В каменноугольном лесу помимо настоящих и семенных папоротников были еще "прапапоротники". Какое место они занимают в филогенетическом древе, пока неясно. Может быть, они являются предками всех папоротников. К ним относятся бискалитека, о которой шла речь в разделе об угольных почках. Характерной чертой этой группы растений было своеобразное ветвление листьев. Строго говоря, у многих из них и листьев-то не было, а во все стороны торчали округлые или прихотливо ветвящиеся уплощенные голые оси.
Последняя группа растений, о которой стоит упомянуть, - кордаиты, возможные предки наших хвойных. Это были высокие стройные деревья с красивыми листьями, между которыми сидели сережки, несущие или семена, или спорангии с пыльцой (рис. 18). Долго считали, что кордаиты занимали в каменноугольном лесу более сухие места. Это мнение об образе жизни кордаитов оказалось верным лишь отчасти. Недавние анатомические исследования корней кордаитов обнаружили в них воздухоносные полости, свойственные растениям мангровых зарослей, т. е. зарослей на низинах, периодически заливаемых морем. В них кордаиты росли вместе с лепидодендронами.
Рис. 18. Ветка европейского кордаита; внизу 'сережки' (реконструкция К. Мэгдефрау; уменьшено)
Листья кордаитов интересны с механической точки зрения. Они были довольно крупными (до метра в длину), лентовидными, немного напоминающими листья ириса или кукурузы. Вдоль листа пробегали многочисленные почти параллельные жилки. Между ними располагалась система продольных балочек, образованных крепкими волокнами механической ткани. Это была очень прочная конструкция. С кордаитами мы еще встретимся, когда будем знакомиться с ископаемыми растепиями Сибири ("кордаитовая тайга"), рассуждать о дрейфующих материках и происхождении сосновой шишки.
Зачем нужны 400 000 отпечатков?
В 20-х годах вышли в свет статьи Д. Дэвиса, который изучал ископаемые растения каменноугольного периода в Южном Уэльсе. На участке в несколько десятков квадратных километров и на 700 м геологического разреза он собрал почти 400 000 отпечатков, привязав все находки к 29 угольным пластам. После определения отпечатков начался скрупулезный подсчет, какие растения с какими встречаются, а каких избегают. Результаты были изображены на графиках. Дэвис пришел к выводу, что лепидодендроны и их ближайшие родственники жили на более сырых, а настоящие и семенные папоротники - на более сухих местах. Были получены данные об образе жизни и других растений. Стоило ли ради этого затевать поистине адский труд?
Начиная с конца прошлого века в популярных изданиях стали появляться реконструкции ландшафтов прошлых геологических эпох. Привлекая внимание читателя, эти картинки в то же время заставляли и составлявшего их палеоботаника лишний раз задуматься над общим обликом растений, с остатками которых он работал, представить их в естественной обстановке. Надо признаться, что эта самая естественность обстановки на большинстве реконструкций оставляла желать много лучшего. Скорее можно подумать, что на картинке изображен фантастический ботанический сад с растениями, аккуратно расставленными для обозрения.
Это была не вина, а беда палеоботаников, в распоряжении которых почти не было соответствующих наблюдений. Все время отнимало изучение самих ископаемых растений. Нужно было разрабатывать их систематику, определять многочисленные коллекции, решать самые насущные вопросы геологии каменноугольных бессейнов. Лишь немногие палеоботаники уделяли внимание еще и образу жизни вымерших растений. Такие наблюдения можно найти уже в довольно ранних работах, но исследователи основывались большей частью на структуре растений, а не на анализе их "кладбищ".
Когда речь идет о грубой датировке горных пород, обычно бывает достаточно установить общий набор родов и видов, не обращая особого внимания на то, какими компаниями и в каких по составу породах они встречаются. Однако увеличение детальности геологических исследований, необходимость восстановления условий, в которых осаждались горные породы, привлекли внимание и к захоронениям ископаемых растений. Первые систематические наблюдения начались во Франции и Германии в конце прошлого века. Они во многом помогли выдающемуся немецкому палеоботанику Г. Потонье создать основы учения о накоплешш горючих ископаемых.
Нельзя сказать, что с тех пор в восстановлении образа жизни каменноугольных растений сделано очень много. О причинах этого пойдет речь в заключительной главе. Но все же получены важные и интересные сведения. Украинские палеоботаники А. К. Щеголев и О. П. Фисуненко, например, недавно показали, что в каменноугольных лесах Донбасса были три группировки растений. Одна - с лепидодендронами, каламитами, в меньшей степени папоротниками и кордаитами - населяла самые влажные места, приморские болотистые низины. Другая группировка включала семенные и настоящие папоротники и занимала более возвышенные места. Самые сухие местообитания занимали хвойные и некоторые семенные папоротники. Таким образом, подтвердились и были детализированы наблюдения Д. Дэвиса. Такие детальные исследования позволили значительно уточнить определение возраста пород, помогли разобраться в геологическом строении Донбасса.
Шаг за шагом продвигаются палеоботаники в изучении каменноугольных лесов. Все больше и больше оживает ландшафт, отделенный от нас почти 300 млн. лет.
Глава IV. Кордаитовая тайга
"... Было много деревьев, спелых плодов,
благоухающих цветов, поющих птиц и чистых потоков,
но не было там ни жилищ, ни людей, раздувающих огонь".
"Тысяча и одна ночь"
Теперь мы поедем в Сибирь, в Кузбасс. Для человека, далекого от геологии и тем более от палеоботаники, разница между Донбассом и Кузбассом, главным образом, в географии и в том, что Донбасс - ветеран среди наших угольных бассейнов, а с Кузбассом ассоциируются годы предвоенных пятилеток. Для палеоботаника оба бассейна настолько разнятся, что, задавая вопрос об их различиях, вполне можно рассчитывать на встречный вопрос: "А что между ними общего?". Действительно, растительный мир в них был так же различен, как в современном Подмосковье и в тропических джунглях. Но об этом потом, а сначала немного истории.
Полувековой спор из-за ошибки
Этот грандиозный спор закончился в конце 20-х годов нашего века. В нем в той или иной мере принимали участие чуть ли не все геологи и палеоботаники, занимавшиеся или интересовавшиеся угленосными палеозойскими отложениями всей Сибири.
Началось с не столь, как будто, важной ошибки. В 70-х годах прошлого века киевский палеоботаник И. Ф. Шмальгаузен (отец известного биолога-эволюциониста И. И. Шмальгаузена) работал над коллекциями ископаемых растений, собранных в Кузнецком, Тунгусском и Печорском бассейнах. О палеозойской флоре Кузбасса к тому времени почти ничего не было известно (ей были посвящены лишь две небольшие статьи немецких палеоботаников Гейница и Гепперта). Тунгусский и Печорский бассейны и вовсе были палеоботаническим белым пятном. Можно понять, какой интерес вызвала обстоятельная монография, выполненная И. Ф. Шмальгаузеном - одним из лучших палеоботаников прошлого века. Но надо же было так случиться, чтобы в этой прекрасно выполненной по тем временам монографии, оказалась досадная ошибка. Но Шмальгаузен не был виноват в ней.
Собирая коллекции ископаемых растений (как и любые другие геологические свидетельства) необходимо строго документировать, из какого слоя взяты образцы. К этому основному правилу геолог приучается с первых дней обучения полевым работам. В прошлом веке это понимали далеко не все исследователи, и к образцам часто прикладывались весьма лаконичные этикетки. Указывалась ближайшая деревня, какая-то часть реки, и этим все ограничивалось. Теперь такие материалы палеоботаник вовсе не принимает во внимание. Камень без точного адреса годится разве что для любительской коллекции редкостей. Но в прошлом веке каждый привезенный из Сибири или с Печоры образец был более интересным, чем для нас антарктические коллекции. Поэтому Шмальгаузен описал все материалы, попавшие в его распоряжение, в том числе и недостаточно точно документированные. Он не знал, что собранные в Кузбассе образцы получены из двух существенно разных частей геологического разреза, а именно: из пермских (верхнепалеозойских) и юрских (мезозойских) отложений. Невнимание коллектора и неточность в этикетке обернулись серьезной ошибкой в геологических представлениях.
Мы уже говорили, что сибирская флора была тогда почти неизвестна, поэтому привезенные из Кузбасса пермские растения оказались новыми для науки, совсем не такими, как одновозрастные растения Западной Европы. А юрскую флору, более однообразную по всему миру, знали вполне сносно. Поэтому оказавшиеся в кузнецкой коллекции юрские отпечатки были И. Ф. Шмальгаузену хорошо знакомыми, и это решило данное им заключение о возрасте. Его обстоятельная монография так и называлась "Юрская флора России". Хотя в печорской и тунгусской коллекциях типично юрских растений не нашлось, но флора этих мест была вполне кузнецкого типа и датировать ее другим периодом Шмальгаузену даже не пришло в голову.
Уже вскоре после выхода в свет монографии Шмаль-гаузена русский геолог К. Л. Космовский выразил сомнение в правильности вывода о юрском возрасте угленосной толщи Кузбасса. Он совершенно правильно предположил, что здесь есть отложения нескольких геологических систем. Шмальгаузен ответил на выступление Космовского довольно резкой статьей. В спор включился видный французский палеоботаник Рене Зейллер. Он видел ошибку Шмальгаузена и на основании вновь присланных ему из России коллекций геолога И. П. Толмачева пришел к выводу о пермском возрасте кузнецкой угленосной толщи. В начале нашего столетия палеозойской флорой Сибири стал заниматься М. Д. Залесский, впоследствии один из авторитетнейших наших палеоботаников. Залесский, верный ученик Зейллера, безоговорочно поддержал мнение своего учителя. До конца своей жизни, т. е. до 1946 г., М. Д. Залесский считал, что угленосные толщи Сибири целиком пермские.