Наряду с папоротниками, плауновые (Lycopodiacae), по-видимому, в наибольшей степени способствовали формированию болотных лесов. Их характеризовал, как и сейчас, небольшой размер листьев, плотно прилегающих к стеблю, из-за чего сам стебель, хотя и покрыт листьями, выглядит почти голым, подобно стеблю кактуса. Помимо них, встречаются древовидные хвощи, у которых мы находим на стволе сочленения, в точности соответствующие тем, что столь характерны для современных болотных трав, являющихся нынешними представителями этого семейства растений, с шишковидными органами плодоношения на верхушке стебля.
Я хотел бы лишь вкратце коснуться здесь темы, которая не относится к моей собственной области естественной истории, но представляет величайший интерес для ботанических исследований, а именно: градации растений в геологические эпохи и сочетания признаков у некоторых более ранних растительных форм, соответствующие тем, что уже были замечены у древних типов животных. Например, в каменноугольный период у нас есть только тайнобрачные: папоротники, плауновые и хвощевые. В средние геологические эпохи появляются хвойные — первые известные на земле цветковые растения, однако их цветок весьма несовершенен по сравнению с таковыми у более высоких групп. Хвойные в средние периоды были представлены главным образом саговниковыми — той своеобразной группой хвойных, которые по своему строению напоминают сосны, но внешним видом вызывают в памяти папоротники. Стебель их круглый и короткий, поверхность покрыта рубцами, подобными рубцам папоротников; в то время как на вершине находится десять или более листьев, веерообразных и раскидистых по завершении роста, но поначалу свернутых, как листья папоротника до их развертывания. Их плод несколько напоминает ананас.
Способ роста хвойных также напоминает особенность хвощевых: пучки маленьких листьев появляются мутовками через равные промежутки по всей длине стебля по мере его удлинения, напоминая сочленения на стебле хвощевых. Первая шишка также появляется на верхушке стебля, подобно терминальной шишке у хвощевых и плауновых. Таким образом, в определенных типах растительного, равно как и животного мира более ранних времен, существовала преемственность признаков, впоследствии разделенных и представленных в отдельных группах. В настоящее время ни одно из этих семейств растений не перекрывает другие, но каждое обладает своим отчетливым индивидуальным характером.
К концу средних геологических эпох и началу третичных периодов становятся многочисленными однодольные — первые растения с цветком и заключенным в оболочку семенем, хотя и без настоящего цветочного покрова; но лишь в две последние эпохи третичного периода мы находим в каком-либо количестве двудольные растения, у которых цветок и плод достигают своего наивысшего совершенства. Таким образом, происходило развитие растений от их самого раннего появления до наших дней, соответствующее их ботаническому рангу, как он существует сейчас, так что ряд градации в царстве растений, как и в царстве животных, один и тот же, независимо от того, основан ли он на последовательности во времени или на сравнительном структурном ранге.
Были предприняты некоторые попытки воспроизвести в художественной форме облик мира в различные геологические эпохи и представить в единых связных картинах животный и растительный мир каждого периода. Профессор Ф. Унгер из Вены подготовил коллекцию из четырнадцати таких эскизов под названием «Физиономические картины растительности различных периодов первобытного мира».
Сначала мы видим девонские берега с раскинувшимися полями морских водорослей и множеством булавовидных водорослей гигантских размеров. Он также рискнул изобразить несколько деревьев с редкой листвой; но я полагаю, что их существование в столь ранний период весьма проблематично.
Затем следует каменноугольный лес со стоячими водоемами между древовидными папоротниками, которые, хотя и предпочитают влажные, болотистые почвы, по-видимому, едва ли способны найти опору на пропитанной водой земле. Их стволы, как и стволы древовидных плаунов, составляющих передний план картины, возвышаются, свободные от каких-либо ветвей, на много футов над землей, позволяя заглянуть между ними в тусклые глубины этого тихого, водянистого леса, где тишина не нарушалась ни пением птиц, ни гулом насекомых. Мы обнаружим, правда, если бросим взгляд на животных того времени, что некоторые насекомые появились вместе с первой наземной растительностью; но их было немного, и они были особого рода, такие, что процветают сейчас на низких, влажных землях.
За этим следует ряд эскизов, знакомящих нас со средними периодами, где суша выше и обширнее, покрытая главным образом сосновыми лесами, под которыми растет густой ковер подлеска, состоящий по большей части из трав, камышей и папоротников. Кое-где можно увидеть одного из гигантских рептилий того времени, греющегося на берегу. Один из этих эскизов показывает нам такое существо, с голодом осматривающее водоем, где криноидеи с их длинными стеблями, крупными, плотно свернутыми раковинами и брахиоподы — устрицы и моллюски тех дней — предлагают ему заманчивое угощение. Кое-где птеродактиль, любопытный крылатый рептилий поздних средних периодов, вытягивает свою длинную шею из воды, и начинают появляться птицы.
После них наступают третичные периоды: сначала эоцен, где ландшафт уже расчленен холмами и горами, покрытыми разнообразной растительностью сравнительно современного характера. Кувшинки плавают по ручью, составляющему центральную часть картины; большие стада палеотериев, древних копытных, реконструированных с такой точностью Кювье, пасутся вдоль его берегов; а высокая птица вроде цапли или пеликана стоит, наблюдая у кромки воды. В миоцене растительность выглядит еще более знакомой, хотя слоны, бродящие в регионах умеренного пояса, и огромные саламандры, выползающие из воды, напоминают нам, что мы все еще далеки от нынешних времен. Наконец, у нас есть ледниковый период с ледниками, спускающимися к границам реки, где пьют большие стада буйволов, в то время как на берегу медведи пируют на останках огромной туши.
Однако в настоящее время мы имеем дело с каменноугольным периодом, и я не буду предвосхищать грядущие главы своего рассказа, останавливаясь сейчас на облике более поздних периодов. Возвращаясь, таким образом, к периоду угля, можно предположить, что обширные паводки часто заливали болота и что даже после того, как на их почве вырастали и погибали многие последовательные леса, они все еще подвергались затоплению сильными наводнениями. Эти паводки через определенные промежутки времени нетрудно понять, если вспомнить, что, помимо случайного притока бурных дождей, земля постоянно претерпевала изменения уровня, и что опускание или поднятие в окрестностях нарушало равновесие вод, заставляя их выходить из берегов и разливаться по поверхности местности, тем самым заново затопляя болота.
Что дело обстояло именно так, мы вряд ли можем сомневаться после фактов, выявленных недавними исследованиями каменноугольных отложений. В некоторых более глубоких угольных пластах наблюдается регулярное чередование слоев угля и слоев песка или глины; в определенных местах было найдено до десяти, двенадцати и даже пятнадцати угольных пластов, чередующихся с таким же количеством отложений глины, ила или песка; и в некоторых случаях, когда стволы деревьев полые и остались стоять вертикально, они заполнены до краев или до уровня следующего слоя отложений материалами, которые были нанесены на них. Поверх этого набора отложений ложится новый пласт угля с останками нового леса, а над ним снова слой материалов, оставленных вторым паводком, и так далее через ряд чередующихся пластов. Из этих фактов очевидно, что существовала последовательность лесов, один над другим, но что в промежутках между их ростом огромные наводнения заливали болота, принося с собой всевозможные рыхлые материалы, такие как песок, галька, глина, ил, известь и т. д., которые по мере спада паводков оседали поверх угля, заполняя не только пространства между деревьями, которые оставались стоять, но даже сами полые стволы деревьев.
Бросим теперь взгляд на животных, населявших воды этого периода. Среди лучистых мы не найдем больших изменений; три класса продолжают существовать, хотя и с новыми представителями, и коралловые полипы увеличиваются, в то время как акалефовые кораллы, ругозы и табуляты, уменьшаются. Криноидеи по-прежнему оставались наиболее заметными представителями класса иглокожих, хотя начали появляться некоторые, напоминающие офиур и морских ежей. На приложенном рисунке изображен характерный криноид каменноугольного периода.
[Иллюстрация]
Среди моллюсков брахиоподы по-прежнему занимают видное место, причем один новый род среди них, Productus, весьма примечателен тем, как одна створка возвышается над другой. На рисунке ниже представлена такая раковина, если смотреть со стороны плоской створки, показывая прямой срез линии соединения между створками и поднимающийся изгиб противоположной створки, которая в профиль выглядит как крючковатый клюв.
[Иллюстрация]
Были также введены другие виды двустворчатых, более близкие к нашим моллюскам и устрицам, или, как их называют в научной номенклатуре, пластинчатожаберным. Они отличаются от брахиопод главным образом более высоким характером их дыхательного аппарата; ибо у них есть свободные жабры вместо сети сосудов на выстилающей коже, которая служит органом дыхания у брахиопод. Мы всегда будем обнаруживать, что по мере того, как функции становятся отчетливыми и, так сказать, индивидуализированными благодаря наличию специальных органов, предназначенных для них, животные поднимаются по лестнице строения. Следующий класс моллюсков, брюхоногие, или одностворчатые, со спиральными раковинами, были многочисленны, но из-за своей хрупкости редко встречаются в хорошей сохранности.
Камерные раковины, или головоногие, представленные в более ранние периоды главным образом прямыми ортоцератитами, описанными в предыдущей статье, теперь свернуты в плотный завиток, и внутреннее строение их камер стало более сложным. На нижеприведенном рисунке изображена характерная камерная раковина каменноугольного периода. Goniatites — научное название этих более поздних форм. Если бы мы искали их в девонском периоде, мы нашли бы много таких, у которых завитки были свободнее, чем эти, а некоторые лишь слегка изогнуты в форме рога. Они, как и совершенно прямые формы, все еще существуют в каменноугольном периоде, но гониатиты с плотными оборотами более многочисленны и характерны.
[Иллюстрация]
Членистоногие обрели свой недостающий класс со времени окончания девонского периода, ибо появились насекомые, и этот отдел животного мира, следовательно, стал полным и представлен тремя классами, как и в настоящее время. О червях мало что можно сказать; их следы находят, как и прежде, но они очень несовершенно сохранились. Все еще существуют трилобиты, но их очень мало, и добавлены другие группы ракообразных.
Один из наиболее заметных из этих новых типов имеет поразительное сходство с современным мечехвостом.
[Иллюстрация]
[Иллюстрация]
Я представляю здесь одного из наших обычных мечехвостов над одним из этих ракообразных старого мира, и можно будет увидеть, что, хотя последний сохраняет некоторые трилобитовые признаки, такие как выраженные сочленения на задней части тела и их разделение на три лопасти, все же по выпуклости своего переднего щита, более удлиненной форме и сужающейся конечности он напоминает своего современного представителя. У некоторых из них, однако, нет такого острого кончика, как здесь изображено, и тело заканчивается тупо. В каменноугольном периоде было большое количество этих Entomostraca — группы, которая среди живущих ракообразных представлена главным образом чрезвычайно мелким видом креветок; но в те дни они были размером с наших крабов и омаров или даже больше, и мечехвост до сих пор сохраняет их право на место среди более крупных и заметных членов этого класса.
Насекомых было немного, и, как я сказал выше, они были того рода, который ищет влажную атмосферу или чьи личинки живут целиком в воде. Они обычно плохо сохраняются, как видно по поврежденному характеру того, что здесь представлено, хотя рисунок сделан с лучшего экземпляра, чем те, что часто встречаются. У нас, однако, достаточно останков, чтобы бесспорно установить факт их существования в каменноугольном периоде и показать нам, что тип членистоногих был уже представлен всеми своими классами.
[Иллюстрация]
Не так с позвоночными. Рыбы в изобилии, но их класс по-прежнему состоит, как и прежде, из ганоидов — тех рыб более ранних периодов, построенных по образцу панцирных щук и осетровых, и селахий, представленных сейчас акулами и скатами. В каменноугольном периоде мы начинаем находить прекрасно сохранившиеся экземпляры ганоидов, и приложенный рисунок представляет одну из них. Из старого типа селахий у нас снова есть один затянувшийся представитель в наши собственные времена, чтобы дать нам ключ к его предкам — как панцирная щука объясняет старых ганоидов, а камерный наутилус помогает нам понять камерные раковины прошлых времен. Так называемая австралийская бычья акула имеет черты, которые были весьма характерны для каменноугольных акул и утрачены у современных, так что она дает нам своего рода звено и меру сравнения между ныне живущими и более древними формами. Интересен тот факт, что этот единственный живой представитель каменноугольной акулы найден в Новой Голландии, потому что именно там, на этом изолированном континенте, оставленном в стороне, как кажется, для особой цели, мы находим наиболее полно воспроизведенным для нас характер животного мира более ранних творений.
[Иллюстрация]
Первыми млекопитающими в мире были сумчатые животные, имеющие ту необычайную привязанность к матери после рождения, которая характеризует кенгуру. В Новой Голландии почти все млекопитающие — сумчатые и имеют также несовершенную организацию мозга по сравнению с другими млекопитающими, что сопровождает эту своеобразную структурную особенность; и хотя американский опоссум составляет исключение из правила, тем не менее верно, что этот тип животного мира сейчас ограничен почти исключительно Новой Голландией. Была ли эта живая картина старых творений в современном обличье предназначена для обучения человека или нет, по крайней мере хорошо, что мы должны воспользоваться ею, изучая все, чему она может нас научить о связях между органическим миром прошлых и настоящих времен.
В каменноугольном периоде было большое разнообразие селахий. Рисунки ниже представляют зуб и шип от одной из наиболее характерных групп, но я не счел нужным перечислять или изображать другие здесь, ибо нет совершенных экземпляров, а их структурные различия состоят главным образом в различной форме и виде зубов, чешуи и шипов и были бы неинтересны большинству моих читателей. Я хотел бы отослать более научных из них, кто может пожелать узнать что-то об этих деталях, к моим исследованиям по ископаемым рыбам, опубликованным много лет назад под названием «Исследования ископаемых рыб».
[Иллюстрация]
[Иллюстрация]
Хотя отдел позвоночных животного мира все еще ожидал своих более высоких классов, все же он получил одно важное дополнение со времен силурийского и девонского периодов. Каменноугольные болота не были лишены своих рептильных обитателей; но это были рептилии низшего класса, так называемые амфибии, те, которые вылупляются из яйца в незрелом состоянии, претерпевая метаморфоз после рождения. У них нет твердой чешуи, и они откладывают большое количество яиц. Я не в состоянии представить какой-либо рисунок одного из этих древних рептилий, так как они найдены в столь несовершенном состоянии сохранности, что с них не было сделано никаких пластин. Я хотел бы добавить в связи с этим предметом, что я считаю большое количество животных, найденных в каменноугольных отложениях и отнесенных к классу рептилий, рыбами, родственными ящероподобным.
Прежде чем покинуть каменноугольный период, давайте посмотрим, какую территорию Соединенные Штаты отвоевали у океана за это время. Вся ее центральная часть, от Канады до Алабамы и от западной Айовы, Миссури и Арканзаса до восточной Вирджинии, была поднята над водой. Но до сих пор Аллеганские и Скалистые горы не существовали; великий залив доходил до устья Огайо, ибо Миссисипи еще не накопила почву для плодородной долины, через которую ей предстояло проложить свой южный путь; строителям кораллов еще предстояло выполнить свою работу по созданию полуострова Флорида; и, действительно, все границы континента Северная Америка, а также большая часть его западной территории, еще должны были быть добавлены. Но хотя его центральная часть удержалась и больше никогда не была затоплена, все же континент медленно опускался в течение средних геологических периодов, так что вместо постепенного расширения за счет увеличения отложений его границы оставались почти прежними.
Это объясняет весьма скудные следы, которые можно найти в Америке от вторичных отложений; ибо пермские, триасовые и юрские пласты вместо того, чтобы быть поднятыми для формирования последовательных берегов, вдоль которых их отложения могли бы накапливаться в регулярной последовательности, как это было в случае с азойскими, силурийскими и девонскими отложениями в северной части Соединенных Штатов, постоянно опускались, так что триас оседал поверх перми, юра поверх триаса и так далее, каждый набор пластов таким образом покрывая и скрывая предыдущий. Хотя мы находим слоистые породы этих периодов, выходящие кое-где, где какое-то сильное нарушение или истирающее действие воды разорвало или износило перекрывающие пласты, все же мы никогда не находим их последовательно ни в одном обширном регионе; и только в меловом и более ранних третичных периодах мы снова находим регулярную последовательность отложений вокруг берегов континента, отмечающую его нынешние очертания. Таким образом, именно в Европе, где последовательность их пластов наиболее полна, мы должны искать расшифровку истории средних геологических эпох; и поэтому, когда я снова встречусь со своими читателями, это будет в Старом Свете цивилизации, хотя и более недавнем в своих физических чертах, чем тот, который мы покидаем.