Владимир Комаров - Происхождение растений
Если бы Земля была покрыта осадками равномерно и осадки эти имели бы одинаковую мощность, то палеонтологическая летопись Земли была бы полною. Но так как земная кора, находится в движении, так как во многих местах современная суша покрывалась в различное время морем, а обширные области былой суши оказывались погребенными под волнами морей, то летопись Земли сильно нарушена. Во многих местах толщи осадков размыты и разрушены вместе со всеми заключенными в них окаменелостями. В других их никогда и не было, так как не было условий для их образования. Тем не менее всестороннее изучение осадочных горных пород, известняков, сланцев, песчаников, а для более позднего времени «ленточных» (т. е. слоистых) глин и торфяников, создало прочные основания для оценки слоистых пород в их хронологической последовательности. Летопись Земли установлена, и хотя многие страницы из нее вырваны вовсе геологическими катастрофами, а другие сильно повреждены, она все же дает яркую картину последовательности, с которою шло развитие растительного мира, вначале бедного, однообразного, затем все более и более пышного и прекрасного.
Рис. 2. Вскрытая лесная почва каменноугольного периода с древесными пнями лепидодендронов и их корнями — стигмариями. Окрестности г. Глазго (Шотландия)
В общем, сопоставляя данные палеонтологической летописи и сравнительную морфологию современных нам растений, мы получаем следующую последовательность их развития:
1. Бактерии, амебообразные организмы и жгутиковые.
2. Водоросли циановые, зеленые, бурые, красные и пр.
3. Мхи и печеночники.
4. Грибы и лишайники.
5. Папоротники, хвощи, плауны, семенные папоротники.
6. Голосеменные (включая шишконосные) растения.
7. Покрытосеменные или цветковые растения.
Немало растений, покрывавших некогда Землю обширными лесами или образовавших заросли иного типа, вымерли без остатка. Зато другие, хотя бы и сильно видоизменившись в общих своих чертах, дожили до нас, начав свое существование за несколько геологических периодов до нашего времени.
Бактерии существовали в отложениях всех геологических периодов, водоросли появляются значительно позднее, плауновые еще позднее, а покрытосеменные растения — только в более молодых отложениях.
Рис. 3. Отпечаток листьев клена Acer trilobatum (Sternb.) на камне. Третичные отложения Европы. Из коллекции Ботанического института АН СССР
Остановимся теперь еще на том, как принято обозначать последовательно налегающие один на другой осадочные слои, от древнейших времен до нашего времени.
1. Самая древняя, соответствующая нижним, наиболее глубоко залегающим слоям полной серии, группа осадочных пород носит название архейской, т. е. изначальной, или азойской, т. е. безжизненной. К ней относятся массы гнейса, слюдяного сланца, глинистого сланца, кварцита и мрамора. Так как большинство отложений этой группы подверглось позднейшим изменениям, то остатки растений в ней разрушились бесследно.
В раннюю пору геологии кристаллические сланцы считались первозданным слоем земной коры. Позднее, однако, убедились в том, что кристаллические сланцы созданы из других горных пород процессом превращения их в гнейсы[26]. Осадочные породы могут при перемещениях частей земной коры опускаться на глубину, где высокое давление и чрезвычайно высокая температура их совершенно перерабатывают, выкристаллизовывается в их толще целый ряд минералов, а остатки животных и растений бесследно исчезают. Порода становится «немою».
Рис. 4. Папоротник Pteris Dolitzkii Palib. Из третичных отложений Акчагыла (Сев. Кавказ). Из коллекций Ботанического института АН СССР
2. Палеозойская группа, т. е. группа с остатками древней жизни. Слои этой группы распадаются на пять систем, именно кембрийскую, силурийскую, девонскую, каменноугольную и пермскую. В период образования палеозоя сложились основы современных океанов и материков. Создались уже понятные нам условия жизни. Понятно, что слои этой группы, начиная с девонских, уже богаты остатками растений и дают возможность ясно представить себе растительность этих отдаленных времен. В палеозойскую эру развились уже почти все типы животных, но не все одновременно, и в различные ее периоды выделялись то ракообразные, то головоногие моллюски, то брахиоподы, панцирные рыбы, насекомые и даже амфибии. К концу палеозоя появились также и пресмыкающиеся, но птиц еще не было.
3. Мезозойская группа слоев, т. е. группа с остатками жизни, соответствующей среднему периоду ее развития. Эта группа слоев разделяется на три системы: триасовую, юрскую и меловую. В мезозойскую эру конфигурация земной поверхности сохраняет в общем черты, выработанные грандиозными горообразовательными процессами конца палеозоя. Характерной ее особенностью являются сухие солнечные климаты, распространившиеся на больших протяжениях тогдашних материков. В биологическом отношении мезозойская эра является веком саговников и шишконосных среди растений и веком белемнитов и аммонитов среди морских животных, крупных пресмыкающихся, особенно динозавров на материках. К концу ее появляются сразу в большом количестве покрытосеменные растения, а также птицы и млекопитающие среди животных.
4. Кайнозойская группа, т. е. группа пластов с остатками жизни, соответствующей новому периоду ее развития. Эта особенно богатая остатками жизни группа делится на две системы: третичная система и четвертичная система.
К началу кайнозоя произошли на земле крупные изменения физико-географических условий, которые к концу его привели к современному распределению воды и суши, к современным очертаниям материков. Совершенно исчезли аммониты, белемниты и динозавры; сильно поредели саговники, зато распространились леса из широколиственных деревьев и пространства, поросшие травой. Развитие в конце кайнозоя ледниковых отложений способствовало выработке северных растений и окончательно придало растительности земного шара ее современные черты.
Сколько же времени потребовалось на все это? В средней части Германии толща палеозойских слоев имеет более 5000 м мощности. Несомненно при этом, что часть их размыта и уничтожена. Сколько же времени понадобилось на отложение всех этих слоев и их последующие преобразования? Геологи часто говорят, что определить длительность той или иной эпохи в годах они вовсе не могут. Измерение толщи осадочных образований позволяет говорить лишь об относительном летосчислении, выражающем большую или меньшую древность данной толщи относительно другой.
Тем не менее попытки выразить продолжительность геологических периодов в миллионах лет были, и мы должны дать о них понятие. Немецкий ученый Арльд[27] собрал имевшиеся к 1907 г. в астрономической и геологической литературе данные о продолжительности главнейших периодов истории Земли и выразил их сравнительную продолжительность в единицах, равных каждая примерно 10000000 лет. Составленная им табличка дает следующие цифры:
1 Стадия планетной туманности неопределенно долгое время 2 Период белой звезды 13,5 3 -»- желтой звезды: с температурой около 15 000° 12,5 4 -»- красной звезды с температурой 3000–4000° 2,75 5 -»- образования литосферы 10,5 6 -»- безводный, предшествующий образованию первого океана; продолжение формирования твердой земной коры 9,5 7 Образование морей; жизни еще нет 12,25 8 Архейский период, впервые обильное развитие жизни, следы которой позднее уничтожились 9,5 10 Палеозойский период 7,5 11 Кайнозойский 0,3По Арльду, общая продолжительность земной истории 79,05 х 10 000 000 = 790 050 000 лет. Из них только последние 18 050 000, т. е. около 4,5 %, соответствуют периоду развития жизни на Земле. Позднее подсчеты солевого баланса на Земле, и, особенно, подсчет времени, потребного для того, чтобы радиоактивный распад руд, содержащий радий, дал современное нам состояние запаса этих руд, привели к все увеличивающимся цифрам[28].
