Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

Растения сильно изменили земную кору и атмосферу. Кислород, который выделяли цианобактерии, уже начал формировать озоновый слой в стратосфере – защищал жизнь от вредного ультрафиолетового излучения. Наземные растения укрепили его, укрыв новые поколения обитателей Земли. Озеленение континентов резко ускорило круговорот воды в природе, а значит, и скорость выветривания горных пород. Растения, грибы и микробы раскалывали камни корнями, растворяли их кислотами и обогащали землю органическими веществами, превращая твердую кору в податливую почву. Деревья, кустарники и другие крупные растения с обширной корневой системой укрепляли берега рек, заставляли реки и ручьи приобретать извилистые формы, пересекая поля и долины, и не позволяли им смывать в море слишком большое количество накопившейся почвы и грязи.

Под землей корни растений и грибы образовывали симбиотическое партнерство, известное как микориза: гифы грибов окружали и срастались с корнями растений, помогая им извлекать из почвы воду и питательные вещества, такие как фосфор и азот, в обмен на богатые углеродом сахара. По мере развития наземных экосистем эти симбиотические сети становились все более сложными и развитыми, позволяя деревьям и другим растениям обмениваться друг с другом водой, пищей и химическими веществами.

Как только наземные растения появились, они помогли довести содержание кислорода в атмосфере до современного нам уровня и даже выше. Процесс, с помощью которого это произошло, был не просто выделением в воздух кислорода от растений. Подавляющее большинство кислорода, который выделяет фотосинтезирующий океанический планктон и наземные растения, другие организмы применяют в рамках бесконечного цикла. Чтобы расти, планктон и растения поглощают углекислый газ, используют его для строительства своих клеток и тканей и выделяют кислород в качестве отходов[82]. Животные, грибы и микробы поедают и разлагают планктон и растения, захватывая при этом кислород и выделяя углекислый газ. Однако не все фотосинтезирующие организмы потребляются другими существами или разлагаются. Часть из них оседает в относительно нетронутом виде на морском дне или в озерах, болотах и оползнях. Кислород, который животные и редуценты могли бы использовать для расщепления отсутствующего планктона и растений, остается в атмосфере, вырвавшись из круговорота. Постепенно этот избыток кислорода накапливается.

С течением веков под действием солнечной энергии алхимия морского планктона и наземных растений в сочетании с непрерывным поглощением жизни Землей подняла уровень кислорода в атмосфере от практически нулевого до рекордных 30–35 % в каменноугольном периоде (358,9–298,9 миллиона лет назад), за которым последовал аналогичный подъем в меловом периоде (145–66 миллионов лет назад). Находясь в плотном, богатом кислородом воздухе, который значительно облегчал дыхание и полет, насекомые и членистоногие каменноугольного периода увеличивались в размерах: многоножки становились такими же огромными, как доски для серфинга, а крылья стрекоз были такой же длины, как крылья современных голубей.

Наземные растения также стали важным компонентом долгосрочного углеродного цикла и терморегуляции Земли. Совместные рост и деятельность наземных растений, грибов и микробов разрушают горные породы по меньшей мере в пять раз быстрее, чем дождь, ветер и лед, захватывая при этом углерод из воздуха и ускоряя его отложение. Уничтожая парниковый газ в атмосфере, этот процесс биологического выветривания, как известно, способствует охлаждению планеты. Во время перехода от девонского к каменноугольному периоду, вскоре после распространения лесов, на Земле начался очередной ледниковый период и массовое вымирание, которое, возможно, продолжалось около 100 миллионов лет. Отчасти в этом повинны переместившиеся континенты и океанические течения, которые изменили направление движения. Но деревья и другие наземные растения, вероятно, тоже сыграли важную роль.

Примерно в то же время у растений появились лигнин[83] и другие прочные структурные ткани, которые микробы и грибы еще не могли достаточно тщательно разложить. По словам ботаника Дэвида Бирлинга, произошло «глобальное несварение желудка», и большое количество углерода оказалось заключено в болотах и торфяниках, что еще больше охладило планету. Однако в конечном итоге, как и в случае с предыдущими глобальными оледенениями, земной термостат восстановил климат. Со временем симбиотические микробы, грибы и такие животные, как термиты, приобрели способность переваривать даже самые неподатливые растительные ткани.