Как хвощи могли расти в антарктиде 300 млн лет назад

Обновлено: 16.07.2024

Сегодня Антарктида — единственный континент, целиком покрытый льдом, но были времена, когда там росли леса и бродили динозавры. Что увидели бы люди, если бы заглянули на Южный континент не двести лет назад, а гораздо раньше? В первой части материала мы рассказали о том, как начиналось исследование Антарктиды, когда были обнаружены первые ископаемые флоры и фауны, а также описали историю развития континента.

Зеленое убежище

Климат суперконтинента Пангея со временем лишь разогревался. При этом уровень моря был близок к современному. И Антарктиду захватили тропические глоссоптерисовые леса.

Оно служило своего рода переходным звеном между споровыми папоротниками и голосеменными. Причем это был крайне распространенный семенной папоротник — именно он составлял бóльшую часть лесов в южной половине Пангеи.

В этих лесах можно было встретить также разнообразные папоротники, первые голосеменные и мхи. Росли эти растения в достаточно увлажненных местах, иногда в болотах (по крайней мере, так было на месте гор Принца Чарльза в Западной Антарктике).

Неудивительно, что в антарктических отложениях пермского периода содержится много каменного угля. В отложениях угля мы находим и следы жизнедеятельности насекомых, а также клещей.

Но судя по красному цвету толщи пород, перерывающих слои с глоссоптерисом, с началом триаса пришло серьезное осушение климата (опустынивание). Резкий подъем температуры многие называют одной из главных причин великого пермо-триассового вымирания.

Впрочем, в других обнажениях Трансантарктических гор (хребет Королевы Александры) можно увидеть достаточно богатые леса в раннем и среднем триасе. Состав растений здесь немного изменился: многочисленны древние саговники — похожие на пальму голосеменные, хвощи, семенные и древовидные папоротники, своеобразные осмундовые папоротники и даже грибы .

Некоторые растения, похоже, были эндемиками, то есть в силу каких-то причин росли только на территории древней Антарктиды. Например, только с этой территории известно цикадовое растение Antarcticycas .

Реконструкция триасового цикадового Antarcticycas, известного только с территории Антарктиды (масштабная линейка — 3 сантиметра) Elizabeth J.Hermsen et al. / Review of Palaeobotany and Palynology, 2009

В позднем пермском и раннем триасовом периоде в Антарктиде жили многие характерные животные пермского периода. Так, в озерах поджидали добычу темноспондилы — гигантские крокодилообразные земноводные (например, Antarctosuchus polyodon ).

По земле бродили рептилии всех видов , крупные увесистые хищники и мелкие ящерицеобразные насекомоядные, подобные Prolacerta .

К числу самых примечательных относились листрозавры ( Lystrosaurus ) , относительно крупные растительноядные животные с роговым клювом и двумя клыками. О назначении клыков споры не утихают до сих пор — то ли это приспособление для рытья, то ли оригинальный и красивый атрибут для демонстративного поведения.

Еще одно необычное животное — роющее страннозубое (аномодонт) Kombuisia antarctica , достигавшее размера домашнего кота.

Такое поразительное разнообразие живых организмов в самом раннем триасе, практически сразу после великого пермо-триасового вымирания характерно исключительно для территории Антарктиды. Это привело Йорга Фребиша с коллегами к мысли, что Антарктика была своего рода убежищем во время кризиса. На этой территории было прохладнее, что и стало спасением для ряда животных.

Антарктические динозавры

Юрский период принес долгожданную прохладу и, конечно, влагу. Леса вновь распространились по южному континенту, но уже немного иного состава. Теперь преимущество перешло к хвойным деревьям, таким как гинкго и секвойи.

Юрский период — время динозавров, и Южный континент располагал собственным обширным парком этих животных — разнообразных и даже уникальных. Бесспорно, лучшим источником находок, свидетельствующих о раннеюрских динозаврах Антарктиды, является гора Керкпатрик.

Среди достаточно известных примитивных хищных ящеров — теропод — на крайнем юге можно было повстречать долговязого целофиза ( Coelophysis ), более крупного дилофозавра ( Dilophosaurus ) — динозавра с двумя очень характерными гребнями на морде.

Раннеюрский динозавр Антарктики — криолофозавр (Cryolophosaurus). Художник Д. Богданов Wikimedia commons

Наиболее оригинальным динозавром континента был криолофозавр ( Cryolophosaurus ) . Все его необычные черты заложены в его названии.

Наконец, в 2007 году был описан оригинальный динозавр — зауроподоморф Glacialisaurus , дальний родственник знаменитых гигантских длинношеих — зауроподов.

Впрочем, гляциализавр отличался куда более скромными размерами. По всей вероятности, его длина составляла в среднем 7,6 метра. Да и вес был существенно меньшим (4-6 тонн), что позволяло ему временно подниматься на две ноги.

Помимо динозавров, на горе Керкпатрик были найдены кости маленького, размером с ворона, птерозавра, подобного рамфоринху.

В меловом периоде на территории Антарктиды стало несколько прохладнее, климат был близок к умеренному. На это указывает целый ряд независимых факторов , начиная от химического состава осадочных пород и заканчивая особенностями древней флоры.

В это время процесс раскола Гондваны был в самом разгаре. Это привело к смещению Антарктиды в более высокие широты, а также к существенному подъему уровня океана. Часть территорий континента была затоплена, и на них сформировались мелководные морские осадки.

На мелководьях нашли прибежище множество разнообразных животных — от двустворчатых моллюсков и креветок до огромных аммонитов и очень необычных длинношеих морских рептилий — плезиозавров-фильтраторов .

Похолодание привело к доминированию в составе лесов таких пород хвойных деревьев, как подокарповые и араукариевые . Единственное место, из которого известны меловые антарктические динозавры — остров Джеймса Росса. Впрочем, и здесь находки крайне редки и чрезвычайно фрагментарны.

Исследователи в поисках остатков динозавра на острове Джеймса Росса, неподалеку от Антарктического полуострова USAP

Известно, что во время мелового периода здесь обитал некий хищный теропод длиной около 2 метров. Было найдено несколько растительноядных динозавров. Например, описано два дальних родственника игуанодонов — четвероногих динозавров с роговым клювом и очень характерным острым пальцем для защиты.

Один — небольшой, длиной всего 1,5 метра — получил название Trinisaura santamartaensis , другой, побольше — Morrosaurus antarcticus . Известны из Антарктиды и бронированные динозавры, подобные американским анкилозаврам — Antarctopelta oliveroi .

Весьма любопытны находки позднемеловых ныряющих настоящих птиц, возможно примитивных гусеобразных : Vegavis и Polarornis . Сохранность вегависа поражает воображение — у него сохранился даже хрящевой вокальный аппарат, позволивший восстановить его древние крякающие звуки.

Накануне ледника

Переместимся в палеогеновый период (66–23 миллионов лет назад). Как минимум еще 45 миллионов лет назад Антарктида была полностью свободна ото льда.

Очень показательной для палеогенового этапа развития Антарктиды является фауна и флора эоцена острова Сеймур. Попытаемся мысленно восстановить эту экосистему .

Судя по остаткам растительности, здесь располагался достаточно густой лес, где доминировали хвойные деревья — араукариевые и подокарповые, а также покрытосеменные — южные буки ( Nothofagus ). Такой состав флоры указывает на умеренно-прохладный и влажный климат. Богатство растений обеспечивало большую биомассу насекомых.

Остатки млекопитающих весьма фрагментарны, но зато разнообразны. Здесь можно было встретить любых животных — травоядных, всеядных, плотоядных. Были среди них и древесные формы. Скорее всего, таковым был Marambiotherium glacialis , небольшое сумчатое, чем-то похожее то ли на мышку, то ли на опоссума.

Еще одно древолазающее животное, вероятно, похожее на опоссума, — Polydolops . По ряду признаков было устроено даже более примитивно, чем современные сумчатые. Возможно, на ветвях встречались небольшие ленивцы, очень похожих на современных (есть, правда сомнения, что обнаруженный фрагмент конечности и зуб принадлежали именно ленивцу).

Среди наземных животных наиболее многочисленными были представители семейства Sparnotheriodontidae — группы вымерших южноамериканских копытных, немного напоминающих лошадей. Судя по строению зубов, они были растительноядными и нагуливали массу до 400 килограмм.

Можно было встретить здесь и достаточно крупных ископаемых пингвинов, таких как Anthropornis и Delphinornis .

Еще на суше можно было встретить нелетающих бескилевых птиц — одну страусоподобную, а другую — плотоядную и, вероятно, достаточно опасную. Вдоль берегов древнего Антарктического полуострова можно было повстречать крупных пингвинов, а в небе — соколообразных птиц.

На примере эоценовой экосистемы видно, как теплолюбивые животные и растения приспосабливались к условиям полярного дня и полярной ночи. Несложно заметить, что фауна включает в себя исключительно крупных и мелких млекопитающих, при этом животные среднего размера отсутствуют полностью.

Возможно, только мелкие и крупные млекопитающие могли адаптироваться к холодным условиям полярной ночи. Благодаря небольшому соотношению площади поверхности к объему тела, они могли впадать в анабиоз, оцепенение или зимнюю спячку, сохраняя тепло, или же могли мигрировать.

Растения, окружавшие древнюю фауну, дожили до наших дней почти без изменений, поэтому мы легко можем оценить их способности к адаптации. Например, южный бук выживает даже за Полярным кругом — главное, чтобы минимальные средние летние и зимние температуры были выше 5 градусов и -20 градусов Цельсия соответственно.

Все другие факторы, необходимые для эволюции лесных полярных деревьев, находятся в рамках адаптаций, вполне доступных для современных деревьев. В экологии для них даже есть особый термин — фотопериодические экотипы.

Они приспособились к более высоким показателям камбиальной активности в течение вегетационного периода (или, проще, — они активнее растут летом). Кроме того, у таких растений вырабатывается особая архитектура кроны.

Еще одна адаптация к зимнему периоду всем нам хорошо знакома — листопадность. Впрочем, есть свидетельства того, что вечнозеленые растения тоже способны адаптироваться к условиям полярной ночи.

Реконструкция экосистемы средне-позднего эоцена Антарктического полуострова на основе палеонтологических данных из местонахождения La Meseta, остров Сеймур. 1: Sparnotheriodontidae indet. (южноамериканское копытное); 2: Anthropornis nordenskjoeldi(пингвин); 3: Delphinornis larseni (пингвин); 4: Sudamericidae indet. (примитивное млекопитающее из подотряда гондванатериев); 5: Polydolops daily (примитивный метатерий, близкий к сумчатым); 6: Lyreidus antarcticus (краб); 7: Cucullaea(двустворчатые моллюски); 8: Eutrephoceras sp. (наутилообразный головоногий моллюск); 9: бескилевая птица; 10: Trigonostylops sp. (южноамериканское копытное); 11: Marambiotherium glacialis (американское сумчатое); 12: Ленивец; 13: Polyborinae indet. (соколиная птица); 14: Араукария и 15: Nothofagus sp. (южный бук). Marenssi et al, 1994

Судя по составу ископаемых глин (среди смектитов стали появляться хлориты и иллиты), 45 миллионов лет назад у берегов Антарктиды могли появиться морские льды. Примерно 35 миллионов лет назад континент стал покрываться постоянным ледяным щитом — об этом свидетельствует целый комплекс минералогических и геохимических данных.

Одной из главных причин резкого похолодания ученые считают формирование пролива Дрейка, ознаменовавшего окончательный разрыв между Антарктидой и Южной Америкой.

Отделение Южного континента привело к формированию замкнутого кругового течения — Циркумполярного Антарктического. Теплые воды с экватора перестали поступать к берегам Антарктиды, и климат незамедлительно начал меняться в сторону похолодания.

Впрочем, местами Антарктида все еще была свободна от ледяного щита. Более того, в отдельных местах сохранялись полярные леса . Одним из основных компонентов таких лесов оставался стойкий южный бук. Но около 5 миллионов лет назад очередное похолодание покончило и с этими деревьями.

Так пришел конец зеленой Антарктиды. Наступила новая эпоха — эпоха ледниковых периодов.

Около 300 миллионов лет назад наша Земля была совсем не такой, как сейчас. Почти на всей Земле был тёплый и очень влажный климат. От поверхности морей, озёр, болот, от пропитанной влагой почвы поднимался туман. Небо почти постоянно было покрыто густыми низкими облаками.

Такой климат был благоприятен для развития папоротникообразных, хвощевидных и плауновидных растений. Они-то и составляли тогда основную часть растительности Земли.

Среди древних хвощей и плаунов были деревья высотой в 30 метров. Листья древних папоротников достигали 5 метров в длинну. Вместе с деревьями росли травянистые папоротники, плауны, хвощи и мхи.

От древних папоротникообразных произошли первые семенные растения.

У гигантских деревьев, растущих на болотах, была слабая корневая система. Отмирающие, поваленные ветром или подмытые водой растения падали на болотистую почву или в воду. Они покрывались илом, глиной, песком. Без доступа воздуха, под толстым слоем земли остатки древних папоротников, хвощей и плаунов в течение миллионов лет превращались в каменный уголь.

Иногда в пластах угля встречаются окаменевшие стволы растений. Нередко в каменном угле обнаруживают отпечатки различных органов вымерших растений.

Такие находки позволили учёным узнать, какие растения населяли Землю сотни миллионов лет назад, как развивался растительный мир.

8:\u0412 \u0442\u043e \u0432\u0440\u0435\u043c\u044f \u0431\u044b\u043b \u0436\u0430\u0440\u043a\u0438\u0439 \u043a\u043b\u0438\u043c\u0430\u0442 \u043d\u0430 \u0432\u0441\u0435\u0439 \u043f\u043b\u0430\u043d\u0435\u0442\u0435

9:\u0434\u043e 40 \u043c

10:\u0412 \u043a\u0430\u043c\u0435\u043d\u043d\u044b\u0439 \u0443\u0433\u043e\u043b\u044c

\u041d\u0430\u0434\u0435\u044e\u0441\u044c \u0447\u0442\u043e \u043f\u043e\u043c\u043e\u0433) ">]" data-testid="answer_box_list">

Около 90 миллионов лет наша планета была совершенно другой. В так называемый меловой период, о котором и пойдет речь в этой статье, по поверхности земли ходили огромные динозавры, а вулканы извергались гораздо чаще и сильнее, чем сейчас. Так как при извержениях вулканов в атмосферу нашей планеты попадало много водяного пара и углекислого газа, на Земле возник сильный парниковый эффект. Водяной пар и углекислый газ покрывали нашу планету словно пластиковый пакет и не давали падающему солнечному свету отразиться обратно в сторону космоса. В результате на планете почти всегда было тепло и даже в ныне холодной Антарктиде средняя температура воздуха составляла около 13 градусов Цельсия. А это значит, что на ней не было настолько много снега и льда, как сейчас. А может, там вообще росли тропические леса?

В представлении художников, 90 миллионов лет назад Антарктида выглядела примерно так

Земля во времена динозавров

Керн — это образец горной породы, который был добыт из глубокого отверстия на поверхности Земли. Изучая добытые материалы, ученые могут определить климат, который царствовал в древние времена, а также распознавать виды древних растений.

Древние растения в Антарктиде

Изучая древнюю почву, ученые во главе с профессором Иоганном Клагесом (Johann P. Klages) действительно нашли окаменелые останки корней растений, а также их пыльцу. Сравнив эти останки с корнями и пыльцой современных растений, они смогли выяснить, что на территории древней Антарктиды росли хвойные деревья, папоротники и даже растения с цветами. На данный момент с уверенностью можно сказать, что 90 миллионов лет назад в Антарктиде росли:

Хвойные деревья семейства Podocarpaceae, которые сегодня встречаются в Южной Америке и Африке;
Хвойные деревья семейства Araucariaceae, которых можно найти в Австралии и островах Новой Гвинеи;
Огромное количество папоротниковых, в том числе и семейства Cyatheaceae, которая сегодня включает в себя 514 видов;
Цветковые растения рода Beauprea, ближайшими родственниками которых являются африканские протеи.

В порядке очереди: хвойные Podocarpaceae, хвойные Araucariaceae, папоротники Cyatheaceae, африканские протеи

Древний климат

Получается, что миллионы лет назад ныне холодная Антарктида представляла собой территорию, покрытую пышной, зеленой растительностью. Ученые также считают, что между лесами протекали реки с пресной водой — деревьям же нужно было чем-то питаться? На словах и на изображениях художников древняя Антарктида представляется как жаркое, тропическое место. Но на деле климат по современным меркам был не таким уж и комфортным, потому что средняя температура воздуха явно не превышала 13 градусов Цельсия. Чуть приятнее было только в летняя время, когда воздух нагревался до 18,5 градусов. Также известно, что в древней Антарктиде довольно часто шли дожди — среднегодовое количество осадков составляло 1120 миллиметров, когда как в современной Москве ежегодно выпадает примерно 707 миллиметров.

Интересный факт: во времена динозавров в сутках было всего 23,5 часов. О том, куда пропали 30 минут времени, читайте в этом материале.

Помимо образовавшегося под воздействием извергавшихся вулканов парникового эффекта, повышению температуры воздуха способствовали и растущие в Антарктиде деревья. Дело в том, что плотная растительность не давала солнечному свету отражаться от поверхности Земли и лесные территории Антарктиды будто притягивали к себе тепло. Способность лесов, воды, песка, снега и других поверхностей нашей планеты отражать солнечный свет называется альбедо земной поверхности. У растительных лесов низкое альбедо, поэтому в местах их скопления относительно теплый климат. А у снега и льда альбедо высокое, так что современная Антарктида отражает много солнечного света, не задерживает на себе тепло и является довольно холодным местом.

Сейчас в Антарктиде живут пингвины и полярники. Жили ли на этой территории динозавры, пока не ясно, потому что их кости находятся под толстым слоем льда (если они есть, конечно)

Леса существовали в Антарктиде несколько десятков миллионов лет и, скорее всего, исчезли 70 миллионов лет назад. Тогда расположение материков на нашей планете начало меняться, что несомненно повлияло на активность вулканов. В результате изменений вулканической активности, уровня моря и многих других новшеств, температура воздуха на нашей планете начала падать и местами достигала -45 градусов Цельсия.

Если вам было интересно, подпишитесь на нас в Google Новостях. Так вы не пропустите другие познавательные материалы!

Читайте также: