Ученые обнаружили самый старый в мире лес и его радикальное влияние на жизнь

Недалеко от Нью-Йорка, на дне карьера в районе Катскилл, возле небольшого городка Каир ученые обнаружили самый старый в мире лес и объяснили его радикальное влияние на жизнь, сообщает Current Biology.

Камни возрастом 385 миллионов лет содержат окаменелые древесные корни десятков древних деревьев. Находка знаменует собой поворотный момент в истории Земли. Когда деревья развили эти корни, они помогли извлечь углекислый газ (CO2) из ​​воздуха и заблокировать его, при этом радикально изменяя климат планеты, создали атмосферу, которую мы знаем сегодня.

«Каирское место очень особенное», — говорит член команды Кристофер Берри, палеоботаник из Кардиффского университета в Великобритании. Пол карьера, примерно в два раза меньше футбольного поля США, представляет собой горизонтальный разрез сквозь почву чуть ниже поверхности древнего леса. «Вы идете сквозь корни древних деревьев», — говорит Берри. «Стоя на поверхности карьера, мы можем реконструировать живой лес вокруг нас в нашем воображении».
Этот лес здесь процветал в Девонском периоде, когда жизнь еще не вышла из океанов на сушу. «Предки» современных растений уже тогда обладали плоскими зелеными листьями.

Этот лес почти на три миллиона лет старше предыдущего «самого старого» леса, который, к слову сказать, также располагается в штате Нью-Йорк.

Берри и его коллеги впервые обнаружили этот участок в 2009 году и до сих пор анализируют окаменелости, которые в нем содержатся. Некоторые из окаменелых корней имеют диаметр 15 сантиметров и образуют горизонтальные радиальные узоры шириной 11 метров, расходящиеся от места, где когда-то стояли вертикальные стволы деревьев. Похоже, что они принадлежат к Archaeopteris, типу дерева с крупными древесными корнями и древесными ветвями с листьями, которые каким-то образом связаны с современными деревьями, сообщает сегодня команда в Current Biology. Ранее, по словам Берри, самым древним окаменелостям Археоптериса было не более 365 миллионов лет, и когда именно дерево эволюционировало, его современные свойства неясны.

Предполагают, что в Каире  Археоптерис сделал это 20 миллионами лет назад, говорит Патрисия Дженсел, палеоботаник из Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл. «Размер этих корневых систем действительно меняет картину мира», — говорит она, добавляя, что даже 20 лет назад исследователи предполагали, что деревья с такими большими и сложными корневыми системами развивались не так рано в геологическом времени.

По словам Кевина Бойса, геолога из Стэнфордского университета, Пало-Альто, штат Калифорния, такие деревья в Каире оказали большое влияние на древний климат. Глубокие корни проникают и разрушают камни внутри и под землей. Геологи называют эту обработку «выветриванием», и она запускает химические реакции, которые вытягивают CO2 из атмосферы, превращая его в карбонат-ионы в подземных водах. В конечном итоге это уходит в море и запирается как известняк.

Частично из-за атмосферных воздействий и побочных эффектов, уровни CO2 в атмосфере упали до современного уровня вскоре после появления древесных лесов. Несколькими десятками миллионов лет назад они были в 10-15 раз выше, чем сегодня. Некоторые исследователи  полагают, что удаление такого большого количества CO2 из атмосферы непосредственно привело к устойчивому повышению уровня кислорода, когда 300 миллионов лет назад атмосфера содержала около 35% кислорода. Это, в свою очередь, могло привести к эволюции гигантских насекомых, некоторые с размахом крыльев 70 сантиметров, которые, возможно, жили в древних лесах.

Другие найденные деревья относятся к виду Cladoxylopsids. Это папоротниковидные растения, которые биологи признают тупиковой ветвью эволюции. Они достигали 10 метров в высоту и обладали короткими ветвями и мелкой корневой системой. Третью разновидность растений еще только предстоит идентифицировать.

Ученые полагают, что в конечном итоге древний лес был уничтожен наводнением, поскольку вместе с окаменелостями деревьев в карьере им попадаются останки рыб.

Деревья, выросшие через несколько десятков миллионов лет после Каирского леса, также оказали косвенное влияние на современный климат. Берри ранее писал о том, как окаменелые останки этих лесов образовали уголь, который стал причиной промышленной революции в Европе и Северной Америке.

Это не первый случай, когда Берри и его коллеги исследовали примитивный лес. В 19 веке исследователи обнаружили ископаемый лес в Гильбоа, штат Нью-Йорк, примерно в 40 километрах от Каира, где хранятся образцы, возраст которых составляет 382 миллиона лет. С 2010 года Берри и его коллеги осматривают карьер в Гильбоа, который также сохраняет древние корни деревьев. Но корни Гильбоа относятся к более примитивным деревьям, которые могут быть связаны с папоротниками и хвощами. Они не давали глубоких древесных корней с большим потенциалом выветривания.

Это означает, что деревья, которые росли в Каире, были новаторами, говорит Берри. «Древесные деревья с листьями, которые могут создавать тень, и большая система укоренения — это нечто принципиально современное, чего раньше не было».