"Знание — сила", 1983, № 7

Сергей Мейен появился в редакции в 1967 году и сразу "пришелся", полюбился. Его интересы были так многогранны, что, казалось, статьи не смогут вместить их, хотя в статьях своих был он подробен, обстоятелен и неспешен.

Он с жаром говорил и писал о ботанике и палеоботанике, но это была лишь часть его картины мира. И она, конечно, не существовала без представлений об эволюции и ее механизмах, без попыток понять, что есть живое и неживое в природе, как и когда произошло разделение на царства животных и растений, наконец, каким было прошлое планеты и есть ли возможность его увидеть.

И на всех статьях лежала печать таланта, а легкость, простота и увлеченность не могли скрыть профессионализм, глубокие знания и огромную эрудицию.

Его интерес к вещам, казалось бы, самым разным, словно к цветным осколкам, которые работой и напряжением ума и воображения складываются в великолепную мозаику — целостную систему, — вот, пожалуй, качество, отличающее и отмечающее Мейеиа.

В популярных книжках по палеонтологии, школьных учебниках, в краеведческих музеях и вузовских аудиториях видим мы реконструкции доисторических ландшафтов. Иные больше похожи на смесь ботанического сада и зоопарка. На картинке аккуратно рассажены разнообразнейшие растения, между которыми греются на солнышке или прыгают доисторические звери. Чаше же реконструкции более реалистичны. Вот темный лес каменноугольного периода с гигантскими папоротниками и плаунами, среди которых поблескивает спина стромной амфибии. Некоторые из таких картин — настоящие шедевры живописи. Они оставляют у многих сильное впечатление, внушают уважение к тем, кто смог восстановить картины далекого прошлого Земли.

Впрочем, нередко попадаются скептики, задающиеся вопросом: "А кто все это видел?" В самом деле, как можно проверить нарисованное?

Можно было бы взять одну из распространенных реконструкций и подробно разобрать, привести все те факты и соображения, которые легли в ее основу. Однако это будет скучно. Придется углубляться в морфологию и систематику многих вымерших существ, рассказывать, что и в каком захоронении было найдено и так далее. Потребуется масса специальных терминов, которые надо будет непрерывно пояснять.

Лучше поступить иначе и познакомиться с работой палеонтолога, посмотреть, как он извлекает сведения из окаменелостей, попавших на лабораторный стол.

О том. как реконструируют внешний облик животных, писалось не раз. Нередко вспоминают великого французского палеонтолога Жоржа Кювье, впервые использовавшего для восстановления облика ископаемых четвероногих животных закономерное сочетание разных органов — копыт и жвачных зубов у травоядных, когтей и мощных клыков у хищников.

Мне бы не хотелось дальше рассказывать о реконструкциях животных, так как с ними публика худо- бедно знакома. Иное дело — растения. На растительный фон реконструкций зрители обычно не обращают внимания, особенно если ландшафт относится к последним геологическим периодам. Ископаемые растения как бы остаются в тени. Необычные звери, какие-нибудь исполинские или рогатые динозавры поражают взор, но трудно кого-нибудь удивить обликом ископаемого растения. Стоит рядом с динозавром какое-то дерево с перистыми листьями, что-то вроде пальмы. Мало кого заставит ахнуть сообщение, что это вовсе и не пальма, а давно исчезнувшее голосеменное растение с замысловатым названием.

Главный смысл реконструкции внешнего облика вымерших растений состоит в том, что в них палеоботаник подытоживает свое исследование, представляет растения в таком виде, чтобы их можно было разместить в одной системе с растениями наших дней. Задача, стоящая перед палеоботаником, куда сложнее тех, что приходилось решать Кювье. Растения почти никогда не сохраняются в прижизненном сочетании разных органов. Палеоботаник находит в захоронениях "салат" из листьев, семян, веток, пыльцы. Вся история палеоботаники — это непрерывный пересмотр гипотез о том, каким растениям они принадлежали, как сочетались при жизни.

Правда, иногда у растений можно подметить связь между отдельными органами, но и тогда объяснить разумный смысл установленной зависимости не удается Функциональные, причинно-следственные связи между органами приходится подменять простой регистрацией повторяющихся совпадений. Например, если мы найдем в кайнозойских отложениях шишку, устроенную наподобие еловой или сосновой, то мы можем заключить, что у тех же растений не было листьев, а были, скорее всего, иглы. Подвести же под это заключение определенную зависимость, сказать, есть ли таковая вообще, никто не может. Кстати, у некоторых хвойных вместо игл на ветках сидят ланцетные листья напоминающие ландышевые, с множеством параллельных жилок. Есть и хвойные с обычными иглами, но без шишек — семена сидят тут и там поодиночке.

Непонятные и неустойчивые, а то и отсутствующие взаимозависимости между органами у растений усложняет еще одна их особенность — параллелизм, то есть поразительное сходство органов разных растений. Например, палеоботаникам нередко приходилось решать, что за побег отпечатался на породе — хвойный, плауновидный или мох.

Что же делать палеоботаникам? Как воссоединить разрозненные части растений и как сделать реконструкции доказательными? Все это не праздные и не чисто академические, оторванные от практики вопросы. Без знания прижизненного сочетания частей нельзя получить доброкачественную систематику ископаемых растений. а ошибки в систематике — это всегда ошибки в решении многих геологических вопросов: установлении возраста пород, сопоставлении геологических разрезов, в палеоклиматических палеогеографических реконструкциях.

Отпечатки и реконструкции верхнепермских и верхнекарбоновых растений

Отсутствие данных о внешнем облике вымерших растений, о прижизненном сочетании встречающихся порознь частей чревато и серьезными ошибками в понимании всей эволюции растений. Открыв палеоботанические монографии середины XIX века, можно встретить в них описания многих современных групп, в том числе и покрытосеменных (цветковых) растений из палеозойских отложений . Теперь мы знаем, что не было в то далекое время покрытосеменных, они появились лишь в последней трети мезозойской эры. За покрытосеменные палеоботаники принимали изолированные листья, семена, отпечатки коры, а восстановить общий облик растений не смогли.

Нечто сходное произошло и с покрытосеменными мелового периода, последнего в мезозойской эре. Находили отпечатки листьев и смело сравнивали их с листьями современных родов. Получалось, что покрытосеменные тогда не только появились и расселились, но и прошли длительный эволюционный путь, достигли уровня организации современных родов. Между тем остатки пыльцы покрытосеменных отнюдь не подтверждают выводов, сделанных по разрозненным листьям. В последние годы были найдены и достаточно детально изучены плоды, соплодия и цветки некоторых меловых и палеогеновых (то есть уже кайнозойских) покрытосеменных. Стали появляться реконструкции того, как были связаны разные органы. Получается, что даже палеогеновые (то есть кайнозойские) покрытосеменные лишь изредка относятся к современным родам. Обычно же это представители особых родов, совмещающих признаки нескольких современных родов одного или близких семейств. Из-за смешения признаков эти вымершие растения называют "синтетическими типами".

Эти рисунки иллюстрируют ход реконструкции семеносной капсулы вымершего рода голосеменных кардиолепис

Интересно, что такие же "синтетические типы" известны среди хвойных в мезозое и кайнозое. И здесь, если обращать внимание только на некоторые разрозненные органы, можно говорить об очень раннем появлении современных родов и семейств. Но лишь только выясняется, каково было прижизненное сочетание органов, то возраст нынешних родов и от части семейств становится менее почтенным.

Итак, одна из важнейших практических задач палеоботаники — научиться реконструировать общий облик вымерших растений, устанавливать прижизненную связь частей, попадающих в захоронения порознь. Как это делается?

Строго говоря, палеоботаникам нс надо здесь ничему специально учиться. Достаточно систематически, каждый раз, когда открывается возможность, применять простейшие приемы реконструкции, известные с прошлого века и требующие лишь наблюдательности. Условно назовем эти приемы так: поиск аналогии (модели), установление органической свя- *и, прослеживание маркеров, повторное совместное захоронение.

Если речь идет о растениях последних периодов, когда не слишком рискованно проводить сопоставление с современными растениями, широко используется метод аналогий. Так, если мы нашли водном и том же захоронении листья и рассеянные между ними окрыленные плодики, причем те и другие не отличаются от березовых, то мы смело приписываем и листья, и плодики одним и тем же растениям, которые обозначаем родовым названием береза. Таким способом редко удается реконструировать достаточно древние растения. Правда, некоторые роды появились сотни миллионов лет назад. Первенство по возрасту принадлежит плаунку (селягинелле) — изящному споровому растению. Этот род обнаружен в отложениях каменноугольного периода с возрастом более 300 миллионов лет. В захоронениях были найдены вместе облиственные побеги, шишечки, споры и все это — как у современных плаун ков. Они и служили в данном случае моделью для реконструкции. Чаще же для столь древних растений моделями служат другие вымершие растения, которые удалось достаточно полно реконструировать иными методами.

Наиболее надежный способ узнать о том, какова была прижизненная связь органов, — это отыскать такой экземпляр, на котором они не успели разъединиться. Но природа не слишком щедра на такие подарки палеоботаникам. Некоторые находки производили сенсацию в ботаническом мире. В 1960 году американец Ч. Бек сообщил, что в девонских отложениях он нашел находящиеся в органической связи стебли, относимые к высокоразвитым голосеменным, и вайи, приписывавшиеся архаичным папоротниковым растениям. Так была установлена группа прогимноспермов, считающаяся теперь предковой по отношению ко всем семенным растениям.

Иногда установление прижизненной связи частей требует от палеоботаника преодоления серьезного психологического барьера. Мы привыкаем к определенному сочетанию листьев и органов размножения, отказаться он него бывает очень трудно. В раннемезозойских отложениях Европы встречаются листья, сходные с гинкговыми. Вместе с ними давно находили веточки с пучками спорангиев — несомненные мужские органы размножения тех же растений. А найти женские органы размножения никак не удавалось. Лишь много лет спустя выяснилось, что они были в захоронениях. попали на страницы монографий и получили свое название. У гинкговых семена сидят на концах тонких веточек, а здесь семеносные органы были пластинчатыми и парными. Семена сидели на пластинках в два ряда. Предположение, что у растений с гинкгоподобной листвой могут быть столь необычные семеносные органы, даже не приходило никому в голову.

Не берусь говорить от имени всех своих коллег-палеоботаников, но для меня реконструкция прижизненного облика растений — самая интересная работа. Здесь каждый шаг — маленькое открытие, хотя иногда и разочарование — не все гипотезы оправдываются. Эта работа как разгадывание кроссворда на страницах геологической летописи. Рассеянные части растений комбинируешь и так, и этак. Чтобы найти маркеры, приходится прибегать к сложным методам исследования. Выявить общий маркер — все равно что не ошибиться в общей букве, соединяющей слова в кроссворде. Мгновения, когда вдруг ощущаешь, что все сошлось и все правильно, когда в это поверили и коллеги, — высокая награда в скрупулезной работе по реконструкции растений.

Результаты подобных изысканий имеют немалый научный смысл. Реконструкция растений чаще всего не главный, а побочный продукт палеоботанической работы. Это маленькая привилегия палеоботаника — среди повседневной рутинной работы по обслуживанию геологических работ находить отдушины, питающие ум.

ОТКРЫТИЕ!

Надежда Алексеева