Сергей Мейен - Из истории растительных династий

Проходит немного времени, и вот в потемневшем растворе поплыли прозрачные пленки. Это и есть лоскутки долгожданной кутикулы. Пипеткой или иглой их надо перенести на предметное стекло, расправить, капнуть сверху горячим раствором желатины в глицерине и накрыть покровным стеклом. Можно смотреть в микроскоп.

Все идет так гладко, конечно, лишь на бумаге. Обычно же приходится проявлять большую или меньшую долю терпения. То фитолейма не желает покидать камень, то она оказывается грязной, и ее приходится травить плавиковой кислотой, то кусочки кутикулы получаются такими крохотными, что их еле заставишь переселиться на предметное стекло. Но если все идет идеально, в день можно успеть сделать два-три десятка препаратов.

Трудно сказать, с чем чаще встречается палеоботаник, когда он, наконец, садится за микроскоп, - с новыми вопросами или с долгожданными ответами. Прежде, чем дать ответы, эпидермалъный метод требует очень многого. Нужно разобраться в сложном орнаменте клеток, устьиц и бугорков на кутикуле, что не всегда просто. Надо проследить, как меняется клеточное строение от середины листа к краю и от основания к верхушке. Особенно трудно разобраться в структуре устьиц (бывали случаи, когда исследователи принимали за устьица клетки, сидевшие в основании опавших волосков). Затем предстоит перебрать литературу по изучаемой группе растений, посмотреть, какие препараты получились у предшественников. Литература по структуре эпидермы ископаемых растений уже достаточно велика (сотни названий), но не всегда хороши иллюстрации и полны описания. Сидит палеоботаник, смотрит на препарат, на картинку в книге, читает описание и мучается: правильно ли он понял характерные признаки вида или рода? А если что-то не сходится, то в чем дело? Может быть, ошибка? Тогда у кого? Может быть, сам ошибся, может быть предшественник, а может быть просто дело в том, что попались разные растения. Впрочем, это уже трудности, свойственные любой работе по систематике живых существ, и эпидермальный метод здесь не отличается от любого другого.

Но мы отвлеклись от наших растений-симулянтов, с которых начался разговор о кутикуле. Вернемся и познакомимся с ними. В мезозойских отложениях часто встречаются листья, немного похожие на фикус. Толстая жилка пробегает от основания к верхушке, от нее к краям почти под прямым углом бегут тонкие боковые жилки, которые изредка ветвятся. Структура нехитрая, листьев таких встречается много, относили их к роду тениоптерис (дословный перевод "лентовидный папоротник"), а виды выделяли по внешнему облику. На первых порах такие листья нетрудно систематизировать: длинные листья в одну сторону, короткие - в другую, жилки густые - один вид, пореже жилки - другой, и т. д. Но шло время и грани между видами становились нерезкими, красоты и четкости в такой систематике не было, естественно, никакой.

В начале нашего столетия шведский палеоботаник А. Г. Натгорст, один из патриархов эпидермального метода, получил препараты кутикулы с листьев тениоптерис. Затем работу продолжили англичане Г. Томас, Н. Бэнкрофт и Т. Гаррис. Результаты получились, по меньшей мере, неожиданными. Под однообразными, почти стереотипными листьями скрывались две совершенно разные группы растений. Одна группа - цикадовые - живет до сих пор в тропиках, иногда их называют саговыми пальмами. Другая группа вымерла вместе с динозаврами. В честь американского публициста, организатора научных экспедиций Д. Г. Беннетта ее назвали "беннеттитами". Это сложная и во многом загадочная группа растений, у которых органы размножения отдаленно напоминали цветы магнолии. В свое время предполагали, что беннеттиты - прямые предки цветковых растений, но сейчас от этого мнения отказались. Когда сопоставили находки листьев и органов размножения у разных цикадовых и беннеттитов, то выяснилось, что у вторых устьица устроены значительно сложнее, чем у первых, стенки между соседними клетками у беннеттитов извилистые, а у цикадовых прямые. Чтобы распознать по листьям две такие большие группы растений, теперь не обязательно дожидаться, пока попадутся и листья, и "цветы" на одной ветке. Достаточно сделать препарат кутикулы.

Пожалуй, наиболее интересные и важные открытия с эпидермальным методом в руках были сделаны, когда палеоботаники взялись изучать хвойные. Больше всех потрудился над ними шведский палеоботаник Рудольф Флорин. В начале своей деятельности Флорин занимался мхами, ископаемыми цветковыми, а потом по совету своего наставника Натгорста (о нем мы только что говорили) занялся хвойными. Выбор был не случайным.

Остатки хвойных впервые появляются в каменноугольных отложениях и дальше (вверх по разрезу) встречаются в большом количестве в отложениях всех геологических периодов. Листья у хвойных маленькие (в обиходе их называют иглами) и крепко держатся на веточках. Имея дело с другими группами растений, палеоботаник редко может наслаждаться таким совпадением, чтобы листья были и целыми, и сидели в большом количестве на ветках, а не разбросаны в породе поодиночке. Это, однако, единственное достоинство остатков хвойных. В остальном систематизировать их по внешнему виду - сущее наказание. Дело это не только трудное, но и ненадежное. Насколько обманчива может быть внешность хвойных" видно из рис. 12, на котором изображены сходные листья разных родов (хороший пример симуляции) и очень разные листья одного рода.

Рис. 12. Примеры симуляции хвойных: два верхних побега принадлежат разным родам, а два нижних побега - одному роду (а - туя складчатая; б - кипарис нутканский; в - можжевельник китайский; г - можжевельник даурский)

Флорин стал изучать ископаемые хвойные, приготавливая препараты кутикулы, и опубликовал несколько статей, но потом понял, что все же надо проверить, насколько показательна та или иная особенность в строении их эпидермы, т. е. на что можно положиться и чем можно пренебречь. Сделать это можно было только на современных хвойных, и Флорин предпринял гигантскую работу. Он объездил многие ботанические сады, путешествовал по разным странам и всюду собирал гербарии. У каждого вида он старался взять и первые листочки, появляющиеся вскоре после прорастания семени, и старые листья. Он обрывал иглы с деревьев, растущих на болоте и на сухом месте. Флорин решил учесть все возможные причины, от которых могло зависеть изменение микроструктуры листа. На эту работу ушло лет десять, и в 1931 г. вышла в свет толстая монография, настоящая энциклопедия, в которой были обобщены результаты огромного, единственного в своем роде труда.