Мне часто приходится, назвав свою профессию, объяснять собеседнику, что же это такое - палеоботаника. Итак, палеоботаника - это наука о древних растениях, населявших нашу планету в прошлые геологические эпохи, о строении, разнообразии, экологии, распространении в пространстве и во времени и эволюции этих растений. Палеоботаника, будучи самостоятельной и в значительной степени биологической дисциплиной, "живет" на стыке двух наук - геологии и биологии, и поэтому призвана, взаимодействуя с ними, решать присущие этим наукам задачи. Роль палеоботаники в структуре геологических наук - это обслуживание геологической практики (в первую очередь геологического картирования), взаимодействие с другими геологическими дисциплинами - стратиграфией, литологией, тектоникой, палеоклиматологией. Для биологии палеоботаника - источник ценных сведений о морфологии, систематике, экологии и филогении древних растений, их распространении в земной поверхности в различные геологические эпохи, о растительных сообществах геологического прошлого, о происхождении и эволюции древних флор.
Основу всех палеоботанических исследований составляют морфология, систематика и филогения ископаемых растений. Палеоботанические данные последних двух-трех десятилетий красноречиво показали, что о происхождении, родственных связях, историческом развитии, диверсификации и расселении основных групп растений, особенно таких, как голосеменные и покрытосеменные, немыслимо судить, основываясь только на изучении современных представителей данных групп. Сейчас вполне очевидно, что именно палеоботаника, внимательное и скрупулезное изучение ископаемых растений способны дать важнейший материал для понимания эволюции растений и филогенетических взаимоотношений их основных групп. Зачастую имея дело с невзрачными фрагментами древних растений, палеоботаники, подобно криминалистам, научились извлекать из них ценнейшую информацию, причем детальность подобных исследований иногда просто поразительна и вполне сравнима с детальностью изучения ныне живущих растений. В последние десятилетия особенно значимый прогресс наблюдался в исследовании ископаемых семян и плодов, сведения о которых чрезвычайно важны для систематики и филогении древних растений, а также в изучении ископаемых спор, пыльцы и остатков микроскопических водорослей, широко используемых в геологии для определения возраста горных пород. Вполне обычными стали палеоботанические исследования анатомии растений на клеточном уровне и с применением электронной микроскопии.
Основа любого геологического исследования, в том числе поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, - это геологическая карта. На нее разным цветом наносится распространение горных пород, имеющих определенные возраста. Определением возраста пород и их сопоставлением занимается отрасль геологии - стратиграфия. Роль палеоботаники для разработки и детализации стратиграфических схем континентальных (в том числе угле- и нефтеносных) отложений общеизвестна: нередко в породах, сформировавшихся на суше, из палеонтологических остатков более или менее часто встречаются лишь ископаемые растения, и именно они и являются источником важных сведений о возрасте геологических слоев. Приведу лишь один пример. Долгое время вся огромная территория развития континентальных отложений в Вилюйской впадине на геологических картах была покрашена синим цветом, обозначающим юрский период (200-145 млн лет назад), и именно сборы и исследования ископаемых растений, предпринятые в начале 50-х годов крупнейшим российским палеоботаником В.А.Вахрамеевым, позволили "перекрасить" эти поля в зеленый цвет, убедительно доказав меловой возраст (145-65 млн лет) развитых здесь континентальных толщ. Этот результат повлек за собой пересмотр многих представлений об истории геологического развития, тектоники, времени и условиях угленакопления в данном регионе. Не менее важны ведущиеся в настоящее время российскими палеоботаниками исследования в районах распространения отложений континентального происхождения на севере и востоке европейской России, в угленосных бассейнах Сибири, в Забайкалье, Амурской области, Приморье, на Сахалине, Камчатке и Чукотке.
Палеоботаника также занимается изучением пространственной и временной неоднородности ископаемых флор. Такие исследования называются палеофлористикой и палеофлористическим районированием, их целью является построение карт, на которых показываются фитохории - территории распространения природных совокупностей таксонов растений (таких, как виды, роды, семейства и т.д.). Среди достижений отечественной палеоботаники последних лет следует особо отметить построение "филогенетического древа" фитохорий и соединение палеофлористического районирования кайнозоя с нынешним районированием планеты, позволившим проследить геологическую историю современных фитохорий. Палеофлористическое районирование, несомненно, еще долгое время будет в числе приоритетных направлений палеоботанических исследований.
Около четверти века назад крупнейший российский палеоботаник С.В.Мейен сформулировал концепцию флорогенеза как основного интегрирующего направления палеоботанических исследований. Флорогенетический подход - это более глубокое изучение палеофлористической дифференциации, преемственности в развитии фитохорий, логическое завершение палеофлористики. В его основе лежит исследование эволюции и становления фитохорий в планетарном масштабе, связи изменений и расселения флор с филогенезом и с изменениями палеогеографических обстановок и климата планеты. В данном направлении исследований еще очень много белых пятен. Зачастую мы не знаем причин смен флор, происхождения растений той или иной фитохории, механизма эволюции фитохорий и ее связи с изменениями климата, роли автохтонного развития растений и их миграций, механизма внедрения новых растений в сложившиеся растительные сообщества или замещения старых сообществ новыми. Флорогенетические исследования могут рассматриваться как интегрирующее направление работы на долгие годы многих палеоботанических коллективов.
Распределение на поверхности Земли растений, современных и ископаемых, определяется прежде всего климатом: по словам известного отечественного палеоботаника В.А.Красилова, "климатическая зональность просвечивает в любой фитогеографической классификации". Морфология и анатомия ископаемых растений (строение их листьев, древесины, корневой системы) также дают нам ценные свидетельства о древних климатах. Палеоботанические данные очень важны для палеоклиматологии, причем в последние годы изучение ископаемых растений позволило оценивать древние климаты не только качественно (было жарко или холодно, сухо или влажно), но и количественно. Для этого палеоботаниками был разработан и опробован новый метод расчета палеоклиматических параметров по морфологии листьев древесных двудольных растений. В его основе лежит многомерная статистическая корреляция между набором морфологических признаков этих растений и рядом климатических параметров температуры и влажности - таких, как среднегодовая температура, среднее количество осадков за вегетационный период и др. Эта методика, давая комплекс расчетных количественных палеоклиматических параметров (температуры в градусах Цельсия, влажность в мм), позволяет сравнивать их с данными изотопной палеотермометрии, а также количественно тестировать результаты компьютерных моделей климата. Последнее особенно важно по следующим причинам.
Проблема глобального потепления климата Земли общеизвестна. Для оценки характера, результатов и последствий такого потепления используются климатические компьютерные модели, в первую очередь модели общей циркуляции (GCM). Но как убедиться в адекватности и точности этих моделей - ведь климат будущего, даже не очень отдаленного, мы попросту не знаем? Существует только один источник данных для тестирования GCM - геологическая летопись, один способ проверки моделей - сравнение геологических свидетельств о древнем климате с результатами его моделирования для прошлых эпох с использованием тех же самых GCM, что применяются и для предсказания будущих изменений климата планеты. И такое сравнение было нами проведено, позволив сделать неожиданный и важный вывод: современные, даже наиболее совершенные, GCM не в состоянии воспроизвести климатические параметры внутренних районов Азии в условиях более теплого, чем ныне, климата мелового периода: модели "приписывают" этим районам близкий к современному резко континентальный климат, а геологические, и прежде всего палеоботанические, данные свидетельствуют об умеренно теплом влажном климате с мягкими зимами. Это вызывает серьезные сомнения в применимости существующих GCM для предсказания будущего потепления климата Земли. Однако гораздо важнее здесь другое, а именно то, что неточность современных компьютерных моделей - в недооценке возможных климатических изменений: согласно прогнозам моделирования, при потеплении климат внутриконтинентальных районов (каких в России множество) останется резко континентальным, однако геологические свидетельства о глобально теплом климате мелового периода говорят, что это не так. То есть на самом деле ожидающие нас из-за изменений климата невзгоды могут быть еще значительнее, чем это предсказывают модели.
Как я попытался показать выше на нескольких примерах, у палеоботаники есть свое "законное" место среди естественных наук, свои особые научные задачи как в геологических, так и в биологических исследованиях - задачи, решить которые не под силу другим дисциплинам. Хотя сейчас, в начале XXI века, палеоботаника развивается вполне успешно, не страдая от отсутствия новых интересных идей и перспективных направлений исследования, состояние этой науки в России нельзя назвать беспроблемным. Палеоботаника - одна из тех многочисленных фундаментальных дисциплин, которые плохо себя чувствуют в "интересные времена" общественных потрясений. Неудивительно поэтому, что такие времена, выпавшие на долю России в два последних десятилетия, были тяжелы для отечественной палеоботаники. Хроническое недофинансирование фундаментальных наук и радикальная смена системы общественных и персональных приоритетов не могли не сказаться на этой науке. В 90-е годы прошлого века мы держались, как триста спартанцев, буквально ни на чем. Сейчас положение постепенно выправляется, но назвать его хорошим по-прежнему нельзя. Мы сильно отстали от коллег из других стран в лабораторном оборудовании, заметно сократилось число экспедиций. Но самая больная проблема отечественной палеоботаники - это старение научных коллективов: молодые и способные выпускники вузов редко решаются заняться малооплачиваемой и непрестижной в свете идеалов общества потребления наукой об ископаемых растениях. А это неизбежно ведет к утрате научных школ: ведь известно, что знания и исследовательские навыки передаются не столько в публикациях, сколько при живом общении ученика с учителем.
Но происходившее за два последних десятилетия дало, как ни странно, и положительные результаты. Речь здесь идет не только о ставшем гораздо более доступным общении коллег из разных стран, возможности осуществлять совместные исследовательские проекты и писать статьи в международные журналы, не о большей доступности благодаря интернету научной информации. Надо специально подчеркнуть то громадное значение, которое имеет в науке вообще международное сотрудничество и интеграция опыта ученых разных стран и различных научных школ. Но важно здесь и другое. "Интересные времена" оставили среди палеоботаников лишь тех, кем движет любопытство, желание решать природные головоломки. И надежда на возрождение интереса в обществе к научным исследованиям. Люди же случайные, увы, давно палеоботанику покинули. Когда доктора геолого-минералогических наук и известного барда А.М.Городницкого спросили, почему он не бросил свои научные изыскания, тот ответил: потому что, во-первых, ужасно интересно и, во-вторых, очень обидно за то, что российская наука оказалась в таком упадке. Я думаю, под этими словами подпишется большинство моих коллег-палеоботаников.