ИСТОРИЯ РАСТЕНИЙ

 

 

Гомология. Шишки лепидодендрона и сосны

 

Суть вопроса

 

Сделаем с шишкой то же, что делает с ней белка, и оборвем с нее чешуи. Останется голая ось, на которой видны рубцы чешуи, расположенные в спиральном порядке. Эта спираль хорошо видна и на целой шишке, особенно если она еще не раскрылась. Теперь возьмем отдельную чешую (рис. 33, д). Она плотная, деревянистая, сверху с углублениями для семян, поэтому ее и называют "семенная". Сами семена снабжены крылаткой. Под чешуей на молодых шишках видна прикреплявшаяся к оси другая значительно более тонкая чешуйка. Это кроющая чешуя. Она покрывает семенную снизу.

 

шишки кордаита

 

Рис. 33. Эволюция женского побега от кордаитов к хвойным: а ‑ часть 'сережки' кордаита; в пазухе кроющих чешуи (черные отростки) сидят шишечки, состоящие из чешуек и семян на ножках; б ‑ часть шишки хвойного лебахия; шишечки в пазухе кроющей чешуи упростились, чешуйки начали срастаться; в ‑ часть шишки пермского хвойного псевдовольция, чешуйки расположились в одной плоскости; г ‑ часть шишки пермского хвойного ульмания, чешуйки слились в семенную чешую, накрытую снизу кроющей чешуей (черный треугольник); д ‑ шишка сосны; слева семенная чешуя, вид снизу и сверху

 

Теперь посмотрим на шишку лепидодендрона. Здесь тоже есть ось, и тоже в спиральном порядке сидят чешуи. На каждой из них сидит сверху по одному крупному спорангию. В одних спорангиях мелкие микроспоры, в других ‑ крупные мегаспоры. И те, и другие, когда созревали, высеивались из шишек, падали на землю и, если было все хорошо, прорастали. Получались маленькие растеньица (заростки) с половыми органами. Из микроспор вырастали мужские заростки, из мегаспор ‑ женские. Иногда мегаспоры прорастали еще в спорангии. Таким образом, мегаспоры ‑ будущие женские заростки.

 

Сравним шишки лепидодендрона и сосны. Внешнее сходство определенно есть. И здесь, и там спирально сидят чешуи, на них органы размножения. У сосны ‑ семена, у лепидодендронов ‑ спорангии с мегаспорами (или микроспорами). Можно вполне представить, что была некая сходная с лепидодендроновой шишка, потом она усложнялась и из спорангия с мегаспорами получились семена. Мы получили в сильно упрощенном виде одну из концепций происхождения сосновой шишки, а лучше сказать ‑ шишки современных хвойных вообще.

 

Но здесь для дальнейших рассуждений нам надо ввести понятие "гомологии". Это лучше сделать на примере. Предположим, некое млекопитающее постепенно все больше связывало свою жизнь с морем и, наконец, окончательно перешло к водному образу жизни. Обычные лапы стали ни к чему, и через некоторое время их сменили ласты, Ласт тюленя, человеческая рука и нога слона мало похожи друг на друга, но тем не менее это органы одинакового происхождения, они гомологичны. Природа не любит тратить энергию на образование нового органа, если под рукой оказался ставший ненужным орган и его можно переделать. Изучая закладку и развитие органов, можно установить гомологии. Результаты таких исследований бывают порой неожиданными. В самом деле, попробуйте представить, что перья птицы гомологичны чешу ям на теле змеи. Трудно себе представить, что устьице растений является гомологом... побега. Но индийский палеоботаник Д. Д. Пант недавно показал, что, скорее всего, это именно так.

 

Установление гомологии ‑ альфа и омега морфологии растений, да и вообще любой морфологии. Когда школьник узнал, что в словах "игрушка" и "выигрыш" общий корень, он тоже уяснил себе гомологию. Познавая гомологии, мы видим общее за частностями, выясняем происхождение и отдельных органов, и организмов целиком.

 

Иногда гомологии устанавливаются легко (ласт и рука), иногда на это уходят десятилетия. Чтобы разобраться в сосновой шишке, потребовалось почти сто лет.

 

Правильное в общих чертах решение вопроса предложил еще в прошлом веке немецкий ботаник А. Браун. "В нем причудливо сочетались идеалистическая натурфилософия и индуктивный метод исследования естествоиспытателя, безудержная романтика и спиритуализм и строго научный подход к изучаемым явлениям". Так охарактеризовал А. Брауна видный советский ботаник А. Л. Тахтаджян. Интересующие нас идеи Брауна развил чешский морфолог Л. Челаковский. По теории Брауна‑ Челаковского семенная чешуя шишки хвойного (спор идет в основном о ее природе) является гомологом целого побега, но сильно укороченного.

 

 Такое сопоставление, пожалуй, не менее неожиданно, чем сопоставление роскошного оперения и чешуйчатой кожи. Надо иметь изрядную долю смелости, чтобы ветку с листьями и всеми приспособлениями для размножения сопоставить с одной корявой чешуей. Предложенная Брауном и Челаковским интерпретация только теперь может считаться теорией. Долгое время она основывалась на анализе современных растений, не была подтверждена параграфами палеонтологической летописи, и поэтому была лишь остроумной гипотезой. Опуская дальнейшие экскурсы в область современных растений и другие теории по поводу семенной чешуи, вернемся к палеоботанике.

 

 

К содержанию: Мейнен: ИЗ ИСТОРИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ДИНАСТИЙ

 

Смотрите также:

 

Хвойные, происхождения хвойных растений  Что такое палеоботаника или ботаническая палеонтология...

 

Древние ископаемые растения. Голосеменные  Ископаемые растения  Реконструкции древних растений

 

ХВОЙНЫЕ деревья – происхождение и размножение...  Янтарь и уголь как формы сохранения ископаемых растений.

 

СТЕБЕЛЬ. Стелярная теория. Типы стел – протостела...