В Арктике и Антарктиде шумели лиственные деревья

Откуда все это известно?

В девятнадцатом столетии были найдены и стали активно изучаться окаменелости. Ученые подвергали их все стороннему анализу. Сенсационные выводы ждали их на пути исследования. Оказалось, что в самых холодных теперь регионах, когда-то были самые настоящие леса, и леса эти были лиственные. Можно сказать, что подобное открытие еще больше озадачило ученых. Они стали искать разгадку, почему не хвойные деревья там произрастали, и именно лиственные. Хотя в истории земли известно несколько периодов, когда лиственные деревья буквально господствовали на планете. Теперь, как известно, за полярным кругом преимущественно произрастают хвойные деревья.

Как это объясняли?

Сначала ученые считали, что хвойные деревья и не могли жить в условиях, когда климат теплый. Поэтому в большом количестве там и произрастали безлистные растения. Ведь полярная ночь тогда тоже существовала. Она была непрерывной, впрочем, как и полярный день. Днем стояла невыносимая жара, да и ночью было не холодно.

Объясняли это количеством углекислого газа, выделяемого растениями. Как считали специалисты, хвойные деревья выделяют этого газа больше, чем лиственные, ведь они периодически сбрасывают листву. Происходило это как раз во время полярной ночи. Это была зима, и в любое время суток стоял мрак. И углерод, необходимый для жизни деревьев, сохранялся в клетках. Длилась эта эпоха 250 миллионов лет. По утверждениям ученых полярный круг и заполярье на сорок процентом были заселены лиственными деревьями. Это уже установленный факт. Сегодня это может показаться фантастикой, но наука опирается на строгие доказательства, свидетельством этого факта как раз и являются окаменелости, найденные в этих регионах. Да в наше время в заполярье лиственных деревьев нет.

Исследованиями всерьез занимались ученые США и Великобритании. Гипотеза была выдвинута еще в сороковые годы прошлого века. Но позже ее стали проверять. Была создана лаборатория и там стал проводиться эксперимент. Многие лиственные деревья, например, кипарис болотный, гинко, красное дерево и другие были там посажены. Деревья были выбраны не случайно, именно их предков и нашли в окаменелостях. Итак, в лаборатории были созданы все условия, которые тогда, по мнению ученых, существовали в полярных частях земного шара. Кроме лиственных деревьев в лаборатории так же были высажены и хвойные породы потомки тех, что окаменели. Это бук и секвойя. Лаборатория, или правильнее сказать, теплица, находилась под пристальным вниманием ученых. Там поддерживали температуру, количество света и концентрацию углекислого газа. Учитывался каждый опавший лист, и содержание углекислого газа так же строго контролировалось. Деревья дышали, и это дыхание каждой группы фиксировалось отдельно.

По условиям эксперимента деревья должны были выжить в условиях полярной ночи и дня. Соответственно поддерживалась и температура. Днем было жарко, а вот ночью прохладно, хотя ниже нули температура не опускалась. Длились исследования в течение трех лет.

Что из этого последовало?

По окончании наблюдений ученые сделали отчет и опубликовали его. Для публикации они выбрали журнал Nature. Результаты удивили. Лиственные растения, даже сбросив листву, выделяли углекислого газа в течение года больше, чем хвойные. И первоначальный вывод о том, что потеря углерода и повлияла на вытеснение лиственными деревьями хвойных пород в период теплого климата в полярной части Земли, не нашел подтверждения. А потому и был отвергнут. Вопрос об этом остался открытым.

Была еще надежда на то, что условия эксперимента проводились в ограниченном пространстве, а значит и результаты были просто не точными. На помощь пришли математики и рассчитали, что было бы, если бы эксперимент распространялся на большой территории. Но результат оказался тот же. По всем показателям хвойные деревья должны были одержать победу и распространиться на большой территории. Они больше приспособлены для жизни во время полярной ночи. Однако все было наоборот.

Пусть эксперимент не дал объяснения, зато кое-какие результаты все-таки принес. Например, исследования проводились в умеренном климате. По мнению ученых, он приближен к тем условиям, какие были при полярной ночи тех времен. Молодые саженцы, которые брались из этой среды, ученым внушали опасения. Они думали, что недостаток света плохо повлияет на выживание деревьев. Но эксперимент показал, что деревья справились с испытанием и позже ученые стремились создать условия более высоких широт. Таким образом, проведенный трехлетний эксперимент все-таки признали удачным.

На вопрос, почему же полярные леса состояли из лиственных деревьев, а не из хвойных, ученые не ответили. Но они поняли, что вечнозеленые растения лучше приспособлены к таким условиям в два раза. Так же положительным моментом эксперимента признали и то, что первоначально все были устремлены на изучение состояния деревьев во время полярной ночи. Такие условия казались самыми неблагоприятными. Но позже поняли, что именно ночью жизнь деревьев была наиболее благополучна. А вот днем их буквально палило солнце. И как они выживали при этом? Ведь время его воздействия не ограничивалось несколькими часами. Полярный жаркий день длился полгода, а значит, и лето было весьма продолжительное. Во время эксперимента, было проблематично воссоздать полярный день. Где взять столько солнца? Но то, что удалось замерить, показало, что уровень фотосинтеза как у лиственных пород, так и у хвойных деревьев сильно замедлялся.

Напомним, что эксперимент воссоздавал условия, которые были 250 миллионов лет назад. А что было всего лишь 50 или 55 миллионов лет назад? Экосистемы заполярья состояли так же из субтропических лесов. Тогда уже по земле бродили млекопитающие. И лиственные деревья, и хвойные породы одновременно произрастали там. Кроме млекопитающих в лесах можно было увидеть крокодилов и змей. Ночная температура по-прежнему не была ниже нуля. И ученые, изучая окаменелости, задались еще одним вопросом, а как вели себя млекопитающие в сложных условиях полярного дня и поляной ночи. Искали ли они места потеплее и посветлее? Может быть, они просто спали в сложные периоды?

Проблемой занимались палеонтологи США. Они вплотную занялись изучением вопроса и ходе размышлений выяснили, что все животные, населяющие места заполярья оставались на своих местах. Конечно, с изменяем условий жизни, менялись и условия питания. Животные, рептилии и млекопитающие просто приспосабливались к условиям и все.

Что натолкнуло на выводы?

Предметом изучения были зубы. Они содержат углерод и кислород, которые и стали основными показателями в исследовании. В распоряжении ученых были зубы травоядных млекопитающих. Они оказались просто бесценной находкой. Даже при возрасте 53 миллиона лет в эмали сохранилась информация о том, что они кушали и сколько.

Итак, что ели древние животные?

Исследования позволили утверждать, что в летний рацион или дневной, преимущественно входила листва деревьев. Так они питались и стеблями растений, которые росли на берегах водоемов. А зимой или ночью, животные меняли свои гастрономические предпочтения и кушали ту же листву, только опавшую. Кроме того, они находили грибы, поедали молодые стволы и ветки деревьев. Так же информация, содержащаяся в зубной эмали, позволила узнать, какой температуры была вода, которую пили животные. И вновь выяснилось, что зима была теплой. Вода никогда не остывала ниже нуля градусов. Максимально в темное время года она поднималась до 20 градусов.

Зачем все это изучать и анализировать?

Заселение континентов животными происходило именно из заполярья. Там обнаружены их предки. Изучение этих вопросов позволяет видеть динамику развития многих видов животных. Все современные виды не всегда способны приспосабливаться к изменяющемуся климату. И потому интересно обращаться к прошлому. А лиственные деревья, произраставшие в эпохи Мезозоя и Эоцена, служили хорошей кормовой базой для животных, как для динозавров, так и для млекопитающих.