Владимир Цимбал - Растения. Параллельный мир

• Название: Растения. Параллельный мир
• Автор: Владимир Цимбал
• Издательство: Век 2
• Жанр: Научпоп
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-85099-185-2

Цимбал Владимир Анатольевич — любитель и коллекционер растений. Много лет занимается морфологией, физиологией и историей растений, ведет просветительскую работу.

В своей книге автор приглашает нас в удивительный и порой загадочный мир растений. Доступно и просто даже для неподготовленного читателя в книге рассказывается о строении растений, законах их жизнедеятельности, об истории растительного мира. В увлекательной, почти детективной форме, автор говорит о многих загадках и гипотезах, связанных с изучением растений, с их возникновением и развитием.

Книга содержит большое количество рисунков и фотографий автора и рассчитана на широкий круг читателей.

Все рисунки и фотографии в книге принадлежат автору.

Издание подготовлено при поддержке Фонда Дмитрия Зимина «Династия».

Фонд некоммерческих программ «Династия» основан в 2001 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании «Вымпелком». Приоритетные направления деятельности Фонда — поддержка фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение.

«Библиотека Фонда „Династия“» — проект Фонда по изданию современных научно-популярных книг, отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена под эгидой этого проекта.

Более подробную информацию о Фонде «Династия» вы найдете по адресу www.dynastyfdn.ru.

На обложке — Гинкго двулопастной (Ginkgo biloba) на фоне отпечатка листа вероятного предка гинкговых — псигмофиллума распростёртого (Psygmophyllum expansum).

---

Или вот ещё довольно интересная загадка. На фото 38 изображён кусок кварцита, возраст которого превышает миллиард лет. Обломки этой породы довольно часто встречаются в Подмосковье, куда они были «доставлены» ледником с Балтийского щита. Считается, что в те времена на Земле не существовало ещё многоклеточных организмов. Тогда чей же это отпечаток?

Может быть, и с остатками первых растений суши положение обстоит подобным образом? И высшие растения живут на Земле гораздо дольше, чем мы предполагаем сейчас?

Вспомните упоминавшийся уже раньше нематофитон. Этот организм уже научился защищать себя от высыхания прочной непроницаемой кожицей. И весьма вероятно, что столь гигантская форма наземной водоросли (конечно, в том случае, если это водоросль) не появилась на свет сразу в своём фантастически неправдоподобном виде, а имела гораздо более скромных по размеру, но тоже сухопутных, предков. Правда, если судить по самым последним исследованиям, нематофитон — это лишайник. Гигантский лишайник с вертикально стоящими выростами — подециями. Трудно представить себе эдакую восьмиметровую кладонию с метровой толщины «ножкой» среди низкорослых псилофитов. Но если это не так, и нематофитон — всё же гриб, а грибы питаются, как известно, мёртвой органикой, то мы должны признать, что слой отмершей растительности на суше уже был вполне достаточен для питания такого колосса. А значит, уже существовала плодородная почва с большим количеством, как говорят садоводы, перегноя. А останками каких существ она была сформирована?

Фото 38. Отпечаток неопределённого организма на шокшинском кварците, превратившемся в камень песке древнего (миллиард лет!) пляжа.

Как представляется автору, в пользу того, что остатки первых высших растений должны находиться не в морских, а в континентальных (то есть пресноводных) отложениях, говорит ещё и то, что современные высшие растения практически не живут в морской воде. Мхи сегодня не селятся даже на прибрежных, солёных от брызг морского прибоя, скалах. Плауновидные, хвощи и папоротники не переносят морской воды. То же самое можно сказать и о голосеменных растениях. Лишь три рода покрытосеменных (некоторые ботаники насчитывают только два рода с 13-ю видами) живут в море. Всего три рода по сравнению со всем остальным многообразием высших растений! Конечно, можно возразить, что существуют мангровые леса с деревьями, корни которых постоянно погружены в морскую воду. Есть и галофиты — растения солончаков. Но эти существа выработали в процессе эволюции приспособления, избавляющие их организмы от излишней соли. Соль для них — не благо, а враг, с которым они научились бороться. Это растения, вытесненные конкурентами в неблагоприятные условия в процессе борьбы за существование.

Здесь уместно провести параллель с миром животных и вспомнить ещё один необъяснённый до сих пор феномен. Насекомые, самый многочисленный класс живых существ на Земле, которые, казалось бы, прочно освоили и заселили все уголки планеты, в том числе и пресноводные водоёмы, совершенно не встречаются в морях и океанах. А ведь насекомые и высшие растения с момента их возникновения и до сих пор живут и развиваются на Земле в очень тесном взаимодействии друг с другом. Это взаимодействие, пожалуй, можно даже назвать симбиозом. Случайно ли такое совпадение их «точек зрения» на жизнь в морской среде? Как утверждает известная поговорка: «случайностей не бывает, бывают непознанные закономерности».

Несомненно, что в тесной связи с решением вопроса о возникновении высших растений находится вопрос о появлении у первых растений суши устьиц. Наличие устьиц, как мы уже говорили, является одной из отличительных черт высших растений. И, возможно, поняв, как и из чего возникли эти сложнейшие специализированные органы, мы поймём, от какого предка и как образовались и сами высшие растения. К сожалению, пока наука не нашла решения этой проблемы. Гипотез, объясняющих происхождение устьиц, было предложено немало. Так, например, индийский палеоботаник Д. Д. Пант считал, что устьица — это видоизменённые побеги. На сегодняшний день наиболее правдоподобной автору представляется версия, выводящая эти органы газообмена из половых органов некоторых водорослей — гаметангиев, в которых содержатся женские и мужские половые клетки. Действительно, строение гаметангия напоминает строение устьица. Если же гаметангий по каким-либо причинам стерилизуется, то есть лишается половых клеток, то сходство становится ещё разительнее. Но есть в этой гипотезе одна трудность. Половые органы, как мы с вами уже знаем, — отличительная черта гаметофитов высших растений. То есть, если мы видим, что растительный организм несёт на себе половые органы, то мы делаем однозначный вывод — это гаметофит (фото 39). А устьица — характерная черта спорофита. Правда, они были обнаружены и на гаметофитах некоторых высших растений, например, у Psilotum nudum (псилота голого). Но всё же, устьица на гаметофите — это, скорее, исключение из правил. Итак, предположим, что устьица есть видоизменённые гаметангии. Тогда почему же их нет у гаметофитов, и почему они есть у спорофитов?

Для того чтобы объяснить это явное несоответствие, можно предложить следующую гипотезу. Возможно, что первые высшие растения ещё не были разделены на гаметофит и спорофит. Это разделение могло произойти позже, уже после выхода растений на сушу. Другими словами, может статься, что первые наземные растения несли как половые органы, так и спорангии на одной особи. Являлись гаметофитом и спорофитом «в одном лице». Такие организмы — не фантастика, они известны у многих водорослей и носят название гаметоспорофитов. Подтверждением этой гипотезы могло бы стать древнее высшее растение, на котором бы были обнаружены и органы полового, и органы бесполого размножения. В этой связи вспоминается давний спор палеоботаников об одном из видов девонского рода Rhynia. Некоторые, очень авторитетные учёные, с уверенностью заявляют, что Rhynia gwynnevaughanii — гаметофит, так как на ней обнаружены образования, крайне похожие на половые органы. Другие, не менее заслуженные, доказывают со всей очевидностью, что это растение — спорофит, и что оно несло на концах своих побегов спорангии со спорами.

Фото 39. Печёночный мох Morshantio geteromorpho (Маршанция многообразная). Хорошо видны высокие женские подставки — выросты слоевища, на которых находятся женские половые органы. Подмосковье.

Ещё один непонятный факт, касающийся проблемы происхождения высших растений, подбросил молекулярно-генетический анализ. Если верить результатам, полученным этим методом при сравнении цепочек ДНК некоторых растений, то надо признать, что высшие растения — потомки мхов… Правда, надо заметить, что молекулярно-генетический анализ — метод очень трудоёмкий и требующий затрат большого количества времени и сил. Поэтому, как правило, он проводится не полностью, а «по сокращённой программе». А в таких случаях крайне велика вероятность ошибок, а то и просто подтасовок.

Что ж, к сожалению, пока всё то, что мы можем рассказать о появлении высших растений — лишь гипотезы. Нужны факты, новые материалы, новые находки. Только с их помощью можно ответить на вопросы о том, как и когда первые растения вышли на сушу, какими они были. И ответы на эти вопросы обязательно будут.

Мор, глад и метеориты

Очень часто в научно-популярной литературе, посвящённой истории жизни на Земле, мы встречаем упоминания о так называемых «великих вымираниях» или «волнах вымирания» организмов. Обычно упоминается несколько таких событий далёкого прошлого: исчезновение фауны морских мягкотелых организмов на рубеже вендского и кембрийского периодов, вымирание конца перми — начала триаса и, конечно же, «мелпалеогеновый биосферный кризис». Последний получил наибольшую известность благодаря вымиранию в этот период динозавров и других, столь же привлекательных чудовищ. Эти мифы столь живучи, а описания различных катаклизмов столь широко распространены и растиражированы, что этот вопрос нельзя обойти, если мы хотим получить сколько-нибудь реальное представление о развитии жизни.

Надо сказать, что вымирание групп животных и растений такой же естественный и обязательный этап в эволюции жизни, как и возникновение новых. Если принять общее количество видов, живших когда-либо и живущих сейчас на Земле, за 100 % то, по самым скромным подсчётам, окажется, что 99,9 % из них уже исчезли, вымерли. И вымерли они не потому, что на них постоянно падали метеориты, а потому, что все они были вытеснены более приспособленными, более успешными конкурентами. Грубо говоря, их всех либо кто-то съел, либо этот кто-то съел всю их пищу Других причин гибели крупных, широко распространённых групп организмов просто нет. Как же так, скажете вы, а изменения климата? А изменения уровня океана или его солёности? А как же влияние орогенеза (образования горных цепей) или вулканизма? Неужели все эти события не оказывали влияния на флору и фауну Земли? Конечно, всё это было. Менялся климат, исчезали и возникали тёплые и холодные течения, материки то расходились, то сближались и сталкивались вновь. Возникали и разрушались целые горные страны. Но ведь то же самое происходило и в последние несколько миллионов лет, а особенных катастроф с массовыми вымираниями мы не видим. Сегодня Америка «уплывает» от Европы на 2 сантиметра в год, растут Гималаи, происходят землетрясения и извержения вулканов, раскалывается Африка. Очень велика сейчас вулканическая активность на дне океанов. Например, только в Тихом океане насчитывается около десяти тысяч действующих вулканов высотой более 1 километра! А прибавьте к этому числу вулканы Индийского океана да ещё атлантического срединно-океанического хребта. Поэтому надо понимать, что все эти события и сейчас, и в прошлом были очень сильно растянуты во времени и ни в коем случае не носили характера кратковременных и смертельных для всего живого катастроф. Значительные для растительного и животного мира изменения климата происходили за десятки тысяч лет и не на всей Земле.