Методы исторической географии растений

Первый метод - эволюционной морфологии и систематики. При изучении эволюционного (филогенетического) морфогенеза и систематики выясняются преемственность растительных видов и форм, их возраст (время) и место формирования. Косвенно определяется распространение (ареал) изучаемых видов и флористических комплексов в отдаленном геологическом прошлом.

Наряду с другими признаками морфолого-физиологической организации, например структурой жизненной формы, большое значение может приобретать характеристика кариограмм.

Сосредоточие диплоидных форм данного таксона свидетельствует о центре возникновения; полиплоидные формы, содержащие максимальное число хромосом, дислоцированы обычно в новых районах распространения вида. Высокий уровень полиплоидии возникает как одна из реакций вида на непривычные, часто экстремальные условия окружающей среды. Наблюдается возникновение полиплоидии в разных направлениях.

Многочисленные примеры увеличения полиплоидии от субтропических стран Евразийского континента к северу, к зонам умеренного и холодного климата общеизвестны.

Примером возрастания полиплоидии с запада на восток служит пырей ползучий (Elytrigia repens). На дюнах Европейского побережья от Бискайского залива до Балтики этот вид представлен формами малохромосомными (2n = 28), на Средиземноморском побережье формы вида содержат больше хромосом (2n = 42), еще восточнее, на Черноморском побережье Украины (Николаевская, Запорожская обл., Крым), дислоцированы высокохромосомные формы (2n = 68).

Второй метод - палеогеографии и палеоклиматологии. Задача палеогеографии состоит в изучении соотношения и дислокации суши и моря, а также характера рельефа (поверхности) суши в отдаленные геологические периоды. Выше отмечалось, что создано немало гипотез о возможных в прошлом коммуникациях флор между континентами. Межконтинентальные "мосты" - Суэцкий и Панамский перешейки - существуют и в наше время.

Задача второй науки - палеоклиматологии - смоделировать былые климаты и их распространение на поверхности Земли. Был ли климат в среднем карбоне однозональным или двухзональным (зоны теплого тропического и умеренного климата)? Коща появилась зона холодного климата и т. д.? Кроме дифференциации световых и тепловых зон, обособления геологических водосборных районов, палеоклиматология ставит своей задачей изучать и местные климатические условия в ходе орографических процессов при изменении высоты над уровнем моря.

Реконструкции климата минувших геологических эпох служат данные распределения растений и животных в древности, а также ископаемых почв и других отложений в геологических пластах. Используют также данные химических исследований. Оказывается, содержание радиоактивных изотопов углерода С¹³ и кислорода О¹⁸ в известняках контролировалось температурами, действовавшими в период отложения.

Третий метод - палеоботаники и палинологии. Только названные два раздела науки способны давать прямые и вполне достоверные факты о распространении и возрасте видов или соответствующих растительных группировок. Известно, что отмершие в далеком прошлом растения частично подвергались фоссилизации (от лат. fossilis - ископаемый) - переходу захороненных остатков организмов (компонентов биосферы) в компоненты земной коры - литосферы. Суть процесса в том, что сохраняются твердые части организмов, их скелетная часть, а органические соединения замещаются минеральными новообразованиями.

Наиболее активно подвергаются фоссилизации листья древесных пород. Однако, как известно, ископаемые остатки удручающе бедны и полной картины не дают. Дело в том, что, во-первых, многие виды растений и животных не поддаются фоссилизации, во-вторых, фоссилизации поддаются не все органы растений. Поэтому идентификация видов по ископаемым остаткам основывается на недостаточном сравнительном материале, главным образом по признакам структуры листьев и микрофоссилий - спор, пыльцы.

Моделирование растительного пейзажа верхнетретичного и четвертичного периодов (выявление степени участия в нем древесных и кустарниковых пород, отчасти и травянистых растений) осуществляется на основе пыльцевого анализа. Его суть состоит в том, что пыльца в атмосфере может переноситься на значительные расстояния. При этом создается реальная возможность оседания пыльцы на субстрат, благоприятный для фоссилизации. Таким подходящим субстратом (средой) для фоссилизации пыльцы служат болота, днища озер, некоторые типы почв.

По структуре пыльцы палинологи научились хорошо различать систематические группы древесных пород с точностью до рода. По обилию пыльцы, взятой в пробах соответствующего геологического пласта, можно судить о плотности пыльцевого тумана, оседающего в данной местности, а следовательно, и об окружающей растительности. Сопоставляя количественное соотношение пыльцы (и ее родовую принадлежность), взятой из разных уровней геологических пластов, получают информацию о составе и динамике растительного покрова в исторической перспективе. Таким образом, пыльцевой анализ позволяет изучать не только структуру и динамику растительного покрова отдаленного прошлого, но и отчасти климатические и другие экологические условия.