Живые ископаемые в мире растений

Метасеквойя (Metasequoia glyptostroboides Hu & W.C.Cheng)

 

Род Метасеквойя (Metasequoia) относится к подсемейству Sequoioideae семейства Кипарисовые (Cupressaceae), в которое также входят Секвойя (Sequoia Endl.) и Секвойядендрон (Sequoiadendron J.Buchholz).

В настоящее время существует единственный сохранившийся реликтновый вид Metasequoia glyptostroboides

 

История открытия и изучения

 

Впервые род метасеквойя был описан в 1941 г. С. Мики на основании ископаемых остатков — шишек и отпечатков облиственных побегов, длительное время относимых к двум вымершим видам рода секвойя — секвойе двурядной (S. disticha) и секвойе японской (S. japonica). Он первым обратил внимание на то, что эти два вида прекрасно отличаются от остальных видов секвойи длинноножковыми шишками с крестообразным расположением чешуи и побегами с супротивными листьями. Зимой того же года китайский ботаник Т. Кан обнаружил на границе провинций Хубэй и Сычуань, у деревни Моутаоцзи, три высоких безлистных дерева с красноватой корой. Эти деревья, называемые местными жителями шуйса или водяными пихтами, привлекли его внимание своим необычным видом. Они не были похожи ни на одно из известных ему хвойных. К сожалению, из-за отсутствия в тот момент шишек и листьев определить их или установить, хотя бы приблизительно, их систематическое положение он не мог. Только через три года другому китайскому ботанику, Т. Вану, удается собрать гербарий метасеквойи, но он сначала отнес это растение по признаку веткопадности к роду глиптостробус. Позднее сходство с этим родом было отражено в видовом эпитете: метасеквойя глиптостробусовая. Окончательно установить принадлежность этих живых растений к ископаемому роду метасеквойя удалось только после двух экспедиций, предпринятых проф. Чэном Вань-чунем в 1946 г. Метасеквойя хорошо отличается как от близких к ней вечнозеленых (секвойи и секвойядендрона) и листопадных (таксодиума и глиптостробуса) родов, так и от остальных таксодиевых расположением листьев и чешуи. Однако предложение о выделении ее в самостоятельное семейство, высказанное Ху Сень-су и Чэном Вань-чунем в 1948 г. (при описании современного вида), вряд ли может быть принято. 

Распространение

 

Метасеквойя глиптостробоидная, бывший с позднего мелового периода по миоцен-плиоцен одним из основных доминантов в лесах на огромных территориях в Северном полушарии (включая Северную Америку, большую часть Сибири, Восточную Европу, Кавказ и Гренландию). 

Вид находится на грани вымирания и занесён в Международную Красную книгу.

В настоящее время метасеквойя сохранилась лишь на небольшой площади (около 8000 м2) в горах северо-востока провинции Сычуань и в соседней провинции Хубэй на высоте 700— 1350 м. Основная масса метасеквой (всего около 1000 взрослых особей) сосредоточена в провинции Хубэй, в долине, называемой по имени дерева — Долиной водяной пихты. Здесь произрастают деревья в возрасте 600 и более лет, достигающие высоты 30—35 м с диаметром ствола свыше 2 м. В естественных местообитаниях метасеквойя растет по склонам горных ущелий, вдоль ручьев и в лощинах, образуя вместе с другими деревьями смешанные леса. 

Биологическое описание

 

Листопадное дерево до 40 м высотой при диаметре ствола до 2,5 м с супротивными ветвями и побегами. Формы кроны коническая, с возрастом - шаровидная. Кора темно-коричневая, морщинистая, отслаивается. Иголки супротивные, сидячие или почти сидячие, линейные, на нижней стороне с 2 устьичными каналами, каждый имеет 4—6 рядов. Тёмно-зелёные летом, осенью красно-коричневые, потом опадают вместе с укороченными побегами.

Мужские цветки однодомные, конечные и наружные в разветвленных соцветиях; тычинок 20; пыльцевые зерна без воздушных пузырьков.

Женские цветки с 22—26 плодолистниками, перекрестно-супротивные; верхняя и нижняя пары стерильные. Шишки висячие длиной 1-1,5 см, с 20-28 чешуями, по 5-9 семяпочек на каждой; шишечные чешуйки щитовидные, деревянистые.

Семена сжатые (5—9), крылатые по всей окружности.

Растёт очень быстро. В 10-15 лет достигает высоты 10-12 м. 

Часть веточки с молодой шишкой. Германия, г. Кемпен, в парке. 09.09.2012.

 

Шишка. Узбекистан, Ташкент, Ботанический сад им. Ф.Н.Русанова. 20.04.2008.

 

Мужские шишки

Интересные факты

 

• Метасеквойя – листопадное дерево, в отличие от Секвойи и Секвойядендрона.
• В 2012 году российские учёные провели генетический анализ древних останков метасеквойи, возрастом около 50—55 млн лет, найденных на острове Аксель-Хейберг на севере Канадского арктического архипелага. Результат оказался неожиданным — сравнение цепочек ДНК древних останков метасеквойи и современного вида (метасеквойи глиптостробоидной) показало, что они отличаются очень незначительно. Исследователи почти не нашли изменений, мутаций, которые должны были быть — за 50 млн лет эволюции произошло всего лишь порядка 10 замен на тысячу нуклеотидов в цепочке ДНК. Это говорит о крайней стабильности генома метасеквойи.

 

Сциадопитис мутовчатый (Sciadopitys verticillata)

 

Сциадопитис (Sciadopitys) — монотипный род монотипного семейства Сциадопитисовые (Sciadopityaceae). Единственный вид — Сциадопитис мутовчатый (Sciadopitys verticillata). Растение примечательно уникальностью своей хвои.

Ранее этот род помещали также в семейства Кипарисовые и Таксодиевые, но современные генетические исследования показали, что между сциадопитисом и этими группами нет существенного родства. Некоторые авторы (например, А. Л. Тахтаджян) выделяют сциадопитис не только в отдельное семейство, но и в отдельный порядок: Sciadopityales Takht. ex Reveal (1993).

 

Распространение

 

Сейчас сциадопитис в естественных условиях растёт только в Японии (юго-запад острова Хонсю, остров Сикоку, восток острова Кюсю); здесь он сохранился во влажных горных лесах на высоте от 500 до 1000 метров над уровнем моря: в глухих ущельях, на склонах, защищённых от ветра; также его можно встретить в священных рощах вокруг храмов.

В другие же геологические эпохи ареал этого рода был огромен: остатки сциадопитиса найдены в меловых отложениях как на территории Японии, так и, к примеру, в Гренландии, которая находится от Японии на расстоянии около 14 тысяч километров; остатки сциадопитиса найдены также в Норвегии, на Урале, в Якутии.

 

Биологическое описание

 

Представляет собой вечнозелёное дерево с пирамидальной кроной; в Японии достигает сорока метров в высоту со стволом до четырёх метров в обхвате. Растёт очень медленно.

Растение примечательно своей хвоей, уникальной для представителей отдела Хвойные (Pinophyta): уплощённые иголки длиной до 15 см образуют ложны мутовки (по 10—30 в каждой) и раздвинуты в стороны подобно спицам зонтика; отсюда и общеупотребительное название этого дерева, имеющееся во многих языках, — «зонтичная сосна». В действительности эти иголки не являются настоящими листьями, а являются укороченными побегами, состоящими из очень короткого редуцированного стебля и двух сросшихся листьев (интересно, что эти листья срослись таким образом, что их морфологически верхняя сторона находится на нижней стороне этого двойного органа); растут же эти укороченные побеги из пазух других листьев, имеющих вид чешуек, прилагающих к стеблю.

Сциадопитис — однодомное растение. Мелкие микростробилы собраны в головчатое собрание; микроспоры — эллипсоидальные (в отличие от представителей семейства Таксодиевые, у которых микроспоры шарообразные), с короткой дистальной (наружной) бороздой. Макростробилы (шишки) мелкие, одиночные, верхушечные.

Плоды — небольшие овальные шишки, созревают два года.

Семена крылатые (при том, что у всех таксодиевых — бескрылые). Семядолей две.

Гаплоидное число хромосом: n = 10.

 

Ботаническая иллюстрация из книги Филиппа Зибольда и Йозефа Цуккарини «Флора Японии», 1870

Мутовчатое расположение хвои у сциадопитиса

 

Сциадопитис, выращиваемый в оранжерее. Корея.

Интересные факты

 

• Сциадопитис, или 'зонтичная сосна', берет свое название от двух греческих слов: 'skiadeion' - зонтик и 'pitys' - сосна, которое получило благодаря своеобразному расположению листьев. Темно-зеленые, блестящие, кожистые листья сциадопитиса благодаря скученному расположению укороченных побегов венчают ветви красивым веером ('зонтиком').
• Это вечнозеленое хвойное дерево очень почитается в Японии. Одним из примеров такого трепетного отношения к сциадопитису служит дерево, растущее в городе Нодагава. Предание гласит, что оно произрастает возле местного храма с 1310 г., и каждый год люди приходят к сциадопитису-долгожителю для того, чтобы поклониться ему и попросить здоровья для своих детей. Это священное дерево уже давно стало достопримечательностью тех мест.
• Благодаря своему оригинальному внешнему виду сциадопитис широко культивируется во многих странах мира, в том числе и в России, где он произрастает с 1852 года в Никитском ботаническом саду на Черноморском побережье.
• В Японии сциадопитис встречается не только в парках и лесных хозяйствах, но также является одной из ведущих пород, из которых компонуются знаменитые японские карликовые сады.
• Красноватая древесина сциадопитиса не только декоративна, но и крайне полезна,'поэтому широко используется местными жителями в строительстве, корабельном деле, а также для изготовления домашней утвари. Из коры 'зонтичной сосны' получают паклю, необходимую при конопачении судов, и сциадопитисовое масло, применяемое в лакокрасочном производстве.

 

Псилотовидные растения(Psilotophyta)

 

В настоящее время отдел псилотовидных включает один класс псилотопсиды (Psilotophyta), один порядок (Psilotales) и одно семейство псилотовые (Psilotaceae). Всего в семействе насчитывается два рода - псилот (Psilotum) с 2 видами и тмезиптерис (Tmesipteris) с 10 видами.

Биологическое описание

 

Псилотовидные – самая оригинальная группа ныне живущих групп высших растений, близко стоящая к вымершим риниофитам.

Псилотовые представляют собой травянистые многолетние растения, ведущие наземный или эпифитный образ жизни.Они имеют наземные дихотомически ветвящиеся побеги, в основном прямостоячие, у эпифитов – свешивающиеся. У псилота плоский или трехгранный стебель достигает высоты 20-100 см и обильно ветвится. У тмезиптериса размеры побегов меньше – 5-30 см; они либо совсем не ветвятся, либо ветвятся однажды дихотомически.

Подземный орган псилотовых – ризомоид, он достигает длины 1 м и дихотомически ветвится. Он лишен каких-либо чешуй и покрыт многочисленными ризоидами с кутинизированными оболочками. Ризомоиды иногда выходят наружу и превращаются в наземные побеги. Главное своеобразие псилотовых – отсутствие корней во все их периоды жизни.

К числу примитивных признаков относится также отсутствие типичных листьев. На стеблях псилота, в его верхних частях, располагаются чешуевидные придатки, лишенные жилок, но листовые следы в стебле имеются.

Анатомическое строение

 

Для надземных стеблей псилота характерно наличие эпидермы, паренхимной хлорофиллоносной коры с листовыми следами и актиностелы с 5-10 лучами ксилемы. Протоксилема сложена спиральными и кольчатыми трахеидами, а метаксилема – в основном лесничными трахеидами. В центре ксилемы располагается механическая ткань.

У тмезиптериса имеет место сифоностела. Подземные органы построены по типу протостелы. Паренхима ризомоидов  пронизана грибными гифами, которые проникают через кутинизированные стенки ризоидов наружу и выполняют функцию поглощения воды и минеральных веществ.

 

Psilotum nudum

«Живое ископаемое»

 

Одно время было едва ли не общепринятым мнение, что псилоты являются прямыми потомками псилофитов — очень древних растений, возможно даже — общих предков всех наземных растений кроме плауновидных и членистостебельных. Впрочем, уже тогда высказывались предположения, что сходство псилотов с древними псилофитами (в частности, ринией) является не более, чем внешним сходством, а простота их строения — продукт упрощения более сложных предковых форм при переходе к специфическому образу жизни. Бельгийский биолог Сюзанна Леклерк приводила в качестве доказательства достаточно сложное строение органов размножения псилота, явно не соответствующее общей простоте организации этого растения: спорангии у него сращены стенками по трое и расположены в пазухах разветвления стебля.

Это мнение подтверждают и результаты анализа ДНК: по ним, псилотовые близки к папоротникам и даже являются их весьма специализированной группой.

Так или иначе, можно хоть и с натяжкой, но всё же утверждать, что по основным чертам строения и внешнему виду псилотовые весьма близки если не к древнейшим, то к весьма древним и примитивным растительным формам.

 

 

Воллемия благородная (Wollemia nobilis)

 

Воллемия  (Wollemia) — род хвойных деревьев семейства Араукариевые, включающий единственный вид — Воллемия благородная (Wollémia nóbilis). В природе была обнаружена в 1994 году в Австралии, в Национальном парке Воллеми.

Воллемия является одним из самых древних растений на Земле, оно было распространено в юрский период и считалось вымершим миллионы лет назад, пока сотрудник парка Дэвид Нобл случайно не нашёл около сотни таких деревьев. В честь него и был назван этот вид (слово nobilis также значит «благородный»).

 

Биологическое описание

 

У Воллемии светлые папоротникообразные листья, растущие рядами по четыре. Цвет варьируется от зеленовато-лимонного у молодых деревьев до оливково-жёлтого у взрослых. Зрелые листья плотные и восковидные. Кора коричневая губчатая пробкообразная. Высота взрослых деревьев — от 27 до 35 метров. Женские шишки — светло-зелёные, мужские — коричневые цилиндрические.

Wollemia nobilis, молодая мужская шишка

 

Wollemia nobilis в ботаническом саду, Франкфурт-на-Майне, Германия

 

Молодое растение в ботаническом саду, Берлин

Интересные факты

 

• В целях сохранения вида ботаники национального парка Wollemi организовали продажу специально выращенных Воллемий через аукцион. В 2005 году на первом аукционе в Сиднее было продано 292 дерева, цена составила от 2000 до 7000 австралийских долларов за ствол.
• Вид занесён в Красную книгу (статус CR).
• Листва Воллемии полностью идентична листве Агатиса юрского (Agathis jurassica), предполагаемого ископаемого предка из позднего юрского периода, росшего 150 млн лет назад.

 

Открытие Воллемии благородной

 

Деревья обнаружил Дэвид Нобл, сотрудник Управления национальными парками и заповедниками Нового Южного Уэльса, во время экскурсии в Национальном парке Wollemi в каньоне глубиной более 500 метров.

Сначала была обнаружена небольшая группа из 40 деревьев — 23 взрослых дерева, 16 молодых и одно поваленное (длиной 40 метров и диаметром ствола 3 метра). Деревья росли на площади 5 тысяч квадратных метров. Вторая группа из 17 деревьев была найдена примерно в километре вверх по каньону, и ещё три взрослых дерева в соседнем каньоне на высоте 40 метров ущелья 150-метровой глубины.