда не бывает глубоким, т, е. не проникает в тонкую структуру. Возможно, но не обязательно, что параллелизм в конечном счете тоже определяется сходными внешними условиями, но о нем мы говорим тогда, когда близкородственные группы, имеющие общего предка, независимо развиваются в одном направлении. Так рассуждают зоологи. С чем же мы имеем дело у растений?

Здесь эти явления сходства столь широко распространены, что мы не можем уверенно разделить их на родственные и не родственные глубокие и поверхностные, связанные с внешними условиями и не связанные. Поэтому для нас лучше всего не делать вообще различий между конвергенцией и параллелизмом и объединить все явления сходства под одним термином. Так мы и поступим, а по сложившейся у ботаников традиции оставим термин "параллелизм".

Сейчас я должен сделать читателям предупреждение. Его следовало бы сделать, пожалуй, уже в начале главы, но лучше поздно, чем никогда. Дело в том, что мы вступаем в область теоретической ботаники и палеоботаники. Поэтому предлагаю любителям легкого занимательного чтения пролистать книгу дальше и браться за другие книги или журналы. А мы с самыми терпеливыми и любознательными продолжим наше путешествие среди ископаемых растений.

Итак, мы добрались до явлений параллелизма, отметили "коварство" растений, которые не только сами рядятся друг под друга, но заставляют то же проделывать и составляющие их ткани, но ничего не сказали о причинах. Здесь, конечно, легко отделаться магическим заклинанием со ссылкой на внешнюю среду, но попытаемся все же разобраться в механизмах и закономерностях. Для этого воспользуемся испытанными методами.