Самые древние деревья были гораздо сложнее современных
Современные деревья имеют довольно простой и в то же время очень эффективный механизм роста. Ствол представляет собой единый цилиндр, который пронизан множеством тонких трубочек, несущих воду и питательные вещества от корней к листьям. Эти сосуды входят в состав основной водопроводящей ткани растений – ксилемы, известной всем под названием древесина. Именно ксилема ежегодно прирастает в периферийном слое под корой, образуя годовые кольца. Таким образом, ствол становится толще, обеспечивая себе устойчивость для роста вверх.
У некоторых деревьев, таких как пальмы, ксилема сосредоточена в нескольких вертикальных тяжах, которые находятся внутри ствола и окружены более мягкой тканью. Но находка окаменелых фрагментов ствола возрастом почти 400 миллионов лет показала, что самые первые деревья были устроены ещё сложнее и использовали совершенно другую стратегию роста.
Представители класса кладоксилеевые (Cladoxylopsida) произрастали на Земле во второй половине палеозойской эры от 393 до 372 миллионов лет назад. В руки исследователей из Кардиффского университета попали два прекрасно сохранившихся образца стволов, найденные в 2012 году в пустыне на северо-западе Китая. Учёные считают, что консервации древесины помог располагавшийся неподалёку вулкан. Испускаемый им кремнезём проник внутрь дерева и по мере остывания принял форму его внутренней трёхмерной структуры.
Анализ окаменелостей показал, что древние деревья имели переплетённую сеть нитей ксилемы только по периметру ствола, центральная часть которого была полой. Таким образом, внутреннее строение дерева напоминало металлический каркас Шуховской телевизионной башни.
Каждый тяж образовывал новые годовые кольца независимо от соседей, а увеличивающийся со временем объём мягких тканей заставлял нити разветвляться. В итоге сеть расширялась, ствол увеличивался в диаметре, и это позволяло дереву расти.
Самый большой из двух ископаемых стволов имел диаметр семьдесят сантиметров. При этом нити ксилемы, окружённые мягкой тканью, располагались кольцом диаметром пятьдесят и толщиной пять сантиметров. Наружный слой ствола формировали тонкие внешние корни, которые тянулись от земли до самой верхушки. По оценкам учёных, высота таких деревьев могла составлять от 8 до 12 метров.
Интересно, что под действием собственного веса в нижней части ствола пряди ксилемы вырывались наружу и формировали широкое основание в виде луковицы, которое придавало дереву дополнительную устойчивость.
"Я не знаю другого дерева в истории Земли, которое было бы настолько сложным, как это, – говорит соавтор исследования Крис Берри (Chris Berry) в пресс-релизе. – Его каркас разрушался, оно проседало под собственным весом, но оставалось живым и росло вверх и в стороны, чтобы стать доминирующим растением своего времени".
Являясь первыми деревьями на планете, кладоксилеевые внесли огромный вклад в эволюции жизни. Они сформировали первые леса, сыграли ключевую роль в поглощении углекислого газа и насытили атмосферу кислородом, что привело к появлению новых организмов.
Но, к сожалению, эти первопроходцы не оставили современных потомков. В конце девонского периода они в прямом смысле оказались в тени более высоких и крепких деревьев, и, скорее всего, не перенесли климатических изменений.
"Изучая эти крайне редкие окаменелости, мы получили беспрецедентное представление об анатомии древних деревьев и о сложных механизмах роста, которые они использовали, – говорит Берри. – Это вызывает провокационный вопрос: почему самые старые деревья сложнее современных?".
Кстати, недавно в Индии были найдены следы самых древних растений возрастом около 1,6 миллиарда лет. А одни из старейших цветковых растений произрастали на территории современной Испании около 125 миллионов лет назад.