Сигиллярия
Сигиллярия (лат. Sigillaria) — обширный вымерший род гигантских древовидных споровых растений, относящийся к отделу плауновидных (классу полушниковых). Данная группа растительных организмов являлась важнейшим и наиболее распространенным компонентом биосферы в каменноугольном (карбоне) и пермском периодах палеозойской эры. Эволюционно сигиллярии представляют собой архаичную ветвь высших сосудистых растений, занимающую промежуточное морфологическое положение между мхами и папоротниками. Современные филогенетические потомки этих гигантских деревьев эволюционно деградировали и представлены в современной флоре исключительно мелкими травянистыми формами плаунов.
В палеонтологии и стратиграфии сигиллярии имеют важнейший статус руководящих ископаемых. Благодаря их повсеместному глобальному распространению и хорошей изученности видового разнообразия геологи могут с высокой точностью определять возраст осадочных пород, в которых обнаруживаются их окаменелые остатки.
Описание и анатомическое строение
По своему внешнему облику (габитусу) сигиллярии напоминали современные крупные деревья, однако их анатомическое устройство имело принципиальные отличия от более поздних голосеменных и покрытосеменных растений. Высота взрослых экземпляров достигала 20–25 метров, а поперечный диаметр ствола у основания мог составлять до 1,5 метров. Стволы были преимущественно прямыми, колонновидными, в некоторых случаях способными к дихотомическому ветвлению (раздваиванию) ближе к верхушке.
Внутреннее строение ствола характеризовалось наличием весьма примитивной, рыхлой и слаборазвитой древесины. Опорную и защитную функции выполняла преимущественно мощная и толстая внешняя кора. Вследствие структурной слабости внутренней части погибшие деревья редко сохраняли свою исходную цилиндрическую форму. В процессе фоссилизации под колоссальным давлением накапливающихся осадочных пород стволы сигиллярий легко сплющивались, из-за чего в палеонтологической летописи они чаще всего обнаруживаются в виде плоских окаменевших отпечатков.
Поверхность коры дерева имела ярко выраженный геометрический рельеф, состоящий из продольных параллельных бороздок, идущих от корня к самой вершине. Между этими бороздками стройными рядами располагались специфические листовые рубцы — места прикрепления опавших листьев. Форма и упорядоченное чередование этих рубцов визуально напоминали оттиск печати на воске. Именно от латинского слова «sigillum» (печать) и произошло научное наименование данного рода.
Листовой аппарат сигиллярий кардинально отличался от листвы современных деревьев. Он был представлен жесткими, узкими, игольчатыми образованиями значительного размера (напоминающими многократно увеличенные листья современных плаунов или хвощей). Эти листья-иглы густо покрывали ветви, образуя на их концах подобие гигантских метелок, а также крепились непосредственно к поверхности основного вертикального ствола.
Особенности фоссилизации и история изучения
В процессе геологического захоронения обугленная кора сигиллярий приобретает свойство расслаиваться на тонкие пласты. Палеоботаниками было установлено, что на поверхности каждого такого внутреннего слоя отпечатки листовых рубцов имеют совершенно различную форму, зависящую от возраста дерева и глубины тканевого слоя. На ранних этапах изучения палеозойской флоры эта анатомическая особенность приводила к серьезным систематическим ошибкам: исследователи описывали различные слои коры одного и того же ствола как остатки совершенно разных видов растений.
Аналогичная терминологическая и классификационная путаница возникала при изучении корневой системы. Корневища сигиллярий имели крайне специфическое строение, радикально отличающееся от морфологии надземных стволов. Разрозненные окаменелости корней длительное время классифицировались научным сообществом как самостоятельный вид ископаемых организмов, получивший название стигмария (Stigmaria). Лишь в ходе последующих комплексных исследований цельных окаменелостей было неопровержимо доказано, что стигмарии являются подземной частью сигиллярий и родственных им лепидодендронов.
Образ жизни и палеоэкология
Жизненный цикл сигиллярий был критически связан с наличием водной среды. Будучи споровыми растениями, они не могли осуществлять процесс размножения без обильного присутствия воды. Палеоэкологические реконструкции свидетельствуют, что эти деревья произрастали исключительно в условиях обширных болот и на мелководьях, которые доминировали в ландшафтах Земли на протяжении всего каменноугольного периода.
Корневая система (стигмарии) располагалась непосредственно в затопленном субстрате или толще воды, тогда как над поверхностью болот возвышались гигантские стволы, образуя сплошные, густые лесные массивы. Эти уникальные полуводные леса служили идеальной средой обитания для разнообразной фауны карбона. В тени сигиллярий процветали первые амфибии (земноводные) — гигантские хвостатые формы, внешне напоминавшие гигантских тритонов или саламандр. Истинные бесхвостые земноводные (лягушки) в ту геологическую эпоху еще не эволюционировали.
Уникальный облик лесов из сигиллярий оставил свой след не только в палеонтологии, но и в культуре. В классической научной фантастике гипотетический внешний вид этих растений неоднократно использовался для реконструкции инопланетных экосистем. В частности, до получения точных астрономических и зондовых данных предполагалось, что на планете Венера господствуют климатические условия, идентичные земному карбону. В связи с этим в фантастической литературе поверхность Венеры часто описывалась как сплошной океан болот, заросший бесконечными лесами гигантских сигиллярий (хотя в реальности условия на планете оказались крайне агрессивными и безжизненными).