Журнал «Вокруг Света» №07 за 2010 год

Ракоскорпион 

Вид — Hibbertopterus

Размер — до 2 метров

Среда обитания — прибрежные морские воды Предельный размер А могли на Земле появиться насекомые еще больших размеров, чем известные науке? Нет. Как мы убедились, размер тела насекомого ограничен особенностями его дыхательной системы и содержанием кислорода в атмосфере планеты. В наше время концентрация этого газа составляет 21%. Но если этот показатель превысит 26%, то любая органика начнет самопроизвольно воспламеняться и избыток кислорода просто-напросто быстро выгорит. Так что все вернется на круги своя. Метровая меганевра — это, судя по всему, предел размеров тела для наземного насекомого. Ни толкиеновской Шелобы, ни ракопауков Стругацких в реальной жизни нам не встретить.

Болота — легкие планеты

Известно, что количество кислорода, создаваемого небиологическими процессами (например, разложением молекул воды под действием фотонов электромагнитного излучения), совершенно ничтожно. Почти весь свободный кислород планеты создан фотосинтезирующими организмами. Однако живые существа не только производят кислород, но и потребляют его в процессе дыхания. В биосфере осуществляется достаточно простая химическая реакция: nСО sub2 /sub + nH sub 2 /sub O <==> (CH sub 2 /sub O) sub n /sub + nО sub 2 /sub . Читая ее слева направо, мы получаем фотосинтез (углекислый газ и вода превращаются в углеводные соединения и кислород), справа налево — дыхание (а также горение и гниение). Уровень содержания кислорода на планете стабилен потому, что прямая и обратная реакции взаимно уравновешиваются. Так что если мы попытаемся увеличить содержание свободного кислорода в атмосфере путем простого наращивания объема фотосинтезирующего вещества, то из этой затеи ничего не выйдет.

Сместить химическое равновесие можно, лишь выводя из реакции один из ее продуктов. В нашем случае — добиться увеличения выхода О sub 2 /sub можно, лишь необратимо изымая из нее восстановленный углерод в форме (CH sub 2 /sub O) sub n /sub или его производных.

Таким образом, производство кислорода биосферой начинает превалировать над потреблением ею же этого газа, только если происходит захоронение в осадках (то есть изъятие из биологического круговорота) неокисленного органического вещества. Этот вывод кажется довольно парадоксальным и противоречащим обыденным представлениям. «Леса — легкие планеты» — это утверждение природоохранная пропаганда давно сделала расхожим штампом, но мало кто задумывается над тем, что в действительности любое сбалансированное сообщество (например, тропический лес) потребляет ровно столько кислорода, сколько и производит. Если что и можно назвать «легкими планеты», так это болота, где как раз и идет процесс захоронения неокисленной органики.

Карбоновый (каменноугольный) период и есть время образования колоссальных запасов каменного угля, то есть время активного процесса захоронения в осадках и изъятия из биологического (геохимического) круговорота огромных масс неокисленного углерода.

Артроплевра

Вид — Arthropleura

Размер — до 2,5 метра

Среда обитания — палеозойские тропические леса    Самое крупное наземное членистоногое за всю историю эволюции. Эта исполинская многоножка достигала в длину полутора метров. С современными двупарноногими многоножками (такими как кивсяки, достигающими в длину 25 сантиметров) ее связывает лишь самое отдаленное родство. Вопрос о том, чем питалась артроплевра, до сих пор окончательно не решен. Дело в том, что ни на одной из найденных окаменелостей не сохранился рот. Зато известны окаменелые остатки артроплевры с пыльцой в кишечнике. Говорит ли это о том, что гигантские многоножки были вегетарианцами?

Как там, в древних игуапо?

Поздний палеозой — это эпоха резко выраженной климатической зональности, сходной с нынешней. На древних приполярных континентах (Гондване в Южном полушарии и Ангариде — в Северном) существовали покровные оледенения, а ландшафт представлял собой нечто вроде лесотундры. В располагавшихся же в тогдашней экваториальной зоне Европе, Северной Америке и Китае климат был жарким и влажным — тропическим. Заметим, кстати, что на такой тип глобального климата приходится лишь около 20% истории планеты; в остальное время (как, например, в мезозое, 251–65 миллионов лет назад) климатическая зональность выражена слабо, и температурная разница между экваториальными и приполярными регионами фактически не выходит за пределы вариаций в рамках нынешней субтропической и теплоумеренной зон. Палеозойские тропические леса  Еврамерийской области состояли в основном из гигантских споровых: плаунов, или лепидофитов (вечнозеленых многолетних трав), хвощей и различных древовидных папоротников. Именно там и обитали гигантские насекомые и многоножки. Экологическая структура этих лесов была весьма своеобразна и не имеет аналогов в современной природе: высокоствольные (до 40 метров) плауновидные и хвощеобразные растения стояли буквально «по колено» в неглубоких, переполненных органическими остатками водоемах. Но это не были болота современного типа, где деревья вырастают поверх торфяника: в карбоновом лесу корневые системы лепидофитов располагались ниже торфоподобной органической массы, а сами деревья прорастали сквозь нее и многометровый слой валежника. Основные фотосинтезирующие поверхности этих древовидных споровых составляли не листья (довольно жалкая «метелка» на самом кончике сорокаметровой «палки»), а периодически опадающая толстая зеленая кора. По аналогии с современными листопадными лесами эти карбоновые леса иногда называют «коропадными». В этой крупноскважной подстилке существовала богатая фауна членистоногих, в том числе гигантских. Считают, что все они вели амфибиотический образ жизни, сходный с обитателями современных игуапо — так называемых черноводных тропических лесов Амазонии, которые почти по полгода залиты многометровыми паводками.

Именно в приморских низменностях, занятых лепидофитовыми лесамиводоемами, и шли основные процессы углеобразования. Специалисты по лесоведению предполагают, что у лепидофитов естественное выпадение подроста (гибель деревьев) происходило, в отличие от современных лесов, не на ранних стадиях роста, а на поздних, то есть густая поросль сперва вырастает, а потом одновременно вся падает. Эти неритмичные поступления (то густо, то пусто) больших количеств мертвой органики в детритную пищевую цепь, то есть к организмам, ею питающимся, создавали существенные проблемы с ее утилизацией. С другой стороны, противоэрозионные свойства этих лесов, по сравнению с современными, были весьма слабы, а водоразделы размывались чрезвычайно интенсивно. Доводом в пользу отсутствия (или очень слабого развития) растительности на водоразделах являются частые в этот период прижизненные захоронения деревьев вместе с их корневыми системами. Такое случается при быстром выносе большой массы осадков (вроде селевого потока), которая погребает растения заживо. В итоге большой и неравномерный отпад в карбоновых лесах-водоемах при высокой эрозии (обеспечивающей его быстрое захоронение) приводил к тому, что значительная доля органического углерода безвозвратно уходила из экосистемы и превращалась в запасы каменного угля. Вот эти процессы и были причиной появления на земле насекомых-гигантов. 

Иллюстрации Эльдара Закирова, Джулиуса Чотони

Кирилл Еськов

Тяжела ты, жабья доля