Как Россия лишилась древних лесов
Растения появились на планете задолго до динозавров. Древней флорой или живыми ископаемыми называют растения, ведущие свою историю с прошлых палеонтологических эпох. Впрочем, в русском лесу можно найти и их ближайших родственников. Почему на территории России исчезли древние растения? И где можно найти настоящий реликтовый лес? Об этом рассказывает программа «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.
Папоротники
Потомками доисторической зелени можно назвать папоротники, растущие в средней полосе России. Только по сравнению с исполинами ушедших времен они изрядно измельчали.
«Среди древних папоротников большое разнообразие было именно у древовидных растений. Внешне папоротник очень напоминал дерево, мог достигать больших размеров, более 20 метров в высоту», — говорит ботаник, экскурсовод ботанического сада Ирина Варганова.
Даже в наше время папоротники выглядят как гости из далекого прошлого. Они причудливо устроены и не похожи на современные растения. А то, что мы называем листьями папоротника, с точки зрения ботаники вовсе не листья. Ученые знают их как вайи или предпобеги.
Каменный уголь
Гигантские древовидные папоротники давно исчезли с лица Земли, однако оставили богатое наследство. Сегодня его можно не только увидеть, но и взять в руки. Речь о залежах каменного угля, которые человечество до сих пор разрабатывает и активно использует.
«Уголь образовался из сохранившихся остатков стволов и ветвей древних растений, которые были типичны для каменноугольного периода», — уточняет палеонтолог, биолог Михаил Касаткин.
Папоротники исполинских размеров выглядели внушительно, но были очень хрупкими. Сломать их мог даже сильный порыв ветра, не говоря уже о неповоротливых динозаврах. Толстый ковер из сломанных папоротниковых стволов и листьев не успевал разлагаться и спрессовывался под собственным весом. Со временем на эти территории пришла вода, растительные слои покрылись песком и илом. За миллионы лет под высоким давлением и в отсутствии воздуха сформировались запасы каменного угля.
Кстати, где-то между живой зеленью и каменным углем находятся окаменевшие растения. Их раскапывают гораздо чаще, чем кости динозавров. В России Клондайком для ученых считается Поволжье, Архангельская область, Зауралье и Дальний Восток. В этих регионах подобные артефакты встречают особенно часто. Куда реже удается найти целые окаменевшие леса.
Реликтовые леса
Реликтовые леса — уникальные уголки планеты, не тронутые человеком. В таких регионах особенно много древних растений, сохранившихся до наших дней в первозданном виде.
«К древнейшим лесам относятся тропические леса Амазонки. За 55 миллионов лет они практически не изменились», — отмечает биолог Мария Игнатенко.
Леса возрастом в миллионы лет могли бы расти и на территории России. Однако древние деревья погибли из-за погодных изменений.
«Это происходило восемь или 10 тысяч лет тому назад. Ледники стали таять и отступать, повысилась влажность воздуха. В результате на месте ландшафтов тундростепи стала широко распространяться равнинная тайга, которой до этого не было. Таежные пространства распространились относительно недавно», — рассказывает Касаткин.
Впрочем, несправедливо говорить, что в нашей стране и соседних государствах реликтовых лесов вообще нет. Они существуют, хоть и отличаются от лесов Амазонки.
«К реликтовым лесам мы можем отнести знаменитую Беловежскую пущу, которая раскинулась на территории Белоруссии и Польши. Вторым важным реликтовым лесом является Самшитовый лес на территории Кавказа. Это Краснодарский край и Адыгея», — поясняет Игнатенко.
Русский лес
Самое распространенное дерево в России — ель. При Сталине лиственные леса вырубались, а на их месте сажали еловые. Такая древесина меньше гниет из-за смолы, поэтому именно из нее предпочитали делать доски, бревна и брусья для промышленных нужд.
Тис — куда более редкий род. Дерево вырабатывает биологически активные вещества, защищающие его от грибковых инфекций и всевозможных паразитов. Именно эти вещества делают тис ядовитым, а с возрастом их токсичность только растет.
«Удивительное растение, растет очень медленно. За первые несколько лет жизни достигает всего лишь нескольких сантиметров. Соответственно, медленно развивается и долго живет. Подтверждено, что ягодный тис может жить до четырех тысяч лет», — утверждает биолог Вера Черных.
Древесина тиса вообще не гниет, поэтому в некоторых регионах жители болот издавна доверяли домам на тисовых сваях.
Лиственница, в свою очередь, не боится не только влаги, но и грибков с насекомыми.
«Исаакиевский собор в Санкт-Петербурге — на сваях из лиственницы. Венеция — тоже. Чем дольше лиственница находится в воде, тем прочнее ее древесина», — подчеркивает Черных.
Работать с лиственницей непросто. У нее очень большая плотность, так что без специальных инструментов обработка дерева почти невозможна. По этой же причине лиственницу нельзя сплавлять по рекам, как другие деревья. Такое бревно просто утонет.
Береза — один из символов России, хотя в древности ее почитали не только славяне, но и древние кельты. Именно среди берез кельтские жрецы (друиды) предпочитали проводить обряды жертвоприношения. Березовые рощи, по сути, заменяли им храмы.
Еще больше о том, как устроен этот мир, самые интересные факты и истории смотрите в программе «Как устроен мир» с Тимофеем Баженовым. Новые выпуски смотрите на РЕН ТВ.
Источник
Самый древний лес на Земле был по крайней мере трёхъярусным
Представления о том, что первые, появившиеся в девонском периоде, леса были образованы деревьями одного вида, не подтвердились при тщательном изучении самого известного скопления ископаемых древесных остатков около местечка Гилбоа (Gilboa, штат Нью-Йорк, США). По-видимому, в этих лесах были по крайней мере три типа разных древесных растений, занимающие разные ярусы.
Окаменелые остатки деревьев из Гилбоа в музее под открытым небом. Изображение с сайта hudsonvalleygeologist.blogspot.com
Первые деревья и, соответственно, первые леса появились на Земле в среднем девоне — 398–385 миллионов лет назад. Это было начало того периода в развитии биосферы, который Г. А. Заварзин назвал «плантием» (от англ. «plant» — растение), поскольку завоёвывающие сушу высшие сосудистые растения становились основными продуцентами на Земле. Их необычайно высокая продукция (прирост массы) и достаточно большая биомасса обеспечивали вывод из круговорота большого количества углерода, что приводило к существенному снижению содержания углекислого газа в атмосфере. «Плантий» продолжается и сейчас, но про его начало нам известно очень мало.
Нижняя часть дерева Eospermatopteris из Гилбоа. Изображение с сайта hudsonvalleygeologist.blogspot.com
Первые находки окаменелых остатков деревьев девонского периода были сделаны еще в 1920‑х годах в штате Нью-Йорк, при раскопках карьера в окрестностях Гилбоа (см. Gilboa Fossil Forest). Вздутые основания стволов деревьев, относимых теперь к роду Eospermatopteris (класс вымерших растений Cladoxylopsida, родственных папоротникам), — всё, что осталось от этого древнего леса. Предполагалось, что произрастал он на болоте (для болотных растений нередки вздутые основания) и состоял только из деревьев одного яруса. Впрочем, как выглядели сами деревья и какого они были размера, оставалось неясным.
Общий облик самого старого известного нам дерева Eospermatopteris, как он был восстановлен недавно Стейном и его коллегами. Изображение из статьи Stein et al. Giant cladoxylopsid trees resolve the enigma of the Earth’s earliest forest stumps at Gilboa в Nature
Только в 2007 году группа ученых во главе с Уильямом Стейном (William E. Stein) из Отдела биологических исследований университета Бингхэмптон (Binghampton) сумела по сохранившимся остаткам воссоздать общий вид Eospermatopteris (William E. Stein et al, 2007. Giant cladoxylopsid trees resolve the enigma of the Earth’s earliest forest stumps at Gilboa). Выяснилось, что это были деревья с нетолстым стволом, высотой около 8 и более метров. Наверху ствол венчала корона лишенных листьев ветвей, так что в целом растение слегка напоминало пальму или древовидный папоротник.
Расчищенная часть карьера (общая площадь 1200 м 2 ). Длина масштабной линейки 5 м. Изображение из дополнительных материалов к статье Stein et al. «Surprisingly complex community discovered in the mid-Devonian fossil forest at Gilboa» в Nature
И вот недавно в журнале Nature появилась другая работа Стейна и его коллег. На этот раз исследователи обратились к тому самому карьеру около Гилбоа, где были найдены первые остатки Eospermatopteris. Они осторожно изъяли заполнивший карьер грунт (иногда вымывали его сильной струей воды) и докопались до «дна» — слоя древней почвы, по которому были разбросаны основания деревьев так, как они росли. На участке площадью 1200 м 2 (см. фотографию и карту-схему) исследователи обнаружили 486 разных объектов, которые можно было трактовать как остатки растений. Большинство объектов — это разной степени сохранности основания деревьев Eospermatopteris. Но помимо них присутствовали остатки еще двух типов растений. Одни (видимо, представители порядка Aneurophytales из полностью вымершего класса Progymnospermopsida, далеких предков голосеменных) выглядели как горизонтально лежащие стебли диаметром около 15 см, а в длину достигающие 4 м. Эти «стебли», или правильнее сказать «ризомы» (корневища), иногда дихотомически ветвились. Было также очевидно, что они очень близко подходили к растениям Eospermatopteris и, возможно, использовали их как опору для роста (наподобие лиан). Наконец, третье растение, найденное на том же участке — это представитель древовидных плаунов Lycopsida. От них остались только горизонтальные стебли диаметром около 15 см. Сказать более точно о внешнем виде этих растений и их систематической принадлежности пока невозможно: слишком мало материала.
Карта-схема, показывающая расположение остатков ископаемых деревьев так, как они были раскрыты при недавней расчистке карьера. Кружками показаны остатки Eospermatopteris, черными линиями — остатки стеблей Aneurophytalean, серыми линиями — остатки плаунов (буквы j и k). Изображение из обсуждаемой статьи Stein et al. «Surprisingly complex community discovered in the mid-Devonian fossil forest at Gilboa» в Nature
Таким образом, лес, существовавший в девонском периоде в том месте, где сейчас располагается изученный карьер, был не столь простым и включал по крайней мере три типа разных древесных растений. Стейн и его коллеги полагают, что условия, в которых развивалось это растительное сообщество, не отличались стабильностью. Анализ отложений из соседних мест свидетельствует о том, что время от времени здесь наблюдалось значительное повышение уровня внутреннего моря и затопление леса. В заключение надо отметить, что грунт, изъятый из карьера, по окончании работ был возвращен на свое прежнее место. Богатый окаменелостями слой снова под защитой слоя осадков.
Схематическое изображение самого древнего (390 миллионов лет) леса, воссозданное на основе ископаемых остатков в окрестностях Гилбоа (Нью-Йорк, США). В этом лесу было по крайней мере три яруса. Самые высокие деревья (около 6 м в высоту) — это Eospermatopteris, ниже — образующие ризомы растения из группы Aneurophytales (Progymnospermopsida) растущие под землей, но выходящие и на поверхность. Третья группа (от которой меньше всего остатков) — представители плаунов (Lycopsida). Изображение из обсуждаемой статьи Brigitte Meyer-Berthaud и Anne-Laure Decombeix «In the shade of the oldest forest» в Nature
Источники:
1) William E. Stein, Christopher M. Berry, Linda VanAller Hernick, Frank Mannolini. Surprisingly complex community discovered in the mid-Devonian fossil forest at Gilboa // Nature. 2012. V. 483. Pp. 78–81.
2) Brigitte Meyer-Berthaud, Anne-Laure Decombeix. In the shade of the oldest forest // Nature. 2012. V. 483. P. 41–42.
См. также:
William E. Stein, Frank Mannolini, Linda VanAller Hernick, Ed Landing, Christopher M. Berry. Giant cladoxylopsid trees resolve the enigma of the Earth’s earliest forest stumps at Gilboa // Nature. 2007. V. 446. Pp. 904–907.
Источник