Пережившие пермское вымирание

Находки палеонтологов, сделанные на берегах Мертвого моря, позволили сдвинуть на несколько миллионов лет в прошлое возникновение ряда групп голосеменных растений. Хотя такое изменение кажется небольшим, оно удивило ученых: ведь получается, что эти растения пережили великое пермское вымирание.

Самое крупное массовое вымирание за историю произошло около 252 миллионов лет назад, в конце пермского периода. К тому времени древние хвойные и семенные папоротники уже были широко распространены. Наиболее вероятно, что причиной трагических для многих видов животных и растений событий послужили вулканы. Обширная вулканическая провинция на территории нынешней Западной и Средней Сибири выбросила в атмосферу огромное количество вулканических газов, в первую очередь углекислого газа, сероводорода, хлороводорода и диоксида серы. Содержание кислорода в атмосфере упала с 30% до 10 – 15 %. Из-за этого значительно усилился парниковый эффект и началось глобальное потепление. Средняя температура океана составляла 38 – 40 °C. Также из-за вулканических газов возросла кислотность морской воды, что вызвало гибель многих беспозвоночных, обитающих в “домиках” из диоксида кремния – их экзоскелеты просто растворились. Наконец, повысившаяся концентрация сероводорода оказалась смертельной для многих организмов. В итоге после пермского вымирания исчезли более 90 % видов морских организмов и примерно 70 % видов позвоночных.

В следующем геологическом периоде началось возрождение земной биосферы. Вновь возникли исчезнувшие леса. Распространились уже существовавшие до катастрофы группы растений: саговниковые, семенные папоротники, ранние хвойные – среди них выделялись новые семейства. Возникли подокарповые, тиссовые, таксодиевые и другие. Одним из главных героев нынешнего исследования стали подокарповые, или ногоплодниковые (Podocarpaceae). У многих представителей этого семейства вечнозеленых растений семена окружены разросшейся сочной оболочкой, напоминая плоды вишни. А у растений из рода подокарп (Podocarpus) дополнительно разрастается еще и ножка семени, что дало название всему семейству.

Ветви подокрапа крупнолистного (Podocarpus macrophyllus) со зрелыми семенами. Мясистые ножки (их называют рецептакулами) имеют красную окраску

Сейчас существует 19 родов подокарповых, объединяющих более ста пятидесяти видов, подавляющее большинство входит в род Podocarpus. Они представляют собой деревья или кустарники. Некоторые подокарповые даже считаются источниками ценной древесины (Afrocarpus в Африке, Dacrydium в Новой Зеландии). Современные представители этого семейства растут преимущественно в южном полушарии: в Австралии, на островах Тихого океана, в Южной Америке, в субсахарской Африке. Отдельные виды встречаются и к северу от экватора: в Центральной Америке, Индокитае, южной Японии, Китае, Индии.

Считалось, что первые подокарповые появились в триасе, то есть после пермского вымирания. Но теперь группа палеоботаников из Германии, Иордании и США сообщает, что удалось найти более древние образцы. Находки были сделаны в геологической формации Умм-Ирна (Umm Irna formation). Она представляет собой серию осадочных слоев вдоль иорданского побережья Мертвого моря. Еще в начале 2000-х годов палеонтолог Абдалла Абу Хамад (Abdalla Abu Hamad) собрал там немало образцов древних растений из слоев, возрастом от 252 до 260 миллионов лет.

Совместно с немецкими коллегами из группы палеоботаники Мюнстерского университета Абдалла Абу Хамад в течение ряда лет обрабатывал свои находки. Растворяя породу кислотой, ученые смогли извлечь многие образцы древних растений из камня и рассмотреть в мельчайших деталях их листья, стебли, репродуктивные органы.

Растворяя породу кислотой, ученые смогли извлечь образцы древних растений из камня

Среди находок из формации Умм-Ирна оказались древнейшие экземпляры семейства подокарповых, которые, как теперь приходится признать, возникли до пермского вымирания и сумели в нем уцелеть. Также в этих слоях нашли в большом количестве представителей двух других групп растений Bennettitales и Corystospermales. Они раньше тоже считались возникшими только в триасе.

Когда эти окаменевшие останки образовались, вокруг была область тропического климата с длительными засушливыми периодами. Такие условия не очень хорошо подходили для фоссилизации, но формация Умм-Ирна предоставила ученым редкую возможность познакомиться с флорой тех времен. И теперь придется признать, что названные группы растений возникли раньше, чем считалось, и выжили в тяжелых условиях конца пермского периода. Палеоботаник Фабиани Эррера (Fabiany Herrera) из Чикагского ботанического сада отмечает в связи с этим, что ранее генетические данные сохранившихся сейчас групп голосеменных растений заставляли предположить, что они возникли еще в пермском периоде, но никаких ископаемых, подтверждающих это, у ученых не было.

Исследование опубликовано в журнале Science.