Краткая история науки и ее проблемы

Историческая география долгое время развивалась во взаимосвязи с общей географией растений как один из ее аспектов. Причем общие представления о формировании растительного покрова и флор мира в ходе геологической истории высказывались еще основоположниками науки. Так, у К. Вильденова (1792) находим глубокие мысли в отношении не только развития флор на фоне общей геологической истории нашей планеты, но и движущих сил, изменяющих растительный покров. Он писал о влиянии на распространение растений по Земле таких факторов, как климат и "физические стихии природы". Ученый придавал большое значение как фактору, действующему на распространение растений, деятельности человека. Таким образом, есть все основания признать в лице К. Вильденова родоначальника не только общей ботанической географии, но и исторической.

Следующий шаг в обособлении исторической географии принадлежит Штромейеру. Он четко разграничил общую географию растений (Phytogeographia) от исторической (Historia Vegetabilium Geographica). Большинство ботаников-географов родоначальником как общей, так и исторической географии растений признают А. Гумбольдта. Он, в частности, утверждал, что при решении вопросов о некогда существовавшей связи между близлежащими континентами необходимо опираться и на ботанико-географические материалы, в том числе и на данные исследования ископаемых растений (говоря современным языком - палеоботанические данные).

Особое место среди виднейших ботаников-географов занимает А. Декандоль. По широте охвата ботанических наук в их комплексе, глубине проработки актуальнейших научных проблем в связи с решением практических задач этого ученого можно сравнить лишь с К. Линнеем. Что касается проблем исторической географии, то с полным основанием можно считать, что именно А. Декандоль впервые обобщил накопленный историей фактический материал, осуществил синтез воззрений своих видных предшественников и обосновал новую ботанико-географическую науку - историческую географию растений.

В двухтомной "Географии растений" (1855) ученый формулирует основную задачу, которую поставил перед собой: найти законы распространения растений на Земле при посредстве ограниченного числа фактов, которые могли бы служить основой и доказательством. Следует отметить, что масштабностью ботанико-географического мышления и видения перспектив А. Декандоль был обязан учителям - А. Гумбольдту и своему отцу О. Декандолю. Последний точно указал на важность изучения географии растений для сельского хозяйства. Отчасти в данной связи А. Декандоль предельно ясно сформулировал три задачи исторической географии для своего времени:

· установление влияния на географическое распространение организмов условий среды, действующих в настоящее время;

· поиски других причин (явлений), которые действовали в каждой из частей света и в каждую эпоху;

· выделение на основе решения первых двух задач законов смены и географического распространения организмов.

К разработке проблем исторической географии растений А. Декандоль подходил комплексно, будучи одновременно крупнейшим флористом, фитогеографом и систематиком. Он впервые обстоятельно исследовал историю флоры отдельных семейств (от палеогена до наших дней) на фоне климатических и географических изменений. В указанной работе заложены перспективные начала изучения генезиса флор, т. е. новой отрасли фитогеографии - флорогенетики.

В приведенной работе А. Декандолю не удалось решить поставленную задачу фундаментально: недоставало одного решающего звена - общей методологической основы - эволюционной концепции. Способы решения и само решение поставленных задач появились у ученого с выходом в свет "Происхождения видов" Ч. Дарвина (1859). Будучи уже знаменитым ученым, А. Декандоль, как и большинство передовых ботаников мира (Бентам, Гуккер, Аза-Грей и др.), не только сразу воспринял эволюционную теорию Ч. Дарвина, но и стал ее горячим приверженцем. Всю мощь эволюционной теории ученый использовал в итоговой работе "Происхождение культурных растений", вышедшей отдельной книгой в 1882 г. (русский перевод профессора Петербургского университета X. Гоби опубликован в 1885 г.).

Многие ученые справедливо отмечали, что исконная родина большинства видов культурных растений стала известной благодаря работам А. Декандоля. Намного позднее Н. Вавилов в классическом исследовании "Центры происхождения культурных растений" (1926) утверждал, что его теория ведет начало от работ А. Декандоля и служит ее углублением и расширением.

Исключительно большой вклад в развитие исторической географии сделал талантливый немецкий ботаник А. Энглер. Его фундаментальный труд "Опыт истории развития растительного мира, в особенности флористических областей третичного периода" (1879 - 1882) явился в науке крупным шагом вперед и сегодня не потерял своей актуальности. Как и О. Декандоль, А. Энглер был одновременно и систематиком растений в широком смысле, и ботаником-географом. Поэтому многие его идеи и мысли оказались исключительно плодотворными. Например, он предложил для выяснения родственных отношений между видами использовать географический критерий (анализ географических ареалов).

Вторая половина XIX столетия ознаменовалась серией замечательных работ русских ботаников. Будучи работами региональными, они, естественно, уступали по широте охвата и обобщений работам А. Энглера. Однако глубиной и оригинальностью исследования, равно как и достоверностью выводов, русская школа ботаников-географов зарекомендовала себя с самой лучшей стороны. Особого внимания заслуживает монументальная "Байкало-Даурская флора" Н. Турчанинова (1842 - 1857), включающая 1454 вида. Автор сравнивает ее с флорами других стран и областей, отмечая сходства и различия. Вывод, к которому пришел ученый, имеет важное значение для исторической географии растений: флора Байкала и Даурии по составу видов близка к флоре Северо-Восточной Сибири, Камчатки и Северного Китая, в меньшей мере - к флоре Северной Америки.

Затем в 1866 г. была издана книга основоположника русской исторической географии академика Ф. Рупрехта "Геоботанические исследования чернозема". На основании анализа флоры и растительности разных территорий России он пришел к заключению, что заселение указанных территорий происходило в разное геологическое время и что возраст этих территорий неодинаков. Ф. Рупрехт положил начало изучению злободневных вопросов, связанных с происхождением и развитием степи.

Упомянутая проблема получила дальнейшее развитие в классической работе Д. Литвинова "Геоботанические заметки и флора Европейской России", опубликованной в 1890 г. Геоботанику - один из разделов географии растений, Д. Литвинов понимал как науку, изучающую связь растений с историей страны. Он вскрыл особенности флоры России, которые можно объяснить только геологической историей Русской равнины в третичное и четвертичное время. Энергичным продолжателем этого направления явился И. Пачоский. Его великолепная работа "Основные черты в развитии флоры Юго-Западной России" (1910) стала с тех пор настольной книгой ботаников-географов.

Видное место в развитии знаний по истории флоры и растительности, а также в разработке методологии исследований на основе дарвинизма принадлежит школе профессора С.-Петербургского университета А. Бекетова (1825 - 1902). Ядром школы была славная когорта его учеников в составе К. Тимирязева, А. Краснова, Н. Кузнецова, В. Комарова. Научные исследования А. Бекетова и его талантливых учеников проникнуты плодотворными идеями исторического развития природы, дарвинизма. Эти идеи наиболее глубоко и точно сформулировал К. Тимирязев в знаменитом труде "Исторический метод биологии" '(1892 - 1895).

Большой диапазон научных интересов и высокая продуктивность труда характеризуют деятельность А. Бекетова. Отметим, помимо учебника "География растений", приоритет ученого в установлении степной зоны (а также предстепья - лесостепи), опоясывающей нашу планету почти сплошным кольцом. Говоря о А. Бекетове как о крупнейшем ботанике-географе, необходимо отметить и его роль как основоположника эволюционной морфологии растений. Он первый поставил грандиозную задачу выявить историю развития и законы становления жизненных форм у растений.

В разработку проблем исторической географии растений весомый вклад внес А. Краснов. Отличительной чертой его как исследователя была зоркость видения исторических процессов формирования флор на основе анализа их современного состава. Разработанный метод ученый демонстрирует в работе "Опыт истории развития флоры южной части Восточного Тянь-Шаня" (1888).

Флору каждой отдельно взятой страны он обозначает формулой F = f₁ + f₂ + f₃, где F - все виды, представленные в данной флоре; f₁ - число видов, оставшихся с древних времен (аутохтонных) и не изменившихся под давлением среды; f₂ - число видов также аутохтонных, но изменившихся под давлением условий среды; f₃ - число пришлых видов-иммигрантов. На основе предложенного метода А. Краснов приходит к следующим выводам:

флоры Колхиды и Японии полностью аутохтонны и практически не изменились с давних времен, т. е, F = f₁;

флора Средней Азии хотя и аутохтонна, но существенно видоизменена под влиянием условий жизни (F = f₂);

флора Северной и Средней Европы состоит в основном из пришлых видов - иммигрантов (F =f₃).

На основе анализа флор мира в аспекте исторической географии растений А. Краснов успешно прогнозировал эффект интродукции растений для обогащения ассортимента возделываемых сельскохозяйственных растений, равно как и декоративных и лесных пород. Научной экспериментальной базой работ ученого послужил организованный им Батумский ботанический сад. Ценными руководствами для агрономов, занятых введением новых культур - интродукцией, могут служить многие научные публикации А. Краснова, две наиболее фундаментальные среди них: "Чайные округи субтропических областей Азии" (т. I - 1897 и т. II - 1898); "Курс землеведения" (1899).

Следующее поколение отечественных исследователей истории происхождения и развития внетропических флор и растительности активно работало в советский период, который ознаменован гигантскими масштабами исследовательских работ, развернувшихся на огромной территории. Достаточно назвать хотя бы хозяйственное освоение пустынь Средней Азии и Южного Казахстана, высокогорий Памира, Сибири и Дальнего Востока. Наиболее крупный вклад в развитие исторической географии растений внесли Б. Козо-Полянский, И. Крашенинников, Е. Вульф, М. Попов, М. Ильин, В. Доктуровский, А. Криштофович, А. Ильинский. Всех их тесно объединяет не только единство научной школы и методологии, но и устремленность к решению народнохозяйственных задач.

В. Доктуровский (ботаник-географ и палеоботаник) и его сподвижники-болотоведы осуществили работу огромного масштаба по изучению лесов в четвертичный период на основании пыльцевого анализа торфов. Зная историю лесов хотя бы в недавние геологические времена, можно предвидеть их дальнейшие судьбы в разных природных районах. При разработке научных основ использования и охраны лесов необходимы данные исторической географии растений. Эти данные (достаточно достоверные) были получены на основе разработки и введения в обиход метода пыльцевого анализа.

Титанический труд по сбору и систематизации накопленных знаний по истории флор и растительности нашей планеты взял на себя ботаник-географ Е. Вульф. Его "Историческая география" (1944) и ряд предшествующих работ, посвященных общим проблемам исторической географии, представляют собой высшие достижения мировой науки. В монографии подробно изложена история флор земного шара. Ученый пришел к обоснованному выводу, что центры происхождения многих родов и семейств находятся в тропической зоне Земли. Именно там сосредоточены наиболее примитивные (исходные) виды родов, которые дали производные виды, успешно экспансирующие на север и на юг в состав флор умеренного климата.

Указанное важное положение убедительно подтверждается фактическими данными монографов систематических групп покрытосеменных разных рангов. Известно, например, что семейство Аралиевые (Araliaceae) представлено преимущественно одревесневающими формами (деревьями и кустарниками). Причем травянистые виды упомянутого семейства и формируемые ими фитоценозы сосредоточены в основном в зонах умеренного климата обоих полушарий. Та же закономерность дислокации деревянистых (лигнозных) и травянистых видов четко выражена в составе семейств Мареновые, Бобовые и др.

Многоплановые работы систематика и ботаника-географа М. Попова подняли общетеоретический уровень исторической географии на новую ступень развития. В его работах сочетается богатство идейного и фактического материала. М. Попов был первым из ботаников-географов, внесших весьма существенные коррективы в районирование Земли, предложенное А. Энглером. Установленные А. Энглером регионы флор мира долгое время оставались незыблемыми. Фактами современной дислокации элементов средиземноморской флоры и анализом геологической истории Древнего Средиземноморья М. Попов (1927) убедительно показал, что границы рассматриваемой области простираются до крайних восточных точек Тянь-Шаня, т. е. намного дальше на восток, чем предполагал А. Энглер.

Вывод ученого имеет важнейшее значение для понимания истории развития внетропических флор Северного полушария. М, Попов выдвинул совершенно оригинальную, смелую теорию происхождения самобытной флоры Древнего Средиземноморья. Суть теории в следующем. В умеренных северных широтах Старого Света на южном и северном побережье огромного в третичное время моря Тетис развивались две контрастные "арены" жизни: на севере - лугово-лесная, на юге - явно аридная, пустынная. В представлении М. Попова ксерофильная (пустынная) и мезофильная флоры развиваются параллельно и сталкиваются на всех континентах мира. Генетически они связаны с растительностью тропического пояса, обе содержат древнейшие реликты, и трудно сказать, какая из них более древняя. Соответственно мезотические местообитания стали заселяться относительно мезофильными видами, формирующими флору Гинкго, названную так по имени одного из наиболее репрезентативных видов указанной флоры гинкго двулопастного. Аридные местообитания к югу от Тетиса заселяются засухо- и жароустойчивыми видами, формирующими флору Вельвичии, эмблемой которой стало растение жарких пустынь вельвичия удивительная - Welwitschia mirabilis. По мере усыхания третичного Средиземного моря, осушения его дна две флоры постепенно сближались и наконец соединились в конце третичного геологического периода, когда на оголенном днище Тетиса стали развертываться знойные пустыни Сахары и Турана, а также пустыни Инда и Восточной Аравии. Именно к данному времени относится и грандиозный процесс образования горных систем: Гималайской, Тянь-Шаня, Гиндукуша, Эльбурса. Таким образом, две древние (меловые) могучие флоры "столкнулись" на огромной, исключительно пестрой по экологии "ничейной" территории только что редуцированного (усохшего) моря Тетис.

Наиболее крупная заслуга М. Попова как ботаника-географа в разработке научно-теоретических основ, методики, целей и задач новой отрасли исторической (генетической) географии растений - флорогенетики. Главная задача флорогенетики как науки - изучение закономерностей зарождения, развития и преобразования флор в связи с генетической историей Земли.