Раскрыта «отвратительная тайна» Чарльза Дарвина

Происхождение покрытосеменных (цветковых) растений Чарльз Дарвин называл «отвратительной тайной», поскольку в рамках теории происхождения видов не нашлось убедительного объяснения их стремительному распространению в ходе эволюции, приведшему к повсеместному доминированию.

Палеоботаники во времена Дарвина описывали окаменелые останки покрытосеменных (цветковых) растений только на основании признаков, не оставляющих сомнений в их принадлежности к высшим растениям, и соотносили их с систематическими группами, дожившими до нашего времени. Получалось, что, появившись в начале позднего мелового периода (сеноманский геологический ярус), покрытосеменные прошли все основные стадии своей эволюции за «какие-то» пару десятков миллионов лет, вытеснили голосеменных (хвойных) и папоротники с доминирующих позиций, и вот уже около сотни миллионов лет остаются практически неизменными. Как это часто происходит с загадками эволюции подобного рода, успешно подхватываемыми креационистами в оправдание несостоятельности теории эволюции, рациональное объяснение находится по мере развития науки. Нашлось оно и на этот раз. Основываясь на результатах раскопок последнего времени, группа американских, немецких и французских ученых представила сценарий эволюционного распространения покрытосеменных, согласно которому этот процесс проходил постепенно, в несколько фаз. Подробности гипотезы были недавно опубликованы онлайн на сайте журнала PNAS.

Сам Дарвин считал, что наиболее вероятным сценарием эволюции покрытосеменных было их появление в раннемеловом периоде в определенных изолированных биотопах, условиях, в которых и проходило их основное эволюционное развитие. Затем же, в позднемеловом периоде, географические условия изменились таким образом, что позволили покрытосеменным покинуть пределы своих первоначальных мест обитания и быстро распространиться по всему Земному шару. При таком развитии событий период от зарождения до доминирования покрытосеменных должен был занять «разумные» 45 миллионов лет. Однако, как уже упоминалось выше, состояние палеоботаники и палеосистематики в те времена было таково, что достоверные данные о наличии этой группы растений уже в раннемеловом периоде отсутствовали.

Современный сценарий, предложенный авторами, в целом поддерживает предположение Дарвина. В своей работе ученые проанализировали многочисленные данные раскопок, недавно проведенных в Европе и Северной Америке, показавшие существование множества вымерших видов покрытосеменных со всеми основными морфологическими типами листьев и плодов, начиная с самого раннего мела, и сравнили их с видовым разнообразием, существующим в настоящее время. В результате им удалось разработать модель, согласно которой покрытосеменные сначала успешно и скоротечно заселили строго определенные водные биотопы, а последующее распространение в другие места обитания проходило постепенно. Такая градуальная миграция в новые биотопы проходила в три фазы:

1)Заселение пресноводных озер болотистых ландшафтов в период 130–112 миллионов лет назад (барремский и аптский геологические ярусы);
2)Заселение пойменных подлесков в период 112–100 миллионов лет назад (альбский ярус);
3)Заселение прибрежных участков, кос, островов и болот в период от 100 до 84 миллионов лет назад (сеноманский, туронский, коньякский и сантонский ярусы).

Таким образом, покрытосеменные стали доминирующей разнообразной группой организмов в прибрежных биотопах в Альбском веке, а так называемое «внезапное появление цветковых растений» на самом деле было серией постепенных экологических «вторжений». А вот начиная с Альбского периода, изменения биоты нашей планеты имели действительно стремительный характер, поскольку в этот период «набирала обороты» совместная эволюция цветковых растений с насекомыми, которые начали играть жизненно-важную роль в их перекрестном опылении.

Источник:Clément Coiffard, Bernard Gomez, Véronique Daviero-Gomez, and David L. Dilcher.Rise to dominance of angiosperm pioneers in European Cretaceous environments. Published online before print December 4, 2012, doi:10.1073/pnas.1218633110 PNAS December 4, 2012.

На фото: Цветок – орган семенного размножения покрытосеменных растений.

Автор: Илья Щеглов

ДАРВИН И АРХЕОЛОГИЯ

В материалах рубрики использованы статьи и сообщения следующих иностранных журналов: "New Scientist" (Англия), "Bild der Wissenschaft" (Германия), "Discovering Archaeology", "Nutri-News", "Popular Science" (США), "Ciel et Espace", "Historia", "Revue du Palais de la Decouverte" и "Sciences et Avenir" (Франция).

На рисунке, взятом из книги Дарвина, показан камень, благодаря червям "вросший" в землю за 35 лет.

Имя Чарльза Дарвина связано в нашем сознании с теорией эволюции, и мало кто знает, что великий ученый имел отношение и к археологии и сделал важный вклад в самые ее основы. Причем к проблемам археологии он обращался дважды: в начале и в конце научной карьеры. К науке о древностях он пришел, наблюдая за поведением дождевых червей.

Эта история началась в 1837 году, вскоре после того, как ученый вернулся из четырехлетнего кругосветного плавания на "Бигле". Он прочел в Лондонском геологическом обществе доклад "Об образовании растительного слоя" (так называли тогда верхний, плодородный слой почвы), в котором обратил внимание на то, что монеты, глиняные черепки и другие предметы, оставшиеся от оккупации римлянами Британских островов 2000 лет назад, обычно находят на некоторой глубине под землей. Не совсем ясно, как они туда попали, писал Дарвин. Это еще можно объяснить, когда такие находки делаются невдалеке от рек или озер: римлянин когда-то уронил монету в воду, потом озеро высохло или река переменила течение, и монета оказалась на суше, погребенная под слоем речных или озерных наносов. Но кто мог закапывать монеты вдали от водоемов? Ветер, несущий пыль и песок? Но Англия - не Сахара, где самум носит тонны песка... Наблюдая за тем, как с течением времени погружаются в почву мелкие камешки, разбросанные по лугам его имения, Дарвин пришел к выводу, что "могильщиками" служат дождевые черви. Ежегодно на поля имения вывозили золу для удобрения, а к следующему сезону ее нерастворимые частицы оказывались под землей.

В последующие годы ученый занимался другими проблемами, но в 1881 году снова вернулся к дождевым червям и написал довольно толстую книгу "Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей". В книге, опубликованной за год до смерти, Дарвин показал, как, поглощая землю в нижних слоях почвы и после переваривания всего съедобного в ней выбрасывая ее наверх, черви постепенно закапывают все, что "плохо лежит" на поверхности. Он писал: "Археологи, вероятно, не знают, сколь многим они обязаны червям за сохранение большого количества древних предметов. Монеты, золотые украшения, каменные орудия и т.д., попадая на поверхность земли, в течение нескольких лет непременно погребаются под экскрементами червей и тем самым надежно сохраняются до тех пор, пока в будущем покрывающая их земля не будет снята". Автор показал, что закапываться червями могут и целые крупные постройки. А поскольку некоторые виды дождевых червей зарываются в землю до глубины 8 метров, ясно, что постепенно они могут закопать все что угодно, и достаточно глубоко.

Современники не обратили большого внимания на это открытие, видимо, оно было заслонено революционными работами Дарвина в области эволюции и естественного отбора. А может быть, дело в том, что "археологическая" глава составляла лишь часть книги, в которой были и такие занимательные разделы, как "Душевные способности дождевых червей". И всеобщее признание среди археологов роль червей получила лишь примерно полвека спустя. Сейчас ясно, что, например, развалины Трои закопаны в основном именно дождевыми червями.

(Наука и жизнь, ДАРВИН И АРХЕОЛОГИЯ)