Следы трав индейских

Мейен Сергей Викторович

Книга доктора геолого-минералогических наук С. В. Мейена содержит научно-популярное изложение некоторых основных проблем современной палеоботаники — науки об эволюции растительного мира Земли, восстанавливающей облик нашей планеты в прошлые эпохи. Положение древних материков и их перемещение, климатические условия, эпохи оледенения, заселение суши растениями, эволюция живых организмов — обо всем этом рассказывается в книге, написанной по результатам новейших исследований и рассчитанной на широкие круги читателей.

 

Сергей Викторович Мейен

Следы трав индейских

МОСКВА «МЫСЛЬ» 1981

РЕДАКЦИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Художник С. В. Юкин

© Издательство «Мысль». 1981

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

«…Удивления достойны морские черепокожие, к переселению и переведенству неудобные гадины, кои находят окаменелые на сухом пути в горах лежащие к северу, где соседственные моря их не производят, но родят и показывают воды, лежащие под жарким поясом в знатном количестве. Еще чуднее, что в холодных климатах показываются в каменных горах следы трав Индейских, с явственными начертаниями, уверяющими о подлинности их породы. Сии наблюдения двояко изъясняют испытатели натуры. Иные полагают бывшие главные земного шара превращения, коими великие оного части перенесены с места на место чрезвычайным насильством внутреннего подземного действия. Другие приписывают нечувствительному наклонению всего земного глобуса, который во многие веки переменяет расстояние еклиптики от полюса».

Это слова М. В. Ломоносова из § 163 его книги «О слоях земных» — замечательного произведения, написанного в 1757–1759 гг., но опубликованного в 1763 г. в дополнении к «Первым основаниям металлургии». С тех пор прошло более двух веков, и уже, казалось, перестали быть «удивления достойны» и морские черепокожие (моллюски) в горах, и «следы трав индейских» в холодной Арктике. Все это вошло в учебники, не раз описывалось популяризаторами. Каждый студент — биолог, геолог или географ — объяснит, не задумавшись, в чем здесь дело, расскажет в импровизированной популярной лекции, как поднимаются и опускаются континенты, приходят и уходят моря, воздвигаются горы и скользят по поверхности земной полюса. Все это уже не достойно его удивления. И зря. Мы привыкаем к картинам прошлого, восстановленным поколениями ученых, и часто забываем удивиться тому, что прошлое это действительно было, что действительно на месте городов были моря, что сушу заселяли удивительные живые существа, что — и это главное — история Земли была куда сложнее, чем мы привыкли считать. По-видимому, такова особенность человеческой психики, что он легко привыкает к необычному. Еще сто лет назад было дикостью представить себе полет не в космические дали, а всего лишь без помощи воздушного шара или машущих крыльев. Сейчас мы не поднимаем глаз на пролетающий самолет. Так же привыкаем мы к тому, что в нашей крови множество микроскопических красных телец и что землетрясения — это подвижки в глубоких земных недрах. Привыкли мы и к чудесам палеонтологии. Только школьники и далекие от естествознания люди нет-нет да и порадуют своим волнением от находки в овраге доисторических раковин или костей. В общем-то прошлым Земли и жизнью на ней люди интересуются, но степень загадочности этого прошлого как-то не осознают. Приходится упрекнуть за эту потерю удивления и популяризаторов науки, и авторов учебников. Слишком уж там все гладко, как будто все написанное незыблемо, прочно, а оставшееся непознанным — второстепенные детали. Будто в летописи, доставшейся нам от природы, мы прочли самое главное и теперь лишь подбираем отдельные недостающие листки.

Речь не идет обязательно о недоверии к нынешнему прочтению геологической летописи. Пусть все написанное в книгах — истинная правда. Но даже если это и так, то это лишь небольшой кусочек всей правды. А вообще-то ошибок в литературе немало. Недаром сказанное в одной книге противоречит сказанному в другой. Об этих расхождениях ниже пойдет речь, но не для того, чтобы потешаться над научными баталиями. Хочется, чтобы читатель почувствовал суть и состояние проблем, проникся духом непредвзятого исследования. Может быть, читатель поймет, как мало мы в сущности знаем об отдаленнейшем прошлом Земли, как увлекательно раскрывать все новые страницы и как много открытий нам еще предстоит сделать.

Как знать, может быть, найдутся у этой книги и юные читатели, которые загорятся желанием ступить на палеоботаническую стезю. Чтобы не приманивать их понапрасну, в книге специально оттенена рутинная и не слишком разнообразная сторона работы палеоботаника. И пусть потом не попрекают меня те, кто будет изнемогать от бесконечного сидения за микроскопом и подсчета многих тысяч пылинок и спор, скользящих в поле зрения, от необходимости доставать и читать статьи на всевозможных языках. Разочарование от палеоботанической деятельности, сначала казавшейся столь привлекательной, — обычное дело.

Эта книга не учебное пособие. Как ни стараться быть точным в изложении материала, каких-то упрощений невозможно избежать. Опущено многое из того, что накопила палеоботаника по истории растительного покрова. Упрощена и терминология. В книге оставлены лишь те термины, без которых невозможно вести рассказ. Это в особенности названия геологических периодов, эпох и веков (рис. 1), а также названия (особенно латинские) растений и животных. Самые важные термины поясняются, смысл других, надеюсь, будет ясен из контекста. Оставшиеся непонятными слова читатель может просто пропустить. На общем понимании текста это едва ли скажется.

Рис. 1. Геохронологическая шкала эр (групп) и периодов (систем); линиями показано время существования основных групп высших растений

И последняя, может быть, самая важная оговорка. Чуть ли не самое интересное в науке — не полученные результаты, а сам процесс исследования. Чтобы рассказать о нем, те, кто не занимается историей науки специально, вынуждены обращаться к собственным исследованиям. И тут возникает проблема. Любое исследование начинается не с пустого места. Всегда приходится сталкиваться с работами предшественников, и далеко не всегда выводы предшественников подтверждаются. Стоит ли вспоминать чужие заблуждения, называть ошибавшихся по именам?

Думается, что стоит. Иначе получится искаженная и безликая картина исследования. Только важно помнить, что вскрывшиеся непроизвольные просчеты не компрометируют настоящего ученого. Более того, порой они сильнее стимулируют дальнейшие исследования, чем правильные выводы. В конце концов самую грубую ошибку делает тот, кто уверен в собственной непогрешимости.

 

Глава I

ЗАВОЕВАНИЕ СУШИ

В истории нашей Земли было немало вех, значение которых для правильного прочтения всей истории ясно каждому исследователю и которые тем не менее так и остаются загадкой. Мы убеждены, что когда-то не было самой Земли, а после того, как она образовалась, на ней появилась жизнь. Не всегда населяли Землю окружающие нас животные и растения. Совсем недавно в масштабе геологического времени появился сам человек. Эти и другие важнейшие события — от возникновения Земли до происхождения человека — источники неисчислимых гипотез. Время от времени то одна, то другая завоевывает чуть ли не всеобщее признание, но потом тускнеет под напором новых идей. Калейдоскоп гипотез рождает скепсис. Порой начинает казаться бессмысленной игра фантазии вокруг событий, не оставивших следов в геологической летописи. Исследователи обращаются к другим проблемам, и тут вдруг обнаруживаются новые факты, заставляющие вернуться к оставленной проблеме и попытаться решить ее иначе.

Именно так получилось с завоеванием суши растениями. От того времени, как зародилась на Земле жизнь, и до тех геологических эпох, когда на суше появились первые леса, прошли миллиарды лет. Растительность вполне современного облика покрывала континенты всю последнюю эру — кайнозойскую. В мезозое и в двух последних периодах палеозойской эры — пермском и каменноугольном — суша тоже была покрыта густой растительностью. Известны многочисленные остатки наземных растений и в предшествовавшем девонском периоде. А дальше? Что было на суше в силуре, ордовике, кембрии и в еще более древние — докембрийские — времена? Этого никто не знает.

Вольно или невольно мы навязываем далекому прошлому черты мира, окружающего нас сейчас. Ставшее привычным кажется непреходящим. Как ребенку трудно представить, что когда-то не было мамы и папы, дома, в котором он живет, так и исследователи с трудом приходят к мысли, что привычные черты нынешнего облика планеты — нечто появившееся не так уж давно. Особенно трудно свыкнуться с мыслью, что когда-то облик планеты был настолько иным, что взгляни мы на нее в иллюминатор самолета, то и не узнали бы Земли, а решили бы, что под нами неведомое небесное тело. С точки зрения геолога, привыкшего к срокам в сотни миллионов и даже миллиарды лет, Земля была именно такой, чужой и непривычной, не так уж давно — в середине палеозойской эры.

Надо честно признаться, что мы так и не знаем, как выглядела бы Земля с птичьего полета в начале девонского периода — 400 млн. лет назад. Мы, конечно, не увидели бы лесов. Пейзаж скорее напомнил бы нам полупустыни в дни, когда снег уже сошел, а зелень еще не появилась. Может быть, только по берегам рек и морей вилась тонкая ниточка зелени. Так считают многие палеоботаники. Не раз высказывалось мнение, что различные низшие растения заселяли сушу и в додевонские времена. Но никаких их остатков до сих пор не находили. Гипотезы о заселении суши растениями могут опираться лишь на косвенные свидетельства.

Почему-то заселение суши растениями далеко не всеми исследователями признается проблемой. Некоторым кажется, что здесь не над чем особенно ломать голову. Разве не очевидно, что растения вышли когда-то из моря на сушу? Сначала они заселили мелководье, двинулись вдоль рек в глубь континентов, растеклись по берегам озер, а потом шаг за шагом, все дальше и дальше от воды. Надо лишь разыскать этих пионеров в древнейших континентальных толщах и прочитать по ископаемым остаткам, когда и как все было. Но и без этих находок дело казалось в целом ясным. В начале 40-х годов один крупный ученый без колебаний писал: «…первый расцвет жизни на суше был приурочен к приморским местностям, особенно к берегам лагунных озер и болот, лежащих между песчаными береговыми валами и подгорной террасой. Здесь впервые выработался тип растения, нижней своей частью находящегося в воде, а верхушкой — в воздушной среде под прямыми лучами солнца. Споры, развившиеся в мелкой нагретой воде лагун, при понижении уровня воды вследствие испарения образовывали заростки в виде плоских зеленых лопастных пластинок. Отдельные участки их, выдвигаясь из воды и испаряя воду, вызывали возникновение токов воды, возмещавших испаряемую, и этим способствовали росту своих тканей. Образовывалось подобие первичного стебля».

В таком же стиле, без тени сомнения описывались и дальнейшие события. В литературе тех и последующих лет можно найти немало подобных рассказов. Что это — считанная с документов история или правдоподобный домысел? Сейчас это выглядит почти как домысел, но в начале 40-х годов дело представлялось иначе. Тогда еще свежи были в памяти открытия конца 10-х — начала 20-х годов, когда англичане Р. Кидстон и В. Лэнг описали из девона Шотландии прекрасно сохранившиеся остатки простейших с виду высших растений. Особое впечатление произвели ринии — голые безлистные прутья с мешочками-спорангиями, содержавшими споры, на концах. Лучшего предка для всех высших растений нельзя было и желать. Присовокупляя другие известные к тому времени девонские растения, ученые стали конструировать генеалогические деревья, домысливая образование листьев, корней, стволов, разнообразных органов размножения. Некоторые из предложенных эволюционных схем были затем подтверждены новыми находками девонских растений.

Естественно, что взгляды исследователей обратились к более древним, додевонским отложениям — силурийским, ордовикским и кембрийским. Остатки, внешне похожие на высших наземных растений, в них попадались давно. Это были какие-то подобия стеблей, обрывки тканей, сходных с древесиной, микроскопические оболочки, похожие на споры высших растений. Особенно широко обсуждались открытия в кембрии Сибири остатков, названных Aldanophyton (фиг. I), и якобы спор высших растений в кембрийских и даже докембрийских отложениях Прибалтики. О находке спор сообщалось в печати как о важном открытии, Об этом писали в газетах и научно-популярных журналах.

В 50-х годах сложились две точки зрения на проблему заселенности суши растениями в додевонские времена. Одни исследователи, условно назовем их «энтузиастами», говорили, что суша была заселена высшими растениями даже в докембрийские времена. Более осторожные из них соглашались, что все додевонские документы, если брать их порознь, недостоверны. Но в сумме, считали они, «улик» вполне достаточно. Другие исследователи, «скептики», соглашались учитывать только неоспоримые документы.

К 60-м годам сообщений о додевонских находках накопилось столько, что настало время как следует в них разобраться. Пошли на строгий экзамен микроскопические оболочки, описанные как споры. В 1965 г. в «Палеонтологическом журнале» вышла статья Н. А. Волковой. Она тщательно проанализировала все сообщения о докембрийских, кембрийских и ордовикских спорах. Выяснились любопытные закономерности. Прежде всего оказалось, что наиболее важные находки иллюстрированы не фотографиями, а схематическими рисунками. Чтобы отличить споры высших растений от оболочек микроскопических водорослей (внешне эти два типа остатков могут быть похожими), очень важно найти трехлучевую фигуру, которая образуется у спор еще тогда, когда они сидят в спорангиях (фиг. II). Материнские клетки спор делятся, и из каждой клетки формируются четыре споры, расположенные крест-накрест. Такая группа из четырех спор называется тетрадой. Трехлучевая фигура (она называется еще трехлучевой щелью или тетрадным рубцом) обращена внутрь тетрады. Через трехлучевую щель происходит прорастание спор, когда они, высеявшись из зрелых спорангиев, попадают на подходящую почву. О присутствии трехлучевой щели у древнейших спор и писали «энтузиасты». Однако ни в одном случае это наблюдение не было подтверждено фотографиями. Трехлучевые щели изображались только на рисунках. В палеонтологии часто бывает так, что некоторые детали ископаемых организмов хорошо видны наметанному глазу, но подтвердить наблюдение фотографией не удается. Например, швы на ископаемых черепах иногда маскируются рельефом кости. Поэтому на фотографиях получается бугристая поверхность, и проследить на этом фоне тонкие линии швов невозможно. В таких случаях вместо фотографии документом служит рисунок. Но при трехлучевой щели спор дело обстоит иначе. Здесь всегда есть возможность сделать вполне убедительные фотографии. Тем не менее их не было.

Н. А. Волкова обнаружила и другую закономерность. В работах 40—50-х годов ссылки на находки древнейших спор звучали уверенно и количество спор в препаратах указывалось большим. В начале 60-х годов те же исследователи, описывая тот же материал, что и раньше, уже писали, что количество спор с трехлучевой щелью очень небольшое. Все чаще слышались оговорки, что, дескать, это споры мхов и других сравнительно низко организованных высших растений. Энтузиазм начал давать трещину. К концу 60-х годов «энтузиастов» почти не стало слышно.

Не надо воспринимать эту историю как некое умышленное введение в заблуждение одними учеными других, а эти другие, дескать, разоблачили очковтирателей. Дело было отнюдь не так. Заблуждение было искренним, и не честь мундира спасали те, кто продолжал настаивать на присутствии спор в древнейших, даже докембрийских, толщах. Что же касается злополучной трехлучевой щели, то за нее принимали случайные складки на микроскопических оболочках водорослей. При жизни эти оболочки были шаровидными. Попав в породу, они сплющивались, и возникала сложная, беспорядочная система складок. Найти в переплетении складок трехлучевую фигуру не сложнее, чем увидеть неведомого зверя в прихотливо изогнутом лесном корне или голову старика в силуэте одного из Красноярских столбов.

Не забыли скептики и о крупных растительных остатках из додевонских отложений. С большинством остатков разделались быстро. На них не обнаружилось никаких деталей, подтверждавших, что перед нами действительно наземные растения. Труднее пришлось с сибирским алданофитом. В 1971 г. в Новосибирске состоялась Международная палинологическая конференция, на которую съехались авторитетные и весьма скептически настроенные палеоботаники. Лучшая коллекция алданофитов хранится сейчас в Томском университете у проф. А. Р. Ананьева. Он привез несколько образцов в Новосибирск, где состоялся своеобразный консилиум. Отношение к образцам было непредвзятое, но придирчивое. Смотрели на образцы в лупу и под микроскопом, смачивали ксилолом, чтобы ярче проявились детали. Заключение было единодушным: алданофит — неизвестно, что такое. Внешне он действительно похож на некоторые палеозойские плауновидные, но никаких деталей, подтверждающих общее впечатление, не видно. Главное, что нет никаких, даже самых слабых, намеков на проводящую систему. Это может быть и водоросль, и какое-то неведомое животное.

Обсуждая вопрос о природе алданофита, участники консилиума помнили и об условиях его захоронения. Это карбонатные морские отложения, образовавшиеся в открытом море. Как могли попасть так далеко от берега остатки наземных растений и не разумно ли ждать больше их остатков в отложениях, откладывавшихся ближе к берегу? Направление, в котором проходила береговая линия этого моря, примерно известно. Но находок алданофитов больше нигде не было. В общем разошлись участники консилиума, пожимая плечами и отказываясь высказываться об алданофите хоть сколько-нибудь определенно.

Рис. 2. Уровень появления в геохронологической шкале основных структур высших растений: 1 — трахеиды; 2 — устьица; 3 — дихотомически ветвящиеся оси; 4 — побеги с главной осью; 5 — выросты (эмергенцы) на оси, не снабженные проводящим пучком; 6 — то же с проводящим пучком; 7 — вильчатые листоподобные органы; 8 — уплощенные листья; 9 — звездчатый в сечении проводящий цилиндр в оси; 10 — округлые спорангии на концах осей; 11 — эллиптические спорангии; 12 — собрания спорангиев; 13 — спорангии, раскрывающиеся продольной щелью; 14 — спорангий в пазухе листа; 15 — двурядное расположение спорангиев с придатками между ними; 16 — споры с трехлучевой щелью и без орнаментации оболочки; 17–23 — споры с различной орнаментацией и разного размера; во второй колонке слева яруса (века) силура и нижнего (раннего) девона (по В. Г. Чалонеру, с изменениями)

На XI Международном ботаническом конгрессе в 1969 г. собрался симпозиум по основным событиям в эволюции растений, документированным палеоботаникой. Английский палеоботаник В.-Г. Чалонер собрал все доступные к этому времени материалы о древнейших наземных растениях. Его доклад был затем опубликован. Чалонер рассуждал так: есть три признака, совместное присутствие которых у ископаемого растительного остатка позволяет считать, что перед нами остаток высшего растения, — это древесинные клетки (трахеиды), споры с трехлучевой щелью и устьица на поверхности тела. Устьица можно видеть, сняв с отпечатка покрывающую его пленку (кутикулу)! с оттисками клеток. Кутикула состоит из высокополимерного органического вещества и хорошо сохраняется в ископаемом состоянии. Обычно ее отделяют, растворяя обугленный остаток растения в смесях, не действующих на вещество кутикулы. Чалонер учитывал, что часто мы встречаемся с такими остатками, у которых нельзя изучить все три признака. Поэтому он предложил оценивать время появления высших растений иначе. Он свел в одну таблицу все известные к тому времени находки, позволившие наблюдать хотя бы один из трех признаков (рис. 2). Оказалось, что первые споры с настоящей трехлучевой щелью появляются с самого начала силурийских отложений, а остатки с кутикулой и устьицами или с трахеидами — с самого конца силура. Все сообщения о более древних находках остатков с такими признаками оказались сомнительными. В одних случаях не были надежно датированы породы. В других — остатки оказались вмытыми по трещинам из более молодых отложений. В третьих случаях сообщения не подкреплялись убедительными иллюстрациями.

Скрупулезный анализ, выполненный Чалонером, убедил многих, что о появлении высших растений не то что в докембрии, кембрии и ордовике, но даже в начале силура нельзя говорить хоть сколько-нибудь уверенно. Правда, исследователей смущали находки спор с трехлучевой щелью по всему разрезу силурийских отложений (хотя и не во всех местах, где эти отложения известны). Впервые раннесилурийские споры обнаружил и изобразил на хороших фотографиях У. С. Гофмейстер в 1959 г. Его материал происходил из Ливии. Затем число находок стало увеличиваться, причем исследователи заботились о том, чтобы наблюдения были хорошо документированы (фиг. III). В 1971 г. Д. Грей и А. Буко описали нижнесилурийские споры в виде еще не распавшихся тетрад.

Эти находки спор в раннесилурийских отложениях не были случайностью. Дело в том, что для изучения силурийских и более древних пород стала все шире применяться методика спорово-пыльцевого анализа. Куски породы дробят и растворяют в кислотах, органические остатки просветляют и отделяют специальными жидкостями и рассматривают в микроскоп. При этом находят большое количество одноклеточных водорослей и проблематичных микроскопических остатков. По их составу удается сопоставлять разрезы осадочных толщ. Среди таких остатков и попадаются споры. Одновременно стали встречаться и интересные обрывки, возбудившие дискуссии. Во-первых, это были трубки со спиральными утолщениями. Во-вторых, нашли органические пленки с отпечатавшейся системой многоугольных клеток (рис. 3).

Рис. 3. Органические пленки с клеточной структурой и трубки со спиральными утолщениями из нижнего силура Вирджинии; длина линейки — 10 микрон (по Х. П. Бэнксу, Л. М. Пратт, Т. Л. Филлипсу и Д. М. Деннисону)

Некоторые исследователи стали высказывать мнение, что трубки со спиральными утолщениями не что иное, как трахеиды, а органическая пленка — кутикула высших растений. Один из наиболее авторитетных исследователей древнейших растений, X. П. Бэнкс из Йельского университета, в специальной статье, опубликованной в 1975 г. в международном журнале, призвал коллег к осторожности. Он писал, что спиральные утолщения на трубках иные, чем у трахеид растений. У нижнесилурийских трубок утолщение как бы встроено в стенку, а у растений оно наложено на нее. По мнению Бэнкса, такие трубки вполне могут принадлежать животным. К животным же или к каким-то неизвестным водорослям могут относиться и фрагменты с клеточной структурой. Споры с трехлучевой щелью тоже не обязательно принадлежат высшим растениям. Сходные споры находили у некоторых очень своеобразных ископаемых растений (протосальвиний), относимых сейчас обычно к водорослям.

Статья Бзнкса не осталась без внимания. Два года спустя в другом международном журнале Д. Грей и А. Буко в специальной большой статье возразили Бэнксу. Они писали о том, что ни у одной известной группы животных нет таких трубок, что клетки на кутикулах больше похожи на растительные и что ни у одной настоящей водоросли не бывает спор с трехлучевой щелью и такой оболочкой, которая бы выдерживала обработку спорово-пыльцевыми методами.

Стоит напомнить и еще об одном открытии последних лет. После того как было показано, что палинологи ошибочно дорисовывали трехлучевую щель у микроскопических оболочек раннего палеозоя и докембрия, Н. А. Волкова обнаружила в самых верхах докембрия очень мелкие (диаметром до 10 микрон) оболочки. У них была совершенно ясная трехлучевая щель — ее каждый может видеть на опубликованных фотографиях (фиг. IV). Тем не менее эта находка, видимо, не имеет прямого отношения к происхождению высших растений и заселению ими суши. Дело в том, что в породах, содержащих эти оболочки, в большом количестве встречаются загадочные пока водоросли, изучавшиеся М. Б. Гниловской и отнесенные ею к особой группе вендотенид. Их связь с другими водорослями остается неизвестной, поскольку не вполне понятна их структура и, в частности, органы размножения. Вполне возможно, что обнаруженные Волковой оболочки (споры —?) принадлежат вендотенидам. Для нашей темы в этой находке важно то, что не только у высших растений могут образовываться споры с такой оболочкой, которая могла бы выдерживать химическую обработку, применяемую в палинологии. Впрочем, и здесь рано строить гипотезы. Еще предстоит изучить эти древнейшие остатки с помощью электронной микроскопии.

До окончания начавшейся дискуссии еще далеко, и сейчас еще слишком мало материалов, чтобы отдавать предпочтение какой-либо точке зрения. Нужны более детальные исследования всех этих странных остатков. Может быть, удастся изучить их химический состав или тонкую структуру, различимую лишь в электронный микроскоп.

Однако не только дальнейшее накопление фактических данных и сравнение остатков с другими организмами помогут решению вопросов. Надо поразмыслить над уже собранным материалом и еще раз подумать о выводах из имеющихся наблюдений.

Существует широко распространенный миф, что наука развивается от фактов к обобщениям. Над опровержением этого мифа, бытующего главным образом среди исследователей с эмпирическим складом ума, трудилось несколько поколений философов и методологов науки. Никто не спорит, что иногда случайное наблюдение приводит к крупнейшему научному открытию. Но даже и в этом случае оценить значимость факта можно лишь с помощью теории. Факты питают теорию, теория через обобщения и дедукции ведет к новым осмысленным наблюдениям и экспериментам. Связь фактов и обобщений, индукций и дедукций, теории и наблюдения непрерывна и взаимна.

С этой точки зрения интересно проследить развитие взглядов на заселение суши и разобраться, как влияли на обобщения, с одной стороны, новые находки, а с другой — отказ в доверии прежним наблюдениям. Здесь невозможно изложить в деталях всю историю. Поэтому ограничимся ее главными чертами. Мнение о том, что высшие растения происходят от водорослей, высказывалось еще в прошлом веке. В первой трети нашего века уже детально расписали всю последовательность выхода растений на сушу. Наглядные схемы показывали, как некие водоросли, жившие вблизи берега, сначала высунули на воздух «голову», затем заселили приливно-отливную зону, потом, постепенно превращаясь в высшие растения, целиком вышли на берег. За этим последовало постепенное завоевание суши.

Какие же наблюдения легли в основу этой гипотезы, обычно преподносимой в литературе — научной, учебной, популярной — чуть ли не как хорошо обоснованная историческая реконструкция, для которой нет и не может быть альтернатив? Как ни странно, таких наблюдений не было ни в те времена, когда эта гипотеза выдвигалась, ни потом. Это было и остается чисто умозрительным построением. В основном исследователи опирались на очень общие филогенетические соображения и косвенные аналогии.

После выхода в свет «Происхождения видов» Ч. Дарвина начала развиваться филогенетическая систематика организмов. Систематические группы были отождествлены с ветвями филогенетического древа. Особую роль в развитии этих взглядов сыграл Э. Геккель. В 1866 г. во втором томе своей «Общей морфологии» он нарисовал филогенетическое древо всех организмов. Настал период конструирования филогенетических деревьев, одно время это было повальным увлечением. В ботанике еще в прошлом веке была построена филогенетическая линия, уходящая от покрытосеменных к голосеменным, а от них — к высшим споровым растениям. Дальше эта линия обрывалась. Никаких фактических данных о происхождении высших растений в XIX в. по существу не было.

Как обычно бывает в филогенетике (так же поступают при установлении отцовства), предков подбирали методом исключения. После того как зоологи построили филогенетическую линию, идущую от млекопитающих через рептилий и амфибий к рыбам, возникло представление, будто население суши произошло от обитателей морей. Вполне естественной показалась и мысль, что растения суши тоже взяли начало от водных растений. Вывести высшие наземные растения из высших же, но водных растений было невозможно. Взгляды исследователей обратились к водорослям. Дальше пошли методом исключения. Из современных многоклеточных водорослей только зеленые, красные и бурые могли быть претендентами на предковое положение. Сейчас большинство филогенетиков, интересующихся происхождением высших растений, выводят их из зеленых водорослей, хотя есть сторонники ставить в корни высших растений бурые и красные водоросли.

К сожалению, как в прошлом веке, так и сейчас палеоботаника ничего не может предложить участникам спора. Она свидетельствует только о том, что в кембрии и ордовике уже были разнообразные морские водоросли. Хотя вывести из этих древнейших водорослей высшие растения не легче, чем из современных, этот факт важен. Он позволил заключить, что многоклеточные морские водоросли старше высших растений и потому действительно могли быть их предками. Дальше было достаточно не удержаться от соблазна превратить принципиальную возможность в историческую гипотезу. А чтобы гипотеза превратилась в убеждение, достаточно привыкнуть к ней. И еще надо, чтобы у гипотезы не появилось серьезных противников.

Гипотеза о происхождении высших растений от морских водорослей подкреплялась и косвенной аналогией. По берегам современных морей можно видеть несколько поясов растительности. Некоторые водоросли всегда живут в воде. Другие заселяют приливно-отливную полосу. Третьи довольствуются лишь брызгами прибоя. Им хватает этой воды для жизни и размножения. Немало водорослей живет на суше. Этот ряд вполне можно прочитать как протокол выхода растений из моря на сушу. И даже если не делать этого, вполне можно предположить, что, следуя похожему ряду, растения когда-то выбирались на сушу, попутно становясь настоящими высшими растениями, развивая способность образовывать стебли, проводящую систему, корни, распространять споры по воздуху, обходиться без водной среды при размножении. Короче говоря, история выхода растений на сушу и возникновения высших растений не была реконструирована по палеоботаническим документам, а была гипотетически вычитана из разнообразия форм и условий жизни современных растений.

Сам по себе этот прием неизбежен, когда мы хотим реконструировать прошлое или когда невозможно проследить все стадии процесса, происходящего в наше время. В этих случаях исследователи пользуются методом, который известный французский философ А. Бергсон назвал «кинематографическим». Приняв, что некие объекты развиваются по одному и тому же правилу, мы наблюдаем разные фазы развития на разных объектах, получаем отдельные «кадры» происходящего процесса, а затем мысленно нанизываем эти кадры на воображаемую киноленту. Так мысленно восстанавливается процесс. Именно таким способом Гарвей когда-то пришел к выводу, что не только птицы, но и млекопитающие развиваются из яйца. Эмбриология научилась прослеживать онтогенез одной яйцеклетки не так уж давно, а наиболее фундаментальные открытия были сделаны отцами эмбриологии К.-Э. фон Бэром и К.-Ф. Вольфом с помощью кинематографического метода. Они прослеживали разные стадии развития зародыша, сравнивая разные зародыши.

Так же поступают и геологи. Когда они утверждают, что море размывает берег, окатывает камни и намывает пляжи, то это не значит, что они годами сидели на одном месте и следили, как море, подмыв в каком-то одном месте берег, взялось за рассыпавшиеся камни и одни из них окатало в гальку, а другие истерло в песок. Все происходило иначе. Геологи сравнивали форму камней, разбросанных вдоль берега и в разной степени окатанных, сравнивали прибрежные скалы и рассеянные в воде камни, анализировали минеральный состав песка на пляже и пород на прилежащем берегу. Они видели, как время от времени происходят обвалы берегов, как таскает прибрежная волна песок и камни. Так реконструировались кадры, а из них складывалась «кинолента» процесса, происходящего хотя и на наших глазах, но чрезвычайно медленно.

Примерно так же поступили и при реконструкции заселения суши растениями. Были взяты две «киноленты». Одна изображала происхождение высших растений от морских водорослей и была сначала составлена только из современных растений, а затем современные растения были заменены девонскими формами. Другая «кинолента» была составлена из кадров, изображающих современные растения, живущие вблизи береговой линии водоемов. Совместив эти ленты, мы получим нынешние представления о том, как растения завоевывали континенты. Эта схема стала подтверждаться палеонтологическими документами уже в нашем веке, когда начались детальные исследования девонских растений и когда удалось как следует разобраться в последовательности напластований силурийских и девонских отложений. Если оставить в стороне вызывавшие споры находки ордовикских и более древних растений, а взять только несомненные остатки высших растений девона и верхов силура, то складывается такая картина. В самых верхах силура встречаются очень однообразные остатки простейших высших растений, относимых к роду куксония и внешне сходных с риниями. В низах девона, отвечающих жединскому веку, примерно та же картина. В отложениях следующего, зигенского века мы находим уже множество разнообразных высших растений, принадлежащих нескольким родам (рис. 4). С этого времени высшие растения разбиваются на две группы. Одна из них пойдет к плауновидным, в том числе к древовидным лепидодендронам каменноугольного периода (они сыграли большую роль в накоплении углей Донбасса, западноевропейских и североамериканских угленосных бассейнов). Сейчас потомки этой группы представлены травянистыми плаунами и немногими другими растениями. Вторая группа поведет к папоротниковидным, голосеменным и покрытосеменным.

Детальное изучение самих девонских растений и тех отложений, в которых они погребены, показало, что некоторые из них вели полуводный образ жизни. Нижними частями они сидели в воде и высовывали наружу лишь оси с органами размножения. Казалось бы, все свидетельствовало о том, что в отложениях верхов силура — нижней части девона запечатлен процесс выхода растений на сушу.

Эта вполне правдоподобная картина тем не менее не дает ответа на два вопроса. Во-первых, непонятно, кому принадлежат споры с трехлучевой щелью, встречающиеся в более древних силурийских отложениях. Где те растения, которые продуцировали эти споры? На материале из Прибалтики было показано, что оболочки таких спор закономерно распространены в морских осадках. Силурийская палеогеография Прибалтики реконструирована довольно хорошо. Во всяком случае известно, с какой стороны располагался здесь берег моря. Если наложить на палеогеографическую карту количество трехлучевых спор, встречающихся в пробах, то можно ясно видеть, как обилие спор увеличивается по направлению к берегу. В противоположном направлении в пробах увеличивается количество остатков различных морских водорослей. Д. Грей и А. Буко, собравшие материалы, сделали вывод, что эти споры принадлежат высшим наземным растениям. Они отметили сходство силурийских спор с теми, которые извлечены из спорангиев высших растений девона.

Рис. 4. Различные девонские проптеридофиты («псилофиты»): вверху слева и в центре — савдония (Sawdonia, по А. Р. Ананьеву и С. А. Степанову); справа вверху и внизу — пертика (Pertica, no Э. Касперу и Г. Н. Эндрьюсу); внизу слева — зостерофилл (Zosterophyllum, по Д. Уолтону)

Получается какая-то несуразица. Споры вроде бы документировали заселение суши уже с начала силура. А остатки стеблей и других частей растений документируют заселение суши в конце силура — начале девона. Длительность силура сейчас принимают примерно в 35 млн. лет. В масштабе всей земной истории, длившейся миллиарды лет, это не так много, но для тех, кто занимается силурийскими и близкими по возрасту отложениями, расхождение почти на целый период обращается в невыносимое противоречие.

Второй вопрос, на который не дает ответа принятая сейчас гипотеза, касается растений верхов силура и девона. После того как были открыты и изучены различные девонские растения, в литературе появились реконструкции девонских ландшафтов. На них изображают берег моря, вдоль которого и чуть поодаль рассажены ринии и их современники. Некоторые из них лишь торчат из воды, а остальные вполне освоились на суше. Пейзаж довольно унылый, ибо население берега низкорослое, листьев еще нет, одни только голые или шиповатые прутья. Вот здесь-то и возникает вопрос: как эти растения после смерти попадали в захоронения? Известно, что растительный остаток может захорониться на века, лишь попав в воду. Иначе при доступе кислорода он быстро истлеет. Обычно палеоботаники имеют дело с листьями, опавшими с деревьев и занесенными в воду, болотными и водными растениями. Если растения живут в стороне от воды, то скорее всего от них сохранятся лишь рассеявшиеся по воздуху споры, пыльца или семена. Обычная трава, растущая по берегам рек и озер, может захорониться на века лишь в исключительных случаях. Поэтому об истории злаков и полыней палеоботаники судят только по остаткам пыльцы.

В девоне настоящих болот еще не было. Поэтому мы не находим в девонских отложениях пластов углей, а те, которые известны, образовались из остатков водорослей (их раньше ошибочно принимали за остатки высших растений). В конце силура — начале девона не было растений с опадающими листьями, так как еще не было самих листьев. Почему же низкорослые девонские растения, изображаемые на реконструкциях по берегам водоемов, попадали в воду и захоронялись? Какие у них были для этого преимущества перед современной травой?

На эти вопросы нет ответа, поскольку исследователи девонских растений не задали себе таких вопросов. Тогда возникает другой вопрос: правильны ли реконструкции девонских ландшафтов, вошедшие в литературу? На каком основании ринии и их современники рассажены по берегам? Может быть, они сидели в воде? И еще такие вопросы: если появление крупных остатков в отложениях верхов силура — низов девона свидетельствует о выходе растений на сушу, то почему мы не видим всех стадий самого процесса преобразования водорослей в высшие растения? Ведь в таком случае все происходило в прибрежных водах, где условия для сохранения геологической летописи наиболее благоприятны. Прибрежно-морские отложения известны в отложениях всех геологических периодов и служат одним из главных источников информации о жизни в геологическом прошлом.

Вспомним теперь упомянутое соображение, что некоторые девонские растения были полуводными. А почему, собственно, некоторые? Почему все те растения, чьи остатки изучают палеоботаники и чьи реконструкции вошли в сводки и учебники, не могли быть водными и полуводными? И почему появление крупных остатков растений в верхах силура — низах девона надо обязательно толковать как следы выхода растений на сушу? Может быть, это следы переселения высших растений в воду. Именно так: не из воды, а в воду.

Достаточно принять эту гипотезу, как многое становится на свои места. Прежде всего находит объяснение факт, что в нижнедевонских отложениях богатство спор гораздо больше, чем можно предполагать по крупным остаткам растений. Это указывает на то, что какие-то растения сидели на берегу и только их споры долетали до мест захоронения. Тогда и силурийские (в том числе и нижнесилурийские) споры можно считать спорами тех растений, которые росли на берегу, так что их стебли не могли добраться до воды и попасть в геологическую летопись. Правда, здесь можно возразить, что, дескать, мы относим время выхода растений из моря на сушу на начало силура и лишь отодвигаем ту же проблему в глубь веков, а не решаем ее. Ведь и в начале силура процесс выхода растений на сушу должен был пройти через прибрежно-морскую полосу, где неплохо ведется геологическая летопись. Записей же об этом процессе в начале силура нет. Стало быть, нет и опровержения гипотезы, что растения действительно вышли из моря и по мере выхода водоросли превращались в высшие растения. Опровергнуть эту гипотезу действительно нет возможности. Но это не достоинство, а дефект любой гипотезы. Неопровергаемость превращает гипотезу в догмат. Эта же неопровергаемость, правда, дает возможность выдвигать иные гипотезы. Скажем, такую: почему бы не предположить, что заселение суши водорослями произошло в досилурийские времена, а преобразование водорослей в высшие растения происходило целиком в наземных условиях? На какой-то стадии этого процесса водоросли обрели способность обтягивать свои споры прочными, химически устойчивыми оболочками. Это событие мы и отмечаем в геологической летописи, когда оболочки спор появляются в силурийских породах. К концу силура уже развились несомненные высшие растения и некоторые из них отправились жить в воду, причем совершенно не обязательно «обратно» в воду.

Ничего экстраординарного в таком процессе нет. Мы знаем, что многие сухопутные организмы со временем заселяли воду. Это ихтиозавры и плезиозавры из рептилий, китообразные и ластоногие из млекопитающих, многие насекомые. Есть водные цветковые растения, хотя их непосредственные предки, судя по всему, не жили в воде. Для природы такие переходы не составляли какой-то исключительной трудности. Условия жизни в воде и на суше различаются очень сильно, но, может быть, не для всех организмов эти различия действительно существенны. Для человека немыслимо поселиться в воде без специальных технических приспособлений. Другие организмы прекрасно чувствуют себя и на земле, и в воде (достаточно вспомнить лягушек). Многим из них важно только не уходить от воды далеко или иметь хотя бы временами, например для размножения, влажную среду вокруг.

Конечно, высказанная здесь гипотеза может вызвать тот же упрек в недоказуемости, а стало быть, и догматичности. Действительно, пока трудно указать пути ее проверки. Все же кое-что можно предпринять. Например, было бы весьма важно не ограничиваться рассматриванием силурийских спор в обычные световые микроскопы. Сейчас начали изучать их с помощью электронного сканирующего микроскопа, который позволяет рассмотреть мельчайшие детали поверхности спор, но не позволяет заглянуть внутрь. Для этого нужен просвечивающий электронный микроскоп. Очень важно разобраться в тонкой внутренней структуре оболочек этих спор, сравнить ее со структурой спор водорослей и высших растений девона. Палеоботаники, имеющие дело с девонскими растениями, обращали много внимания на их структуру и систематику, но почти не занимались их экологией. Теперь требуется тщательно изучить особенности их захоронения, происхождения и условий образования толщ, содержащих растительные остатки. Детальный анализ палеогеографической приуроченности силурийских спор пока был выполнен только в Прибалтике. Мы не знаем, насколько выдерживаются в других местах установленные в Прибалтике закономерности.

Надо более обстоятельно заняться и теми загадочными остатками, из-за которых возникла дискуссия между Грей и Буко, с одной стороны, и Бэнксом — с другой. Вовсе не обязательно ставить в прямую зависимость эти остатки и находки спор в силурийских отложениях. Вполне возможно, что споры принадлежат наземным и, может быть, даже высшим растениям, обрывки с клетками — каким-то неведомым водорослям, а трубки — неведомым животным. Пока все эти остатки изучаются лишь под микроскопом. Не обращаясь к более совершенным физическим и химическим методам, спорить дальше об их природе бессмысленно.

Наконец, надо внимательнее отнестись к додевонским отложениям, континентальным по происхождению. А. Грей и Буко отметили, что в тех додевонских толщах, которые считаются наземными, нет остатков спор. Вскоре после выхода их статьи американские палеоботаники Л. М. Пратт, Т. Л. Филлипс и Д. М. Деннисон описали все те же трубки, споры и кутикулы из нижнесилурийских отложений штата Вирджиния. По составу, характеру слоистости и условиям залегания эти отложения считаются континентальными. Еще один американский палеоботаник, Д. М. Шопф, присоединившийся к дискуссии, обратил внимание на то, что трубки со спиральными утолщениями обычно попадаются в захоронениях вместе с хитинозоями — проблематическими мелкими животными, обычно встречающимися в морских отложениях.

Словом, пока еще слишком рано уверенно говорить о том, к каким организмам относятся силурийские спороподобные остатки, трубки и куски кутикулы с клетками. Лучше повременить и с уверенными заключениями о том, что же было на суше в додевонские времена.

Впрочем, и в отношении раннего девона надо высказываться осторожно. В самых низах девонского разреза растительных остатков не многим больше, чем в верхах силура. Лишь в отложениях зигенского века (второго от начала девонского периода) во многих местах Земли находят разнообразные и многочисленные остатки растений. Гораздо разнообразнее становятся и оболочки спор. Это увеличение числа и разнообразия растительных остатков указывает не только на успехи в эволюции растений, но и на увеличение площадей, пригодных для устойчивого захоронения растительных остатков. Многие зигенские толщи с растительными остатками заведомо отложились на континентах.

Редкость континентальных отложений в дозигенские времена можно объяснить отсутствием развитого растительного покрова. Без него не было настоящих почв, не было и регуляции стока вод. После каждого дождя вода скатывалась в низины беспорядочными и ничем не сдерживаемыми потоками. Осадки, накапливавшиеся на континентах, непрерывно перерабатывались потоками, пока суша не нивелировалась. Как только возникли растения, способные заселять сушу и собираться в достаточно густые поселения, начался регулируемый сток вод, появились настоящие почвы. Растения могли защищать склоны от непрерывного и быстрого размыва. Речные долины закладывались надолго, началось континентальное осадконакопление с образованием устойчивых, не подвергающихся переработке захоронений растительных остатков. Возможно, что именно это и произошло в начале зигенского века. Раз начавшись, этот процесс мог быстро захватить обширные участки суши.

Можно полагать, что в основном суша была заселена к концу девонского периода, поскольку в начале следующего, каменноугольного периода на Земле образовывались уже практически все основные типы осадков, ныне отлагающиеся на континентах. В самом начале карбона начинается образование угленосных внутриконтинентальных толщ. Само присутствие углей показывает, что на пути стока вод стояли мощные растительные фильтры. Не будь их, не могли бы образовываться угольные пласты, ибо остатки растений непрерывно смешивались бы с песком и глиной, так что получались бы обломочные породы, сильно обогащенные растительными остатками, — углистые сланцы или песчаники, а не настоящие угли. С этого времени Земля стала зеленой.

Если спросить далекого от палеонтологии человека, какие главные вопросы должны интересовать, по его мнению, специалиста по мезозойским рептилиям, то в ответ мы, может быть, услышим о вымирании динозавров. Ведь об этом то и дело пишут даже в газетах. Стало быть, специалисту тем более важно понять, почему вымерли динозавры в конце мезозойской эры, произошло ли это от похолодания или от вспышки сверхновой звезды. И тем не менее это не так. Специалисты по динозаврам в общем довольно равнодушны к происходящей дискуссии, в которой участвует кто угодно, но только не они (вернее, участвуют редко и высказываются, как правило, скупо). Все дело в том, что для исследователя, профессионально работающего с конкретным материалом, гипотеза приобретает интерес лишь тогда, когда она открывает путь к новым исследованиям, когда можно ее проверять наблюдением, а не заниматься умозрениями, вперив взор в потолок. По той же причине «снежный человек» больше интересует журналистов, чем антропологов.

Так и проблема заселения суши растениями и происхождения высших растений. Она долго была объектом умозрений, далеких от конкретных палеоботанических исследований. Поэтому палеоботаники проявляли к ней интерес только тогда, когда появлялись новые находки и их можно было изучать в лаборатории. Если надежды не оправдывались, интерес к этой проблеме опять исчезал и существовал лишь в среде людей, довольно далеких от палеоботаники. Пересмотр остатков якобы высших растений из додевонских отложений породил скепсис ко всем таким находкам. Повысились требования к качеству материала, детальности его изучения, точности датировок документов. Тем не менее сейчас начинает открываться новое поле исследований, причем не только для палеоботаников, но и для специалистов по осадочным породам. Палеоботаника должна идти рука об руку с палеоэкологией. На этой стадии особенно важно смотреть на проблему как можно шире, допуская к рассмотрению любые гипотезы, только бы они помогали осмысленному поиску новых фактов, помогали увязывать накопленные разнородные наблюдения. Здесь важно не спешить с выводами, не цепляться за одну гипотезу, а упорно и вдумчиво работать. Именно такой смысл — еще одной рабочей гипотезы — и имеют мысли, высказанные в этой главе о заселении суши растениями.

 

Глава II

ПЕРВЫЙ РАСКОЛ В РАСТИТЕЛЬНОМ ЦАРСТВЕ

Люди по-разному воспринимают прошлое. Одни следуют Екклесиасту: «Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, — и нет ничего нового под солнцем. Бывает нечто, о чем говорят: «смотри, вот это новое»; но это было уже в веках, бывших прежде нас». Однако стремление навязать прошлому черты наших дней часто терпит неудачу. Тогда начинает казаться, что раньше все было не так.

Остатки давно вымерших организмов производили большое впечатление на первых своих исследователей. Странным был облик животных и растений, да и встречались их остатки в необычных местах. Перед учеными постепенно открывался новый, неведомый органический мир. Остатки растений — листья, крупные стволы — попадались в высоких арктических широтах. В зоне вечной мерзлоты встречались кости мамонта, родство которого со слонами было совершенно очевидно еще в XVIII веке. Стало быть, климат на Земле когда-то был иным, более теплым и равномерным, чем сейчас. В прошлом веке было расшифровано ледниковое происхождение валунов, рассеянных на европейских равнинах. Значит, за теплыми временами настала эпоха грандиозного оледенения, остаток которого — нынешние арктические и антарктические льды.

На представления о прошлом Земли сильно влияли и космогонические гипотезы. Долго господствовало убеждение, что Земля, когда-то раскаленная, постепенно остывает. Внутренним теплом Земли были склонны объяснять заселение высоких широт богатой растительностью, от которой остались мощные пласты углей. Нынешняя картина климатических поясов рассматривалась как образование последних геологических эпох. Возникла проблема появления климатической зональности.

Некоторое непостоянство климатов в прошлом не вызывало сомнений у исследователей. Тем не менее было вовсе не обязательно видеть в следах оледенений или, наоборот, остатках южных растений в высоких широтах однонаправленное изменение климата. Гипотезе об остывании Земли был противопоставлен взгляд о постоянных климатических колебаниях. Его разделял знаменитый английский геолог Ч. Лайель.

С тех пор многое изменилось в представлениях об истории нашей планеты. Была выдвинута концепция холодного происхождения Земли и ее последующего разогрева. Стало ясно, что связывать климатические события с внутренним теплом недр рискованно. Тем не менее убеждение, что когда-то на Земле не было климатической зональности, удерживалось в умах многих исследователей. Оно поддерживалось и многочисленными фактами, которые свидетельствовали, что в местах, лежащих сейчас в совершенно различных климатических зонах, встречаются остатки одних и тех же организмов, сходных ассоциаций животных и растений.

Палеоботанические исследования начались в Европе в начале прошлого века и разворачивались довольно быстро. В 1804 г. Эрнст Фридрих фон Шлотгейм, живший в Тюрингии, впервые стал описывать ископаемые растения по образцу современных и присваивать им родовые и видовые латинские названия. В 1820 г. граф Каспар Штернберг, основатель и президент Национального музея в Праге, начал печатать выпуски капитального труда «Опыт геогностически-ботанического изложения флоры древних времен». Последний выпуск вышел в 1838 г., в год смерти Штернберга. В 1828–1837 гг. Адольф Броньяр, профессор ботаники в Париже, опубликовал замечательную сводку — «История ископаемых растений», к которой до сих пор обращаются палеоботаники. Штернберг и Броньяр не только дали систематическое описание всех известных тогда ископаемых растений, но и впервые установили закономерное изменение их ассоциаций по геологическому разрезу. История растительного мира была поделена ими на три этапа, примерно соответствующие палеозойской, мезозойской и кайнозойской эрам.

Естественно, что сначала в распоряжении палеоботаников были европейские коллекции. Из других частей света поступали лишь единичные случайные образцы. Тогда же в Европе складывалось и общее представление о геохронологии. Были выделены осадки разных геологических периодов и самим периодам были даны названия. К началу 1850-х годов завершилось составление геохронологической шкалы, удержавшейся в общих чертах до наших дней. К этой шкале можно было привязать и местонахождения ископаемых растений. В составлении шкалы принимали участие и палеоботаники, поскольку некоторые интервалы шкалы в Европе лучше охарактеризованы ископаемыми растениями, чем остатками животных.

Постепенно палеоботанические исследования распространились и на другие материки. Еще до середины прошлого века стали появляться описания коллекций, собранных в Сибири, Индии, Австралии, Северной Америке. Во второй половине века палеоботанические работы охватили все части света, кроме Антарктиды. Были открыты почти все наиболее известные местонахождения ископаемых растений. Правда, вопрос о возрасте многих местонахождений, расположенных далеко от Европы, отнюдь не всегда решался просто, о чем специально пойдет речь в следующих главах. Тем не менее к концу прошлого века сложилась некая общая картина эволюции растительного покрова Земли от девонского периода до наших дней.

Для наиболее молодых, кайнозойских флор устанавливалась ясная климатическая зональность, хотя и сильно отличающаяся от нынешней. На арктических островах были найдены листья деревьев, растущих сейчас в широколиственных лесах. Мезозойские флоры оказались значительно более однообразными по всей Земле. Одни и те же роды растений находили в Сибири, Англии, Индии. Сложнее было с палеозойскими флорами. Позднепалеозойские флоры Европы и Северной Америки выглядели примерно одинаковыми и в то же время отличались от флор южного полушария. Еще ниже по геологическому разрезу, в отложениях раннекаменноугольной эпохи, снова наступало единство флор разных материков. Едиными были и флоры предшествовавшего девонского периода.

Эти изменения типов флор во времени и пространстве были сопоставлены с климатическими условиями. Соответственно можно было описать изменение климатической зональности. Она была минимальной в девоне и начале карбона, затем усилилась в позднем палеозое, снова ослабла в мезозое, потом опять начала усиливаться, достигнув максимума в новейшие геологические времена.

В общем виде такая последовательность климатических событий признается специалистами и сейчас, однако есть и отличия нынешних взглядов от тех, что сложились в прошлом веке. История оказалась значительно сложнее, и расшифровка даже главных ее черт затянулась.

Начиная с 30-х годов стало разрушаться мнение о единстве мезозойских флор. Различия между юрскими флорами Сибири и Европы были подмечены еще в прошлом веке шведским палеоботаником О. Геером. Исследовав коллекции из Иркутского бассейна, он обратил внимание на большое количество в них листьев гинкговых. Для юрских флор Европы это не характерно. В 30-х годах А. Н. Криштофович, а затем В. Д. Принада и особенно В. А. Вахрамеев показали закономерное изменение комплексов юрских растений на территории Евразии. Выделилась самостоятельная Сибирская палеофлористическая область. Единство юрских флор мира оказалось кажущимся.

К сожалению, по опубликованной статье далеко не всегда можно понять, что навело автора на те или иные мысли, как он приходил к выводам, что послужило толчком к исследованию. Поэтому можно лишь гадать, насколько повлияли на специалистов по палеозойским флорам заключения о том, что мезозойские флоры не были однообразными по всей планете. Но показательно, что, как только укрепились взгляды о климатической зональности в юрском периоде, нашедшей отражение в распределении ископаемых флор, так появились сходные идеи и по отношению к флорам девона и раннего карбона, которые долго считались космополитными.

В 1955 г. в Ленинграде состоялась первая сессия Всесоюзного палеонтологического общества. Одним из докладчиков был ленинградский палеоботаник Г. П. Радченко. Показательно само заглавие его доклада: «К вопросу о первом проявлении ботанико-географической и климатической зональности в Северной Евразии». Чтобы оценить новизну идей Радченко, надо хотя бы кратко рассказать о господствовавших тогда взглядах. Всеми было признано, что в среднем-позднем карбоне и далее, в перми, существовало несколько палеофлористических областей. Из Северной Америки и Гренландии через Европу и Северную Африку в Среднюю Азию и далее на восток, до Китая и Юго-Восточной Азии, протягивалась огромная Еврамерийская область, населенная наиболее теплолюбивой, тропической флорой тех времен. В перми эта область разделилась. Ее восточная часть обособилась в Катазиатскую область тоже с тропическим климатом. К северу от этого тропического пояса, на материке Ангарида, располагалась Ангарская область умеренного климата, примерно соответствовавшая нынешней Северной Азии и временами захватывавшая крайний восток и северо-восток европейской части СССР. На противоположной стороне Земли располагалась Гондванская область. Она занимала материк Гондвана, объединявший Южную Африку, Южную Америку, полуостровную Индию, Австралию и Антарктиду. Гондванская флора тоже была умеренной или даже холодно-умеренной.

Во всех перечисленных местах есть и местонахождения раннекаменноугольных растений, но их состав казался удивительно однообразным. Голландский палеоботаник В. Йонгманс, один из создателей только что обрисованной картины областей позднего палеозоя, проанализировал раннекаменноугольные флоры Европы, Северной и Южной Америки, Австралии, Урала и других мест и пришел к выводу, что для выделения областей этого времени серьезных оснований нет. Хотя известное своеобразие можно отметить для каждого местонахождения, наметить какие-то регионально выдерживающиеся отличия местонахождений невозможно. Эту мысль высказывал еще в 1897 г. французский палеоботаник Р. Зейлер. В статье 1954 г. В. Йонгманс подтвердил ее.

Г. П. Радченко выступил с докладом через год и утверждал нечто совсем иное. Он убеждал слушателей, что отчетливые палеофлористические области можно установить с самого начала карбона. Расхождение во мнениях Йонгманса и Радченко можно понять. Йонгманс почти ничего не знал и не мог знать о раннекаменноугольных растениях Сибири. Эти растения были впервые описаны киевским палеоботаником И. Ф. Шмальгаузеном (отцом известного эволюциониста и. И. Шмальгаузена) еще в 70-х годах прошлого века. Потом отдельные небольшие коллекции описывали М. Д. Залесский, В. А. Хахлов и М. Ф. Нейбург. Однако сохранность остатков была довольно плохой, описания получались схематичными, и к тому же наиболее важным коллекциям были посвящены статьи, по-видимому оставшиеся не известными Йонгмансу. В этих статьях описывались некоторые новые, неизвестные в Европе роды и виды растений, но в целом как будто выявлялось сходство раннекаменноугольных флор Сибири и Европы.

В отличие от Йонгманса Радченко мог опереться не только на опубликованные в литературе списки латинских названий и несовершенные описания, но и на коллекции самих растений. В конце 40-х годов на всей территории нашей страны широко развернулись геологосъемочные работы. Была поставлена задача — получить достаточно детальные геологические карты страны. В палеонтологические лаборатории стали поступать многочисленные коллекции, собранные геологами для определения возраста пород. Такие коллекции поступали и к Радченко. Постепенно выяснялось, что отличия растений нижнего карбона Сибири и смежных районов от европейских не случайны. Радченко понимал, что для палеофлористического районирования недостаточно анализировать списки растений. Флористические области так или иначе отражают климатические условия, и поэтому важен не только списочный состав растений каждой области, но и климатически обусловленные особенности структуры растений. Радченко пришел к выводу: растения Сибири указывают на менее влажный и менее теплый климат, чем в Центральной Европе.

Рис. 5. Предложенное Г. П. Радченко ботанико-географическое районирование Евразии в ранневизеиском веке; суша показана штриховкой; I — Средиземноморская область, II — Шотландско-Казахстанская область, III — Северо-Евразиатская область

Можно было ожидать в раннем карбоне примерно те же области, что и в остальной части палеозоя. Соответственно на территории СССР должны были бы выделяться Еврамерийская и Ангарская области раннего карбона. Однако Радченко пришел к другому выводу. На его карте (рис. 5) флористические границы пошли совсем иначе, чем на картах более поздних геологических эпох. Шпицберген, большая северная часть Гренландии, север европейской части СССР, половина Урала и вся Сибирь отошли к Северо-Евразиатской области. Далее к югу следовал пояс, протянувшийся от Шотландии через Прибалтику и Подмосковный бассейн, Средний и Южный Урал, Прибалхашье на Северо-Восток Китая. Это Шотландско-Казахстанская область. К югу от нее Радченко выделил Средиземноморскую область.

В 1965 г. началась подготовка к изданию целой серии аналогичных атласов для всех периодов. Я не знаю, чем руководствовались организаторы нового издания, но они решили составить новый атлас и для карбона. Предусматривалось включить в каждый выпуск карты биогеографического, в том числе и палеофлористического районирования. Я получил приглашение составить карты районирования флор карбона и принялся за дело. Проще всего было взять карты, уже подготовленные Г. П. Радченко, и представить их редколлегии. Однако ответственный за карбоновую часть атласа В. М. Познер предупредил такую возможность и сказал, что от меня ожидается иная схема районирования. Какие конкретно замечания были к схеме Радченко, я так и не узнал. Было только сказано, что климатические выводы Радченко недостаточно хорошо согласуются с результатами литологических исследований и выводами по другим группам организмов. Тогда же в нашей лаборатории палеофлористики Геологического института Академии наук СССР наметилась подготовка крупной сводки по фитогеографии всей Евразии в палеозое и мезозое. Палеозойская часть этой сводки так или иначе падала на меня. Поэтому в любом случае я должен был сам проработать накопившиеся данные по карбоновым (и пермским) флорам Евразии.

Человеку, далекому от палеоботаники, довольно трудно представить себе объем палеоботанической литературы. Наверное, ему будет странно узнать, что только палеозойским растениям и только Евразии посвящены несколько тысяч статей и десятки толстых монографий. Проработать всю эту литературу досконально просто невозможно. Принявшись за дело и начав с библиографической картотеки, составлявшейся моей наставницей М. Ф. Нейбург (она скончалась за несколько лет до этого), а затем мной, я быстро понял, что только для начала предстоит просмотреть как минимум полторы-две тысячи работ, большей частью на английском, французском и немецком языках. Пришлось еще раз с благодарностью вспомнить М. Ф. Нейбург, которая, когда принимала меня в ученики, поставила условием элементарной самостоятельности чтение литературы на этих языках без словаря. Мне пришлось выполнить это условие. Зато теперь я не испытывал ужаса перед горой литературы на разных языках.

Разумеется, прежде всего я тщательнейшим образом отпрепарировал статьи Радченко и Йонгманса, которые в моих глазах олицетворяли противоположные точки зрения. Я понимал, что со средним и поздним карбоном больших трудностей не будет, ибо здесь разногласия между разными исследователями были небольшими. Главная проблема — ранний карбон. Если прав Йонгманс, я должен признаться редколлегии атласа, что для этого времени никакого районирования дать вообще нельзя. Если же прав Радченко, то придется срисовывать его схему или создавать какую-то иную. Самым трудным в этой работе было найти правдоподобную рабочую гипотезу. Конечно, идеальным способом было бы просмотреть коллекции из разных мест, разобраться в систематике соответствующих растений и только потом приниматься за районирование. Но этот путь, кажущийся единственно разумным, был почти нереален: подавляющее большинство коллекций, послуживших для составления списков растений из того или иного места, недоступно.

Трудности возникают и с систематикой растений. Часто сохранность остатков недостаточно хороша, чтобы наблюдать все необходимые признаки.

Определения родов и видов становятся условными. Поэтому механическое собирание опубликованных списков растений и их формальный анализ не могли привести к успеху. Сами списки не слишком надежны.

Тем не менее ничего другого не оставалось. Я составлял многочисленные списки и складывал их в папки по основным регионам. Довольно долго работа была не очень осмысленной. Несколько обстоятельств изменили положение и привели к появлению желанной рабочей гипотезы. Я прочел статью по стратиграфии нижнего карбона Шпицбергена и в ней нашел упоминание старой статьи немецкого палеоботаника В. Готана, который в начале нынешнего века описал отсюда куски древесины. Самым важным было то, что в шпицбергенской древесине не было годичных колец (палеоботаники называют их «слоями прироста»). Факт очень важный. Обычно во внетропических флорах встречается древесина с ясными слоями прироста. Их нет только у деревьев, растущих в низких широтах, в условиях теплого климата с минимальными сезонными колебаниями. Однако древесина может быть занесена откуда угодно морскими течениями. Нужно было убедиться, что прочие растения Шпицбергена не противоречат заключению по древесине.

Выяснить ситуацию на Шпицбергене было особенно важно, ведь на схемах палеофлористического районирования, составленных для среднего и позднего карбона, Шпицберген попадает в тропическую Еврамерийскую область. На схеме же Радченко для раннего карбона он оказывается далеко за пределами тропиков. Если прав Радченко, надо допустить крупное перемещение границ палеофлористических областей на рубеже раннего и среднего карбона. Если же можно доверять древесине, описанной Готаном, то придется поставить под сомнение схему Радченко. Раз он неправильно интерпретировал флору Шпицбергена, то вполне мог ошибиться и с другими флорами.

Рис. 6. Относительное количество древесины (зачернена) в маноксилическом (слева) и пикноксилическом стволах

Подмога пришла сразу с трех сторон. Во-первых, вспомнилось, что растения, преобладающие в нижнем карбоне Шпицбергена (их Готан не описывал), принадлежат плауновидным с толстыми стволами. У плауновидных ствол сложен преимущественно корой, а древесины очень немного. Незадолго перед этим я слушал доклад специалиста по ископаемой древесине В. Г. Лепехиной, которая упомянула мнение ее учителя, крупного специалиста по анатомии растений А. А. Яценко-Хмелевского. Он считал, что стволы с таким строением, как у плауновидных (маноксилическим, что значит «малодревесинным»; см. рис. 6), если они многолетние, свидетельствуют о безморозном климате. Это хорошо видно у современных растений, хотя причина такой климатической приуроченности маноксилических стволов остается непонятной. Шпицбергенские плауновидные имели настолько толстые стволы, что считать их однолетними не приходится. Тогда можно сделать вывод, что климат Шпицбергена в раннем карбоне был безморозным. Заключение, сделанное по древесине, подтверждалось.

В статье двух индийских палеоботаников, Д. Бхарадваджа и Б. Венкатачала, изучавших споры и пыльцу из нижнего карбона Шпицбергена, основные роды и многие виды те же, что и описанные ранее из одновозрастных отложений Центральной Европы, Англии, Подмосковного бассейна. Помощь со стороны палинологии (науки, изучающей споры и пыльцу современных и ископаемых растений) была особенно важна, поскольку микроскопические оболочки спор и пыльцы гораздо чаще встречаются в породах, чем крупные остатки растений, и поскольку спорово-пыльцевые комплексы нижнего карбона изучались довольно интенсивно для целей нефтяной и угольной геологии. Обращение к палинологической литературе быстро убедило меня в том, что по спорам и пыльце нельзя относить юг, центр и север европейской части СССР к разным палеофлористическим областям. Вообще по всей Европе состав спор и пыльцы, хотя и обнаруживал некоторую специфику в том или ином районе, в целом был однообразен. Стало быть, и растения, продуцировавшие эти споры и пыльцу, были повсюду примерно одни и те же. Разделение Европы на три области не подтверждалось. Однако по этой причине еще нельзя было присоединяться к мнению Йонгманса. Надо было разобраться с Сибирью, Казахстаном и остальной частью Азии.

Проще всего оказалось с Центральным Казахстаном Еще в 30-х годах при изучении угленосного карбона Карагандинского бассейна были получены его палинологические комплексы По их составу можно не только определять возраст пород но и прослеживать угольные пласты на месторождениях. Палинологи С. Н. Наумова, А. А. Любер и И. Е. Вальц отметили своеобразие спор и пыльцы Карагандинского бассейна по сравнению с европейской частью СССР, но нашли и общие элементы между этими районами. Примерно тот же вывод позже сделали и специалисты по отпечаткам растений, предлагавшие выделять самостоятельную Казахстанскую провинцию. Можно было последовать этой идее.

Оставались Восточный Казахстан и Сибирь. Их флористическое единство сомнений не вызывало, но ясно сформулировать, чем флора этих районов отличалась от европейской, было трудно. Дело упиралось в недостаточно разработанную систематику растений нижнего карбона этих краев. Для одного и того же местонахождения разные палеоботаники давали настолько различные списки, что опираться ни на один из них было нельзя. Но и взяться за полный пересмотр систематики времени не было. Материалы должны были поступить в редколлегию атласа по возможности скорее, поскольку при составлении атласа не было запланировано переизучение первичного палеонтологического материала. Иначе работа затянулась бы на десятилетия.

Надо было найти какие-то такие особенности сибирско-казахстанских растений, которые можно легко проследить и которые бы давали наиболее надежные отличия от растений других районов. Что требовалось для решения проблемы, я понял уже потом, а само решение пришло благодаря счастливому случаю. Примерно за год до того, как я ломал голову над нижнекарбоновыми растениями Сибири, мне принесли образец из нижнего карбона Южного Урала и попросили определить возраст. Это был кусок корненосца плауновидного растения. Такие корненосцы называют «стигмариями». Они встречаются в Европе почти по всему разрезу карбона и заходят в нижнюю пермь. Поэтому мне пришлось разочаровать человека, принесшего образец, и сказать, что возраст можно определить лишь в таких широких пределах. Сам образец был довольно плохим, а растение — довольно обычным для европейской части Союза. Я не стал его регистрировать, но и не выкинул, а бросил в ящик стола до лучших времен вместе с различными инструментами. Там он и валялся, попадаясь каждый раз на глаза, когда я лез за молотком или зубилом.

Выдвинув однажды в очередной раз ящик и снова увидев этот образец, я внезапно сообразил, что это самое обычное для Европы растение отсутствует в наших коллекциях из нижнего карбона Сибири. Оно достаточно характерно, чтобы его не заметить или неправильно определить. Слои со стигмариями хорошо знают все геологи, работающие в Донбассе или в любом ином палеозойском угольном бассейне Европы. Их неизменно отмечают при описании геологического разреза, даже не обращаясь за помощью к палеоботаникам. Махнув рукой на остальную работу, я стал перелистывать списки сибирских растений и описания геологических разрезов, в которых были встречены в Сибири и Восточном Казахстане остатки плауновидных. Указаний на стигмарии нигде не было. Когда я нанес на карту все известные местонахождения раннекарбоновых стигмарий, у меня получился пояс, совпадающий с Еврамерийской областью среднего-позднего карбона, а свободным от точек местонахождений оказалось большое пятно, совпадающее с Ангарской областью (рис. 7).

Говоря о стигмариях, важно помнить, что это не какой-то отдельный вымерший род. Родовое название Stigmaria не применяется к целому реконструированному растению. В палеоботанике вообще редко приходится сталкиваться с описаниями целых растений. Обычно в распоряжении палеоботаника оказываются изолированные листья, семена, стебли, корни и другие части растения, прижизненное сочетание которых неизвестно или гипотетично. Поэтому все эти части описываются под разными родовыми названиями. Так поступают даже в тех случаях, когда обнаруживается прижизненное сочетание частей. Эта осторожность необходима. Ведь всегда может оказаться, что часть данного облика сочеталась у разных растений с разными по облику прочими частями. Именно так происходит со стигмариями. Сходные по облику корненосцы имели плауновидные разных родов — лепидодендроны, сигиллярии и др. Таким образом, присутствие стигмарии указывает на распространение целой группы растений. Но и не это самое важное. Стигмарии особенно характерны для плауновидных, населявших приливно-отливную зону морских побережий. Эта зона сейчас занята в тропических странах мангровыми зарослями (о них еще пойдет речь в этой книге). Отсутствие стигмарий в Сибири навело на мысль, позже подтвердившуюся, что здесь приливно-отливная зона морских побережий не была заселена растительностью, как было в Еврамерийской области.

Рис. 7. Стигмарии и их аппендиксы (видны в два ряда на левом рисунке) плауновидных карбона; на карте показано распространение стигмарии в визейских отложениях Евразии, они есть в Еврамерийской области (Е) и Казахстанской провинции (K), но отсутствуют в Ангарской области (А)

Еще до этого С. Г. Горелова изучила закономерности размещения различных растительных остатков в разных породах нижнего карбона Кузбасса и выяснила, что остатки плауновидных обычно приурочены к более грубозернистым породам — песчаникам, тогда как растения с листвой папоротникового типа более характерны для тонкозернистых пород. Ничего подобного нет в Европе. Здесь тоже есть определенные зависимости состава растений от разностей пород, но они совсем иные.

Сопоставление всех этих и других фактов привело к выводу: как Радченко, так и Йонгманс были и правы, и не правы. Йонгманс был прав в том, что усмотрел существенное единство раннекаменноугольных флор на месте Еврамерийской области среднего и позднего карбона. Но он неправильно заключил, что в раннем карбоне вообще не было флористических областей, контролируемых климатом. Г. П. Радченко справедливо отметил своеобразие сибирской флоры раннего карбона, но ошибочно отождествил с ней флору Шпицбергена. Не подтвердилось его деление Европы на три самостоятельные области. Правда, более поздние исследования раннекаменноугольной флоры Европы, Северной Америки и Северной Африки показали, что и здесь можно выделить более дробные флористические районы, но их разница невелика и к тому же их границы не те, что нарисовал на своей схеме Радченко.

Таким образом, схема палеофлористического районирования, давно составленная для среднего и позднего карбона, оказалась в общих чертах применимой и для раннего карбона. Естественно, что тут же возник вопрос: нельзя ли эту схему протянуть и в предшествующие геологические эпохи, принадлежащие уже девонскому периоду?

Возможность того, что флоры девона не были вполне однообразными по всей Земле, допускалась палеоботаниками еще в 30-х годах. В 60-х годах сначала чешский палеоботаник И. Обргел, а затем Н. М. Петросян, ученица Г. П. Радченко, сделали попытку предложить схему палеофлористического районирования девона. При этом Н. М. Петросян предложила выделять палеофлористические области даже для раннего девона. Но отношение других палеоботаников к этим попыткам до сих пор довольно прохладное. К тому же предложенные схемы не согласуются друг с другом. Возможно, это происходит из-за того, что сами схемы строились путем анализа списочного состава многочисленных частных флор. При этом можно было класть в основу районирования самые разные растения. Не выявив какие-то четкие флористические тенденции, отражающие климатические различия территорий, едва ли можно достичь согласия между схемами районирования. В 1973 г. Диана Эдварде, работающая в Кардиффе, попыталась обобщить данные по девонским флорам всего мира и нанести их на карту. Выводы не были обнадеживающими. Единственное, что ей удалось сделать, — это подметить некоторую специфичность флор южного полушария, но и здесь пока рано говорить о четких палеофлористических областях.

Подводя итог многолетним попыткам найти палеофлористические области в девоне, приходится ограничиться следующими наметками. Для всего девона можно отметить лишь одну достаточно четкую закономерность. Имеется в виду распределение, толстоствольных плауновидных, которые полностью отсутствуют: в девоне Сибири и не характерны для Европы, но зато часто встречаются в Центральном Казахстане, на Шпицбергене и в Северной Америке. Распространение этих растений намечает некий пояс, совпадающий с северной периферией будущей Еврамерийской области карбона. В остальном приходится признаться, что девон во всяком случае не был временем отчетливой географической дифференциации растительного покрова. Этот вывод, кстати, подтверждается и палинологическими данными. Ю. С. Надлеру и Е. В. Чибриковой удалось прямо сопоставить девонские палинологические комплексы Кузбасса и европейской части СССР, т. е. мест, флоры которых в карбоне были совершенно разными. Н. Г. Пашкевич провела такое же сопоставление между Якутией и Тиманом, причем тоже успешное. Значительная общность палинологических комплексов известна между Европой и Австралией. Многие роды, установленные по спорам, имеют практически всесветное распространение. Их находят всюду, где вообще удается получить палинологический комплекс подходящего возраста.

Впрочем, и по отпечаткам растений устанавливается очень широкое распространение некоторых родов и даже видов. Род Archaeopteris известен в Западной Европе, на Земле Элсмира, в штате Нью-Йорк, на Медвежьем острове, на Тимане, в Донбассе, в Минусинском бассейне и в других местах. Такого широкого распространения одного рода в карбоне мы не знаем. Примечательно, что и в морской фауне девона географические области выделяются недостаточно четко. Отмечались провинциальные различия морских фаун раннего и среднего девона, которые сильно сглаживаются в позднем девоне. Как раз к среднему девону относится уже упомянутая закономерность в распределении толстоствольных плауновидных, а широкое распространение рода Arhaeopteris падает на поздний девон. Если это совпадение с палеозоологическими наблюдениями не случайно, то можно ожидать возрастания географических различий между флорами раннего девона. Однако этого не получается. Некоторые раннедевонские роды распространены чуть ли не на всех материках.

С чем связано расхождение палеозоологических и палеоботанических данных в отношении биогеографической картины раннего девона, сказать трудно. Наиболее правдоподобным кажется такое объяснение. Чтобы получилась достаточно отчетливая картина палеофлористического районирования, надо обнаружить зависимость распределения растений от климата. Однако раннедевонские растения, видимо, были преимущественно водными. Кроме того, судя по их величине и анатомическому строению, большая их часть принадлежала к однолетникам. Распространение таких растений — водных или полуводных однолетников — могло в минимальной степени зависеть от климатических условий. Вода спасала их от сухости, жары и холода, а неблагоприятный сезон они могли пережить в виде спор или заростков. Может быть, однолетними были только их воздушные части, а стелющиеся по грунту побеги жили дольше. Для таких растений тем более не было проблемы перенести неблагоприятный сезон, ведь не случайно современный тростник живет и в дельте Ганга, и в устье Северной Двины.

 

Глава III

«ВЫМЕРШИЙ» КЛИМАТ

Я не знаю, проследил ли кто-нибудь из историков науки, как появились в нашем языке выражения «вымершие животные», «вымершие растения». Мы так свыклись с этими словами, что они кажутся непременной частью нашего языка.

К тому, что кажется непреходящим, эпитет «вымерший» мы, конечно же, не применяем. Мы не говорим «вымерший песчаник» или «вымершая температура». Слово «вымерший» не подходит и к единичным объектам. Про гору, которая когда-то стояла, а затем была размыта, мы скажем «исчезнувшая». «Вымершими» же мы называем классы объектов. Песчаник как класс горных пород не вымирал. А что вымирало, кроме групп животных и организмов? О чем еще можно говорить как о вымершем? Это один из сложнейших вопросов, стоящих перед науками о Земле. Есть некоторые типы пород, образовывавшихся лишь в очень далеком прошлом. Таковы джеспилиты — тонкослоистые железистые кварциты, огромными массами накапливавшиеся в докембрии. Почти «вымерли» доломитовые илы, которые сейчас встречаются лишь в немногих водоемах, а раньше осаждались в обширных морских бассейнах.

Продолжить этот список вымерших или вымирающих классов объектов, если оставить в стороне организмы, нелегко. Думаю, что к составлению такого списка не готов ни один геолог. А выполнить эту работу стоило бы. Пора как следует задуматься над тем, какие классы объектов неживой природы исчезли на Земле безвозвратно или по крайней мере не окружают нас сейчас, но, может быть, восстановятся в будущем. Важное место в таком списке, наверное, займут «вымершие» климаты.

Читая работы о климатах далекого прошлого, обычно встречаешь характеристики, заимствованные из климатической картины современной Земли. Говорится о тропическом, субтропическом, умеренном климате, проводятся сравнения древних и нынешних ландшафтов. В сознание ученых с трудом проникает представление, что в прошлом могли существовать климаты и соответствующие им ландшафты, даже близкого подобия которых нет на Земле сейчас.

И все же мысли о необычных климатических обстановках геологического прошлого возникали. Они пришли в голову и мне, когда я занимался историей флор Евразии в каменноугольном периоде и рисовал карты палеофлористических областей.

Необходимое условие этой работы — установление возрастных соотношений разных флористических комплексов, т. е. решение проблем стратиграфии. Ясно, что если мы хотим составить карту Российского государства в XVIII в., то надо брать и документы этого времени. То, что в причерноморских степях есть древние скифские курганы, важно для понимания русской истории, но ничего не скажет нам о том, где надо провести южную границу России в петровские времена.

Для эпох, когда климатическая зональность была ослаблена и виды животных и растений беспрепятственно расселялись по морям и континентам, проблемы синхронизации отложений решаются довольно легко. Чем более контрастны климаты Земли, тем ярче региональные особенности фаун и флор, тем труднее сопоставление отложений разных регионов. Именно с этой трудностью и приходится сталкиваться, когда мы сопоставляем флоры разных мест планеты, существовавшие после первого раскола в растительном царстве.

Эта трудность впервые всплыла перед исследователями каменноугольных и пермских толщ Сибири в предреволюционные годы, когда началось систематическое изучение и освоение Кузбасса. Тогда уже было известно, что под угленосной толщей Кузбасса лежат безугольные песчано-глинистые слои с растительными остатками, позже названные острогской свитой. Ниже лежит морская толща, преимущественно сложенная известняками с раннекаменноугольной фауной. О возрасте острогской свиты разгорелись споры. Правда, в ней тоже нашли прослой с морской фауной, но ее возраст палеозоологи определяли по-разному: от раннего карбона до ранней перми включительно — разногласие на целый период, невыносимое для стратиграфов. Палеоботаники были более единодушны и считали острогские растения раннекарбоновыми, но постепенно они приходили к выводу, что в Кузбассе нет европейских родов и видов, а поэтому и сопоставление флор Кузбасса и Европы стало восприниматься с недоверием, причем совершенно справедливым.

В послевоенные годы морская фауна, сходная с острогской, была обнаружена на Таймыре и на северо-востоке СССР, но ее датировка вызвала те же споры. Вопрос о возрасте острогской свиты стал притчей во языцех, и им даже попрекали палеонтологов, которые-де переоценивают роль палеонтологии в стратиграфии. Только в 60-х годах появилась возможность прямо сопоставить некоторые арктические разрезы Азии с европейскими по остаткам аммоноидей (вымерших головоногих моллюсков) и сузить диапазон разногласий. Тогда же всплыли и некоторые палеоботанические данные, на которые раньше не обращали внимания.

В главе II мельком упоминались растения с маноксилическими стволами, которые, если они многолетние, свидетельствуют о безморозном климате. Еще в 30-х годах М. Ф. Нейбург, обобщая данные по позднепалеозойской флоре Кузбасса, выделила в ее истории два главных этапа. На первом господствовали плауновидные растения, а на втором — кордаиты, вымершие голосеменные растения. Плауновидные характерны для нижней части острогской свиты, а выше они довольно быстро исчезают и вскоре начинают появляться листья кордаитов, к которым постепенно переходит главная роль среди растительных остатков, особенно в угленосных отложениях. Такая же закономерность потом обнаружилась и в других частях Ангариды.

У острогских плауновидных (фиг. V) не было таких толстых стволов, как у их европейских родственников (в Европе попадались стволы около метра в диаметре), но все же они были слишком толстыми, чтобы считать их однолетними. Сомнений в том, что эти стволы из Кузбасса, а также из Тунгусского и Минусинского бассейнов, Северо-Восточного Казахстана, Верхоянья, Магаданской области были маноксилическими, не возникало. Поэтому, как и в случае с раннекаменноугольными плауновидными Шпицбергена, фигурировавшими в прошлой главе, можно было считать острогские растения свидетелями безморозного климата. Раннекарбоновая Ангарида, оказывается, не знала морозов, по крайней мере в низинах, заселенных известными нам растениями.

С другой стороны, все данные об условиях формирования вышележащих угленосных отложений Ангариды свидетельствовали о климате скорее всего тепло-умеренном или даже умеренном. Напрашивалась гипотеза, что намеченные Нейбург этапы имеют палеоклиматическую подоплеку. Исчезновение толстоствольных плауновидных на огромной территории Ангариды, занимавшей не менее 10 млн. кв. км, наводило на мысль о быстром и сильном похолодании. Столь большие перемены не могли пройти незаметно и для соседних областей. Поэтому я обратился к европейским материалам, и здесь мое внимание сразу привлекло явление, подмеченное еще в прошлом веке. Англичанин Р. Кидстон назвал его флористическим разрывом, а немецкий палеоботаник В. Готан — флористическим скачком.

В Европе, как и в Кузбассе, в нижней части карбона преобладают морские толщи, перекрываемые угленосными отложениями. Соответственно европейские геологи выделяют в карбоне два отдела — нижний карбон, или динант, и верхний карбон, именуемый силезием. Нижний член силезия называется намюрским ярусом. В нем еще много морских осадков, и облик его переходный между двумя отделами.

Выделение динанта и силезия опиралось на историю европейского осадконакопления. Если бы стратиграфы уделили больше внимания палеоботаническим данным, они провели бы границу между отделами карбона иначе. Именно на это и указал Р. Кидстон. Он писал, что растения в нижней части намюра имеют еще динантский облик и что палеоботаническая граница проходит внутри намюра. Эта граница отмечена довольно серьезным изменением состава растительных остатков. Еще важнее другое: ведь изменяется не только родовой и видовой состав флоры, но и ее общее разнообразие. Поэтому польский палеоботаник 3. Стопа предложил говорить не о «разрыве» и не о «скачке», а об «обеднении» флоры. Например, в намюрских отложениях Бельгии, флора которых изучена особенно хорошо, количество видов сокращается вдвое (почти с двухсот видов примерно до сотни) и восстанавливается лишь в верхней части намюрского яруса.

Кажется логичным предположить, что намюрское «обеднение» флоры Европы — отклик на ангарское похолодание. Тогда открывалась возможность сопоставлять разрезы Сибири и Европы не по спискам видов и родов, а по климатической пере стройке, одной и той же по всей Евразии. Всеми этими соображениями я поделился с палеозоологами, выступил с докладами и статьей. Нельзя было строить иллюзий, что эта идея будет сразу принята, поскольку слишком давно шла дискуссия и трудно ожидать ее немедленного прекращения. И тем не менее отношение к мысли о намюрском похолодании было сочувственным. Не вызвало возражений и сопоставление нижней части острогской свиты, содержащей толстоствольные лепидофиты, с нижней частью намюрского яруса Европы. Тут подоспели некоторые новые данные о морских фаунах Северной Азии. Они согласовывались с палеоботаническим заключением. Дискуссия о возрасте острогской свиты и сопоставляемых с нею отложений быстро и незаметно утихла.

Когда осталась позади стратиграфическая проблема в самой трудной ее части, можно было поразмыслить о том, что же получилось. А получилось нечто весьма своеобразное. Палеонтолог-стратиграф В. Г. Ганелин прислал мне большую коллекцию раннекарбоновых плауновидных, собранных в бассейне реки Омолон. Поступили коллекции примерно того же возраста из Верхоянья и из других мест Восточной Сибири. Еще раньше M. Ф. Нейбург получила прекрасные коллекции плауновидных из острогской свиты Кузбасса. Занявшись вплотную этими коллекциями, я только поражался сходству растительных остатков из всех этих мест.

Чтобы читатель понял мое удивление, стоит напомнить, что коллекции с северо-востока СССР были собраны не так уж далеко от района, где помещался северный полюс того времени. Положение полюса было определено еще до моих исследований по совокупности литологических и фаунистических данных. Полагают, что полюс находился где-то в районе низовьев Лены. Правда, по палеомагнитным данным приходится его загонять дальше на восток, в Тихий океан, но так получается только в том случае, если допустить, что материки всегда сидели на нынешних местах, а диаметр Земли не менялся. Оба этих допущения, как мы еще увидим, по меньшей мере необязательны.

Впрочем, как бы мы ни оценивали положение полюса в раннем карбоне, он все равно попадает в пределы Ангариды или омывавших ее с севера морей. Так или иначе остатки плауновидных острогского и более древнего типа оказываются в очень высоких широтах. В таком-то месте и надо допускать былое существование безморозного климата. Но ведь солнце тогда ходило по небу так же, как и сейчас. В высоких широтах оно на зимние месяцы скрывалось за горизонтом. Наступала теплая арктическая ночь. В этой темноте и стояли заросли плауновидных.

Странный ландшафт! Трудно представить себе его. Палеоботаники привыкли к облику еврамерийских плауновидных — лепидодендронов. Это были деревья с раскидистой кроной. Арктические ангарские плауновидные выглядели совсем иначе (рис. 8). Через мои руки прошли тысячи экземпляров ангарских плауновидных, но лишь в редких случаях, да и то у немногих видов, мне удалось наблюдать ветвящиеся стебли. Обычно видишь прямые палки без ответвлений и веточных рубцов. У одних родов и видов палки потолще, у других — потоньше. В общем, чем южнее, тем все толще стволы. В коллекциях из Кузнецкого, Минусинского и Тунгусского бассейнов они до 20–30 см в диаметре. На северо-востоке ствол толщиной 10 см уже редкость. Обычно побеги более тонкие. Но и 10 см в диаметре позволяют предположить, что высота ствола была не меньше 2 м.

Рис. 8. Реконструкция томиодендрона (слева) и лофиодендрона (Lophiodendron) из раннего карбона Ангариды

У еврамерийских плауновидных отношение только неразветвленной части ствола к его толщине у комля составляет от десяти до тридцати к одному. Судя по имеющимся фрагментам, стволы ангарских плауновидных сужались вверх очень постепенно, так что отношение длины ствола к диаметру было не менее двадцати к одному. По листовым подушкам на стволах можно судить о динамике роста ствола. В отдельных его участках подушки сильно сближены и как бы стиснуты, а выше и ниже расположены более свободно. Возможно, так отразились на росте ствола сезоны года или периоды размножения. Сопоставляя эти и некоторые другие факты, можно заключить, что стволы беспрепятственно росли несколько лет. Получалась длинная неветвящаяся палка с пучком листьев наверху и ежиком отсохших листьев ниже по стволу. Можно попытаться представить себе этот странный ландшафт. По берегам рек и озер тянется унылая щетка из палок разной величины. Некоторые завалились. Вода подхватывает их и несет, сбивает кучами в заводях. Местами щетка прерывается зарослями папоротниковидных растений с округлыми листьями-перышками. Остатки таких листьев, еще сидящих на побегах, обычно встречаются в раннекаменноугольных толщах Сибири. Осеннего листопада, наверное, еще не было. Вместе с этими растениями никогда не встретишь ни косточки какого-нибудь четвероногого, ни крылышка насекомого. Тихо было в зарослях.

Когда мы однажды обсуждали эти странные ландшафты с М. И. Грайзером, много лет изучавшим нижнекаменноугольные отложения Сибири, он обратил мое внимание еще на одно обстоятельство. В раннем карбоне Ангариды, считает он, было сухо, и не только на юге — в Минусинском бассейне или в Кузбассе, но и на севере. В бассейне реки Оленек в отложениях низов карбона есть гипсоносные толщи, которые, по всем литологическим канонам, могли откладываться только в сухом (аридном) климате. Можно предположить, что те растения, остатки которых мы находим в немалом количестве в нижнем карбоне Ангариды, селились поближе к воде, а возвышенные места были голыми. Об этом косвенно свидетельствует и тот факт, что даже там, где скапливалось особенно много растительных остатков, дело не доходило до образования угольных пластов, нет даже тонких прослоев угля. С голых возвышенностей, надо думать, непрерывно сносились песок и глина. Накопление же угля возможно лишь тогда, когда песчаные и глинистые частицы не подмешиваются в большом количестве к скоплению растительных остатков.

Здесь надо заметить, что отсутствие угленакопления не было особенностью раннекаменноугольной эпохи вообще. В экваториальной области угленакопление тогда уже шло вовсю, скажем, на Урале, в Подмосковном бассейне, на Шпицбергене и в других местах, хотя главные эпохи образования углей в экваториальной области наступят позже. Появление угленосных толщ в раннем карбоне, причем не только по побережьям морей; но и во внутриконтинентальных впадинах, — важное свидетельство того, что растительность покрывала склоны и сдерживала их размывание, препятствуя сносу песчано-глинистого материала на дно впадин. Только поэтому в болотах на дне впадин могли накапливаться угольные пласты.

В классификации современных климатов не заготовлена ячейка, куда можно поместить условия раннего карбона на Ангарском материке. Поэтому вполне можно говорить о том, что это был по-настоящему «вымерший» климат. Для него еще надо придумать название. Можно сказать, например, так: высокоширотный аридно-безморозный климат. Но лучше, может быть, не обращаться к такой терминологии, поскольку над свойствами этого «вымершего» климата еще предстоит поломать голову. Поэтому лучше воспользоваться другим способом обозначения климатов. Им широко пользовался В. Кеппен, один из крупнейших климатологов нашего столетия. Он говорил о «климате березы» или о «климате фуксии», и это не было стремлением к одной лишь образности языка. Кеппен понимал, что, классифицируя климаты по растениям и растительности, мы сразу получаем легко понимаемые и четко отграничиваемые типы. В такой классификации автоматически учитываются вариации климата по годам, поскольку за долгий срок существования рода растений или определенного типа растительности характеристики климата как бы осредняются. Тем самым отделяются климаты с определенной амплитудой в температуре, влажности и других показателях.

В. А. Красилов использовал тот же прием для климатов геологического прошлого и предложил называть климат Еврамерийской области карбона климатом стигмарии. К сожалению, и этот прием, хотя и наиболее перспективный, пока нельзя использовать для обозначения вымершего ангарского климата. Надо полнее узнать соответствующие роды растений, как следует изучить их распределение в разрезе и на площади. Возможно, что в такой роли в будущем выступят роды Tomiodendron или Lophiodendron, широко распространенные в нижнем карбоне Ангариды.

После всего сказанного об ангарском «вымершем» климате у читателя могут возникнуть вопросы: почему вообще был возможен такой климат, есть ли другие факты, подтверждающие палеоботанические свидетельства, почему произошло крупное похолодание в конце раннего карбона, как отразилось это похолодание по другую сторону от Еврамерийской области, на гондванских материках, и был ли там до похолодания тоже безморозный климат? Все эти вполне естественные и действительно важные вопросы еще ждут обстоятельного ответа. Сейчас можно предложить вместо ответа лишь отдельные соображения, во многом гипотетические.

Прежде всего надо учесть, что безморозный климат в высоких широтах — далеко не уникальная черта раннего карбона. Судя по палеонтологическим свидетельствам, морозные зимы захватывали полярные области лишь в отдельные эпохи документированной истории Земли. Поэтому современная климатическая картина с крупными полярными шапками, покрытыми снегом и льдом, скорее исключение, чем правило в геологической истории. Это значит, что мы должны искать ответа не на вопрос, почему в раннем карбоне или какой-либо иной эпохе не было у Земли ледниковых шапок, а на вопрос, отчего они иногда образовывались и меняли весь климат планеты.

Для последнего оледенения, начавшегося еще в неогеновом периоде, покрывавшего в четвертичном периоде (антропогене) огромные площади в северном и южном полушариях и еще не закончившегося, вопрос так и ставится. Над причинами этого оледенения ученые ломают голову более столетия, так и не достигнув единодушия.

Очевидно, к причинам оледенений надо подбираться не изолированно для каждой эпохи, а сопоставляя черты таких эпох. Кроме того, разумно относиться к оледенениям не как к каким-то посторонним событиям, накладывающимся на рутинную климатическую историю планеты, а как к естественным и закономерным фазам этой истории, ее крайним, а не экстраординарным случаям. Приняв эти установки, можно и оценить ранее выдвигавшиеся гипотезы, и наметить пути дальнейших исследований.

В изучении дочетвертичных климатов, начавшемся еще в прошлом веке, центральное место долго занимали броские климатические события — эпохи оледенений, иссушений климата, сильных потеплений. Картина получалась драматичной, и причины климатических переворотов хотелось искать в необычных происшествиях. Приходили в голову космические катастрофы, путешествие Земли через облака космической пыли, отделение или удаление Луны и пр. В последние десятилетия внимание ученых привлекли сравнительно небольшие климатические колебания. Это изменение интересов можно сравнить с тем, что произошло в истории. Когда-то историки интересовались главным образом войнами, революциями, дворцовыми переворотами и в этом видели основной смысл исторического исследования. Лишь много позже они обратились к повседневной экономической жизни народов. Исследования малозаметных событий гораздо более трудоемки, но они восстанавливают прошлое в его полноте, а не в виде набора единичных впечатляющих событий. Расшифровка повседневной жизни позволяет понять и крупные происшествия.

Существует немало способов реконструировать климатическую обстановку прошлого. Используются признаки осадочных пород и их сочетаний, состав остатков организмов в породах. По изотопному составу кислорода в раковинах можно восстановить температуру воды, в которой жило животное. Еще в начале века было установлено, что у цветковых растений листья с ровным краем чаще встречаются в тропиках, чем в умеренных широтах. Листья с таким же краем, но мелкие характерны для сухого климата.

Благодаря привлечению этих и других показателей климата, с которыми нам еще предстоит столкнуться в последующих главах, удалось выявить непрерывные перемены в климатических условиях в последние геологические периоды. Потепления сменялись похолоданиями, более влажные условия — сухими, сужались и расширялись климатические зоны. Вместо однонаправленных тенденций, гипотетически выдвигавшихся исследователями раньше (утверждали, например, что климат всей Земли становится все суше или все холоднее), стала вскрываться сложная, но небеспорядочная картина.

Рис. 9. Палеоклиматические кривые для разных районов Земли и отраженные в изменениях разных признаков: а — палеотемпературы поверхностных вод Карибского моря; б — изменение уровня океана под влиянием таяния ледников, установленное по коралловым террасам острова Барбадос; в — палеоклиматическая кривая Европейской части СССР по комплексу данных; г — палеоклиматические колебания, установленные по составу планктонных фораминифер западнее Ирландии; д — процент пыльцы древесных растений в осадках одного из озер Македонии; е — палеотемпературные кривые по изотопному составу кислорода в толще льда Гренландии (по X. А. Арсланову, Н. В. Кинд и др.)

Наиболее важная черта этой картины — высокая степень синхронности климатических событий в разных частях планеты, глобальный характер не только крупных перестроек, но и небольших перемен. Сначала эта интереснейшая закономерность была установлена для конца четвертичного периода, т. е. для последних десятков тысяч лет. Большую роль здесь сыграли определения возраста отложений с помощью изотопов углерода в органических остатках (радиоуглеродный метод). Еще до этого по остаткам спор и пыльцы во многих районах Земли были установлены небольшие климатические колебания, отразившиеся в смещении растительных зон и осадконакоплении. Эти колебания считали чем-то местным и соответствующие климатические эпизоды в европейской части СССР и, скажем, в Северной Америке называли по-разному. Радиоуглеродные исследования убедительно показали высокую степень синхронности эпизодов на разных материках — в Европе, Америке, Австралии, Африке, Азии (рис. 9).

Эти данные о постоянных климатических переменах и о синхронности похолоданий и потеплений в разных частях планеты заставляют с сомнением относиться к гипотезам, объясняющим оледенения космическими причинами, например, такой, как прохождение Солнечной системы через облако космической пыли. Хотя роль некоторых космических факторов (например, изменение параметров земной орбиты) отрицать рискованно, но едва ли именно космос был непосредственной причиной климатических перемен в истории Земли. Более вероятно допущение, что климат менялся под влиянием палеогеографических перестроек, воздействовавших на циркуляцию атмосферных и водных масс. При этом изменения в одном месте провоцировали отклик в других местах в соответствии с афоризмом «Щелкни кобылу в нос, она махнет хвостом». Некоторые точки Земли особенно чувствительны, и перемены в них могут иметь особенно серьезные последствия.

Сейчас предпринимаются попытки реконструировать климаты далекого прошлого, построив палеогеографические карты и рассчитав циркуляцию течений и атмосферных масс. В нашей стране такую работу недавно предприняли С. С. Зилитинкевич, Д. Д. Квасов и А. С. Монин. Вот что они писали в 1976 г. на страницах журнала «Природа»: «Проведенные расчеты показали, что изменения климата, происходившие в геологическом прошлом, могут быть объяснены «земными» причинами… Главной из них является зависимость климата от изменений расположения суши и моря, а также глубин океана и рельефа суши. Труднее всего объяснить с этой точки зрения быстрые и резкие колебания климата, происходившие в ходе чередования ледниковых и межледниковых эпох на протяжении последних 700 тыс. лет. За это время не произошло существенного перемещения материков. Но, по нашему мнению, сами ледниковые щиты были теми формами рельефа, которые существенно изменяли облик суши. Снижение уровня океана приводило к уменьшению его глубин, а также к осушению шельфов, что значительно изменяло расположение суши и моря. Во время межледниковий оно было благоприятным для начала оледенения умеренных широт, а когда последнее достигало больших размеров, становилось иным — неблагоприятным для его дальнейшего существования. Расчеты изменений климата во время четвертичных оледенений предстоит еще провести в будущем».

В этой цитате важно не пропустить слово «расчеты». Современная климатология — не та наука, где можно строить гипотезы, не прибегая к математическим методам, к расчетам течений, температур и многого другого. «Качественные» (в противовес «количественным») гипотезы сохраняют свой интерес на первых стадиях разработки проблемы, но без математической опоры уже не могут претендовать на истинность. К сожалению, эти расчеты очень сложны просто с математической точки зрения. Впрочем, главная трудность даже не в этом. К расчетам можно приступать, только получив карту распределения материков и океанов и имея представление о рельефе суши и глубинах морей. Хотя при составлении этих карт математика тоже может помочь, но главную роль здесь играют нематематизированные исследования геологического строения разных участков нынешней Земли, распределения в прошлом животных и растений. Расхождения же между геологами, как и между палеонтологами, обычно настолько велики, что многообразие предлагаемых карт может обескуражить кого угодно.

Тем не менее пробные расчеты, выполненные для некоторых эпох, показывают, что, приняв некоторые из предложенных палеогеографических реконструкций, можно хотя бы оценить, каким принципиально мог быть климат. В частности, удалось показать, что нет ничего необычного в климате без полярных шапок и со средней температурой океанических вод около 15°. Про такие времена в уже цитировавшейся статье С. С. Зилитинкевича с соавторами написано, правда с оговоркой, что этот вывод предварительный: «Более интенсивный перенос тепла из низких в высокие широты приводил к тому, что в тропиках температура почти не отличалась от современной, а в полярных районах была гораздо выше». Это как раз то, что надо для принципиального понимания безморозного климата по всей Земле в раннем карбоне и в другие геологические эпохи.

Вынос тепла из экваториального пояса в высокие широты подразумевает систему соответствующих течений. Свободная циркуляция океанических вод должна была отразиться и на распределении морской фауны, климатическая зональность которой должна быть ослаблена. Именно это мы и видим в раннем карбоне. Нельзя сказать, чтобы состав морской фауны этого времени был всюду одинаковым. Палеозоологи выделяют раннекарбоновые области и провинции. И тем не менее общность морских фаун была достаточно высока. Не случайно по остаткам морских моллюсков, плеченогих, кораллов, фораминифер и других организмов удается проследить на огромных пространствах одни и те же стратиграфические подразделения. В Европе нижний карбон делится на турнейский и визейский ярусы. Выше в европейской схеме размещается намюр, относимый уже к верхнему карбону (силезию). В нашей стране карбон делят на три отдела (нижний, средний и верхний), причем нижний намюр выделяют в самостоятельный серпуховский ярус и включают еще в нижний карбон. Каждому ярусу во времени ставится в соответствие одноименный век. Так вот все три яруса нижнего карбона отечественной схемы можно протянуть на всех материках. Наиболее благополучно обстоит дело с турнейским и визейским ярусами. Серпуховский ярус прослеживается уже несколько хуже, но и его отложения можно указать не только в Подмосковном бассейне, где он был выделен, но и, например, на Таймыре, а также и в Австралии.

Поднявшись еще немного вверх по разрезу, мы теряем возможность столь широких корреляций, или они становятся слишком противоречивыми по разным группам морских организмов. Не случайно палеонтологи так долго путались с острогской фауной и даже считали ее пермской. В морях, омывавших Ангариду с севера в послесерпуховское время, морская фауна сначала резко обеднилась, а затем приобрела местный облик. Эту бореальную фауну, появившуюся в среднем карбоне и эволюционировавшую почти до конца перми, иногда называют верхоянской. Происхождение верхоянской фауны неизвестно, а ее своеобразие можно объяснять по-разному. Причину искали в более холодных водах арктических морей или в изоляции бореального бассейна. Возможна и связь обеих причин.

На границе раннего и среднего карбона на больших пространствах временно прекратилось осадконакопление. В геологической летописи образовались пропуски. Например, почти по всей Северной Америке среднекарбоновые отложения (нижняя часть «пенсильванской системы» по схеме Геологической службы США) лежат на нижнем карбоне (миссисипской системе) с крупным перерывом. Вообще лишь в немногих местах планеты можно видеть непрерывную серию слоев верхов нижнего — низов среднего карбона. Интересно, что как раз на серпуховский век и начало среднего карбона приходятся крупные события в истории магнитного поля Земли. В это время несколько раз происходила инверсия магнитного поля, т. е. Южный и Северный магнитный полюсы менялись местами. Палеомагнитологи называют этот интервал разреза дебальцевской зоной (или дебальцевским «супермагнетемом», по новейшей терминологии).

Можно предположить, что на рубеже раннего и среднего карбона в недрах Земли произошло что-то значительное. Это «что-то» вызвало тектонические подвижки с перерывами в осадконакоплении, а с другой стороны — палеомагнитные инверсии. Ограничилась связь арктических вод с экваториальными. Изоляция привела сначала к обеднению фауны на севере, а затем и к появлению верхоянской фауны. Эта же изоляция приполярного арктического бассейна могла превратить его в мощный холодильник, поскольку его воды плохо прогревались полярным солнцем, а приток теплых вод с юга был ограничен. Причинно-следственная цепь раскручивалась все дальше. Морской приполярный холодильник положил конец безморозному климату по всей Ангариде и даже основательно тряхнул тропическую растительность, вызвав здесь «флористическое обеднение» («флористический скачок» Готана). События не прошли незамеченными и в Гондване, но о ней не будем говорить до главы V.

Естественно, что похолодание климата Ангариды не могло не сказаться и на осадконакоплении. Гипотеза о послесерпуховском похолодании, первоначально выдвинутая, как мы видели, исключительно по палеоботаническим материалам, получила неожиданную поддержку от литологов. Об этом стоит рассказать. Как раз в то время, когда начали появляться мысли о том, что раннекаменноугольные ангарские плауновидные свидетельствуют о безморозном климате, возрос интерес к поискам бокситов в Сибири.

Чтобы поиски шли успешно, надо прежде всего отбросить заведомо бесперспективные отложения. К этому времени уже была хорошо известна фитогеографическая схема Г. П. Радченко, который, как помнит читатель, поместил Сибирь раннего карбона далеко от тропиков. Даже более южную Шотландско-Казахстанскую область он связывал с умеренным климатом. Климат Сибири считал умеренно холодным и умеренно влажным. Бокситы в таких условиях не накапливаются. Им нужен безморозный климат. Помня о выводах Г. П. Радченко, один геолог, в докторской диссертации которого помимо прочего рассматривались и перспективы бокситоносности Сибири, с полным основанием заключил: нижнекаменноугольные отложения Сибири можно заведомо исключить из сферы поисков. К счастью, до поисковых партий эта рекомендация или не дошла вообще, или дошла с опозданием. Я сказал «к счастью» потому, что вскоре после защиты диссертации сразу в нескольких местах Сибири и как раз в нижнем карбоне были найдены небольшие залежи аллитов — алюминиевых руд, отличающихся от кондиционных бокситов несколько меньшим содержанием алюминия. Гипотеза безморозного климата Сибири в раннекарбоновую эпоху нашла неожиданное подтверждение, а с другой стороны, и еще более неожиданно, приобрела практический смысл.

Что же было в Сибири после похолодания? Этому посвящена следующая глава. Но прежде чем переходить к ней, не могу удержаться от некоего «моралите».

Когда-то Ж. Кювье выдвинул свою нашумевшую «теорию катастроф», которую его последователи развили до представления о переворотах, преобразовывавших буквально весь земной шар. На смену этой идее после знаменитых исследований Ч. Лайеля пришло убеждение, что на Земле как сейчас, так и раньше в общем было не так уж беспокойно. Хотя то тут, то там случались землетрясения, обвалы, наводнения, извержения вулканов, но ничто не свидетельствует, что раньше они происходили чаще и с большей синхронностью в разных местах, чем сейчас. Ведь никто не призывает эвакуировать жителей из окрестности Везувия даже тогда, когда просыпается не так уж далеко расположенная Этна. Чем дальше, тем все больше всплывало различий между геологической историей разных регионов. Постепенно в сознании большинства геологов утвердилась «мозаичная модель» структуры и развития Земли. Наша планета представлялась огромной мозаикой, участки которой связаны слабо и сама связь их спорадическая. Катастрофизм стал чуть ли не ругательным словом в лексиконе геологов, и от обвинений в катастрофизме старались откреститься.

Тем временем, пока вытравливались остатки и рецидивы катастрофизма из сознания геологов, накапливалось все больше и больше данных о крупных дефектах мозаичной модели. На фоне местной пестроты начинали просвечивать не замечавшиеся ранее широкие межрегиональные связи, выявлялась подозрительная сопряженность во времени весьма разнородных процессов. В самом деле, нужно было время и серьезное усовершенствование стратиграфических шкал, чтобы можно было поставить в связь, пусть гипотетическую, исчезновение плауновидных в Сибири, дебальцевский «супермагнетем», появление верхоянской фауны и перерыв в осадконакоплении между миссисипской и пенсильванской системами Северной Америки. Если все это действительно следы одного события, по-разному проявившегося в разных местах и на разных компонентах геосистем, то можно говорить о некоем глобальном происшествии, пусть не столь драматическом, как представляли себе катастрофы последователи Кювье. Теперь уже дело не в словах. Кто хочет, может назвать гипотетическую перестройку на рубеже раннего и среднего карбона катастрофой. Здесь уже важно не слово, а понимание происшедшего.

Нам еще предстоит познакомиться с подобными событиями в истории Земли, и не буду забегать вперед с рассказом о них. Я только хочу одновременно и сделать вывод из уже сказанного, и сразу обострить внимание читателя к тому, о чем еще пойдет речь. Наверное, надо воспринимать Землю не как мозаику и не как клавиатуру, клавиши которой работают независимо, а как целостную, органично связанную систему. Обычно мы стараемся постичь мир, классифицируя его явления, а затем незаметно навязываем миру свои классификационные ячейки, втискиваем в них какие-то фрагменты действительности, отрывая их от целого. Разойдясь по факультетам и институтам, мы забываем о том, что природу можно разделить соответственно нашим интересам, лишь прибегая к насилию (которое мы зовем абстракцией). Такое размежевание исследователей давно произошло в геологии. Надо ли удивляться после этого, что геологи наблюдают разные проявления одного события и порой не догадываются о том, что их наблюдения надо только свести воедино и получить живую картину происшедшего на самом деле!

Конечно, груз традиций тяжел. Поэтому прослеживание длинных и разветвленных причинно-следственных связей идет медленно. Не случайна и подозрительность ученых к такой работе, ведь они знакомы с попытками связать что угодно с чем угодно и как угодно. Выход растений на сушу объясняли удалением Луны, вымирание динозавров — вспышкой сверхновой звезды. От таких гипотез, с которыми трезвому и вдумчивому исследователю в общем-то просто нечего делать, зарекаться рискованно. Мало ли что насочиняют люди! И все же будущее наук о Земле — не в дальнейшем разобщении данных, сообщаемых разными дисциплинами или касающихся разных регионов. Их будущее — в глубоком и разностороннем синтезе. Главное, что мы должны делать на пути к нему, — это отождествлять то, что раньше разъединяли. Когда-то было подвигом человеческой мысли отождествить в некотором отнюдь не тривиальном смысле падение яблока и движение планет вокруг Солнца. Отождествления, которые еще ждут науки о Земле, будут не менее тривиальными и порой рискованными из-за соблазна необоснованных спекуляций. Чтобы этот риск был минимальным, требуются учет прошлого опыта, широкая эрудиция, разработанная теория исследований. Как ни труден этот путь, иного, по-видимому, нет.

 

Глава IV

АНГАРИДА — ДРЕВНИЙ МАТЕРИК

Удивительно удачно слово «предрассудок». Какие-то убеждения и чувства остаются незамеченными, неосознанными, предшествуют рассудку, становятся «пред-рассудком». Именно на науку возложена борьба с предрассудками, и кому, как не ученым, в их ученой деятельности надо в первую очередь самим очиститься от предрассудков. А ученые оказываются такими же людьми и так же не замечают своих научных предрассудков, как «простые смертные» не замечают предрассудков житейских.

Не так давно в ФРГ состоялась специальная конференция, посвященная широко распространенному предрассудку естествоиспытателей. Обсуждалось влияние на научные взгляды всего-навсего тех мест, в которых живет и трудится ученый. Странное дело, законы природы едины повсеместно. Для географа, геолога или ботаника должно быть безразлично, живет ли он в Томске или в Рио-де-Жанейро. Его быт будет отличаться, но при чем здесь научные взгляды? Однако так не получается.

Мы привыкли делить историю Земли на эры, периоды, эпохи и века. Хотя девонский период получил свое название от графства Девон в Англии, а казанский век — от города Казани, мы вроде бы не должны считать эти подразделения отрезком местной истории. Тем не менее некоторые авторитетные стратиграфы убеждены, что если бы геология появилась не в Европе, а в другой части света, то членение истории Земли в международной геохронологической шкале было бы совсем иным.

Еще Теофраст в IV в. до нашей эры различал такие формы роста растений, как деревья, кустарники, однолетние и многолетние травы. Для европейца такое деление настолько естественно, что оно сохраняется в учебниках ботаники до наших дней. Тем не менее в тропиках отделить деревья от трав уже не так просто. Ботаники считают банан многолетней травой. Для пальм, драцен и панданусов был введен термин «древовидные однодольные», про них писали, что это и не деревья, и не кустарники, и не травы, а совершенно особые формы роста. Неизвестно, какую классификацию жизненных форм растений штудировали бы нынешние студенты, если бы ботаника становилась на ноги в окружении влажных тропических лесов.

О влиянии окружающей местной природы на мышление естествоиспытателя я вспомнил не случайно. В палеоботанике так до сих пор и не осознано, насколько сильно укоренилось в представлениях о прошлом растительного мира все то, что сначала было обнаружено в Европе и только поэтому вошло в учебники, заняло место в классификациях и воспринимается как нечто самое главное, самое показательное, тогда как все найденное на других материках менее важно или вообще отклонение из правила.

Передо мной учебник биологии для средней школы 70-х годов. В нем говорится о каменноугольном периоде «с его теплым влажным климатом и воздухом, богатым углекислым газом вследствие сильной вулканической деятельности… Пышная растительность сильно изменила состав атмосферы, обогатив ее кислородом, что имело важное значение для развития наземных животных… С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием, охватившим в следующем (пермском) периоде весь земной шар, влажный климат почти повсеместно сменился сухим. В новых условиях древовидные папоротникообразные стали быстро вымирать; лишь в сырых и тенистых местах удержались более мелкие формы. Вымерли и семенные папоротники…».

Да не обидятся на меня авторы учебника, если я скажу, что подобные сведения были в ходу в начале века. Я не имею в виду ошибки, например, такие, как соотношение гибели птеридоспермов с сухим климатом перми (на самом деле птеридоспермы прожили почти до конца мезозоя и местами чувствовали себя неплохо в триасе и юре, не говоря уж о перми, которую можно считать временем их расцвета). Можно бы простить и то, что выдвигаются весьма сомнительные взгляды об изменении атмосферы в карбоне и перми как твердо установленные факты. Среди специалистов есть сторонники этих взглядов, хотя и крайне немногочисленные. Главный дефект учебника в том, что он приписал всей Земле картину, когда-то нарисованную только для Еврамерийской области карбона, т. е. для тропиков тех времен. Сразу видно, что авторы не удосужились заглянуть в учебники палеоботаники. Даже если бы они взяли довольно старый учебник А. Н. Криштофовича, вышедший в 1957 г., то сразу бы убедились, что типичное для Европы не было характерно для всей планеты.

Я недаром вспомнил о начале века. Именно тогда сложилось мнение, что карбон — время теплого и влажного климата, а пермь — время повсеместной аридизации. Такая картина была нарисована европейскими геологами с помощью палеоботаников на европейском же материале и почему-то была распространена на всю Землю, хотя уже тогда было немало фактов, свидетельствовавших, что европейский «аршин» непригоден для Сибири и южных материков. Южным материкам и их растениям посвящена следующая глава, а сейчас мы познакомимся с флорой Ангариды — материка, располагавшегося, как помнит читатель, на месте нынешней Северной Евразии.

Представление о существовании Ангариды упрочилось в умах геологов в конце прошлого — начале нынешнего века после обобщающих работ австрийского геолога Эдуарда Зюсса, автора замечательной сводки «Лик Земли». Растения, населявшие этот материк, были известны и раньше. Небольшие коллекции их описали немецкие палеоботаники Г. Б. Гейниц и Г. Р. Гепперт, но систематически их впервые начал изучать И. Ф. Шмальгаузен. В 1879 г. вышла в свет его монография, озаглавленная «Юрская флора России». Заголовок нуждается в объяснении. Слово «юрская» в нем появилось не случайно. Шмальгаузен действительно думал, что привезенные из Кузнецкого, Тунгусского и Печорского бассейнов коллекции растений не верхнепалеозойские, а юрские. Его подвела ошибка в документации материала. Он не знал, что происходящие из Кузбасса образцы собраны в двух частях разреза, а именно из верхнепалеозойских (пермских) и юрских отложений.

Сибирская флора верхнего палеозоя тогда была почти неизвестна, а более однообразная по всей Евразии юрская флора была уже неплохо изучена. Шмальгаузен узнал в своей коллекции типично юрские растения и, естественно, решил, что и прочие растения коллекции, якобы собранные в тех же отложениях, относятся к юрскому периоду. Правда, в коллекциях из Печорского и Тунгусского бассейнов типично юрских растений не нашлось. Но в остальном флора этих мест была вполне сходна с кузнецкой, и датировать ее другим периодом Шмальгаузен не стал.

Вскоре после выхода в свет монографии Шмальгаузена К. Л. Космовский усомнился в правильности вывода о юрском возрасте угленосной толщи Кузбасса. Он предположил, и был прав, что здесь есть отложения нескольких геологических систем. Шмальгаузен ответил Космовскому раздраженной статьей.

Чуть позже коллекции, собранные И. П. Толмачевым в Кузбассе, попали к видному французскому палеоботанику Рене Зейллеру. Он пришел к выводу, что растения Кузбасса пермские. Эти коллекции до сих пор хранятся в Музее естественной истории в Париже. Мне довелось их видеть. Хранители музея знали только то, что образцы происходят из Сибири. На образцах были наклейки с одним словом — названием ближайшей от обнажения деревни. Надпись «Афонино» ничего не говорила музейным работникам. А ведь это было то самое Афонино, в обнажении у которого вскрываются палеозойские и юрские пласты. Здесь растения обоих периодов были собраны и смешаны, что и породило долголетний спор о возрасте ангарской флоры. В коллекции, попавшей к Зейллеру, такой смеси не было.

Все стало на свои места только в конце 20-х годов. Томский геолог Л. М. Шорохов в 1927 г. обследовал территорию Кузбасса в поисках строительного и флюсового сырья для Кузнецкого металлургического комбината. Младшим рабочим в его партии был Д. П. Славнин, позже писавший в биографии Шорохова: «Попутно с выполнением основного задания Л. М. Шорохов собирал ископаемую фауну и флору для пополнения коллекций и создания обменного фонда геологического кабинета… Сам Л. М. Шорохов занимался главным образом сбором ископаемых растений. Его интересовал вопрос о существовании мезозойских отложений в Кузбассе».

Л. М. Шорохов передал собранные им коллекции на определение своему земляку, палеоботанику В. А. Хахлову, который подтвердил, что юрские и палеозойские растения приурочены к разным слоям. Статья В. А. Хахлова вышла в 1928 г. В том же году в Кузбасс приехала М. Ф. Нейбург, работавшая в Геологическом музее АН СССР. Она стала отбирать отпечатки и тщательно отмечать слои, в которых найден тот или иной вид. Выводы Шорохова и Хахлова подтвердились, и ангарская флора окончательно отошла к палеозою.

Вывод в общем был правильным. Мы и сейчас относим ангарскую флору Кузбасса к палеозою (карбону или перми). Однако, как ни парадоксально, конкретные доводы палеоботаников позже оказались нацело ошибочными. Кузнецкие растения были отнесены к родам, ранее описанным из верхнепалеозойских отложений Европы и южных материков. Исследования последних лет показали, что на самом деле растения Кузбасса принадлежат совсем к другим родам, не выходившим за пределы Ангариды, а часто и к другим семействам.

Это далеко не первый случай в истории палеонтологии, когда из ошибочных определений ископаемых растений и животных делались верные заключения о возрасте соответствующих толщ пород. Так же было и при датировке гондванской флоры. В чем здесь дело, неясно до сих пор. Можно предложить такую аналогию. Подобно тому как сейчас можно подметить местный колорит ландшафтов разных стран (березовые рощи средней России, саванны Африки, пейзажи с кактусами в Мексике), так и каждая геологическая эпоха имеет некоторые трудновыразимые особенности. Хотя после «великого раскола» ангарская и еврамерийская флоры десятки миллионов лет эволюционировали независимо, все же некоторые изменения совершались в них параллельно. Полной синхронности в изменениях не было, но в широких временных пределах в разных флорах сохранялось что-то общее. В случае ангарской флоры можно сказать, что в ней почти до конца палеозоя сохранялся «палеозойский облик» и определялся он не столько списком родов или семейств, сколько очень общими морфологическими признаками растений и отсутствием всего того, что характерно для мезозойских флор мира.

Территория Ангариды не оставалась постоянной. С севера, юга и запада она временами затапливалась морем и становилась меньше. Иногда моря уходили, и Ангарнда росла. Обычно ее площадь не превышала 10–15 млн. кв. км, что тоже немало. Самостоятельная флора Ангарской области просуществовала более 100 млн. лет. И все же ее растения почти не попали на страницы учебников палеоботаники. Сама ангарская флора обычно упоминается, приводятся списки некоторых ее растений, иногда даются их изображения. Сообщение этих сведений даже стало традиционным в последние 20–30 лет.

Образованный палеоботаник должен знать род Cheirostrobus, описанный по одному образцу, правда, очень хорошей сохранности, из нижнего карбона Шотландии. Это стробил («шишка») какого-то членистостебельного растения. Его побеги так и неизвестны, но, возможно, были как у клинолистников. Из-за своеобразия в расположении спорангиев хейростробус был выделен в особый порядок, который обычно включается в учебники палеоботаники и в палеоботанические сводки.

В ангарской флоре есть растения не менее своеобразные, причем широко распространенные (не какой-нибудь один образец), просуществовавшие миллионы лет и порой определявшие облик растительности всей Ангариды. И все же почти каждый раз, когда мне приходится принимать иностранных коллег и показывать им свои коллекции, они смотрят на такие диковинные для них растения, как эскимос на верблюда, и только удивляются, что почти ничего не слышали о них раньше. Надо ли пояснять, что многие своеобразные ангарские растения вовсе не попали в общую систему растений и выпали из рассуждений о филогении растительного царства. Правда, они долго оставались весьма плохо изученными, но положение почти не изменилось и после их детальных исследований.

О некоторых ангарских растениях и пойдет дальше речь. Я хочу рассказать о них не только для поднятия интереса к ним, но и потому, что на их примере мне сподручнее всего познакомить читателя с повседневной работой палеоботаника. Такое знакомство кажется мне важным, поскольку иначе трудно оценить достоверность фактов, сообщаемых палеоботаниками.

Я стал палеоботаником случайно. В школьном палеонтологическом кружке мне довелось делать доклад об ископаемых растениях. После первого курса университета я работал в Поволжье и Прикамье в палеоэкологическом отряде, руководимом Р. Ф. Геккером. Нам попадались отпечатки пермских растений, и Роман Федорович заметил, что сейчас ими почти не занимаются. Потом в одном из звенигородских оврагов я натолкнулся на подушку четвертичного известкового туфа, переполненного остатками растений, которым посвятил курсовую работу. А затем руководившая моей работой Т. А. Якубовская показала мне бесхозную коллекцию пермских растений, собранных на Печоре еще в 20-х годах и определенных М. Д. Залесским. Это показалось мне действительно интересным. Я решил заняться палеозойскими растениями и вскоре отправился на консультацию к М. Ф. Нейбург, в те годы самому авторитетному специалисту в этой области. Она занималась флорой Ангариды. По ее совету я устроился на практику в экспедицию Аэрогеологического треста и так впервые попал в Тунгусский бассейн в 1956 г.

К тому времени в Тунгусском бассейне поработало несколько палеоботаников. Первым был И. Ф. Шмальгаузен, которому в 70-х годах прошлого века привез коллекцию с Нижней Тунгуски ссыльный поляк А. Л. Чекановский. Потом тунгусские коллекции изучали М. Д. Залесский, В. А. Хахлов, Н. Г. Вербицкая, М. Ф. Нейбург и ее ученица Е. С. Рассказова. Моим главным руководством была небольшая монография по растениям Тунгусского бассейна, опубликованная перед войной Г. П. Радченко и Н. А. Шведовым. К ним попала большая коллекция, собранная уже упоминавшимся Л. М. Шороховым, замечательным геологом, который вскоре трагически погиб на северо-востоке СССР.

Моя первая экспедиция в Тунгусский бассейн была удачной практикой в бытовом отношении. Я научился вьючить оленей, устраивать баню в палатке и ориентироваться в тайге по аэрофотоснимкам. Но с ископаемыми растениями вышло хуже. Как только мы добрались караваном до района работ и стали устраивать базовый лагерь со складом, мой будущий напарник по маршрутам Э. Л. Фишер прибежал с реки и сказал, что там на берегу валяются отпечатки. Его брат, начальник партии В. Л. Фишер, понял, что мне не терпится заняться своим делом, и великодушно освободил от всех хозяйственных работ. Лагерь оборудовали несколько дней и отсюда же совершали первые маршруты, так что у меня было время покопаться в этом первом обнажении. Последнее слово уместно было бы поставить в кавычки. Это было не обнажение, а высыпка плитчатых алевролитов по берегу реки Учами. За несколько дней я выкопал порядочную яму, сидя в которой с подъема до отбоя набрал несколько сот отпечатков, главным образом листьев кордаитов и семян (фиг. VI).

Расчет пополнить коллекцию во время маршрутов не оправдался. Район был сплошной тайгой, и больше обнажений верхнего палеозоя в тот год я не видел. Уже в Москве геолог той же экспедиции А. П. Степанов, сам определявший ископаемые растения, снабдил меня некоторыми своими образцами, и все это я описал в очередной курсовой работе. Я ходил на консультации к Нейбург, пытаясь с ее помощью разрешить сомнения.

Трудности возникли с определением и родов, и видов. Из доступных мне книг я никак не мог понять, чем отличаются два основных рода листьев кордаитов — Cordaites и Noeggerathiopsis, упоминаемые в каждом учебнике. Еще сложнее был вопрос с видами второго рода, якобы преобладающего в Сибири. В книге Радченко и Шведова была приведена таблица, по которой предлагалось определять виды. Ее устройство было до предела простым. Сначала все листья разбивались на две группы в зависимости от того, на каком расстоянии от верхушки располагается линия наибольшей ширины. Следующая графа делила листья по густоте жилкования (более 22 жилок на 1 см поперечника листа в месте наибольшей ширины или менее этого количества жилок). Потом учитывались изгиб жилок, форма верхушки и т. д.

Каждый свой лист я мог пропустить через эту таблицу и получить на выходе подходящее латинское название. Но результаты мне не нравились. В своей коллекции я видел переходы между теми формами, которые по таблице Радченко и Шведова надо было помещать в разные виды. Что было делать с промежуточными формами, я не знал и с этим приставал к Нейбург. Другие вопросы возникали при чтении книги самой Нейбург, опубликовавшей в издании «Палеонтология СССР» описание верхнепалеозойской флоры Кузбасса. В разделе о листьях кордаитов указывалось, что снизу вверх по разрезу закономерно изменяются их размеры и густота жилкования.

Я слышал от А. П. Степанова, что эта закономерность в общем подтверждается и в Тунгусском бассейне, но мои листья как назло не укладывались в картину. По размеру они подходили к верхнепермским видам, а густота жилкования у них была меньше требуемой. Нейбург же почему-то не спешила мне помочь. Она решительно не соглашалась сказать мне, какие же виды я привез с Учами, а, когда я сам решался дать название тому или иному отпечатку, придиралась к моему решению. Однажды она сказала мне нечто совсем странное, когда я показал ей какой-то невразумительный обрывок: «Сережа, почему вы хотите обязательно определить каждый отпечаток? Отложите этот обрывок, пусть полежит. Может, со временем что-то выяснится».

К такому повороту дела я был совершенно не готов. На занятиях по палеонтологии и на большом практикуме по систематике высших растений, который я посещал на биологическом факультете, никогда не бывало, чтобы экземпляр не лез в систему. Если такое случалось, то это означало ошибку в работе. Преподаватель подходил, и все разъяснялось. Я понимал, что мне могли попасться новые виды, но первое же поползновение сделать этот вывод в курсовой работе Нейбург решительно пресекла.

Только потом я начал понимать, в чем было дело. Нейбург прекрасно осознавала, что неурядицы с моими листьями связаны не с неполнотой существовавшей классификации листьев кордаитов, которую надо только дополнить новыми видами, а с серьезными дефектами самого принципа построения классификации. Хотя мой материал был собран лишь в одном обнажении, но его было достаточно много — больше, чем обычно собирали в одном слое обнажения (мой материал происходил из одного небольшого слоя). И на большом материале границы между признанными видами стали размываться, появлялись переходные формы. Самое простое решение в таком случае — выделить переходную форму в отдельный вид, но между этим видом и прежними получаются новые переходные формы, теперь уже с двух сторон. Проблема не решается, а становится еще более запутанной. Это и значит, что принятая классификация дефектна и разрывает то, что мой материал заставлял объединять.

В очередной мой приход Нейбург показала несколько фотографий, полученных от томской аспирантки М. Д. Артамонцевой. Она попробовала изучать микроструктуру листьев кордаитов, снимая с них прозрачные пленки (реплики). Отпечаток покрывался аптечным коллодием, который, подсыхая, повторял микрорельеф отпечатка. Высохшую реплику можно снять с образца и рассматривать микрорельеф под микроскопом при большом увеличении. На фотографиях Артамонцевой были видны прекрасные оттиски клеток кожицы (эпидермы) листа. К тому времени большое систематическое значение структуры эпидермы было показано на примере многих растений, современных и ископаемых. Нейбург дала мне понять, что усовершенствование систематики листьев кордаитов возможно скорее на пути более углубленных исследований микроструктуры, чем за счет дробления видов по форме листа и густоте жилкования. Надо было обращаться к микроструктуре, ей я и посвятил свой диплом.

К сожалению, палеоботанику редко приходится сталкиваться с таким материалом, на котором хорошо видны и общая морфология растения, и детали его микроструктуры. Обычно, чтобы выколотить крупные листья из слоя целиком, порода не должна быть разбита на мелкие плитки. Таковы песчаники, которые плохо передают тонкие структурные признаки листа. Наоборот, алевролиты и особенно аргиллиты (глинистые сланцы) прекрасно передают микроструктуру отпечатка, но часто рассыпаются на мелкие плитки, каждая из которых вмещает только небольшую часть листа. Собрать все обломки листа, конечно, можно, но эта работа очень трудоемка. Во всяком случае геолог, собирающий остатки растений для определения возраста пород, не будет корпеть над мелкими плитками и подбирать из них целые листья. В коллекциях, доставленных геологами, оказывается слишком мало материала, пригодного для детальных микроструктурных исследований. Такой материал палеоботаник должен собирать сам.

После университета я пришел в Геологический институт, где стал работать под руководством М. Ф. Нейбург. В 1959 г. она отправила меня в Тунгусский бассейн собирать листья кордаитов для детальных исследований. Здесь надо пояснить, почему речь все время идет именно об этих растениях. Дело в том, что после исчезновения зарослей плауновидных раннего карбона по всей Ангариде их место заняла совершенно иная флора. Она, собственно, и считается типично ангарской.

Сначала в этой флоре главную роль играли папоротниковидные растения. Их систематическая принадлежность не выяснена до сих пор, так как органы размножения обнаружить пока не удалось, неизвестно и анатомическое строение побегов. Некоторые из этих растений имели округлые листья-перышки с веерным жилкованием, внешне похожие на семенные папоротники («птеридоспермы») европейского карбона (фиг. VII). Другие растения больше похожи на обычные папоротники, но на их листьях никогда не встречаются спорангии. Поэтому палеоботаники склонны включать и эти растения в число птеридоспермов.

Вместе с этими папоротниковидными сначала в небольшом количестве, а чем выше по разрезу, тем все чаще и чаще встречаются ланцетные и линейные листья, прочерченные множеством слаборасходящихся жилок. Похожие листья имели европейские кордаиты — крупные деревья с древесиной, напоминающей древесину хвойных.

Сначала все листья ангарских кордаитов относили к одному виду, но потом Нейбург заметила их изменения по разрезу в Кузбассе. Соответственно стали выделять разные виды, по распределению которых в разрезе можно было делить сам разрез на части и использовать эти данные для расшифровки геологического строения угленосных бассейнов. Нередко в породах нет никаких других остатков (это особенно характерно для Тунгусского бассейна), и листья кордаитов становятся важнейшим средством для привязки изолированных обнажений к сводному геологическому разрезу района. Соответственно правильность геологических построений оказывается в прямой зависимости от качества систематики листьев.

Отправляясь в экспедицию в 1959 г. вместе с коллектором И. И. Лисицей, я уже не опасался, что ничего не смогу собрать. Мы ехали на Нижнюю Тунгуску, по берегам которой и вдоль ее притоков собирали прекрасные коллекции многие геологи и палеоботаники. Но нужно было искать слои с отпечатками, сохранившими микроструктуру поверхности. Клетки эпидермы не настолько мелкие, чтобы для определения качества материала надо было возить с собой коллодий и микроскоп. Обычно можно убедиться в том, что клетки сохранились, с двадцати- и даже десятикратной лупой. Насколько часто встречаются слои с такими отпечатками, было еще неизвестно. К счастью, проблемы найти подходящие слои не возникло. От обилия материала разбегались глаза. Мы сидели на каждом обнажении по нескольку дней, так что под конец экспедиции стали побаиваться, что наши резиновые лодки не выдержат груза.

Рис. 10. Мужские стробилы (Cladostrobus) paстений, листья которых относят к роду Rufloria

Свою работу я выполнял, тесно сотрудничая с геологами Аэрогеологического треста, особенно с Г. Н. Садовниковым, некоторое время работавшим в Геологическом институте. Мы шли к одной цели разными путями. При составлении сводного разреза угленосного верхнего палеозоя вдоль Нижней Тунгуски и ее притоков он опирался на данные геологической съемки и на скудные тогда материалы по бурению. Я делал упор на сопоставление частных разрезов друг с другом через Кузбасс, учитывая прежде всего данные по микроструктуре листьев кордаитов, что было делом слишком новым и не вызывало большого доверия геологов. Тем более было важно, что мы с Садовниковым пришли к одним и тем же выводам.

Наше сопоставление тунгусских обнажений друг с другом и с разрезом Кузбасса отличалось от принятого другими геологами. К нашему мнению стали прислушиваться и поверили в необходимость микроструктурного изучения листьев кордаитов много позже, когда Л. В. Глухова, С. Г. Горелова и Л. В. Меньшикова детально проследили смену микроструктурных типов листьев кордаитов в Кузбассе, а М. В. Дуранте обнаружила те же закономерности в Монголии. Одновременно мы с Дуранте проследили эти закономерности в Верхоянье, где переслаиваются континентальные отложения с растениями и морские отложения с фауной. Это дало возможность существенно скорректировать сопоставление сибирских угленосных толщ с международной стратиграфической шкалой.

Нельзя сказать, что изучение кордаитовых листьев Ангариды в основном закончено. До такой систематики, когда палеоботаник может легко определять виды и составлять списки, еще очень далеко. Виды и роды, устанавливаемые по изолированным листьям, могут быть полноценными только тогда, когда их можно хотя бы приблизительно сопоставить с другими частями тех же растений. Тут пока почти нечем похвастаться. Органы размножения ангарских растений, листья которых мы называем кордаитовыми, еще плохо изучены. Но уже достаточно ясно, что эти органы размножения были иными, чем у европейских кордаитов.

В ангарской флоре особенно много своеобразных листьев, относимых к роду Rufloria. У них устьица были собраны в узких желобках, пробегавших между жилками на нижней стороне листа. Недавно удалось связать с верхнепермскими руфлориями мужские спороношения, которые совершенно непохожи на кордаитовые, а скорее напоминают мужские стробилы мезозойских хвойных, хотя пыльца иная (рис. 10, фиг. VIII).

Рис. 11. Ангарские (А) и гондванские (Г) филлотеки; имея сходные побеги, они относятся к разным семействам

Хотя с легкой руки А. Н. Криштофовича мы нередко зовем верхнепалеозойскую растительность Ангариды, особенно ее сибирской части, кордаитовой тайгой, это не значит, что других растений там не было. Второе место после кордаитов в ангарских захоронениях занимают различные членистостебельные, которых палеоботаники в обиходе именуют собирательным словом «хвощи», осознавая, разумеется, что это лишь далекие родственники современного хвоща. Эти растения были отнесены И. Ф. Шмальгаузеном к гондванскому роду Phyllotheca (рис. 11), что сыграло немалую роль в сближении ангарской и гондванской флор, долго считавшихся родственными. Были в ангарских лесах и папоротники.

В целом не будет прегрешением против истины сказать, что мы еще очень плохо знаем ангарскую флору. Ее растения появляются в геологической летописи внезапно, с оборванными родственными связями, как будто это какие-то пришельцы, взявшиеся неизвестно откуда, заселившие все северные внетропические земли и исчезнувшие в конце палеозоя. Мы ничего не можем сказать о потомках типично ангарских сибирских растений. Может быть, этих потомков и не было, а «кордаитовая тайга», пошумев десятки миллионов лет кронами своих деревьев, ушла в небытие, оставив мощные пласты углей и многочисленные палеоботанические проблемы.

 

Глава V

ПАЛЕОЗОЙСКИЕ АНТИПОДЫ

Если бы путешественники, проехавшие по позднепалеозойской Ангариде, захотели затем познакомиться с Гондваной, им пришлось бы перебраться через океан Тетис. Он отделял Гондвану от северных материков и лежал на месте современного Средиземноморья, горных хребтов Средней Азии и уходил дальше на восток и юго-восток. Очертания этого океана реконструируются по-разному в зависимости от того, признают или нет авторы реконструкций движение материков, т. е. принадлежат ли они к числу «мобилистов» или «фиксистов». На мобилистских реконструкциях, которые уже почти вытеснили фиксистские из специальной литературы, Тетис обычно изображают в виде огромной треугольной вырезки, внедряющейся с востока в массив сползшихся материков (рис. 12). Чтобы быть точным, слово «сползшихся» надо заменить на «еще не расползшихся», поскольку широкий треугольник Тетиса существовал в позднем палеозое, а в мезозое начал закрываться. Индия, первоначально граничившая с Африкой, Мадагаскаром, Антарктидой и Австралией, поехала на север и своей тушей потеснила Тетис, окончательно исчезнувший уже в кайнозое. Тогда на месте его и вспучились высочайшие в мире горы.

Эта история, широко проникшая на страницы научной и популярной литературы, теперь аргументирована самыми разнообразными наблюдениями, среди которых наибольший пиетет вызывают геофизические и региональные геологические. Иногда вспоминают и палеонтологию, но к ее заявлениям прислушиваются лишь тогда, когда она не свидетельствует против геологических и геофизических заключений. В противном случае к палеонтологии относятся как к назойливому насекомому. Ее выступление расценивают как заявление не слишком сильного государства, поддержкой которого при случае можно попользоваться, но протесты при крупной стратегической игре нечего воспринимать всерьез.