Из истории растительных династий - [8]

Разрезая угольные почки, найденные в одном из месторождений штата Иллинойс, американец Серджиус Мэмэй обнаружил большое, величиной с папиросную коробку, скопление спорангиев древнего папоротника. Отдельный спорангий имеет миллиметр в диаметре, четыре миллиметра в длину и выглядит, как крохотный банан (рис. 8, а). Стенка спорангия состоит из нескольких слоев клеток, что редко встречается у современных папоротников, а в каменноугольное время не было в диковинку. Но у иллинойского папоротника (он получил название бискалитека) интересно было другое. Обычно спорангии имеют стенку, состоящую из одинаковых клеток. Лишь небольшая группа клеток утолщена. Это приспособление для вскрытия созревшего спорангия. У бискалитеки утолщенные клетки расположены двумя широкими полосами, а в остальной части стенки тонкие клетки перемежаются с группами мелких утолщенных клеток. Словом, очень сложная структура. Пожалуй, во всем растительном царстве нет спорангиев с такой хитроумной стенкой. Но даже и не это самое удивительное.

Обычно у папоротников споры в спорангиях созревают, высеиваются и, если повезет с хорошей почвой, прорастают. Получаются крошечные растеньица (заростки), на которых развиваются мужские и женские половые органы. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает новый папоротник. У бискалитеки, видимо, все было не так. В окаменевших спорангиях Мэмэй нашел уже проросшие споры, причем в некоторых случаях дело дошло до заростка из 10 клеток. Что было с этими заростками потом, как вырастал новый папоротник, мы не знаем. В куске угольной почки застыла лишь одна стадия сложного жизненного цикла, а палеоботаники получили задачу, которая, если разобраться, стоит побольше, чем пресловутая проблема "снежного человека".

Растения-симулянты

В биологии есть такое понятие - симулирующие формы. Это не первый случай, когда обиходное и научное значения слова не совпадают. "Симулирующий" в биологии не значит "изображающий недуг". Симулирующие формы - просто внешне сходные животные или растения, в действительности не являющиеся родственниками. Для такого сходства введено много других названий: гомоплазия, конвергенция, параллелизм, гомеоморфия, мимикрия и т. д. Но это уже терминологические дебри, в которые лучше пока не забираться.

Наверное, многие начинающие грибники с досадой отшвыривали в сторону валуй, который издали выглядит, как белый гриб. Если такой гриб не попал в кастрюлю, этим исчерпывается конфликт с симулирующей формой, Достаточно заглянуть под шляпку гриба, и симуляция разоблачена. Но палеоботанику не всегда так просто заглянуть под шляпку. Растение почти никогда не попадает ему в руки целиком. Обычно это или только стебли, или только листья, семена, шишки, корни и т. д., а они могут быть очень похожи у самых разных растений (вспомним про крапиву глухую и крапиву жгучую, которые принадлежат разным семействам). Но иногда бывает наоборот: с первого взгляда ни за что не признаешь близких родственников. Житель средней полосы в листе на рис. 9, б не узнает дуба, между тем это - дуб, и в подтверждение рядом изображены его; желуди. Для специалиста по современным растениям такие аномалии не проблема. Он видит растение целиком, "с желудями". Палеоботаник, изучающий отпечатки, среди которых могут попасться такие дубы, тоже разглядит подвох, если он знает современные растения. Но, как только он начинает спускаться в глубь геологических эпох, одним знанием современных растений ему не обойтись. Палеоботаник должен на самих ископаемых листьях искать какие-то важные метки, отличающие или, наоборот, объединяющие растения в естественные систематические категории.

Рис. 9. Пример различной формы листьев, принадлежащих одному роду: а - лист дуба черешчатого; б - лист и желудь одного из американских дубов

Здесь не случайно вставлено слово "важные". Сходство и различие - понятия растяжимые. Все листья чем-то сходны, и в то же время нет двух одинаковых. Говоря здесь о различиях листьев, мы имеем в виду принадлежность их к разным систематическим категориям. Два листа одного вида имеют внутривидовые различия, два листа разных видов - видовые различия. Далее идут различия родовые, семейственные (от систематической группы "семейство") и так до типа. Все эти категории - вид, род, семейство и т. д. - устанавливаются в ботанике по растению в целом, учитывается все, но основное внимание - органам размножения. Они меньше всего подвержены случайным изменениям и поэтому надежнее всего для систематики. Вот здесь-то и начинаются главные беды палеоботаника, к которому растения приходят в "разобранном виде", с поломанными и вовсе утраченными частями. Как оценить наблюдаемые отличия и сходства, чему отдать предпочтение?

Химию и микроскоп в помощники

Раз внешность обманчива, раз два сходных листа могут принадлежать разным видам, родам, семействам, порядкам и даже классам; и, наоборот, раз два листа, имеющих мало общего, могут принадлежать одному виду, роду и т. д., значит оставим пока внешность в стороне и заглянем вглубь, в детали, в микроструктуру. Наверное, примерно так рассуждал более ста лет назад немецкий палеоботаник Иоганн Борнеманн, вводя в свою науку новый метод, который позже был назван "эпидермальным", "кутикулярным" или "эпидермально-кутикулярным".