Самое маленькое ископаемое: Как древняя пыльца рассказывает о динозаврах и крахе цивилизации майя

Чихаете весной? Не вы одни. Миллиарды крошечных пыльцевых зерен, мужских репродуктивных клеток растений, устремляются в воздух, и для многих из нас это означает лишь одно — сезонную аллергию с ее слезящимися глазами и насморком. Однако за этой сезонной напастью скрывается нечто гораздо более значительное. Пыльца — это не просто аллерген, это настоящая природная капсула времени, бережно хранящая информацию о прошлом нашей планеты на протяжении миллионов лет.

Что делает пыльцу таким уникальным архивариусом?

Секрет кроется в удивительной стойкости ее внешней оболочки, экзины. Эта оболочка настолько прочна, что способна пережить само растение-родитель на многие тысячелетия, а то и миллионы лет! Когда пыльцевые зерна оседают и оказываются «запечатанными» в донных отложениях озер, океанов или речных русел, они превращаются в ископаемую пыльцу. Для ученых-палинологов (специалистов, изучающих пыльцу и споры) такие находки — бесценный источник знаний. Анализируя типы и количество пыльцевых зерен в различных слоях отложений, они могут, словно читая книгу, восстановить картину древних лесов, отследить колебания уровня моря и даже выявить следы грандиозных событий — от падения астероидов до взлета и падения целых цивилизаций.

Когда пыльца помнит динозавров (и астероиды)

Давайте перенесемся на 66 миллионов лет назад. Именно тогда, как считают многие ученые, на Землю обрушился гигантский астероид, положивший конец эпохе динозавров. Местом удара стал современный полуостров Юкатан в Мексике, а вызванная им ударная волна и цунами прокатились по Северной Америке. На юго-востоке штата Миссури, за тысячи километров от эпицентра, геологи обнаружили морские окаменелости и обломки пород, явно принесенные этой катастрофической волной. Но что еще интереснее — среди этих отложений нашлась и ископаемая пыльца позднемелового и раннепалеоценового периодов.

Что же она рассказала? Пыльца голосеменных растений, таких как сосны, а также папоротников и цветковых (трав, пальм), показала резкое изменение: сразу после импакта количество пыльцы многих лесных видов резко сократилось. Экосистемы были разрушены практически мгновенно. Однако затем, на протяжении сотен и тысяч лет, пыльцевой спектр начал медленно восстанавливаться, свидетельствуя о постепенном возрождении растительного мира после глобальной катастрофы.

Секвойи-путешественницы, или как пыльца измерила древнее море

Пыльца способна фиксировать не только мгновенные катаклизмы, но и медленные, но не менее драматичные изменения. Пример тому — история восточного побережья Мексиканского залива США, штатов Миссисипи и Алабама. В раннем олигоцене (примерно 33,9-28 миллионов лет назад) уровень мирового океана значительно поднялся, затопив обширные низменные хвойные леса, где доминировали гигантские секвойи.

Исследователи, анализируя керны (цилиндрические образцы) донных отложений, заметили отчетливое изменение в составе пыльцы. По мере того как море наступало, доля пыльцы секвой уменьшалась, а количество микроскопических морских окаменелостей, наоборот, росло. Сопоставляя эти данные, ученые смогли реконструировать, насколько далеко береговая линия продвинулась вглубь континента — оказалось, что море затопило экосистемы на сотни миль от нынешнего побережья! Пыльца здесь выступила и биологическим маркером, и своего рода географическим трассером древних перемен.

Австралийская одиссея: от влажных лесов к соленым пустошам

Не менее захватывающую историю рассказывает пыльца из Западной Австралии. Керны отложений со дна озер Аэродром, Гастропод и Прадо вскрыли экологическую драму, разворачивавшуюся на протяжении десятков миллионов лет. В эпоху эоцена (примерно 55,8-33,9 млн лет назад) эти озера были пресноводными, окруженными пышными болотистыми лесами. Об этом свидетельствует обилие в нижних слоях отложений пыльцы тропических деревьев и влаголюбивых кустарников, а также спор папоротников.

Однако Австралийская тектоническая плита не стояла на месте — она дрейфовала на север, и климат региона становился все более засушливым. И пыльца это зафиксировала! В верхних, более молодых слоях отложений, состав пыльцы кардинально меняется: теперь здесь преобладает пыльца ветроопыляемых, соле- и засухоустойчивых растений. А присутствие микроскопической зеленой водоросли Dunaliella, которая прекрасно себя чувствует в очень соленой воде, рядом со скудной пыльцой выживших ксерофитов (засухоустойчивых растений), подтверждает: некогда цветущие озерные оазисы превратились в гиперсоленые водоемы.

Майя, кукуруза и лес: человеческий след в пыльцевой летописи

Пыльцевые архивы могут рассказать не только о природных процессах, но и о деятельности человека. Перенесемся в Гватемалу, к озеру Исабаль. Отложения на его дне хранят историю последних 1300 лет. И в этой истории четко прослеживается взлет и падение цивилизации майя.

Примерно 1125-1200 лет назад, в период расцвета майя, анализ пыльцы показал резкий всплеск содержания пыльцы культурных растений, особенно кукурузы, а также сорных трав, сопутствующих сельскому хозяйству. Одновременно с этим количество пыльцы древесных пород резко упало. Картина ясна: для ведения сельского хозяйства и строительства городов майя активно вырубали леса. Интересно, что исторические записи свидетельствуют о коллапсе политических центров в регионе вскоре после этого периода активной дефорестации. Была ли это одна из причин упадка? Вполне возможно.

Лишь после того, как демографическое давление ослабло, лес начал потихоньку отвоевывать свои позиции. Количество пыльцы твердолиственных тропических деревьев снова стало расти, указывая на восстановление растительности. И это происходило даже на фоне снижения количества осадков во время так называемого Малого ледникового периода (XIV — середина XIX вв.). Так ископаемая пыльца предоставляет нам еще одно доказательство того, как древние общества трансформировали ландшафты, и как экосистемы реагировали на это воздействие.

Что сегодня? Пыльца не перестает писать историю

Анализ ископаемой пыльцы — это кропотливая работа. Ученые идентифицируют пыльцевые зерна по их форме, размерам, особенностям строения оболочки. Подсчитывая сотни, а то и тысячи зерен в каждом образце, они статистически воссоздают картины древней растительности, видовой состав, обилие тех или иных растений и динамику их изменения под влиянием климата, уровня моря или деятельности человека.

Но знаете что? Современная пыльца тоже рассказывает нам свою историю, которая прямо сейчас записывается в донные отложения озер по всему миру. И эта история во многом связана с нами. В условиях глобального потепления поведение растений-продуцентов пыльцы меняется. В регионах с умеренным климатом, например, в США и Европе, сезоны пыления начинаются раньше и длятся дольше. Причина — повышение температур и рост концентрации углекислого газа в атмосфере, во многом обусловленные деятельностью человека: работой транспорта, промышленных предприятий.

Так что, когда в следующий раз вы или ваши знакомые будете жаловаться на аллергию, вспомните: эти крошечные, невидимые глазу пылинки — не просто раздражитель. Это биологические капсулы времени, свидетели прошлого и летописцы настоящего. И кто знает, возможно, через тысячи лет именно они расскажут будущим обитателям Земли о тех экологических изменениях, которые происходят на нашей планете прямо сейчас. Поистине, великое в малом!