Автобиография Земли. 4,6 миллиарда лет захватывающей истории нашей планеты

Содержание кислорода в атмосфере возросло, и это способствовало дальнейшему развитию крупных растений, в том числе папоротников и семенных растений. В наши дни концентрация кислорода в атмосфере составляет 21 %, но, как показывают исследования содержания угля в торфе и болотах того времени, в каменноугольном периоде доля кислорода достигала 26 %[457]. Повышение уровня кислорода позволяло крупным растениям, наряду с огромными насекомыми и другими существами, расти и размножаться. Мегафлора в этом периоде была представлена плауновидными, Lycopsidа (не образующие семян наиболее типичные растения, участвовавшие в формировании угля), членистостебельными, Sphenopsida (хвощи), нейроптерисами, Neuropteris (вымершие семенные папоротники; рис. 9.6) и ранними древовидными формами, включая лепидодендроны, Lepidodendron (вымершие древовидные плауны), и археоптерисы, Achaeopteris (древовидные растения с листьями, похожими на листья папоротников).

Рис. 9.6. Нейроптерис, Neuropteris, – вымерший семенной папоротник каменноугольного периода (экспонат Музея естествознания в Хьюстоне; Daderot, 2014)

Палеонтологи отмечают в палеонтологической летописи позднего карбона мнимый перерыв продолжительностью 15 млн лет – пробел Ромера – в период 360–345 млн лет назад[458]. Но исследования обнажений каменноугольных пород формации Хортон-Блафф недалеко от города Хантспорта на полуострове Новая Шотландия свидетельствуют о большом разнообразии костей тетрапод именно в это время[459]. Ряд ученых утверждают, что кажущийся пробел связан не с сокращением числа видов, а с высокоэнергетическими условиями, в которых происходило отложение материала, и с отсутствием находок. Некоторые палеонтологи полагают, что тетрапод не затронуло позднедевонское вымирание, и они были представлены на протяжении всего периода, который называют пробелом Ромера.

В карбоне тетраподы, в том числе первые пресмыкающиеся, заполнили (в некоторых случаях повторно) экологические ниши на суше. В результате эволюции у первых пресмыкающихся появилось амниотическое яйцо, которое могло переживать сухие периоды благодаря зародышевым оболочкам, защищающим зародыш и позволяющим ему развиваться вне водной среды. Откладывание яиц на берегу в защищенных участках стимулировало выживание таких тетрапод (амниот), поскольку дополнительные оболочки повышали шансы на то, что их детеныши не погибнут. Амниоты разделились на две большие группы, которые отражают важнейшее расхождение в развитии групп тетрапод: синапсиды и завропсиды. Палеонтологи классифицируют синапсид как животных, череп которых имеет одно височное (рядом с глазницей) окно; полагают, что синапсиды являются предками млекопитающих. Завропсиды (животные, череп которых имеет два височных окна; предки настоящих пресмыкающихся, Diapsida)[460] больше напоминали рептилий; от них произошли динозавры и птицы. Два височных окна в случае завропсид обеспечивали возможность для большего развития челюстных мышц и усиления силы челюстей.

В каменноугольном периоде растения достигали 30 м в высоту, это были представители плауновидных, гигантских хвощевидных и голосеменных, в том числе семенные папоротники. Суша изобиловала лесами, а в тех, что находились недалеко от берегов озер и океанов, растения процветали в теплых влажных условиях. Когда растения отмирали, их ткани погружались в болота и разлагались, превращаясь в торф, а после захоронения со временем из них формировались обширные угленосные отложения. Качество угля в таких отложениях варьирует от низкого до высокого, поскольку угольные пласты переслаиваются глинами. Отложения содержат угольные шары – похожие на шарик структуры, встречающиеся в угольных пластах, которые состоят из торфа и остатков растений. В лаборатории палеонтологи делают срезы угольных шаров и обрабатывают их кислотой для выделения растительных остатков, которые изучают под микроскопом. Этот метод позволяет изучать морфологию растения в подробностях, вплоть до клеточного уровня, поэтому растения каменноугольного периода можно классифицировать. Растительные сообщества отличались в разных частях Пангеи и Лаврентии и в южной части Гондваны: северные виды глоссоптерисов были характерны для Лаврентии, а южные – для Гондваны (см. цветную вклейку 9.2)[461]. Палеоботаники также обнаружили некоторое смешение в двух растительных сообществах[462].