не долголетними. Например, хвойник (эфедра) — очень древний род, существовавший еще в меловую эпоху (до 100 миллионов лет назад), а возраст отдельных особей хвойников не превышает 60 лет. Не более 40 лет живут и многие третичные реликты. История систематических единиц — семейств, родов и видов (ее называют филогенией) — причин долголетия не объяснила.
Тогда список проанализировали с точки зрения современных условий произрастания. И установили, что все растения-долгожители в горах обнаружены или в очень холодном и сухом климате на огромных (до 4000 метров и более) высотах, или в неблагоприятных условиях питания (на скалах, где к тому же не менее сухо и холодно, чем вокруг). Это уже была какая-то закономерность. За дело взялись физиологи растений, морфологи, биохимики. И причина долголетия высокогорцев слегка прояснилась.
Оказалось, что долголетие — это довольно частый способ приспособления растений к неблагоприятным условиям среды, ко всему тому, что препятствует быстрому росту (холод, сухость, голод и т. п.). Ведь быстрый рост — это наращивание биологической массы. И чем благоприятнее условия, тем больше масса (вспомним хотя бы североамериканских гигантов). А в сухих высокогорьях условий для наращивания биомассы нет и растения там небольшие. Кроме того, вегетационный период в высокогорьях короткий и растения не всегда успевают отцвести и дать потомство. Поэтому однолетних растений на больших высотах почти или вовсе нет. А долголетие дает растениям известные преимущества и помогает выжить. Хотя бы по закону больших чисел: за сотни лет даже в столь суровых условиях долголетнее растение успеет не один раз дать семенное потомство. Главная же причина — замедленность всех физиологических процессов в суровых условиях больших высот. Если эфемеры в долинах в короткое влажное весеннее время бурно функционируют, то высокогорцы, наоборот, все свои жизненные функции выполняют медленно и ничтожными дозами. Проше говоря, они живут экономно, растягивая свой жизненный цикл во времени. Отсюда и долголетие. Это в общих чертах. Механизм же такого экономного и длительного существования физиологически и биохимически сложен, по трудами физиологов О. В. Заленского и М. Г. Зайцевой он выяснен достаточно полно.
Растения составляют летопись
Интересно бывает поговорить со столетним стариком. Он помнит многое, и история как бы оживает в рассказах такого очевидца. А растения живут, как видим, еще дольше. Вот бы с ними поговорить. Только как?
Оказывается, можно. Если спилить сухое дерево (живое жалко убивать), то на срезе хорошо видны всем известные годичные кольца. На хорошо обогреваемой стороне ствола эти кольца шире, на противоположной — уже. Это тоже известно. Если провести из центра среза радиус и посчитать вдоль него кольца, то можно узнать возраст дерева. Это знают все. А вот то, что эти кольца вдоль радиуса имеют разную ширину, известно не всем. Но это так. Одни кольца чуть шире. Это значит, что год выдался теплый и дерево успело нарастить за этот благоприятный год больше биомассы, так сказать, хорошо поправилось. Другие кольца узкие, иной раз их без лупы и не рассмотришь. Значит, год был суровый, и дерево почти не потолстело. Следовательно, по относительной ширине годичных колец можно судить о климате прошлого. А если дерево очень старое, получается что-то вроде живого самописца — прибора. фиксирующего состояние климата за много лет, иногда — за несколько сот, а то и за тысячу. Это бесценный материал для палеогеографии: ведь метеорологические станции редко где существуют даже сотню лет, а тут — многие века!
Как я уже рассказывал, А. В. Гурский спилил однажды в горах Западного Памира шугнанскую арчу, разбитую молнией. Возраст дерева превысил 1200 лет, а толщина ствола была около 50 сантиметров. Началась кропотливая работа. Ширина годичных колец измерялась под сильной лупой, а величины откладывались на кривой. Когда эта ювелирная работа была закончена, получилась, своеобразная климаграмма за 1000 с лишним лет. Оказалось, что климат в том месте, где росло дерево, испытывал колебания. Он как бы пульсировал. Через каждые 32–33 года серия широких годичных колец сменялась серией колец узких, то есть трижды в столетие погодные условия изменялись от благоприятных к плохим и снова к хорошим.
Сопоставления показали, что кривые ширины годичных колец были очень похожи на кривые солнечной активности за последние годы. В целом же кривая не шла ни вниз, ни вверх: за 900 лет климат не испытывал никаких направленных изменений. «С точки зрения арчи», — шутливо заметил А. В. Гурский.
И это верно. Ведь благоприятные для наращивания годичных колец условия для ксерофильной арчи одни, для мезофильного чинара они могут быть совсем другие, а для какого-нибудь холодостойкого дерева — третьими. Поэтому «запись» этого живого самописца дает только самое общее и относительное представление о динамике климата. Чтобы придать полученным кривым более конкретный характер и получить абсолютные цифры климатических показателей, нужно сопоставить подобные кривые за одинаковый период для разных пород, взятых из одного и того же места, причем хорошо зная потребность этих пород в тепле, влаге и т. п. И такую работу ученые кое-где проделали — в Сибири, на Ближнем Востоке и в Северной Америке. Кривые тоже оказались пульсирующими и направленных изменений климата тоже не показали. Несколько столетий — это слишком мало для эволюции климата.
Живые и мертвые реликты
Когда мы говорим о растениях-реликтах, то первыми приходят на ум давно вымершие гигантские плауны, древовидные папоротники каменноугольного периода или широколиственные растения мезозоя. Их отпечатки находят на камнях. Росло когда-то дерево, роняло листья. Их занесло илом, одним слоем, потом другим. Доступа кислорода не было, и листья долго не разлагались. А сверху они перекрывались все большими толщами новых отложений. Проходили миллионы лет. Слои, в которых были заключены листья, погружались под тяжестью новых напластований и под влиянием высоких давлений и температур превращались в сланцы. От самих листьев давно ничего не осталось, только скрытые в сланцах отпечатки. А потом горообразование вынесло эти сланцы на поверхность. Они стали разрушаться. В один прекрасный день сланцевая плита под действием выветривания или под молотком геолога раскололась и отпечатки листьев обнажились — четкие, со всеми прожилками. Сейчас деревьев с такими листьями вовсе нет или нет поблизости и их потомки сохранились лишь в отдаленных районах планеты. А когда-то они здесь жили, и отпечатки неопровержимо свидетельствуют об этом.
Вообще-то подобные отпечатки — находка не частая. Но недавно у озера Зайсан в Казахстане палеоботаники обнаружили целый окаменевший гербарий — около 800 отпечатков растений, живших там примерно 70 миллионов лет назад.
Это — хрестоматийные примеры. От них-то и пошло представление о реликтах как о растениях исключительно ископаемых. Но несколькими страницами выше мы говорили о чинаре и грецком орехе тоже как о реликтах, только живых. Ископаемые чинары и орехи ничем от ныне живущих не отличаются. А реликтовыми мы их считаем потому, что когда-то, около 50 миллионов лет назад, эти породы были очень широко распространены. Сейчас же они резко сократили область своего распространения (ареал) и сохранились лишь в таких местах, где климатические условия немного похожи на те, что были в пору расцвета этих пород. Такие места называют рефугиумами, проще говоря — убежищами. И чинар, и грецкий орех, покрывавшие в третичное время вместе с кленами и другими широколиственными породами равнины Казахстана и Средней Азии, образуют теперь маленькие рощицы и лесочки в низкогорьях и среднегорьях Западного Тянь-Шаня, Гиссаро-Дарваза, в замкнутых ущельях, на небольших речных террасах, причем только там, где много осадков и сравнительно тепло. Нетрудно представить себе, что климат Средней Азии в третичное время был более влажным, чем сейчас. Поскольку же природная обстановка в горах пестрая, многие реликтовые растения, сохранившиеся в небольшом количестве со времен былого своего расцвета, находят для себя убежища — рефугиумы — и сохраняются в живом виде до наших дней. Одни сохранились с мелового времени, другие — с третичного, третьи — с ледникового периода. Соответственно и родословная этих живых реликтов насчитывает от 100 миллионов до полумиллиона лет. Вполне понятно, что живых реликтов с молодой родословной больше, чем тех, чьи предки были широко расселены десятки миллионов лет назад. Выжить в изменившихся условиях в течение 500 тысяч лет легче, чем в течение 50 миллионов.
Вот бадан Горбунова, растение из семейства камнеломковых. Он растет в закрытых ущельях возле родников. Этих растений так лгало, что за последние 40 лет их нашли только в трех местах на севере Западного Памира. Буквально единицами насчитывают экземпляры папоротника криптограммы, подушковидной дионисии (проломника), схеноксифиума и многих других. Все это живые реликты. Потом я расскажу о них подробнее.
А сейчас любопытно рассмотреть сами убежища, в которых пережили невдгоды эти выходцы из прошлого.
Убежища от невзгод
Горно-долинный ветер свистит в ущелье. Прохладно и сухо. Дождей нет уже три месяца. На сухой каменистой почве растут редкие кустики полыней, прутняка, терескена. Кругом горная пустыня.
Входим в узкую горловину ущелья, поворачиваем за скалу. Здесь тихо. Скала загораживает этот закуток от ветра. Скалы прогреваются солнцем, и здесь тепло, даже жарко. По скале тонкой струйкой стекает родниковая вода, расплескивается и увлажняет уступы скалы и ее подножие. Растительность здесь уже другая. К подножию скалы прилепились кустики черной смородины. Рядом желтеет крестовник, между кустами расстилается липучка. На скалах и под ними много папоротников. Резкий запах бадомдаринского котовника создает для всего этого кусочка пышной растительности ароматический фон. Из щелей скалы свисают космы влаголюбивых осок. Где-то к камню прилепились золотистые цветы девясила. Все это очень непохоже на