Владимир Комаров - Происхождение растений

До сих пор в природе действовали одни только геологические и климатические силы. Как мы видели, они все время сильно влияли на растительность и способствовали все большему и большему ее разнообразию. Теперь явился совершенно новый фактор: человек.

Зародившись в третичный период, по разным подсчетам за 600 000 — 1 000 000 лет до нашего времени, в обезьяноподобных формах, он встретил ледниковый период еще безоружным. Но во многих местностях бежать от ледника было невозможно; холод загнал человека в пещеры, которые стали его первым жилищем, и заставил изобрести приспособления для поддержания огня. С этого момента человек становится существом индустриальным и, все усиливая свою деятельность, начинает влиять на природу сильнее, чем какое бы то ни было живое существо. Он сводит леса, подымает целину, прорывает каналы, взрывает и раскапывает целые горы и вообще меняет лик Земли по своему усмотрению.

По отношению к растительности человек уничтожает лесную флору, уничтожает растения степей и многие другие и создает на их месте свой особый мир, мир культурных растений, которого никогда не было бы, если бы не человек. Современный нам период развития земной растительности именно и характеризуется заменой человеком унаследованной им от прежних времен флоры культурной растительностью.

Мы видели, что условия растительной жизни на Земле сначала выдвинули, как пионеров первичного заселения земной коры, группу бактерий, известных под общим названием хемотрофных, т. е. таких, питание которых сводится к небольшому числу ясно выраженных, химических реакций и не нуждается в ранее образованном органическом веществе.

Век бактерий сменился впоследствии веком водорослей, достигших в водах древних океанов значительного разнообразия форм и окрасок.

Век водорослей сменился на первичных материках веком псилофитов, давших растительность, напоминающую по своему общему виду и размеру современные нам заросли крупных мхов.

Век псилофитов сменился веком папоротникообразных растений, образовавших уже обширные леса на болотистых почвах. Эта растительность немало способствовала тому, чтобы и состав воздуха, и накопление массы пищевых веществ сделало возможным возникновение первых сухопутных позвоночных животных. Тогда же накопились и главные массы каменного угля.

Век папоротникообразных сменился веком шишконосных растений. Впервые поверхность материков приобрела кое-где современный облик и еще приблизилась возможность существования высших животных.

Век шишконосных сменился понемногу веком цветковых растений, когда образовались одни за другими все существующие ныне растения.

Рис. 21. Возникновение, расцвет и угасание важнейших групп растений в различные периоды геологической истории (по Готану)

Надо сказать, что наступление нового века или периода никогда не губило нацело прежний растительный мир. Всегда часть прошлого населения Земли сохранялась и продолжала существовать наряду с новым миром. Так, бактерии при появлении высшей растительности не только не исчезли, но и в почве и в органическом веществе, так щедро создаваемом высшими растениями, нашли для себя новые источники существования. Водоросли, раз выработавшись, продолжают разрастаться и совершенствоваться наряду с высшими растениями. Они к тому же им и не конкуренты, поскольку одни населяют прибрежные морские области, другие же преимущественно сушу.

Грибы, появившиеся одновременно с другими растениями суши, питаясь остатками растений или паразитируя на листьях и ветвях, также только выигрывают от появления высшей растительности.

Наконец, хвойные леса нашего времени продолжают существовать наряду с лиственными, а тень их дает приют папоротникообразным растениям, так как это наследие туманного и влажного каменноугольного периода боится открытых местообитаний, где ему вредят солнечные лучи, и ищет тени.

Так история земной коры привела к созданию богатого и разнообразного мира растений, начав свою работу из материалов, предоставляемых неорганическим миром, и окончив ее созданием того, что окружает нас и дает нам все необходимое для жизни.

«Зоология и ботаника остаются все еще собирающими факты науками, пока сюда не присоединяется палеонтология — Кювье, — а вскоре затем открытие клетки и развитие органической химии. Благодаря этому сделались возможными сравнительная морфология и сравнительная физиология, и с тех пор обе стали подлинными науками»[57].

Глава XI

КАК ПРОИЗОШЛИ ОТДЕЛЬНЫЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ

1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ БАКТЕРИЙ

Мы уже говорили, что среди бактерий можно указать такие, которые организованы проще, чем какое бы то ни было другое живое существо. Они так мелки, что проходят через тончайшие фильтры, невидимы или почти невидимы при самых сильных увеличениях и проявляют себя только способностью вызывать вокруг себя определенные химические превращения и, кроме того, способностью размножаться с большой быстротой.

Те из бактерий, которые при этом не нуждаются для своего питания ни в каких других животных и растениях и существуют за счет химических реакций, вызываемых ими в растворах газообразных и минеральных веществ, называются хемотрофными.

Они-то в настоящее время и вызывают в нашем уме представление о первичном их зарождении на Земле, еще лишенной условий, необходимых для жизни обычных растений и каких бы то ни было животных. Последние безусловно нуждаются в наличии вокруг них каких-то других организмов, вырабатывающих углеводы, жиры и белки, составляющие их пищу.

Палеонтология не противоречит нашим теоретическим представлениям в этом вопросе. Один из наиболее древних остатков живых существ — это так называемые железобактерии железных руд в верхнеальгонских слоях Северной Америки. Железобактерии и в настоящее время живут в ключах, вытекающих из земли и содержащих в растворе значительное количество солей закиси железа. Окисляя эти соли в соли окиси и отлагая, как отработанный материал, вокруг себя гидрат окиси железа, эти бактерии понемногу образуют значительные скопления железа и могут накопить достаточное его количество для образования железных руд.

Альгонские слои относятся к более новым кристаллическим сланцам архейской группы. В несколько более поздних отложениях таких сланцев во Франции (Бретань) были найдены скелеты корненожек, организмов, близких к амебам, в современных своих представителях живущих в илах мореного дна. В более старых отложениях не найдено никаких следов жизни. Таким образом, указанные только что остатки железобактерий древнее всех других остатков жизни. Между тем среди хемотрофных бактерий они далеко не простейшие, и надо думать, что от появления на Земле первых живых существ и до времени отложения слоев, содержащих их остатки, прошел не один миллион лет, ибо слои кристаллических архейских сланцев очень толсты.

Вопрос о происхождении бактерий осложняется тем, что среди них есть такие, которые произошли, по всей вероятности, путем опрощения более сложных организмов. Так, серные бактерии из рода Beggiatoa очень близки к окрашенным, имеющим хлорофилл водорослям осцилляриям, а живущие в крови высших животных бактерии спирохеты, может быть, даже животного происхождения.

Дело в том, что образ жизни бактерий-паразитов способствует упрощению организации благодаря своему однообразию и делает сходными организмы, различные по своему происхождению.

Кроме железобактерий, в альгонских слоях Северной Америки были найдены еще бактерии микрококки, жизнь которых связана с отложением известняков. В более поздних слоях бактерии встречаются все чаще, но здесь они уже чаще связаны с процессами гниения растительных остатков, чем с минеральными процессами. В слоях палеозойской группы были найдены серные бактерии, микрококки и бациллы.

Когда развилась растительная и животная жизнь, то легкость питания органическими веществами, понятно, способствовала развитию бактерий, питающихся за счет животных и растений. Последними то времени появления должны быть те бактерии, которые являются паразитами человека и погибают вне человеческого организма.

Для более отчетливого представления о бактериях дадим группировку ныне живущих бактерий в систему. Прежде всего они делятся на две основные группы: настоящие, или простые, бактерии и нитчатые бактерии.

I. Настоящие, или простые, бактерии (Eubacteria или Нарlobacteria). Одноклетные, шарообразные или палочкообразные бактерии, выделяющие обильную слизь, благодаря которой они объединяются легко в колонии в форме пленок, дисков, шаров, цепочек или нитей. В молодом возрасте они по большей части имеют органы движения, реснички или жгутики. При неблагоприятных условиях образуют внутри клеток споры. Клетки бесцветны, и если протоплазма их образует пигменты, то эти пигменты отлагаются вне клеток (пигментные бактерии, колонии которых имеют красную, фиолетовую, желтую, синюю или зеленую окраску).