Так называемые сигилляриоиды, представленные главным образом самой Sigillaria (рис. 111), были не менее обильны и характерны для каменноугольных лесов, чем лепидодендроиды. Они начинают свое существование, насколько известно, в девонский период, но достигают своего максимума в карбоне; и — в отличие от лепидодендроидов — они, как известно, не встречаются в пермский период. Они сравнительно гигантские по размеру, часто достигая высоты от тридцати до пятидесяти футов или более; но хотя они обильны и хорошо сохранились, среди ученых преобладает большое расхождение во мнениях относительно их истинных родственных связей. Название сигилляриоидов (лат. sigilla, маленькие печати или изображения) происходит от того факта, что кора отмечена похожими на печати отпечатками или листовыми рубцами (рис. 111).
Снаружи стволы сигиллярий (Sigillaria) имеют выраженные продольные ребра с вертикальными чередующимися рядами овальных листовых рубцов, указывающих на места, где изначально крепились листья. Ствол был снабжен крупной центральной сердцевиной, толстой внешней корой и промежуточной древесной зоной, состоящей, по мнению Доусона, частично из волокон с дисками, столь характерных для хвойных; однако, согласно Каррутерсу, она полностью состояла из «лестничных» сосудов, характерных для тайнобрачных (криптогамов). Сердцевина была очень большой, а кора, по-видимому, была самой прочной частью ствола. Таким образом, у нас есть доказательства того, что во многих случаях пни и основания стволов сигиллярий, стоявшие вертикально в древних каменноугольных болотах, полностью выгнивали изнутри, пока не оставалась лишь внешняя оболочка коры. Часто эти полые пни со временем заполнялись осадком, иногда заключая в себе остатки многоножек, наземных улиток или амфибий, которые ранее находили в полости ствола подходящее жилище; из песчаника или сланца, заполняющего ныне такие стволы, были получены некоторые из наиболее интересных ископаемых каменноугольного периода. Существует мало уверенности как относительно листьев или плодов сигиллярии, так и относительно истинного ботанического положения этих растений. Профессор Доусон рассматривает их как, вероятно, цветковые растения, родственные существующим «ложным пальмам» или саговникам (Cycads), однако следует привести авторитетное мнение г-на Каррутерса в поддержку убеждения, что они являются тайнобрачными и наиболее близки к плаунам.
Оставляя ботаническое положение сигиллярии нерешенным, мы обнаруживаем, что в настоящее время почти повсеместно признано, что ископаемые, первоначально описанные под названием стигмария (Stigmaria), являются корнями сигиллярии, причем фактическая связь между ними была в многочисленных случаях продемонстрирована недвусмысленным образом. Стигмарии (рис. 112) обычно представляют собой длинные, сжатые или округлые фрагменты, внешняя поверхность которых покрыта округлыми ямками или неглубокими бугорками, каждый из которых имеет маленькую ямку или углубление в центре. Из каждой такой ямки в идеальных образцах выходит длинный цилиндрический корешок; но во многих случаях они полностью исчезли. По своей внутренней структуре стигмария демонстрирует центральную сердцевину, окруженную оболочкой из лестничных сосудов, заключенную в клеточный покров. Стигмарии обычно находят разветвляющимися в «подстилающей глине», которая образует почву угольного пласта и представляет собой древнюю почву, на которой росли сигиллярии.
Лепидодендровые и сигилляриевые, хотя первые определенно, а вторые, возможно, были тайнобрачными или цветковыми растениями, должны были составлять основную массу лесов каменноугольного периода; но у нас есть свидетельства существования в то же время настоящих «деревьев» в техническом смысле этого термина, а именно цветковых растений с крупными древесными стеблями. Насколько известно наверняка, все настоящие деревья каменноугольной формации были хвойными, родственными существующим соснам и елям. Они распознаются по огромным размерам и концентрическим древесным кольцам их лежачих, редко прямостоячих стволов, а также по наличию дисконосных волокон в их древесине, что продемонстрировано с помощью микроскопа; основными родами, которые были распознаны, являются Dadoxylon, Palaeoxylon, Araucarioxylon и Pinites. Их плоды не известны с абсолютной уверенностью, если только они не представлены, как часто предполагают, Trigonocarpon (рис. 113). Плоды, известные под этим названием, орехоподобны, часто значительного размера и обычно трех- или шестигранные. Вероятно, изначально они обладали мясистой оболочкой; и если они действительно относятся к хвойным, то это указывало бы на то, что эти древние вечнозеленые растения производили ягоды вместо шишек и, таким образом, напоминали современные тисы, а не сосны. Далее, кажется, что большая группа саговников, которые близки к хвойным и которые достигли такого поразительного преобладания во вторичном периоде, вероятно, начала свое существование в каменноугольном периоде; но эти предвосхищающие формы сравнительно немногочисленны и по большей части имеют несколько сомнительные родственные связи.
ГЛАВА XIII.
КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ ПЕРИОД — Продолжение.
ЖИВОТНЫЙ МИР КАМЕННОУГОЛЬНОГО ПЕРИОДА.
Мы видели, что существует большое различие в способе происхождения каменноугольных отложений: некоторые из них являются чисто морскими, в то время как другие — наземными; а третьи, в свою очередь, образовались во внутренних болотах и топях, либо в солоноватоводных лагунах, бухтах или эстуариях. Соответствующее различие неизбежно существует в животных остатках этих отложений, и во многих регионах это различие чрезвычайно хорошо выражено и поразительно. Великие морские известняки, которые характеризуют нижнюю часть каменноугольной серии в Британии, Европе и восточной части Америки, а также известковые пласты, которые встречаются высоко в каменноугольных отложениях в западных штатах Америки, могут содержать и часто содержат остатки принесенных водой растений; но они по существу характеризуются морскими ископаемыми; более того, с помощью микроскопа можно доказать, что они почти полностью состоят из остатков животных, которые ранее населяли океан. С другой стороны, животные остатки пластов, сопровождающих уголь, типично являются остатками дышащих воздухом, наземных, земноводных или воздушных животных, наряду с теми, которые обитают в пресных или солоноватых водах. Морские ископаемые могут быть найдены в каменноугольных отложениях, но они неизменно ограничены особыми горизонтами в стратах и указывают на временные опускания суши под море. Хотя упомянутое здесь различие не может не поразить наблюдателя, удобно рассматривать животный мир каменноугольного периода как единое целое: при этом необходимо лишь помнить, что морские ископаемые в целом происходят из нижней части системы, тогда как дышащие воздухом, пресноводные и солоноватоводные формы происходят почти исключительно из верхней части той же системы.
Каменноугольные простейшие состоят главным образом из фораминифер и губок. Последние до сих пор изучены крайне недостаточно, но первые очень многочисленны и принадлежат к самым разнообразным типам. Тонкие срезы известняков этого периода при исследовании под микроскопом очень часто демонстрируют раковины фораминифер в большем или меньшем количестве. Некоторые известняки, действительно, состоят почти исключительно из этих крошечных и изящных раковин, часто принадлежащих к типам, таким как текстулярии и роталии, мало или вовсе не отличающимся от тех, что существуют в настоящее время. Это имеет место, например, с каменноугольным известняком Сперген-Хилл в Индиане (рис. 114), который почти полностью состоит из спиральных раковин вида Endothyra. Таким же образом, хотя и в меньшей степени, черные каменноугольные мраморы Ирландии и подобные мраморы Йоркшира, известняки запада Англии и Дербишира, а также великие «скаровые известняки» севера Англии содержат огромное количество раковин фораминифер; в то время как подобные организмы обычно встречаются в сланцевых пластах, связанных с известняками по всей нижней каменноугольной серии. Одной из наиболее интересных британских каменноугольных форм является Saccammina г-на Генри Брэди, которая иногда присутствует в значительном количестве в известняках Нортумберленда, Камберленда и запада Шотландии и которая примечательна сравнительно крупным размером своей сфероидальной или грушевидной раковины (достигающей от одной восьмой до одной пятой дюйма в размере). Более широко распространены обычно веретенообразные раковины Fusulina (рис. 115), которые встречаются в огромных количествах в каменноугольном известняке России, Армении, Южных Альп и Испании; подобные формы встречаются в равном изобилии в более высоких известняках, которые находятся в каменноугольных отложениях Соединенных Штатов, в Огайо, Иллинойсе, Индиане, Миссури и т. д. Г-н Генри Брэди, наконец, показал, что в Nummulina pristina из каменноугольного известняка Намюра мы имеем настоящую нуммулиту, предшественницу великого и важного семейства третичных нуммулитов.
Подтип кишечнополостных, насколько известно наверняка, представлен только кораллами; но остатки их настолько обильны во многих известняках каменноугольной формации, что составляют особенность, не менее заметную, чем та, что обеспечивается криноидеями. Как и в предыдущем периоде, кораллы принадлежат почти исключительно к группам Rugosa и Tabulata; существует общее и поразительное сходство и родство между коралловой фауной девона в целом и фауной каменноугольного периода. Тем не менее, существует столь же решительное и поразительное различие между этими последовательными фаунами, обусловленное тем фактом, что подавляющее большинство каменноугольных видов являются новыми; в то время как некоторые из наиболее характерных девонских родов почти или полностью исчезли, а несколько новых родов появляются теперь впервые. Таким образом, характерные девонские типы Heliophyllum, Pachyphyllum, Chonophyllum, Acervularia, Spongophyllum, Smithia, Endophyllum и Cystiphyllum теперь исчезли; а огромные массы Favosites, которые являются столь поразительной особенностью девонских известняков, представлены лишь одним или двумя вырождающимися и слабыми преемниками. С другой стороны, мы встречаем в каменноугольных породах не только совершенно новые роды — такие как Axophyllum, Lophophyllum и Londsdaleia — но и наблюдаем огромное расширение определенных типов, которые только начали существовать в предыдущем периоде. Это особенно хорошо видно на примере рода Lithostrotion (рис. 116, b), который более чем любой другой может считаться преобладающей каменноугольной группой кораллов. Все виды Lithostrotion являются сложными, состоящими либо из пучков слабо сближенных цилиндрических стеблей, либо из подобных «кораллитов», тесно сгруппированных вместе в астреиформные колонии и ставших многоугольными из-за взаимного давления. Этот род представляет исторический интерес, так как был замечен еще в 1699 году Эдвардом Ллуйдом; и он геологически важен из-за своего широкого распространения в каменноугольных породах как Старого, так и Нового Света. Известно много видов, и целые пласты известняка часто состоят почти исключительно из скелетов этих древних кораллов, все еще стоящих вертикально, как они росли. Едва ли менее характерной для каменноугольного периода, чем вышеупомянутая, является большая группа простых «чашечных кораллов», центральным типом которых является Clisiophyllum. Среди типов, которые начали существовать в силурийском и девонском периодах, но которые все еще хорошо представлены здесь, можно упомянуть Syringopora (рис. 116, e) с ее колониями нежных цилиндрических трубок, соединенных через промежутки поперечными перекладинами; Zaphrentis (рис. 116, d) с ее чашеобразным скелетом и хорошо выраженным углублением («фоссулой») на одной стороне чашечки; Amplexus (рис. 116, c) с его цилиндрическим, часто нерегулярно вздутым кораллом и короткими септами; Cyathophyllum (рис. 116, a), иногда простым, иногда образующим огромные массы звездообразных кораллитов; и Chaetetes с его ветвистыми стеблями и крошечными «табулятными» трубками (рис. 116, f). Вышеперечисленные, вместе с другими, едва ли менее характерными формами, в совокупности составляют коралловую фауну, которая не только сама по себе совершенно отличительна, но и представляет особый интерес в силу того факта, что почти все разнообразные типы, из которых она состоит, полностью исчезли до конца каменноугольного периода. В первых морских отложениях известкового характера, которые последовали за каменноугольными отложениями (магнезиальные известняки пермского периода), великая группа ругозных кораллов, которая процветала в значительной степени на протяжении силурийского, девонского и каменноугольного периодов, оказалась почти полностью исчезнувшей и никогда более не встречается, за исключением спорадических и изолированных форм.
[Сноска 19: Уникальное ископаемое было описано профессором Мартином Дунканом и г-ном Дженкинсом из каменноугольных пород под названием Palaeocoryne и было отнесено к гидроидным зоофитам (Corynida). Однако другими наблюдателями было выражено сомнение в правильности этой классификации.]
Среди иглокожих наиболее важными формами являются морские лилии и морские ежи — первые из-за их огромного изобилия, а вторые из-за их своеобразного строения; но небольшая группа «пентремитов» также требует внимания. Морские лилии настолько обильны в каменноугольных породах, что было предложено назвать раннюю часть периода «веком криноидей». Огромные массы известняков этого периода являются «криноидными», будучи в большей или меньшей степени составленными из сломанных стеблей, а также отдельных пластин и сочленений морских лилий, в то время как целые «головки» могут быть чрезвычайно редкими и труднодоступными для получения. В Северной Америке остатки криноидей даже более обильны на этом горизонте, чем в Британии, и найденные экземпляры кажутся обычно более совершенными. Самые обычные каменноугольные криноидеи принадлежат к родам Cyathocrinus, Actinocrinus, Platycrinus (рис. 117), Poteriocrinus, Zeacrinus и Forbesiocrinus. Тесно связанной с криноидеями или образующей своего рода переход между ними и цистоидеями является небольшая группа «пентремитов», или бластоидей (рис. 118). Известно, что эта группа впервые начала свое существование в верхнем силуре и значительно увеличилась в численности в девоне; но именно в морях каменноугольного периода она достигла своего максимума, и ни одного достоверного представителя этого семейства не было обнаружено в более поздних отложениях. «Пентремиты» напоминают криноидей тем, что имеют чашеобразное тело (рис. 118, A), заключенное в плотно прилегающие известковые пластины и поддерживаемое коротким стеблем или «колонкой», состоящей из многочисленных известковых частей, гибко сочлененных друг с другом. Однако они отличаются от криноидей тем, что верхняя поверхность тела не поддерживает корону ветвистых перистых «рук», которые столь характерны для последних. Напротив, вершина чашечки закрыта на манер цветочного бутона, откуда и происходит техническое название Blastoidea, примененное к группе (греч. blastos — бутон, eidos — форма). С вершины чашечки расходятся пять широких, поперечно исчерченных областей (рис. 118, C), каждая с продольной бороздкой посередине; и вдоль каждой стороны каждой из этих борозд, по-видимому, был прикреплен ряд коротких членистых известковых нитей или «пиннул».
Известно, что в каменноугольных породах встречаются несколько морских звезд и офиур; но единственные другие иглокожие этого периода, которые заслуживают внимания, — это морские ежи (Echinoids). Отдельные пластины и иглы их далеко не редки в каменноугольных отложениях; но сколько-нибудь совершенные экземпляры встречаются крайне редко. Каменноугольные морские ежи согласуются с современными в том, что их тело заключено в раковину, образованную огромным количеством сочлененных между собой известковых пластин. Раковину можно считать типично почти сферической по форме, с ртом в центре основания и выделительным отверстием или анальным отверстием на вершине. Как у древних, так и у современных форм пластины раковины расположены в десять зон, которые обычно расходятся от вершины к центру основания. В пяти из этих зон — называемых «амбулакральными областями» — пластины перфорированы крошечными отверстиями или «порами», через которые животное может выдвигать маленькие водяные трубки («ножки»), с помощью которых осуществляется его передвижение. В других пяти зонах — так называемых «интерамбулакральных областях» — пластины имеют больший размер и не перфорированы никакими отверстиями. У всех современных морских ежей каждая из этих десяти зон, будь то перфорированная или неперфорированная, состоит из двух рядов пластин; таким образом, всего имеется двадцать рядов пластин. В палеозойских морских ежах, с другой стороны, «амбулакральные области» часто подобны таковым у современных форм, состоя из двух рядов перфорированных пластин (рис. 119); но «интерамбулакральные области» всегда совершенно своеобразны тем, что каждая состоит из трех, четырех, пяти или более рядов крупных неперфорированных пластин, в то время как иногда имеется четыре или десять рядов пластин и в «амбулакральных областях»: так что в целой раковине гораздо больше двадцати рядов пластин. Некоторые палеозойские морские ежи также демонстрируют очень своеобразную особенность строения, которая, как известно, существует лишь у очень немногих недавно обнаруженных современных форм (а именно Calveria и Phormosoma). А именно, пластины интерамбулакральных областей перекрывают друг друга черепицеобразным образом, так что сообщают раковине определенную степень гибкости; тогда как у обычных живущих форм эти пластины прочно сочленены друг с другом своими краями, и раковина образует жесткую неподвижную коробку. Каменноугольные морские ежи, демонстрирующие эту необычайную особенность, принадлежат к родам Lepidechinus и Lepidesthes, и представляется довольно достоверным, что подобная гибкость раковины существовала в меньшей степени у гораздо более обильного рода Archaeocidaris. Каменноугольные морские ежи, подобно современным, обладали подвижными иглами большей или меньшей длины, сочлененными с внешней стороной раковины; и эти структуры очень часто встречаются в отдельном состоянии. Наиболее обильными родами являются Archaeocidaris и Palaechinus; но характерные американские формы принадлежат главным образом к Melonites, Oligoporus и Lepidechinus.