vladimirtan (vladimirtan) wrote,
vladimirtan
vladimirtan

Categories:

На востоке США обнаружены древнейшие корни «настоящих» деревьев археоптерисов



Палеонтологи обнаружили в США остатки корневой системы древнейшего леса, который произрастал на берегу моря в середине девонского периода, около 385 млн лет назад, пока не стал жертвой наводнения. Самая примечательная особенность этой экосистемы — наличие археоптерисов с развитыми корнями, уходящими глубоко в почву. Повсеместное распространение таких деревьев могло спровоцировать резкое похолодание климата, которое в конечном итоге привело к масштабным оледенениям. Новая находка доказывает, что процесс химического выветривания, связанный с существованием лесов и приведший ко всем этим драматическим преобразованиям, мог начаться
существенно раньше, чем считалось.



Археоптерис — род вымерших древовидных растений с папоротниковидными листьями. Археоптерис размножался, по-видимому, спорами. Окаменелые остатки растения были обнаружены в отложениях позднего девона и раннего каменноугольного периодов. До обнаружения окаменелых останков деревьев рода Wattieza (возрастом 385 миллионов лет) археоптерис считался древнейшим деревом.



Рис. 1. Классическая реконструкция общего вида и побегов археоптерисов, предложенная палеоботаником Чарльзом Беком.

В позднем девоне археоптерисы получили повсеместное распространение — их остатки были найдены в Западной Европе, Казахстане, Северной Америке и даже на арктическом острове Элсмир. Несмотря на прогрессивное строение вегетативных органов, размножаться археоптерисы продолжали по старинке — не семенами, а спорами. Грубо говоря, это были деревья со стволом как у сосны и листьями как у папоротника.

Благодаря способности неограниченно утолщать ствол археоптерисы получили возможность расти ввысь. В среднем их высота составляла 8–15 метров, а в отдельных случаях могла достигать 30 метров. Чтобы заякоривать такой ствол в почве и снабжать водой и минеральными веществами разветвленную крону, археоптерисам требовалась мощная корневая система. Благодаря наличию вторичного камбия их корни могли неограниченно расти и ветвиться, а в случае повреждения верхушки восстанавливали свой рост за счет боковых почек.

Впервые строение корневой системы археоптерисов в 1980-е году изучила отечественный палеоботаник Наталия Снегиревская, которая нашла пни Callixylon с сохранившимися корнями близ села Раздольного на Донбассе.

Рис. 2. Палеоботаник Наталия Снигиревская и найденный ей на Донбассе пень Callixylon trifili
Рис. 2. Палеоботаник Наталия Снегиревская и найденный ей на Донбассе пень Callixylon trifili с сохранившимися основаниями корней.

Благодаря развитой корневой системе повсеместное распространение археоптерисовых лесов могло оказать значительное влияние на климат нашей планеты. Древесные корни разрывают минеральные пласты, задерживают воду и выделяют при дыхании CO2, их гниющие остатки создают благоприятную среду для бактерий, которые в процессе жизнедеятельности вырабатывают кислоты. Кислотность почвы повышается также благодаря грибам, входящим в состав ассоцмации  грибного мицелия и корней.

.
Под действием всех этих факторов минералы начинают менять свой химический состав: на территориях, занятых современными лесами, процесс химического выветривания идет в среднем в 4 раза быстрее, чем при отсутствии растительности В результате силикатные породы (например, CaSiO3) постепенно переходят в карбонатные, такие как известняк (CaCO3), что приводит к депонированию атмосферного углерода в почве и в океане, куда также смываются продукты химического выветривания. По мнению ряда ученых, именно этот процесс стоял за резким падением уровня атмосферного CO2 во второй половине девона (см. рис. 3), что сопровождалось серьезным похолоданием, продлившимся почти до конца пермского периода



Рис. 3. Слева — основные механизмы химического выветривания, связанные с жизнедеятельностью растений. Справа — содержание углекислого газа в атмосфере в разные геологические эпохи, красной стрелкой отмечено появление деревьев с развитой корневой системой в среднем девоне.



Рис. 4. Исследователи, стоящие рядом с корнями археоптериса, найденными рядом с Каиром (штат Нью-Йорк).

Под Каиром прекрасно сохранились древнейшие корневые системы, с высокой вероятностью относящиеся к археоптерисам. На площади около 3000 квадратных метров ученые обнаружили несколько крупных корневых розеток с 10–15 первичными корнями, расходящимися от основания ствола, и множеством ответвляющихся от них боковых корешков. Длина отдельных первичных корней составляет до 8–10 метров, диаметр у основания — 6–7 см, в почву они врастали на 1,2–1,6 метров. Глядя на такие корневые системы, легко представить, что в девоне они могли самым серьезным образом перепахать земную поверхность.



Рис. 5. Аэрофотоснимки корневых систем археоптерисов в палеопочвах близ Каира.

Каирский лес был заболочен и произрастал близ морского побережья, и время от времени затоплялся высокой приливной волной, о чем свидетельствуют целые скелеты и отдельные части рыб, найденные близ корней. В ходе таких наводнений деревья гибли и заносились осадками, благодаря чему их корневые системы и сохранились до наших дней.


источник




Tags: наука, природа
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments