Палеоботаники описали необычный вид деревьев, который рос в лесах на территории современной Канады около 350 миллионов лет назад. Это растение было относительно невысоким, зато обладало плотной кроной диаметром 5-6 метров, позволявшей максимально эффективно улавливать солнечный свет. Результаты исследования, опубликованные в Current Biology, демонстрируют, что высокое разнообразие деревьев уже в раннем каменноугольном периоде.
Художественная реконструкция дерева Sanfordiacaulis densifolia. Robert A. Gastaldo et al. / Current Biology, 2024
Деревья существуют на планете со среднего девона — то есть почти 400 миллионов лет. Однако о ранних этапах их эволюции известно немного. Причина в том, что от первых деревьев до нас дошли в основном окаменевшие пни или остатки корней. Лишь с раннего каменноугольного периода в ископаемой летописи в значительном количестве появляются хорошо сохранившиеся стволы древовидных плаунов, папоротников, хвощей и хвойных, иногда с корневой системой и ветвями.
Команда палеоботаников под руководством Роберта Гастальдо (Robert A. Gastaldo) из Колледжа Колби описала новый и очень необычный вид древних деревьев из отложений раннего каменноугольного периода. На дне рифтового озера в канадской провинции Нью-Брансуик исследователи обнаружили пять окаменевших стволов возрастом 347-350 миллионов лет. Вероятно, деревья, которым они принадлежали, оказались в воде в результате землетрясения, обрушившего берег. После этого стволы ушли на дно и погрузились в осадок, защитивший их от разложения.
Два ствола, которые сохранились лучше всего, ученые тщательно проанализировали. Ширина более крупного из них составила 12-16 сантиметров, а длина — 2,25 метра. Основание и верхушка у него отсутствовали. По оценкам авторов, при жизни его высота, вероятно, составляла около 2,65 метра. Второй экземпляр, шириной семь сантиметров, также лишился основания, зато у него сохранилась верхняя часть. К поверхности его ствола от средней части до верхушки по очень плотной и не укладывающейся в последовательность Фибоначчи спирали (1:13) прикреплялись главные черешки сложных листьев с многочисленными вторичными листочками, начинающимися в полуметре от основания черешка.
От листьев второго экземпляра сохранились фрагменты длиной до 1,75 метра, однако исследователи предполагают, что в действительности они были еще примерно на метр длиннее и дорастали до 2,5-3 метров. Таким образом, крона растения состояла более чем из 200 сложных листьев и достигала 0,75 метра в высоту и 5-6 метров в диаметре. Внешне она напоминала цилиндр объемом 20-30 кубических метров.
Образец ископаемого дерева Sanfordiacaulis densifolia/ Robert A. Gastaldo et al. / Current Biology, 2024
Необычное дерево получило название Sanfordiacaulis densifolia. О его систематическом положении и родственных связях судить трудно, поскольку ни у одного другого палеозойского дерева листья не располагались похожим образом. При этом в лесах раннего каменноугольного периода S. densifolia, вероятно, занимал подчиненное положение и рос в тени более крупных деревьев, которые могли достигать нескольких десятков метров в высоту. Авторы допускают, что компактная организация кроны позволяла этому дереву поглощать как можно больше достигающего подлеска солнечного света. Согласно альтернативным версиям, данная особенность лишала конкурентов S. densifolia света и возможности вырасти рядом с ним или компенсировала неэффективные с точки зрения фотосинтеза мелкие листовые пластинки. В любом случае, открытие свидетельствует, что уже в начале каменноугольного периода леса обладали трехъярусной структурой.
В наше время похожее расположение листьев и листоподобных структур отмечено у некоторых древовидных папоротников, саговников и покрытосеменных деревьев. Тем не менее ни одно из современных растений не копирует архитектуру кроны S. densifolia в точности. Это подчеркивает, насколько разнообразными были деревья раннего каменноугольного периода — а также указывает, что вид, описанный Гастальдо и его коллегами, оказался не слишком удачным эволюционным экспериментом.
Долгое время считалось, что прикрепление листьев к стеблю по спирали Фибоначчи является исходным признаком для всех современных растений. Однако недавно ученые выяснили, что у девонских плаунов листья располагались иначе. Судя по всему, филлотаксис по Фибоначчи появился у хвощей, папоротников и семенных растений уже после того, как их предки разошлись с предками плаунов.
Сергей Коленов, N+1
