Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты - Дональд Протеро

Рис. 7.5. Членистостебельные: (А) гигантский хвощ Calamites из карбона, достигавший 20 м в высоту; (Б) современный хвощ Equisetum. Листья лучеобразно расходятся из коленцев на стебле (иллюстрации предоставлены Bruce Tiffney)

Наряду с примитивными спорофитами в позднем девоне появились первые растения, размножавшиеся семенами. Семена имеют твёрдую оболочку, что позволяет им прорастать и без погружения в воду. Некоторые из исчезнувших «семенных папоротников» (это не истинные папоротники, а похожие на них растения, имевшие настоящие семена) стали первыми большими деревьями высотой до 12 м.

На смену девонским лесам из семенных папоротников в карбоне (360–303 млн лет назад) пришёл настоящий взрыв биоразнообразия папоротников, мхов, плаунов, хвощей и семенных папоротников. Угольные болота карбона, в которых они росли, породили буйную растительность на больших территориях в тропиках Северной Америки, Европы и Азии. Когда эти растения отмирали и погружались в болотную жижу, они не разлагались без остатка так быстро, как в современных болотах. Тогда почти не было животных вроде термитов, в ходе эволюции приспособившихся перерабатывать жёсткую клетчатку древесного лигнина, из которой состояли деревья. Поэтому стволы накапливались слой за слоем, подвергались давлению и высоким температурам, в результате чего превращались в уголь.

Когда такие колоссальные объёмы органики оказались связанными в виде угля в земной коре, изменились атмосфера и климат Земли. По мере накопления угля атмосфера освобождалась от углекислого газа, который запечатывался в земной коре. Вскоре «парниковый» климат раннего карбона (на полюсах не было льда, атмосфера насыщена углекислым газом, а уровень океана высок, поэтому большая часть континентальной территории находилась под водой) превратился в «ледниковый» климат позднего карбона (на Южном полюсе появилась ледяная шапка, понизилось содержание углекислого газа в атмосфере и значительно отступили океаны, когда часть воды в виде льда оказалась заперта в полярных регионах). «Ледяной» климат царил на Земле почти 200 млн лет, вплоть до середины юрского периода (эпоха расцвета динозавров), когда вновь наступило глобальное потепление, обусловленное коренными изменениями в мантии и океанических бассейнах.

Циклы от «парникового» до «ледникового» климата и обратно за миллиарды лет истории нашей планеты повторялись несколько раз. На самом деле именно благодаря существованию животных и растений Земля обитаема, а не превратилась в пекло вроде Венеры или в ледяную пустыню, как Марс. Земные организмы формируют резервуары углерода в виде известняков (это делают в основном животные) и угля (растения). Так, углекислый газ запечатывается в земной коре. Получается термостат, оберегающий планету от неконтролируемого повышения или понижения температуры.

К сожалению, мы случайно стали переделывать планету, нарушая этот естественный цикл. С тех пор как началась промышленная революция, мы сожгли миллионы тонн угля и выпустили в атмосферу диоксид углерода, который давно её покинул. Теперь диоксид углерода вышел из-под контроля, разгоняя наш антропогенный «суперпарниковый» эффект со скоростью, беспрецедентной даже по геологическим меркам. Сами того не зная, мы нарушили тонкий баланс углерода в атмосфере, океанах и земной коре. На нашей планете уже происходят климатические катаклизмы, обусловленные этими изменениями, а нашим детям и внукам придётся расплачиваться за эти опасные эксперименты, в ходе которых мы испортили глобальный термостат.

В очень немногих музеях экспонируются образцы древнейших растений. В Музее естественной истории под открытым небом в Чикаго можно увидеть ринию (Rhynia) — близкую родственницу куксонии, а также великолепные окаменелости и диорамы с изображением лесов, покрывавших угольные болота. В Денверском музее природы и науки есть выставка примитивных растений, а также диорама угольного болота (такую же диораму вы найдёте в Смитсоновском институте (Вашингтон, округ Колумбия)).

Древнейший лес на Земле рос в девонском периоде (380 млн лет назад) близ современного города Гилбоа в штате Нью-Йорк. Окаменелости разных частей деревьев представлены в музее Гилбоа (http://www.gilboafossils.org/), в ратуше Гилбоа и в Музее штата Нью-Йорк (город Олбани).

Gensel, Patricia G., and Henry N. Andrews. The Evolution of Early Land Plants // American Scientist. — 1987. — Vol. 75. — 468–477.

Gray, Jane, and Arthur J. Boucot. Early Vascular Land Plants: Proof and Conjecture // Lethaia. — 1977. — Vol. 10. — 145–174.

Niklas, Karl J. The Evolutionary Biology of Plants. — Chicago: University of Chicago Press, 1997.

Stewart, Wilson N., and Gar W. Rothwell. Paleobotany and the Evolution of Plants. 2nd ed. — Cambridge: Cambridge University Press, 1993.

Taylor, Thomas N., and Edith L. Taylor. The Biology and Evolution of Fossil Plants. — Englewood Cliffs, N. J.: Prentice-Hall, 1993.

Наряду с остальными млекопитающими мы, люди, а также птицы, рептилии, амфибии и рыбы являемся позвоночными, то есть животными, имеющими хребет. Откуда взялись позвоночные? Что могут поведать о происхождении нашего типа древнейшие ископаемые рыбы? Чтобы получить ответы на эти вопросы, нужно перенестись в Шотландию конца XVIII века.

В конце XVIII века преимущественно в Великобритании начала развиваться новая молодая научная дисциплина — геология. Один из первых шотландских натуралистов Джеймс Хаттон заложил основы современной геологии на материале собственных путешествий по Шотландии. Их итогом в 1788 году стала публикация работы «Theory of Earth» («Теория Земли»), где Хаттон изложил научный подход к вопросу возникновения Земли.

Среди британских стратиграфических подразделений, которые Хаттон тщательно изучал, была мощная серия песчанистых пород, известная как древний красный песчаник. Он широко распространён в Шотландии, также встречается во многих районах восточной и центральной Англии. Чем больше Хаттон его изучал, тем яснее перед ним вырисовывались следы огромного горного хребта, который полностью разрушился, а его породы оказались разнесены ручьями и реками, отложившись в виде галечника и песчаника этой формации. Во многих местах он пролегает почти горизонтально через эрозионную поверхность, врезаясь в более древние породы, которые сначала были выворочены набок, а затем подвергались эрозии, попав из горизонтального положения в вертикальное. Такой пример углового несогласия убедил Хаттона, что мир невероятно стар и зародился «в незапамятные времена». Мир оказался явно древнее 6000 лет — своего возраста согласно Библии; данная оценка во времена Хаттона была общепризнанной.