О древних растениях Марса

В увлекательно написанной книге покойного А.В. Кожевникова «Весна и осень в жизни растений» есть замечательное место: «...далеко не всегда мы можем объяснить особенности сезонной жизни растения одними современными условиями. Для их понимания надо учитывать происхождение растения, его историю...»

Эти слова натолкнули меня на мысль о том, что для изучения жизни растений на Марсе надо проникнуть и в историю растительности на далекой планете.

Наука о древних земных растениях, остатки которых находятся в напластованиях земной коры, называется палеоботаникой.

Займемся и мы палеоботаникой, но палеоботаникой Марса.

В 1948 году я наблюдал противостояние Марса на Ташкентской астрономической обсерватории. Воспользовавшись прекрасной библиотекой обсерватории, я сделал выписки из работ выдающихся французских ученых — Антониади и Бальдэ, которые проводили наблюдения Марса в 1924 году при помощи огромного рефрактора Медонской обсерватории.

Некоторые результаты их наблюдений меня удивили своей необычностью. Необычность состояла в том, что весенний цвет растительности в южной полярной области был коричневым. Такое явление долго казалось мне непонятным.

В журнале «Л'Астрономи» Бальдэ пишет, что, начиная с 9 августа (это соответствовало той поре марсианской весны южного полушария, какая бывает 18 мая в Северном полушарии Земли), вокруг южной полярной шапки Марса постепенно развилась полоса коричнево-шоколадного цвета, имевшая перед тем зеленовато-голубой оттенок.

Такое явление наблюдалось, в частности, на море Хрониум, на широте 59 градусов. Некоторые части Киммерийского моря, моря Сирен, расположенных на широте 28 градусов, а также все Тирренское море приобрели коричнево-лиловый или коричнево-фиолетовый цвет.

А Антониади замечает, что все места Марса с широтами от 60 до 80 градусов впервые приобрели коричневый цвет между 15 и 24 мая.

С другой стороны, места с низкими широтами, от 17 до 37 градусов, в промежуток времени от 30 мая до 8 июня переменили свой цвет из зеленого, серого или голубого на коричнево-лиловый. Эти даты указывают марсианское время года Южного полушария в переводе на даты Северного полушария Земли.

В 1947 году была напечатана статья профессора Н.П. Барабашова «Об изменении цвета «морей» Марса».

«Для «морей» и «заливов», лежащих между широтами 30 и 60 градусов, зеленая и голубая окраска, — пишет автор статьи, — наблюдается лишь вблизи лета. До наступления зеленой окраски эти области бывают коричневыми. Та же коричневая окраска наблюдается и после зеленого и голубого периода».

Поистине непонятная закономерность в изменении цвета.

Но вот летом 1952 года С.Н. Серединский — председатель Минского отделения Всесоюзного астрономо-геодезического общества — сообщает мне, что весной 1951 года в окрестностях Минска, вблизи биостанции университета, он наблюдал, как преобладает ранней весной — в апреле и начале мая — красноватый цвет растительности.

Трава еще не оказалась, а было очень много мхов. Все они имели красноватую, красно-желтую и красно-бурую окраску. Из зеленых «трав» был только плаун — вечнозеленое растение сыроватых лесов вблизи торфяников.

Позднее наблюдателя поразил общий красноватый оттенок кустарниковых зарослей: ветки, почки, нераспустившиеся листья красного, розового, красно-бурого цвета.

Гинкго. I — ископаемый отпечаток листа; II — взрослое растение; III — изрезанные по краям молодые листочки сеянцев.

Это явление С.Н. Серединский объясняет, опираясь на известный закон биологии; онтогения — история индивидуального развития живого существа — повторяет филогению — историю развития вида и рода.

Закон подтверждается интересными примерами из палеоботаники. Ученые установили, что многие из листьев растения группы гинкго из меловых отложений (меловой период был от 125 до 60 миллионов лет до нашего времени) довольно глубоко разрезаны. По мере удаления в прошлое глубина разрезов все более и более увеличивается.

После мелового периода наступил миоцен — от 19 до 7 миллионов лет до нашего времени. Гинкго этого периода почти не отличаются от современных — разрезы у листьев незначительны. Но у сеянцев теперешних гинкго, как и у далеких их предков, листья разрезаны сильно.

Таким образом, существует большое сходство между современными молодыми растениями и взрослыми растениями далекого прошлого. Поэтому часто не удается объяснить сезонные изменения в жизни растений од и современными условиями. Чтобы их понять, надо учитывать происхождение растения, его историю. В этой связи интересна работа научного сотрудника сектора астроботаники З.С. Шаршиной «Об изучении спектральных свойств растений в зависимости от их исторического развития». В результате исследования было выяснено, что оптические свойства растений изменяются в зависимости от количества солнечной энергии, которое поглощает растение.

Во влажные и теплые древние геологические периоды, когда густые облака и большое количество углекислого газа атмосферы пропускали только длинноволновую часть солнечных лучей, древние растения поглощали красные лучи, которые могли пробиваться через густую атмосферу земли. В спектре подобных растений наблюдается четкая полоса поглощения хлорофилла.

С течением времени атмосферные условия изменялись — воздух становился более прозрачным, и на Землю беспрепятственно начали попадать разнообразные лучи солнечного спектра, поэтому более современные растения стали полнее использовать солнечную энергию. У таких растений полоса поглощения хлорофилла в спектре менее ярко выражена. И чем суровее условия жизни растения, тем больше лучистой энергии оно поглощает, тем менее заметна полоса поглощения хлорофилла.

Если предположить, что на Марсе, как и на Земле, жизнь зародилась в далеком прошлом, она не могла остановиться в своем развитии, и несомненно, что с изменениями физических условий на этой планете изменились и растения: они приспособились к условиям внешней среды.

То обстоятельство, что ранней весной земные растения окрашены в коричнево-красный цвет, можно объяснить воспроизведением растениями цвета своих далеких взрослых предков. Значит, цвет растительности в древние времена, за 100 миллионов лет до нашего времени, был на Земле красноватым.

Мичурин (я уже приводил его слова) установил влияние теплых и влажных условий на выращивание роз с желтыми цветами. В биологии неоспоримо доказано, что в палеозойскую эру, особенно в каменноугольный период, климат на Земле был сумеречный, влажный и теплый. Поэтому можно предположить, что органы размножения растений имели тогда желтоватый цвет. И в настоящее время цвет органов размножения тропических растений преимущественно желтый. Такие растения являются наследниками древних предков.

Все эти данные помогают представить себе растения Марса в наиболее влажных полярных областях, покрывающихся зимой снегом и льдом. Очень возможно, что в древние в геологическом смысле времена растительность и на Марсе была «теплых» цветов — с преобладанием красных и желтых лучей и что климат на Марсе был мягкий. Там находилось гораздо больше воды, чем теперь, атмосфера была плотнее, с большим количеством водяных паров, углекислого газа и значительной облачностью. Вот тогда и могла зародиться жизнь на Марсе.

В дальнейшем климат на планете становился все более и более суровым. Поэтому для жизни растение поглощало все больше и больше разнообразных лучей солнечного спектра.

Вероятно, там живут вечнозеленые растения типа наших мхов, плаунов и жестколистых приземистых растений вроде брусники, клюквы, морошки. Могут жить и низкорослые деревца, похожие на земные карликовые березки и ивы.

Ранней весной молодые листочки брусники, клюквы и морошки окрашены в коричнево-красный цвет. У карликовых березок и ивы такую окраску приобретают побеги. Затем она сменяется зеленой.

Растения типа мхов и плаунов на Марсе, как и на Земле, сохраняют зеленовато-голубой цвет и под снегом, как и отмечает Бальдэ в своих наблюдениях.

С началом весны на местах, освободившихся из-под снега, мхи и жестколистые кустарники приобретают красно-бурый цвет. Деревья вроде карликовых березок и ив выпускают красно-бурые побеги. И полоса вокруг южной полярной шапки окрашивается в коричнево-каштановый цвет.

Прослеживая изменения растительности Земли по климатическим зонам, можно установить следующий ряд жизненных форм вечнозеленых растений.

Тропический пояс. Равномерно теплый и влажный климат. Преобладают крупные древесные формы — например, фикусы.

В субтропической зоне более мелкие вечнозеленые растения: лавр, олеандр, магнолия.

В умеренной зоне — например, в лесах Кавказа — вечнозеленые кустарники: рододендроны, азалии.

В умеренно-холодной зоне, в среднерусских дубравах и северных борах, вечнозеленые кустарники сохраняются только в условиях припочвенного климата, под защитой кустарников, трав, мхов, снежного покрова.

Наконец, в тундровой зоне самые северные потомки вечнозеленых растений, распространенных в Евразии в древние геологические эпохи, продолжают существовать даже в суровом климате Приполярья, уходя под защиту трав, Мха и снега.

Предполагаемое существование в приполярной зоне Марса вечнозеленых растений, в какой-то мере сходных с земными, может расцениваться как свидетельство того, что в прошлые геологические периоды истории Марса на планете был тропический климат.

Но почему же, как пишет Бальдэ, приполярная растительность Марса по мере продвижения весны стала приобретать более светлый коричневато-каштановый цвет? Это можно о нить постепенным переходом окраски листьев к желтым тонам, которые предшествуют летнему цвету. Такое явление наблюдается и у некоторых земных растений.

И еще вопрос. Почему ближе к экватору, по наблюдениям Бальдэ, растения имели уже обычную марсианскую зеленовато-голубую окраску? Вероятно, потому, что там наступило лето и растения были в своей летней «одежде».

Сопоставляя теперь цвет марсианских растений летом, который видели Антониади и Бальдэ, с цветом памирских, который наблюдала А.П. Кутырева во время экспедиции 1950 года, мы видим, что между этими наблюдениями много общего. А если принять во внимание, что между климатом Марса и Памира также много общего, то сходство между цветом растительных покровов на Марсе и цветом растительности на Памире уже нельзя считать случайностью.

Это и дает нам основание сравнивать весенние растительные явления на Марсе с весенними явлениями у растений земных.

Все изложенное в этом разделе — только научное предположение, гипотеза. Она требует еще многих и многих доказательств.

Наши исследования шли сначала в Институте астрономии и физики Казахского филиала Академии наук СССР. Однако работа развивалась так бурно, что вскоре понадобилось учреждение при Президиуме Академии наук Казахской республики специального сектора астроботаники, который открылся 11 ноября 1947 года.

Круг работ нового научного учреждения впоследствии не ограничился изучением марсианской флоры.