Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

* * *

Начальные этапы эволюции крылатых насекомых, скрытые во мраке веков, проходили в то самое время, когда на Земле стали появляться первые леса. Возникновение лесов оказало колоссальное влияние на всю последующую историю биосферы. Сразу три группы растений независимо друг от друга перешли к древесной форме существования: плауны, кладоксилеевые папоротники и прогимноспермы. В каждой из этих групп была «разработана» своя собственная модель древесной организации, предполагающая особый порядок расположения опорных тканей и проводящих пучков в стволе. Как и в случае с появлением сухопутных членистоногих, мы видим здесь множественную эволюцию неродственных организмов в одном и том же направлении. В условиях конкуренции растений за солнечный свет это было неизбежно.

Возьмем пример из новейшей истории: после того как в США изобрели атомную бомбу, ведущие державы мира были вынуждены создать аналогичное оружие и постепенно наращивать свой ядерный арсенал, чтобы не отстать в гонке вооружений. Подобная гонка началась и между растениями с возникновением первых деревьев в середине девона. Никто не хотел, чтобы более высокорослый сосед оставил его в тени. Поэтому на протяжении второй половины девонского периода средняя высота деревьев увеличивалась очень быстро, в соответствии с кривой логарифмического роста, пока не вышла на плато из-за физиологических ограничений (в слишком высоком дереве остановился бы ток воды от корней к листьям). В итоге к концу девона, всего за 25 млн лет, растительный мир прошел путь от каламофитона, папоротникообразного с диаметром ствола 10 см и высотой 4 м, до гигантских археоптерисов, чьи стволы достигали диаметра 1,5 м и высоты 30 м.

Древнейшие деревья были споровыми растениями, как и современные плауны, хвощи и папоротники. В своем жизненном цикле споровые обязательно проходят стадию заростка. Это отдельное маленькое растеньице, вырастающее из споры и похожее на полупрозрачную зеленую пластинку. На заростке формируются гаметы (клетки полового размножения) – яйцеклетки и сперматозоиды, поэтому его еще называют гаметофитом. Любая засуха губительна для нежного заростка и, кроме того, образовавшиеся на нем сперматозоиды просто не доплывут до яйцеклетки в отсутствие капельной воды. Вот почему древнейшие леса произрастали во влажных заболоченных низинах, по берегам рек, озер и морей. Именно в таких условиях на Земле началось активное образование каменного угля.

Почти на всех художественных реконструкциях каменноугольный период предстает как бескрайнее болото, с поднимающимися из него стройными рядами каламитов (хвощей) и лепидодендронов (плаунов). На самом деле такие болота были отнюдь не единственным типом ландшафта в то время. Рядом с ними простирались более засушливые территории, ради освоения которых сосудистым растениям пришлось перейти от спорового размножения к семенному. Семена стали ответом на тот же фундаментальный вызов, с каким столкнулись и сухопутные членистоногие, – недостаток влаги. У семенных растений женский гаметофит, вместо того чтобы существовать в виде самостоятельного заростка, прячется в центре семязачатка, поддерживая связь с предыдущей, гораздо более стойкой жизненной стадией. Мужской гаметофит сохраняет самостоятельность, но уменьшается до размеров крохотного пыльцевого зерна, защищенного очень прочной оболочкой. В результате оплодотворение у семенных растений не зависит от наличия воды во внешней среде. Более того, временное отсутствие воды перестает быть губительным и для образовавшегося зародыша: он находится внутри семени, снабжен запасом питательных веществ и может многие месяцы и даже годы дожидаться условий, благоприятных для прорастания.

Первые семенные растения возникли еще в девоне, однако им далеко не сразу удалось потеснить споровых. В поймах и топях тропического пояса споровая растительность преобладала бо́льшую часть каменноугольного периода. Не зря Александр Броньяр, великий палеоботаник XIX в., называл это время «царством тайнобрачных», то бишь споровых. Грандиозные залежи каменного угля, сформировавшиеся в ту эпоху на территории Европы и Америки, за редким исключением, сложены стволами древовидных плаунов и папоротников. Птеридоспермы и прочие семенные растения, росшие в болотистых низинах, как правило, составляли ничтожную часть общей биомассы. По числу известных видов семенные растения каменноугольного периода также в несколько раз уступают споровым. И это неудивительно: споровые держались ближе к воде, где, как мы знаем, складывались наиболее благоприятные условия для фоссилизации. Поэтому они не могли не оставить после себя мощных залежей окаменелостей.

Однако параллельно с влаголюбивыми низинными сообществами, укомплектованными древовидными папоротниками и хвощами-переростками, на Земле существовали леса совсем другого типа (рис. 3.4). Они занимали засушливые равнины и плоскогорья и состояли из семенных растений – преимущественно кордаитов и первых хвойных. Ютясь на окраинах тогдашней фитосферы, первые семенные растения избегали конкуренции со споровыми, терпеливо дожидаясь своего часа. Этот час пробил в начале пермского периода, когда климат сделался более холодным и засушливым. В результате обладатели семян расселились повсеместно[26]. Но первые семенные растения не оставили следов в палеонтологической летописи: их заросли располагались вдали от крупных водоемов и болот, обеспечивающих захоронение ископаемых остатков. О существовании этой флоры свидетельствуют лишь отдельные стволы и ветки, которые иногда сносило в низины, а также пыльца, рассеивавшаяся ветром на большие расстояния[27].

Вспомним о варварских народах, которые стали причиной крушения Римской империи и других цивилизаций древности. Как только грозная орда гуннов появилась у римских границ, она сразу же попала в поле зрения хронистов. Но о более ранней истории этого племени, разворачивавшейся за пределами цивилизованного мира, где не было письменности, нам остается только догадываться. Из-за этого создается впечатление, что гунны возникли внезапно, из ниоткуда, хотя их вторжению в Европу наверняка предшествовал целый ряд неизвестных нам событий. Точно такую же картину мы видим и в случае с крылатыми насекомыми. Что, если скрытый этап их эволюции был связан с первыми семенными растениями и проходил на засушливой периферии, находившейся вне поля зрения палеонтологии, откуда крылатые насекомые проникли затем в другие биотопы, подобно гуннам, пришедшим из неведомых азиатских степей?