История флоры Арктики (стр. 1 из 2)

Ю.П. Кожевников

Выходы вечной мерзлоты

Холодом дышит Северный Ледовитый океан. На окраинах материков, соприкасающихся с ним, не растут леса, и даже низкорослые кустарники встречаются лишь в укрытых от ветра местах. Царство тундры окружает полярные моря поясом от нескольких десятков до 400 км шириной. Здесь господствуют мхи, лишайники и приземистые цветковые растения.

Громадное безлесное пространство, венчающее земной шар на севере, вместе с Ледовитым океаном называется Арктикой. История исследования ее вод и суши составит величественную эпопею со множеством трагических страниц, когда будет написана. Достойное место в этой эпопее займет и ботанический раздел. В коллекциях музеев мира хранятся образцы растений из Арктики, собранные более 200 лет назад.

Однако вплоть до нашего столетия экспедиции в те края снаряжались редко и осуществлялись в основном на судах. Это позволяло обследовать далеко отстоящие одна от другой точки побережья, но удаленные от берега районы оставались неизученными. Только освоение Севера в ХХ столетии позволило получить более-менее полные сведения о растительности Арктики. В связи с интенсивными геологическими исследованиями был получен и солидный палеоботанический материал. Появились первые обобщающие труды, посвященные вопросам происхождения Арктической флоры. Однако полевых материалов все еще было мало.

Ботанические исследования на Севере стали значительно более интенсивными с развитием малой авиации и увеличившимся финансированием науки в 1970-80-х гг. На вертолете стало возможным попасть в любую глухомань, а оттуда сплавиться по реке до населенных мест. Автор этих строк в течение 25 лет изучал Азиатскую Арктику и Субарктику, что позволило сделать обобщения в целом представляющие картину формирования арктической флоры.

В исторических науках о Земле ботаника занимает одно из ведущих мест. Без нее не обходятся геологи (определяя по присутствию тех или иных ископаемых растений возраст геологических слоев), зоологи (создавая представление о кормовой базе тех или иных животных), климатологи (выявляя по изменению растительности колебания климата прошлого) и, уж конечно, палеогеографы, воссоздающие условия обитания прошлых эпох. Правда, в настоящее время узкоспециализированные исследования чаще сменяются комплексными или синтетическими. Ведь в природе все взаимосвязано: менялся климат – перестраивался растительный покров – трансформировался животный мир. Но именно в растительном покрове следы прошлого сохраняются особенно долго. Вот растет какая-нибудь невзрачная травка, своим присутствием свидетельствуя о том, что ее предки здесь поселились еще в ледниковое время... Понятно, что такие «говорящие травки» нужно сначала найти, а потом выяснить их современную характеристику (в каких условиях они существуют массово, с кем соседствуют, насколько изменчивы и кто их родственники).

Камнеломка паучник

Со времени, когда на Земле доживали свой век последние динозавры, соотношения суши и моря не раз существенно изменялись. Только на севере они оставались относительно устойчивыми. Континентальные шельфы были осушены. Поскольку на севере Европы и Азии эти шельфы особенно пространны, то побережье Северного океана (который не был ледовитым) находилось значительно севернее всех арктических островов (приблизительно на уровне современных глубин 200 м). Климат был очень теплым, и там, где теперь для прохождения судов необходим ледокол, росли субтропические деревья. Похолодание началось около 30 млн лет назад. Субтропические деревья в высоких широтах постепенно исчезали, а их место заняли деревья умеренно-теплого климата, среди которых было много хвойных. Однако похолодание продолжалось, и теплолюбивых деревьев на севере оставалось все меньше. Около 10 млн лет назад Арктикой еще и не пахло, в северо-восточной Азии оголились верхушки гор, возник альпийский или, как говорят в Сибири, гольцовый пояс. Это был новый тип среды обитания с весьма жесткими условиями.

Растения, оказавшиеся в этой среде, должны были либо приспособиться к ней, либо исчезнуть. Приспособление было связано прежде всего с выработкой жизненной формы растения, прижимающегося к земной поверхности, так как около нее летом теплее, а зимой снежный покров защищает от иссушения ветрами. Вероятно, многие виды растений не выдержали требований, предъявляемых средой обитания, но немало было и таких, которые боролись за свое существование и победили, но при этом сильно изменились. И стали совершенно непохожи на своих родственников, до сих пор обитающих в Америке или в южной Азии.

Попутно следует заметить, что в то время, как на северо-востоке Азии сформировался альпийский пояс, Гималаи еще имели облик холмов. Они не препятствовали тропическим ветрам с Индийского океана проникать далеко вглубь Азии. Однако в следующую геологическую эпоху – плиоцен (5,5–0,7 млн лет назад) – Гималаи поднялись до 3 км вместе с соседними горными системами и образовали экран для тропических масс воздуха.

Гравилат горный

Наряду с тем, что «подогрев» с юга прекратился, усилилось похолодание с севера. Плиоцен был периодом, когда всю земную кору изрядно корежило, в результате чего возникли новые горы, а старые стали выше. По достижении определенной высоты вершины гор лишались леса, который заменялся альпийскими лугами. Возникли мощные трещины в земной коре, такие как Байкал, Косогол и др., являющиеся источниками повышенной радиации. Последнее способствовало изменчивости растений, появлению абберантных форм. Некоторые из этих форм оказались подходящими для высокогорных условий. На территории от Алтая до Забайкалья до сих пор прослеживается высокая концентрация эндемичных видов. Другие виды здесь произошли, но расселились со временем на соседние территории: в Тибет, на Дальний Восток, в Северную Сибирь.

Несмотря на повсеместные подвижки земной коры (в том числе и в Америке), шельфы северных морей оставались осушенными. Америка соединялась с Азией широким мостом суши на месте Берингова пролива.

Берингия с прилегающими районами около 3 млн лет назад представляла наиболее разнообразную в природном отношении северную территорию (рис. 1). Это было обусловлено ее особенным географическим положением и предыдущей историей. Немаловажным фактором был и подогрев этой территории с юга течением Куро-Сио.

Рис. 1. Природная зональность в Берингии и прилегающих районах около 3 млн. лет назад: 1 – темнохвойная тайга с альпийским поясом в горах, 2 – саванноидные ландшафты, 3 – лесотундра, 4 – тундра, 5 – степь и тайга, выше которой расположен пояс гольцов, 7 – море, 8 – листопадные леса

Шельфы были покрыты разреженными лесами из ели, лиственницы, березы, которые к северу сменялись лесотундрой, а близ побережья – тундрой. Это была уже Арктика в самом начале своего становления (около 3 млн лет назад). Она возникла на месте тайги, уничтоженной растущим похолоданием, особенно над Арктическим океаном, который, однако, еще не покрывали постоянные льды. Начальную флору Арктики составляли виды, прежде обитавшие в тайге: багульник (Ledum palustre), голубика (Vaccinium uliginosum), брусника (V.vitis-idaea) и т.п. К ним вскоре добавились виды, возникшие в гольцах: дриада (Dryas punctata), кассиопея (Cassiope tetragona), оксирия (Oxyria dygina), лезлерия (Loiseleuria procumbens) и др. Эти виды легко расселяются вдоль рек, поэтому, хотя они и произошли южнее, в горах, оказаться на севере для них не представляло трудности, поскольку и тогда многие реки текли в Арктический бассейн. На затопленном теперь шельфе еще можно проследить их прежние долины.

Многолетних льдов в Арктическом бассейне в это время еще не было, хотя в южных горах уже образовывались ледники. Их следы существуют на Тянь-Шане, Памире, Алтае и в других горных системах. Близ горных ледников и возникли многие виды растений, которым позднее суждено было мигрировать на север, пополнив флору Арктики. В этом же направлении, не торопясь, продвигались из Центральной Азии животные. Среди них выделялись слоны, которые стали символом ледниковой эпохи, одевшись шерстью и «превратившись» в мамонтов.

Здесь нужно сделать оговорку. Магнитное поле Земли приобрело современный вид (с полюсом в Канадском Арктическом архипелаге) около 700 тыс. лет назад. А если бы мы вытащили из кармана компас, блуждая в плиоценовой тайге, то его стрелка указала бы нам строго противоположное направление. Палеомагнитный способ стал решающим в определении раздела плиоцена и ледниковой эпохи – плейстоцена. Определяя направление молекулярных «магнитиков» в горных породах, ученые могут сказать, раньше или позднее 700 тыс. лет назад образовывался тот или иной слой вместе с запечатленной в нем характерной растительностью.

В цепи событий прошлого, породивших Арктику и оказывавших дальнейшие воздействия на нее, пока еще существуют туманные звенья. Так, нет уверенности в том, что около 700 тыс. лет назад море залило, наконец, северные шельфы суши. Однако, если это случилось и немного позднее, для судьбы Арктики это особого значения не имело. На фоне растущего похолодания, чему способствовало наступление моря на сушу, северные леса деградировали, их место занимали арктические ландшафты, все более смещавшиеся к югу. Существенным фактором было превращение Северного океана в Ледовитый, т.е. льды на нем стали сохраняться и летом. Теперь океан действовал как постоянный холодильник. Насыщенная водяными парами атмосфера обусловила образование мощных материковых покровов льда, прежде всего в горах, откуда ледники растекались на равнины. Главной причиной роста льдов были низкие температуры в летний период.