Владимир Комаров - Происхождение растений
По 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].
В дальнейшем, характеризуя развитие растительности в каждой группе слоев, мы постараемся дать общую картину не только для растительного пейзажа, но также и для климата, и для общей географии соответствующей эпохи. Неправильно было бы говорить только о растениях, не упоминая о главнейших условиях их жизни. Свойства каждого организма слагались исторически благодаря взаимодействию его с внешней средой. Такова диалектика эволюции.
Глава VI
АРХЕЙСКАЯ ГРУППА СЛОЕВ
В архейский период произошло первое пробуждение жизни на Земле. Впервые в историю поверхностных явлений земной коры вошел новый химический активный фактор, который впоследствии созданием известняков, мела и пр. и концентрацией значительных запасов солнечной энергии в каменных углях, нефтях и пр. так сильно преобразовал эту поверхность.
Океаны архейского периода имели вначале воду, подогретую еще внутренней теплотой Земли. Можно думать, что возникшие к этому времени в вулканических ключах или иных мелких, теплых и сильно минерализованных водоемах или на влажной поверхности орошаемых водой скал хемотрофные организмы могли дать в прибрежной полосе мелководных морей значительные скопления жизни у поверхности воды. Мы не знаем, как скоро мог появиться хлорофилл, зеленое красящее вещество растений, но думаем, что он должен был появиться. С момента появления хлорофилла среда бактериеобразных организмов кембрия началось расслоение и должны были выработаться циановые или синезеленые водоросли. Началась утилизация углекислоты, которой было, по-видимому, весьма много, появились первые количества свободного кислорода, что в свою очередь сделало возможным появление первых простейших животных, хотя бы близких к амебам и корненожкам. Возникновение простейших, особенно одноклеточных, водорослей и грибов также может быть отнесено к этому периоду. Появление зеленых организмов, хотя бы и в форме одноклеточных водорослей, создало сейчас же избытки пищевых веществ. Эти организмы имеют в своих клетках особые тела — хроматофоры, в которых заключено зеленое вещество — хлорофилл. Здесь идет процесс усвоения солнечных лучей — фотосинтез, идет диссоциация углекислоты, поглощение углерода и освобождение кислорода. Такой процесс питания называется аутотрофным, т. е. самостоятельным, и сопровождается одновременно усвоением элементов воды и азота, а также и усвоением элементов золы. Процесс этот чрезвычайно продуктивен, производится больше вещества, чем его нужно самому организму.
Там же, где есть избытки пищи, начинается неизбежно и процесс ее использования не теми, кто ее выработал. Амебообразные организмы, эти капли ползающего живого вещества, заглатывают зеленых тружеников и переваривают их. Им хлорофилл не нужен, и они не окрашены.
Всю серию архейских отложений делят теперь на две системы: археозойскую и протерозойскую[29].
Археозойская система заключает в себе древнейшие слои земной коры, состоящие из вполне перекристаллизовавшихся осадочных отложений. Мощность их так велика, что превышает всю толщу позднейших осадочных отложений.
Выше уже было сказано, что прямых следов жизни в археозойской группе слоев не найдено. Но среди них есть известняки, графит и антрацит, происхождение которых несомненно органическое.
Мы не знаем других скоплений углерода в земной коре, кроме тех, которые образовались из остатков растений. При этом такие скопления могут получиться и из масс мелких организмов, не имеющих никаких твердых частей и потому плохо сохраняющихся.
В 1854 г. в гнейсах Канады был открыт, как думали, древнейший организм, похожий на очень крупную корненожку; его окрестили Eozoon canadense, что означает «канадская заря жизни». Впоследствии было доказано, что это — не отпечаток животного, а причудливое минеральное образование. Другие находки следов жизни в кристаллических породах археозоя оказались также мнимыми.
Остатки протерозойской эры немногим богаче остатками жизни, чем археозойские, но все-таки в ней имеются. Так, в северном Китае в вутайских слоях мы имеем красные песчаники с волноприбойными знаками, доломитизированные известняки с остатками водорослей «колления» и черные глинистые сланцы с евриптеридами (Eurypteris). В доломитах Финляндии. на озере Суоярви найден кораллообразный организм «карелодзоон ятуликум» (Carelozoon jatulicum).
Самые верхние слои архейской группы, переходные к выше лежащим, так называемые докембрийские, теряют кристаллическое строение и дают переход к нормальным слоистым породам, в которых найдены уже во Франции многочисленные и разнообразные корненожки. Последние причисляются к миру животных, но они входят также в общую группу амебообразных организмов, представленную в мире растений так называемыми миксомицетами, или слизевиками. Последние могут образовывать значительные массы живого вещества.
Еще интереснее находка в альгонских слоях Северной Америки на поверхности железных руд в кремнистых отложениях так называемых железобактерий, близких к ныне живущим, широко распространенным бактериям из рода лептотрикс (Leptothrix ochracea). Бактерии эти живут небольшими нитевидными колониями и строят вокруг себя из выделяемой ими слизи защитный чехол в виде трубочки. В стенках такой трубочки постепенно выделяется гидрат окиси железа, и она из белой становится все более и более охристой. Когда стенки трубочки совершенно пропитываются железам, бактерии из нее уходят и строят новые трубочки. Пустые же трубочки накопляются и могут послужить материалом для образования болотной железной руды. Подобные трубочки были констатированы в альгонских отложениях. В альгонских же известняках были найдены многочисленные микрококки, может быть, способствовавшие их образованию.
Таким образом, в самом начале палеонтологической летописи мы прежде всего встречаемся с бактериями и корненожками при отсутствии всех остальных организмов.
Прежде чем переходить к обозрению более молодых осадочных отложений, поставим вопрос о том, каким образом можем мы судить о среде, в которой развились и жили многочисленные уже растения и животные. Для этого введем, в наше изложение специальную главу.
Глава VII
ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ И УСЛОВИЯ ЖИЗНИ ПРОШЛЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРИОДОВ
Важнейшим вопросом древней географии является распределение моря и суши. Чем большее пространство занимают моря и чем теплее поверхностный слой воды в них, тем большая масса воды переходит при испарении в парообразное состояние. Чем больше водяных паров в атмосфере, тем небо туманнее, а продолжительность солнечного сияния менее длительна. Чем незначительнее площадь суши и чем выше на ней горы, тем больше дождей получат склоны этих гор. Чем, наоборот, обширнее суша, тем скорее часть ее получит засушливый солнечный климат.
Конфигурация морских берегов, островной или материковый характер суши оказывают громадное влияние на всех ее обитателей, так как определяют собою важнейшие климатические особенности данной области. Это понятно, но как узнать очертания материков в давно прошедшие времена, как с уверенностью, сказать, что там, где теперь тянутся степи Украины, когда-то бушевало меловое море, а где между Африкой и Австралией надо дней 18 ехать на пароходе, не встречая земли, тянулся когда-то массивный материк, именуемый геологами Гондваной?
Море в прежние времена постоянно переливалось с одного участка земной коры на другой. При наступании или, как говорят геологи, при трансгрессии моря, сплошной до того участок суши распадается на систему многообразных островов; при регрессии или отступании моря на поверхность выходит сначала также архипелаг плоских островов, которые впоследствии могут слиться в сплошной материковый массив.
Методы, которыми геология пользуется для выяснения изменений береговой линии, в основном следующие. Те участки суши, где на поверхности лежат ничем не покрытые осадки архейских морей, считаются такой сушей, которая с окончанием архейской морской трансгрессии никогда не заливалась морем. Если на меловых отложениях Украины нет более поздних морских осадков, то это значит, что с окончанием меловой трансгрессии Украина является материком, который более уже не заливался морем.
Наоборот, если в северной Германии налицо имеются перекрывающие одни других морские осадочные пласты юрской, меловой, третичной и четвертичной эпох, то это значит, что трансгрессия моря повторялась здесь 4 раза и 4 раза материк снова появлялся из вод морских, поскольку между морскими отложениями есть прослойки с пресноводными материковыми толщами; если же таких прослоек нет, то это значит, что море бушевало над этой частью современной нам суши непрерывно с триасовой эпохи.
