Заселення суші рослинами

До сих пір відомі тільки дві знахідки дуже древніх викопних наземних рослин. У верхньосилурійськими шарах Центральної Європи були знайдені залишки безлистних рослин довжиною до 10 сантиметрів; це найдавніші з відомих нам наземних рослин. Друга знахідка була зроблена в Австралії, в шарах раннедевонского віку. Вона являє собою скам’янілі стебла (до 25 сантиметрів завдовжки) рослини, дуже близького до сучасних плавун Lycopodium (фото 23), стебло яких стелиться по землі і утворює вертикальні відростки. Lycopodium – це не тільки наземна рослина, це також і судинне рослина. Наявність копалин рослин такого типу означає не тільки істотний прогрес еволюції, але також і великий географічний зсув – вихід рослинного життя з моря на сушу.

Абсолютно ясно, що до позднесілурійскому часу рослини вже заселили сушу. Але скільки часу зайняв цей процес? Між появою найдавніших відомих нам морських зелених водоростей (близько одного мільярда років тому) і найдавніших наземних рослин, виявлених в пізньому силурі Європи (приблизно 430 мільйонів років тому), пройшло близько 570 мільйонів років. Це дійсно великий відрізок часу, майже рівний тривалості всього фанерозою. Хоча ми і визнаємо, що заселення суші м’якими морськими водоростями і розвиток у них судинної системи були їх чудовими «завоюваннями», ми не повинні забувати, що ці рослини мали в своєму розпорядженні дуже багато часу, достатньо багато для мільйонів «проб і помилок». Якщо згадати, що за такий тривалий час навіть незначна на перший погляд імовірність майже напевно реалізується, то ми маємо право засумніватися в тому, що водоростям дійсно треба було так багато часу (570 мільйонів років) для завоювання суші. Може бути, десь існують кембрійські або навіть давніші шари, що містять залишки наземних рослин, і якщо це так, то коли-небудь вони, ймовірно, будуть знайдені і визначені. І тоді скоротиться велика прогалина в відомої нам історії розвитку рослин.
Шлях з моря на сушу. Намагаючись заповнити цю прогалину логічними міркуваннями, ми можемо уявити, яким чином стався цей великий перехід рослин з моря на сушу. Водорості, що жили в море, виділяли вільний кисень, який надходив в атмосферу, наближаючи поступово її складу до сучасного. Кисень (Точніше, озон – прим. Ред.) Створив екран, який захищає організми від смертоносного випромінювання Сонця, і таким чином дозволив їм переселитися з моря на сушу, не наражаючись на небезпеку негайної загибелі. Цими переселенцями були рослини, очевидно, зелені водорості. Вони самі підготували умови для цього переселення, виділяючи в ході багатьох років процесу фотосинтезу величезні маси вільного кисню, який перетворив атмосферу Землі в захисний екран.
Природно припустити, що зелені водорості розселялися вздовж узбережжя і проникали в гирла річок. Через мільйони років вони, ймовірно, поширилися вгору по річках, перейшовши з солоної морської води через солонувату воду гирл річок в прісну річкову. Ми можемо уявити собі, що часом повільні підняття на деяких ділянках суші перегороджували шлях річках і створювали озера. З плином часу озера могли неодноразово змінювати рівень і навіть висихати, а потім знову виникати. Безперервне взаємодія екзогенних і ендогенних процесів могло приймати тисячі різних форм.
Звичайно, ми не знаємо, скільки видів водоростей пройшло цей шлях. Але принаймні один з них вижив в умовах пересихаючого водойми. Живучи в воді, водорості поглинали їжу всією своєю поверхнею. Але коли вони стали «виходити» на сушу, їм довелося відмовитися від цього найпростішого способу харчування. Перший крок в цьому напрямку міг бути викликаний досвідом життя в умовах тимчасового пересихання, можливо, в гирлової частини річкової долини під час відливу. У рослин розвинувся подібний шкірі покрив, який захищав їх від висихання; в той же час цей новий покрив робив можливим надходження води в рослини і її дифузію.
Одночасно нерівності тіла рослини повинні були перетворитися в примітивні органи зі спеціалізованими функціями. Один такий виступ, можливо ниткоподібний, міг використовуватися для прикріплення до грунту, а також для поглинання води і розчинених поживних речовин із ґрунту. Повинні були також розвиватися додаткові судинні тканини, що служили опорою для тягнеться вгору рослини. Інакше кажучи, поступово рослина стало вже істотно відрізнятися від колишньої м’якої водорості. Воно ставало примітивним наземним рослиною, що володіє подобою кореня, стеблом і найпростішої судинною системою. Однак голі зелені стебла і тонкі гілки, позбавлені листя, все ще нагадували водорості,
До позднесілурійскому часу (можливо і раніше) така стадія водорослеобразних рослин була досягнута і пройдена. Як тільки закінчився складний процес виходу рослин на сушу, його природнім результатом стало розселення і пристосування їх до різних місцевих умов, що повинно було протікати порівняно легко. Основні передумови для цього – наявність грунту, води, мінеральних поживних речовин в грунті і вуглекислого газу в повітрі – вже існували. Поверхня Землі, яка нагадувала поверхню Місяця, почала одягатися зеленим покровом.
Давня наземна рослинність; безнасінні рослини. Певне уявлення про найдавнішої рослинності дають залишки скам’янілих рослин, що зустрічаються місцями в пластах гірських порід, наприклад в річкових відкладеннях першої половини девонського часу. Ці рослини належать до декількох різних родів, але всі вони відносяться до примітивних груп, згодом зниклим. Велика частина їх мала стеляться по землі стебла з відростками, що піднімалися на кілька десятків сантиметрів, без листя або з зачатками листя. Такі рослини не мали насіння.

У міру того як рослини пристосовувалися до різних умов, вони поступово диференціювалися, утворюючи все більшу кількість видів. До кінця девону, тобто 360 мільйонів років тому, рослинність стала мати вже зовсім інший вигляд. Виділялися папоротніковідние рослини, предки справжніх папоротей. Вони не давали насіння; деякі з них досягали 12 метрів у висоту і близько одного метра в діаметрі стовбура біля основи. Уявивши ці розміри, ми можемо сказати, що перші ліси на Землі почали виникати в позднедевонское час. Крім деревовидних рослин, в цей період часу існували великі хвощі і плавуни, нащадки більш дрібних видів, що жили раніше в девоні.

Позднепалеозойскому флора; насіннєві рослини. Наступною важливою подією в історії рослин була поява насіння, на що ясно вказують копалини з кам’яновугільних пластів. Насіння ці були досить примітивними: вони не мали оболонки і розвивалися на плодолистка. Яйцеклітина насіння запліднювалася сперматозоїдами того ж самого рослини. Серед найдавніших рослин, розмножується насінням, були сімейні папороті. Сучасні нащадки інших найдавніших рослин, розмножується насінням, – хвойні (сосна, ялина, тсуга) – до сих пір розмножуються таким же чином. Як і насінні папороті, хвойні та інші подібні рослини належать до групи так званих голонасінних, і всі вони мають насіння самого примітивного типу.
Одного разу з’явившись, голонасінні рослини вже не обов’язково повинні були триматися поблизу зволожених місць, тому що для їх способу розмноження не було потрібно навіть тонкої плівки води. Вони займали височини, гори і сухі ділянки, раніше позбавлені рослин, і в результаті цього зелений рослинний покрив поширився по Землі ще більше.
Очевидно, раз голонасінні існували протягом 350 мільйонів років і до сих пір ще дуже численні, їх система розмноження діє нормально. Але для того, щоб вона діяла, кожне голонасінна рослина завжди має виробляти велику кількість насіння і ще більше – пилку (пилоподібних чоловічих статевих клітин) для запилення. Розмноження голонасінних залежить від вітру, розносить їх насіння, але при цьому багато насіння потрапляють в невідповідні умови, – в воду, в пустелі, в місця, занадто холодні для проростання. Голонасінні рослини витрачають багато енергії на виробництво насіння і пилку, велика частина яких гине. Згодом рослини подолали ці труднощі, знайшовши більш економічний метод, але це сталося вже майже на 200 мільйонів років пізніше, в крейдяний період.
Уявіть собі умови, які існували протягом даного великого проміжку часу. На континентах в позднекаменноугольное час переважали великі низовини з м’яким кліматом. У великих болотах рясно виростала пишна рослинність; болотна вода покривала відмерлі частини рослин, захищала їх від розкладання і сприяла їх збереження аж до спресованості і перетворення в вугілля. Таким чином, в нашому уявленні кам’яновугільна рослинність – це головним чином багата рослинність вологих низовин. Про обстановці, що існувала в цей час на горбистих височинах, ми знаємо мало, тому що більш круті схили височин і відсутність, як правило, на них стоячих вод не сприяли збереження відмерлих рослин.

Мезозойська рослинність. Наступна з наших реконструкцій відноситься до тріасового періоду і характеризує район національного парку «Кам’яний ліс» в східній Арізоні. Насправді це зовсім не ліс. Це залишки лісу, що ріс в іншому місці; вони представляють собою скупчення стовбурів дерев, укладених в товщу аргілітів, з якої вони зараз поступово вивільняються в результаті процесів вивітрювання (фото 27). За час тривалого перебування в товщі породи стовбури скам’яніли, їх клітинна структура була заміщена кремнеземом і перетворена в агат – різновид кварцу. Стовбури належали хвойним деревам (звичайно, голосеменним), родинним сучасним сосен. За життя дерева досягали 30-60 метрів висоти, а стовбури їх мали товщину близько двох метрів. Ми знаємо, що вони росли не там, де знаходяться зараз, тому що їх поверхня носить сліди стирання, а всі гілки і коріння обламані. Це – плавець, принесений під час повені звідкись з височин у верхів’ях річки і похований в тонких алювіальних відкладеннях. Він свідчить про те, що вже 220 мільйонів років тому на заході Північної Америки росли величні гаї хвойних дерев, точно такі ж, як і ті, які значно пізніше побачили європейці, вперше проникли на континент.

Посилання на основну публікацію