Из истории растительных династий

"Нет ничего тайного, что не стало бы явным...

Все рано или поздно вылезает наружу, даже то,

что такая дурацкая сойка не ореховка".

Я. ГАШЕК "Похождения бравого солдата Швейка"

Из всего рассказанного, особенно из двух предыдущих глав, у читателя может создаться впечатление, что палеоботаника задает слишком много новых вопросов, почти не отвечая на старые. Это, конечно, верно, но не до конца. Вклад палеоботаники в познание геологического строения обширных территорий - и, прежде всего, угленосных бассейнов - исключительно велик. Все новые возникающие вопросы большей частью касаются самых общих закономерностей в истории планеты и ее растительного мира. Здесь, действительно, еще больше неразгаданного, чем достоверно известного. Однако и в этом направлении проведено немало важных исследований, которые привели к ясному пониманию многих общих закономерностей.

Историю одного такого исследования мы и рассмотрим. Речь пойдет о сосновой шишке, которая на первый взгляд может интересовать лишь лесоводов, белок и любителей ставить самовары. Не первый раз объект, который выбирает биолог для своего изучения, вызывает скептическую улыбку ортодоксальных борцов за скорейшее практическое приложение научных изысканий. Сколько язвительных эпитетов было присвоено плодовой мушке дрозофиле, этому любимому питомцу генетиков. Сосновая шишка, о природе которой ботаники спорили без малого сто лет, - тоже достойный объект для иронии. Но мы не будем над ней смеяться, помня, что прежде, чем отлить сложную деталь из чугуна, ее модель изготовляют из более податливого материала. И кто знает, не выбери ботаники для анализа именно сосновую шишку, может быть, вся эволюция хвойных была бы для нас непонятна.

Суть вопроса

Сделаем с шишкой то же, что делает с ней белка, и оборвем с нее чешуи. Останется голая ось, на которой видны рубцы чешуи, расположенные в спиральном порядке. Эта спираль хорошо видна и на целой шишке, особенно если она еще не раскрылась. Теперь возьмем отдельную чешую (рис. 33, д). Она плотная, деревянистая, сверху с углублениями для семян, поэтому ее и называют "семенная". Сами семена снабжены крылаткой. Под чешуей на молодых шишках видна прикреплявшаяся к оси другая значительно более тонкая чешуйка. Это кроющая чешуя. Она покрывает семенную снизу.

Рис. 33. Эволюция женского побега от кордаитов к хвойным: а - часть 'сережки' кордаита; в пазухе кроющих чешуи (черные отростки) сидят шишечки, состоящие из чешуек и семян на ножках; б - часть шишки хвойного лебахия; шишечки в пазухе кроющей чешуи упростились, чешуйки начали срастаться; в - часть шишки пермского хвойного псевдовольция, чешуйки расположились в одной плоскости; г - часть шишки пермского хвойного ульмания, чешуйки слились в семенную чешую, накрытую снизу кроющей чешуей (черный треугольник); д - шишка сосны; слева семенная чешуя, вид снизу и сверху

Теперь посмотрим на шишку лепидодендрона. Здесь тоже есть ось, и тоже в спиральном порядке сидят чешуи. На каждой из них сидит сверху по одному крупному спорангию. В одних спорангиях мелкие микроспоры, в других - крупные мегаспоры. И те, и другие, когда созревали, высеивались из шишек, падали на землю и, если было все хорошо, прорастали. Получались маленькие растеньица (заростки) с половыми органами. Из микроспор вырастали мужские заростки, из мегаспор - женские. Иногда мегаспоры прорастали еще в спорангии. Таким образом, мегаспоры - будущие женские заростки.

Сравним шишки лепидодендрона и сосны. Внешнее сходство определенно есть. И здесь, и там спирально сидят чешуи, на них органы размножения. У сосны - семена, у лепидодендронов - спорангии с мегаспорами (или микроспорами). Можно вполне представить, что была некая сходная с лепидодендроновой шишка, потом она усложнялась и из спорангия с мегаспорами получились семена. Мы получили в сильно упрощенном виде одну из концепций происхождения сосновой шишки, а лучше сказать - шишки современных хвойных вообще.

Но здесь для дальнейших рассуждений нам надо ввести понятие "гомологии". Это лучше сделать на примере. Предположим, некое млекопитающее постепенно все больше связывало свою жизнь с морем и, наконец, окончательно перешло к водному образу жизни. Обычные лапы стали ни к чему, и через некоторое время их сменили ласты, Ласт тюленя, человеческая рука и нога слона мало похожи друг на друга, но тем не менее это органы одинакового происхождения, они гомологичны. Природа не любит тратить энергию на образование нового органа, если под рукой оказался ставший ненужным орган и его можно переделать. Изучая закладку и развитие органов, можно установить гомологии. Результаты таких исследований бывают порой неожиданными. В самом деле, попробуйте представить, что перья птицы гомологичны чешу ям на теле змеи. Трудно себе представить, что устьице растений является гомологом... побега. Но индийский палеоботаник Д. Д. Пант недавно показал, что, скорее всего, это именно так.