Най-старата гора на Земята е била поне тристепенна

Корица на обсъждания брой на списанието Природата с образа на девонската гора

Идеята, че първите гори, появили се през девонския период, са формирани от дървета от същия вид, не е потвърдена от внимателно проучване на най-известното натрупване на останки от изкопаеми дървета близо до град Гилбоа (Гилбоа, Ню Йорк, САЩ). Очевидно тези гори са имали поне три вида различни дървесни растения, заемащи различни нива.

Вкаменени останки от дървета от Гилбоа в музея на открито. Изображение от hudsonvalleygeologist.blogspot.com

Първите дървета и съответно първите гори се появяват на Земята в Средния девон - преди 398–385 милиона години. Това е началото на онзи период от развитието на биосферата, която Г. А. Заварзин нарича „растение“ (от английското „plant“ - растение), тъй като висшите съдови растения, завладяващи земята, стават основните производители на Земята. Тяхното необичайно високо производство (наддаване на тегло) и доста голяма биомаса осигуряват отстраняването на голямо количество въглерод от цикъла, което води до значително намаляване на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата. „Планти“ продължава и сега, но ние знаем много малко за началото му.

Дъното на дървото Еосперматоптерис от Гилбоа. Изображение от hudsonvalleygeologist.blogspot.com

Първите находки от изкопаеми останки от дървета от девонския период са направени през 20-те години в щата Ню Йорк, по време на разкопки на кариера в околностите на Гилбоа (вж. Изкопаемата гора на Гилбоа). Подута основа на стволове на дървета, сега приписвана на рода Еосперматоптерис (клас изчезнали Cladoxylopsida, свързани с папрати) е всичко, което е останало от тази древна гора. Предполагаше се, че расте в блато (подутите основи не са необичайни за блатните растения) и се състои само от дървета от едно ниво. Остава обаче неясно как са изглеждали самите дървета и какъв размер са те.

Общият вид на най-старото дърво, което познаваме Еосперматоптерис, как наскоро беше възстановен от Щайн и колегите му. Изображение от Stein et al. Гигантски кладоксилопсидни дървета разрешават загадката на най-ранните горски пънове на Земята в Гилбоа през Природата

Едва през 2007 г. група учени, ръководени от Уилям Е. Стайн от Департамента по биологични изследвания в Университета в Бингхамптън (Бингхамптън), успяха да пресъздадат общия изглед от оцелелите останки Еосперматоптерис (William E. Stein et al, 2007. Гигантски кладоксилопсидни дървета решават загадката на най-ранните горски пънове на Земята в Гилбоа). Оказа се, че това са дървета с тънък ствол, висок около 8 метра и повече. На върха стволът беше увенчан с корона от безлистни клони, така че като цяло растението леко приличаше на палмово дърво или дървесна папрат.

Разчистена част от кариерата (обща площ 1200 м 2). Дължина на скалата 5 м. Изображение от допълнителен материал към Stein et al. „Изненадващо сложна общност, открита в изкопаемата гора в средата на девон в Гилбоа“ Природата

И наскоро в списанието Природата появи се друга работа на Щайн и неговите колеги. Този път изследователите се обърнаха към същата кариера близо до Гилбоа, където бяха открити първите останки. Еосперматоптерис. Те внимателно отстраниха почвата, която беше запълнила кариерата (понякога я измиваха със силна струя вода) и изкопаха до "дъното" - слой древна почва, върху която основите на дърветата бяха разпръснати, докато растяха. На площ от 1200 м2 (виж снимка и схематична карта), изследователите са открили 486 различни обекта, които могат да бъдат интерпретирани като растителни останки. Повечето от обектите са с различна степен на запазване на основата на дърветата Еосперматоптерис. Но освен тях са присъствали останките от още два вида растения. Някои (очевидно представители на реда Aneurophytales от напълно изчезналия клас Progymnospermopsida, далечните предци на голосеменните) изглеждаха като хоризонтално легнали стъбла с диаметър около 15 см и достигащи 4 м дължина. Дихотомично разклонени. Също така беше очевидно, че те са много близо до растенията. Еосперматоптерис и е възможно да ги използва като опора за растеж (като лозя). И накрая, третото растение, открито в същия район, е представител на дървесната Lycopsida. От тях са останали само хоризонтални стъбла с диаметър около 15 см. Все още е невъзможно да се каже по-точно за външния вид на тези растения и тяхната систематична принадлежност: твърде малко материал.

Схематична карта, показваща местоположението на останките от изкопаемите дървета, както са били открити в скорошен открит рудник. Кръгове остатъците са показани Еосперматоптерис, черни линии - остатъци от Aneurophytalean стъбла, сиви линии - остатъци от лимфоиди (буква j и к). Изображение от обсъжданата статия на Stein et al. „Изненадващо сложна общност, открита в изкопаемата гора в средата на девон в Гилбоа“ Природата

По този начин гората, която е съществувала през девонския период на мястото, където сега се намира изследваната кариера, не е била толкова проста и включва поне три вида различни дървесни растения. Щайн и колегите му смятат, че условията, при които се е развила тази растителна общност, не са били стабилни. Анализът на утайките от съседните места показва, че от време на време е имало значително покачване на нивото на вътрешното море и наводняване на гората. В заключение трябва да се отбележи, че извадената от кариерата почва е върната на първоначалното си място в края на работата. Богат на изкопаеми слой отново защитен от утайка.

Схематично представяне на най-старата (390 милиона години) гора, пресъздадена от фосилни останки в околностите на Гилбоа (Ню Йорк, САЩ). Тази гора имаше поне три нива. Най-високите дървета (около 6 м височина) са Еосперматоптерис, отдолу - растения, образуващи коренища от групата Aneurophytales (Progymnospermopsida), растящи под земята, но също излизащи на повърхността. Третата група (от която има най-малко останки) са представители на Lycopsida. Изображение от обсъжданата статия на Брижит Майер-Берто и Ан-Лор Декомбе "В сянката на най-старата гора" в Природата

Източници:
1) Уилям Е. Щайн, Кристофър М. Бери, Линда ВанАлер Херник, Франк Манолини. Изненадващо сложна общност, открита в изкопаемата гора в средата на девон в Гилбоа // Природата. 2012. V. 483. Pp. 78-81.
2) Брижит Майер-Берто, Ан-Лор Декомбе. В сянката на най-старата гора // Природата. 2012. V. 483. С. 41–42.

Вижте също:
William E. Stein, Frank Mannolini, Linda VanAller Hernick, Ed Landing, Christopher M. Berry. Гигантски кладоксилопсидни дървета разрешават загадката на най-ранните горски пънове на Земята в Гилбоа // Природата. 2007. V. 446. Pp. 904–907.