Следы трав индейских
Шрифт:
Мнение, что из-за асимметричного расположения материков и океанов на поверхности Земли, как и из-за течений и горных хребтов, климатические зоны не идут параллельно широтам и вообще не обнаруживают полной симметричности, совершенно справедливо. На юге тропики быстро сменяются холодным антарктическим климатом, а на севере за тропиками следует широкая полоса субтропиков и умеренно теплого климата. Отсутствие строгой параллельности современных климатических зон не раз фигурировало в качестве контраргумента, когда сторонники мобилизма использовали причудливые очертания палеоклиматических областей для подкрепления мобилистских идей. Однако ни сторонники, ни противники мобилизма не учли важного обстоятельства, а именно того, что асимметрия современных климатических зон почти не затрагивает экваториальной полосы теплого, безморозного климата без существенных сезонных колебаний.
Рис. 16.
Такой климат особенно характерен для тропических дождевых лесов и для океанических побережий, окаймленных полосой мангровых зарослей (рис. 15). Полоса этого климата (условно назовем его экваториальным) местами сужается или расширяется, в нее заходят горные системы, на вершинах которых климат может быть суровым. И нигде экваториальный климат не отходит от географического экватора больше чем на 30–35° по меридиану. Напрашивается вывод, что полоса экваториального климата искажается воздействием местных факторов, но сместиться так, чтобы лечь целиком по одну сторону экватора, не может. Полагают, что строгая приуроченность экваториальной полосы к географическому экватору контролируется астрономическими причинами: положением земной оси по отношению к эклиптике, солнечной радиацией.
Сейчас уже накоплено немало данных о растительности экваториальной полосы в последние геологические эпохи. Выяснилось, что эта полоса сужалась и расширялась в эпохи похолоданий и потеплений, так и оставаясь более или менее симметричной по отношению к экватору. Напрашивается мысль проследить историю зоны экваториального климата в геологическом прошлом и сопоставить данные по разным материкам. Такая работа была проделана. В позднем палеозое экваториальному климату соответствовали уже упоминавшиеся еврамерийская и катазиатская флоры. Они занимали всю Северную Америку, Гренландию, почти всю Европу, север Африки. Далее на восток область распространения экваториальной флоры внезапно сужалась в несколько раз и в Средней Азии едва достигала тысячи километров в поперечнике, а потом в Китае и Юго-Восточной Азии снова расширялась в несколько раз (рис. 16).
Даже не это странное очертание в виде песочных часов — главная особенность позднепалеозойского экваториального пояса. Любопытнее то, что весь он лежит в пределах современного северного полушария и лишь небольшими выступами заходит за экватор на юг. Можно попытаться объяснить обе аномалии течениями и циркуляцией атмосферных масс (хотя этого пока никому не удавалось), но тогда важно не забыть еще об одном парадоксе. Прослеживая северную границу экваториального климатического пояса за время от начала среднего карбона до середины мела, можно видеть, что она несколько колеблется, спускаясь на юг или поднимаясь к северу, так и не покидая сравнительно узкой полосы порядка тысячи километров в поперечнике. Впрочем, важна не ширина этой полосы, а то, что движение северной границы не было направленным (рис. 17).
Рис. 17. Положение северной границы экваториального пояса в разные эпохи — от позднего палеозоя до середины мела (за 250 млн. лет)
Аналогичная южная граница ведет себя совсем по-иному. Лучше всего это видно на меридиане Индии. В позднем палеозое Индия принадлежала Гондване с ее внетропическим, временами даже холодным климатом. В конце мезозоя Индия уже была заселена типично тропической растительностью. Если нанести на карту положение южной границы экваториального пояса на долготе Индии, то мы увидим ее последовательное смещение на юг на несколько тысяч километров. Такая же картина получится и на меридиане, проведенном вдоль Африки или Южной Америки. Экваториальная полоса заняла современное положение уже в кайнозое. Если принять вывод, что экваториальная полоса контролируется прежде всего астрономическими причинами, то понять описанную историю ее северной и южной границ без обращения к перемещению материков становится невозможным.
У человека, скептически относящегося к палеоботаническим свидетельствам, может возникнуть вопрос: а насколько надежны реконструкции палеоклиматов по ископаемым растениям? Может быть, те признаки, на которые опираются палеоботаники, зависят от климата лишь у современных растений и имели к нему косвенное отношение в далеком прошлом?
Думаю, что любой отдельно взятый признак растения не дает окончательного доказательства определенного типа климата. Тем более нельзя ручаться, что раньше признаки растений не могли быть иначе связаны с климатическими условиями, чем сейчас. Например, в позднем палеозое во флорах Ангариды и Гондваны преобладали растения с цельными, нерасчлененными листьями (глоссоптериевые в Гондване, кордаиты в Ангариде). В экваториальном же поясе, т. е. в местах распространения еврамерийской и катазиатской флор, преобладали растения с сильно расчлененной листовой пластинкой — различные папоротники и птеридоспермы («семенные папоротники»). Соотношение цельных и расчлененных листьев в позднем палеозое в разных климатических зонах было, таким образом, противоположным тому, что мы видим в современной растительности.
В чем здесь дело? На этот вопрос нет ответа. Конечно, можно привести разные вспомогательные гипотезы и, например, напомнить, что у ангарских кордаитов нередко бывает мелкозубчатый край на верхушке листа, а у еврамерийских кордаитов такого пока неизвестно. На это соображение можно возразить, что в Еврамерийской области ранней перми зубчатый край свойствен некоторым клинолистникам, а у ангарских раннепермских клинолистников край цельный.
Вообще палеоботаникам следовало бы всегда помнить о том, что экологический смысл большей части признаков растений совершенно неизвестен. Мы не знаем, почему растения именно так, а не иначе реагируют на климат; часто не знаем, связано ли какое-то изменение признаков у растений разных флористических областей с климатом или с иными факторами.
В главе II уже говорилось, что приуроченность многолетних маноксилических стволов к областям безморозного климата физиологически непонятна. Для нынешних тропиков характерна каулифлория, когда цветки не сидят на ветвях дерева, а прикрепляются прямо к главному стволу. Примерно тысяча видов, имеющих каулифлорию, живет в нынешних тропиках, а во внетропических зонах такие растения редки (к ним относится, например, «волчье лыко»). У некоторых еврамерийских плауновидных карбона шишки (стробилы) сидели прямо на стволе, и это послужило дополнительным аргументом для отнесения Еврамерийской области к тропикам. Чем же вызывается каулифлория, мы так и не знаем. Замечено, что значительная доля растений с каулифлорией опыляется летучими мышами, и даже высказывались предположения, что именно способ опыления ответствен за появление цветков на стволах. Очевидно, для палеозойских плауновидных, не нуждавшихся в опылении, надо искать другое объяснение. Р. Потонье полагал, что каулифлория помогала защищать органы размножения от тропических ливней. Кто возьмется доказывать или оспаривать эту гипотезу?
Случай с климатической интерпретацией каулифлории, маноксилических стволов и края листа (цельного или расчлененного) довольно типичен. Как правило, мы даем признакам растений (и вообще организмов) то или иное экологическое толкование, основываясь не на знании действительного приспособительного значения признака, а лишь на частом совпадении признака и какого-то фактора среды. Мы не знаем, какие преимущества имеют растения с цельными листьями в тропическом лесу, а просто видим эмпирическое совпадение двух явлений во многих случаях. Установление совпадений, не подкрепленных знанием более глубоких причин, видимо, не стоит называть закономерностью, а лучше сопоставить с народными приметами. Жители средней полосы России знают, что ясное летнее утро с обильной росой — к хорошей погоде, а почему так, не имеют представления (думаю, что и познания метеорологов по части толкования народных примет не слишком велики, иначе мы с меньшим сарказмом относились бы к прогнозам погоды, шокирующим иной раз и самих синоптиков). Ботаник, связывающий те или иные признаки с климатом, поступает примерно так же: опирается на внешние приметы и лишь гадает о причинах.
В немногих случаях палеоботаник, восстанавливающий климат по структуре растений, может опереться на более солидные закономерности. Таково строение древесины в многолетнем стволе. Зависимость прироста древесины от климатических факторов и внутренних ритмов растения изучена неплохо. Если клетки древесины не складываются в слои прироста (годичные кольца), то можно довольно уверенно заключить, что ствол рос в условиях очень выравненного климата с высокими среднегодовыми температурами (выше 15°). Клетки камбия, производящие древесину ствола, чутко реагируют на сильные сезонные колебания температуры и влажности и обязательно откликаются на сезонный листопад. Их функция почти подавляется постоянными низкими температурами, даже плюсовыми. Не случайно на океанических островах высоких широт, где климат целый год очень ровный, но холодный (всего несколько градусов тепла, а морозов не бывает), деревья не растут вообще. Зная все это и найдя толстый древесный ствол, в котором будут плохо заметны или вовсе неразличимы слои прироста, палеоботаник может уверенно заключить, что климат был не только с минимальными сезонными колебаниями (безморозный), но и очень теплый, близкий к тропическому.