Почему черноземы — самые плодородные почвы в мире, и почему ...
Черноземы, формирующиеся в степной и лесостепной зонах, считаются самыми плодородными почвами на планете: все остальные типы почв уступают им и по количеству гумуса, и по важным структурным показателям, влияющим на урожайность. Но почему черноземы такие плодородные, и с чем связан их цвет? Почему, например, в тропиках, где такой чудесный теплый климат, почвы не черные, а зачастую красного цвета, а их плодородие сильно уступает куда более северным черноземам? Сегодня, во Всемирный день почв, призванный напомнить миру о важной роли почвенных ресурсов для населения планеты и продовольственной безопасности, поговорим о наших русских черноземах и других почвах планеты: как они формируются и от каких факторов зависит их плодородие?
Почему чернозем черного цвета и что такое почвенный профиль
Уже в названии этой почвы — чернозем — отражен характерный окрас почвенного профиля: черноземные почвы имеют насыщенный черный или темно серый цвет верхнего почвенного горизонта.
Почвенный профиль — это своеобразный паспорт почвы, сочетание почвенных горизонтов, по которому можно судить о составе почвы, о ее строении и происхождении. И опытный почвовед по одному только взгляду на профиль почвы без труда определит ее тип и место на земном шаре, где она встречается.
Толщина темноокрашенного горизонта, самого верхнего и плодородного, в природных не распаханных черноземах может достигать 120 сантиметров и даже больше.
А причина их характерного цвета — высокое содержание гумуса, которое превышает 5-6 %. В зависимости от природно-климатических условий формируется 5 основных разновидностей черноземов, и почвенный профиль у них тоже разный. При продвижении с севера на юг мы можем наблюдать, как одни черноземы сменяют другие: оподзоленные, выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные. Самое высокое содержание гумуса в типичных черноземах — до 10-15 %.
Гумус — это целый комплекс сложных органических соединений, основу которых составляют гуминовые вещества: гуминовые кислоты, гумин, фульвокислоты. Все эти вещества образуются из отмершей органики в процессе ее разложения под воздействием климатических факторов и при участии почвенных микроорганизмов. В состав гумуса как раз и входят те самые элементы, которые так необходимы для жизни растений и напрямую связаны с плодородием почвы и урожайностью сельскохозяйственных культур: азот, фосфор, кальций, сера и другие.
Помимо черноземов в России широко распространены и другие типы почв:
- глеевые почвы — в зоне тундры и лесотундры;
- подзолы и подзолистые почвы — под тайгой;
- серые лесные почвы — под лиственными лесами;
- каштановые почвы в сухих степях и полупустынях и т.д.
Если же брать нашу планету в целом, то на ней насчитывается более 25 основных типов почв, в каждом из которых существуют свои подтипы. Кроме этого, есть еще азональные типы почв — то есть такие, которые встречаются в разных природных зонах: например, разные типы болотных почв формируются везде, где создаются локальные условия переувлажнения, от тундры до экваториальных лесов. Почему же на Земле так много разных почв?
Какие еще бывают почвы и почему они все такие разные?
Разные типы и подтипы почв распределены по поверхности Земли не хаотично, а в соответствии с законами широтной зональности: каждой природной зоне соответствуют свои типы почв. Например, в степях будут разного типа черноземы, под сосновыми лесами — подзолистые почвы, а под амазонской сельвой — разные типы красных ферраллитных почв. При этом в одной природной зоне: степи, лесостепи, тропических лесах и т.д. — могут встречаться разные подтипы почв. Это связано с тем, что помимо климата и обусловленной им растительности на процессы почвообразования влияет также структура и химический состав подстилающей горной породы — того самого основания, на котором формируется почва.
Состав и свойства подстилающей породы влияют и на геохимию почвенного профиля, и на его структурные свойства, например, на водопроницаемость, способность удерживать влагу или, наоборот, быстро пропускать осадки в нижние горизонты и выносить питательные элементы из почвенного профиля. Таким образом, есть минимум три основных фактора, от которых зависит, какая в итоге образуется почва в том или ином регионе земного шара:
- климат;
- растительный покров;
- подстилающая горная порода — материнская порода.
И все многообразие сочетаний этих факторов складывается в удивительную мозаику почв на земном шаре. Давайте посмотрим на примеры некоторых характерных типов почв и содержание в них гумуса, влияющего на плодородие.
Почему в тропиках почвы часто имеют красноватый оттенок?
В тропических широтах в основном формируются различные типы ферраллитных почв, которые имеют яркий красно-бурый или желто-красный оттенок. Этот цвет им придают малорастворимые в воде соединения алюминия и железа, которых достаточно много в материнских породах — ферраллитных корах выветривания. А вот фосфора, калия, магния и гумуса, придающего черный цвет нашим черноземам, в ферраллитных почвах крайне мало. Поэтому плантации сельскохозяйственных культур, таких как кофе, какао, кукуруза, сахарный тростник, расположенные в тропических странах, требуют регулярного внесения большого количества минеральных удобрений.
Содержание гумуса в почвах под влажными тропическими лесами может достигать 10 %, но только в самом верхнем горизонте, до глубины 5 сантиметров. Далее оно резко снижается до 2 %, в то время как в самых богатых гумусом типичных черноземах даже на глубине 1 метра содержание гумуса около 5%. Почему такая разница? И если гумус образуется из отмершей органики, то почему тогда во влажном лесу, где буйство жизни и невероятно большое количество растительных и животных остатков, почвы не такие плодородные, как наши черноземы?
Почему тропические почвы влажных лесов беднее гумусом, чем черноземы
Все мы знаем, что экваториальные и тропические леса — это рекордсмены по биоразнообразию и продуктивности. Например, средняя биомасса растений на 1 гектаре амазонской сельвы — около 356 тонн, в то время как в степном разнотравье, под которым находятся те самые плодородные черноземы, этот показатель достигает лишь 8,5 тонн на 1 гектар. То есть органики во влажных лесах в разы больше, зеленая масса регулярно отмирает, микроорганизмы в теплых условиях среды активны круглый год и постоянно все это перерабатывают. Почему же тогда гумуса там меньше?
Ответить на этот вопрос мы сможем, если обратим внимание на несколько важных отличий, влияющих на процесс образования степных черноземов и ферраллитных почв влажных тропических лесов.
- Дожди. Не просто дожди, а очень большое количество осадков, которое в экваториальных и тропических широтах достигает 1000-3000 мм в год против 300-500 мм в степных зонах со слабоаридным климатом. Гумус в тропиках образуется, но накапливаться не успевает — дожди постоянно вымывают его из верхних горизонтов в нижние. Это так называемый промывной водный режим осадков, при котором вымывается и гумус, и большинство водорастворимых солей и других соединений — остаются лишь те самые нерастворимые соединения алюминия и железа красного цвета. В черноземах же процесс вымывания замедлен: накопление преобладает над вымыванием.
- Разница температурного режима. В тропиках круглый год положительные температуры воздуха, и это обстоятельство способствует хорошему растворению и высокой подвижности минеральных и органических веществ: гумус снова разрушается и вымывается. В зонах степей, в умеренных широтах есть холодный сезон, благодаря которому замедляются процессы выноса гумуса и происходит отмирание биомассы, надземной и подземной. Отмирание корней особенно важно, потому что они привносят больше органики, чем травянистая часть, и улучшают структуру почвы. Удивительно, но именно русская зима с отрицательными температурами — это тот фактор, без которого не было бы черноземов.
- Количество потребителей отмершей органики. В тропиках жизнь кипит — здесь велико разнообразие организмов, поедающих отмершую органику: она просто не успевает аккумулироваться в подстилке и в почве, большая ее часть циркулирует по пищевым цепям. В степных биоценозах биоразнообразие меньше, но вместе с тем его хватает, чтобы переработать отмершую органику. А благодаря холоду и ежегодному отмиранию в почву возвращается все, что из нее было изъято за лето.
- Обилие фульвокислот. В составе гумуса в красноземах тропиков повышено содержание фульвокислот. По сравнению с гуминовыми кислотами они более агрессивны с химической точки зрения: за счет кислой реакции и высокой растворимости в воде они разрушают и минеральную часть почвы, и гуминовые кислоты. И все это активно вымывается из верхних почвенных горизонтов в нижние. В черноземах же такого не наблюдается.
Даже на этом примере мы наглядно видим, что процесс образования определенного типа почвы очень сложен, и свою роль в нем играют очень многие факторы. Однако до определенного момента развития науки почвы изучались в рамках геологии как часть четвертичных отложений. Первым, кто понял, что почва — это самостоятельное природное тело, объяснил вклад основных факторов в процесс почвообразования и в итоге стал основателем почвоведения как отдельной науки, был наш российский ученый Василий Васильевич Докучаев (1846-1903).
Почему Василия Докучаева считают основателем науки почвоведения
Конечно, попытки объяснить и понять, что такое почва, почему она везде разная и как образуется, предпринимались и ранее. Еще Михаил Ломоносов в своем труде "О слоях земных", изданном в 1763 году, высказывал свои мысли на тему происхождения почв и выделял особую роль растений в этом процессе. Но до Докучаева почва изучалась в разделе геологии, да и сам Василий Васильевич, будучи геологом и минералогом, изначально исследовал почвы Русской равнины как часть геологической среды.
В 1875-1879 годах Докучаев принимает участие в работе над картой «Картография Русских почв», изданной в 1875-1879 годах. А в 1877 году он становится руководителем так называемой «черноземной комиссии» — группы специалистов, которая занималась изучением черноземов, исследуя в том числе и причины масштабной засухи и неурожаев 1876 года. Результатом многолетних полевых экспедиций и комплексного исследования черноземов Русской равнины стала защита докторской диссертации и монография «Русский чернозем», где Докучаев уже рассматривал почвы как самостоятельный объект исследования в рамках новой научной дисциплины — почвоведения.
Сегодня Василий Васильевич Докучаев признан во всем мире как основоположник почвоведения и географии почв. При непосредственном участии Докучаева и на основании почвенных образцов, собранных им во время экспедиций, в 1904 году в Санкт-Петербурге был открыт первый в мире музей, посвященный почвам. Сегодня это Центральный музей почвоведения имени В. В. Докучаева — грандиозное собрание уникальных архивных документов и почвенных монолитов: в основном фонде музея хранится более 400 образцов почв, привезенных из разных уголков земного шара.
Василий Васильевич Докучаев полагал, что русский чернозем — это коренное, ни с чем не сравнимое богатство России. И до сих пор благодаря этому богатству Россия остается в числе мировых лидеров по экспорту пшеницы.
Почему русские черноземы называют национальным достоянием
Черноземы есть не только в России: эти почвы встречаются и в Китае, и в Казахстане, и в США, и в Канаде, и в других странах мира. В России черноземы занимают 6,8 % от площади страны — то есть у нас около 115 миллионов гектар этих плодороднейших земель.
Правда, после распашки целины плодородие черноземов снижается и приходится прибегать к помощи минеральных удобрений, но их требуется меньше, чем на других типах почв, в том числе и за счет хороших влагоудерживающих свойств черноземов.
Черноземы формируются в умеренном климатическом поясе, в природных зонах лесостепей и степей под травянистыми растительными сообществами в условиях недостаточного увлажнения или умеренного увлажнения. В лесостепях черноземы могут формироваться под участками широколиственных лесов — например, под светлыми дубравами паркового типа, где распространены оподзоленные черноземы.
Известно, что южные окраины Древней Руси, лежащие в зонах лесостепи с плодородными черноземами, активно распахивались с начала основания государства, т.е. с IX века. В более северных регионах, например, в Новгородских и Смоленских землях, лесостепей с черноземами уже не было, и здесь практиковали подсечное земледелие: под пашни вырубали участки с широколиственными и смешанными лесами, под которыми преобладали довольно плодородные серые лесные почвы и не очень благоприятные для земледелия подзолистые почвы. Что качается южных степных регионов с большими площадями черноземов, то они вошли в состав Российского государства лишь к концу XVI века и начали активно осваиваться с XVII века. Большая часть черноземов России расположена в нескольких федеральных округах страны:
- Центральный федеральный округ: Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая, Тамбовская области;
- Приволжский федеральный округ: Саратовская, Самарская, Оренбургская, Ульяновская области, Республика Татарстан, Республика Чувашия;
- Южный федеральный округ: Краснодарский край, Ростовская и Волгоградская области;
- Северо-Кавказский федеральный округ: Ставропольский край;
- Уральский федеральный округ: Челябинская и Курганская области;
- Сибирский федеральный округ: Омская и Кемеровская области, Алтайский край, Республика Хакасия;
- Черноземы есть также в Новороссии: Донецкая Народная республика, Луганская Народная республика, Запорожская и Херсонская области.
На сегодняшний день площади с черноземами в нашей стране распаханы более чем на 70 %.
Экспорт зерна, и прежде всего пшеницы, всегда был важной статьей дохода отечественного бюджета: и во времена Российской империи, и в период СССР, и в истории современной России. В 1908-1912 годах на долю российской империи приходилось около 35 % мирового экспорта по основным зерновым культурам — рожь, овес, ячмень и кукуруза, а общие поставки составляли около 11 млн тонн ежегодно. Активно экспортировали зерновые и в СССР. В 1950-1960-х на первое место среди экспортных культур вышла пшеница: в 1960 году страна реализовала на мировом рынке более 5,6 млн тонн пшеницы и более 1 тонны других зерновых.
Эта тенденция сохраняется и в XXI веке. Например, с июля 2024 года по июнь 2025 года экспорт пшеницы из России составил 44 млн тонн, а общие поставки зерновых культур — около 53 млн тонн. И если сравнивать с другими крупными экспортерами — странами ЕС, США, Канадой, то доля России на мировом рынке экспорта зерна в последние годы составляет 20-25 %.
Конечно, Россия занимает лидирующие позиции среди мировых экспортеров пшеницы не только благодаря чернозему: здесь важны и правильная агротехника, и целенаправленная селекционная работа, и общий уровень развития сельского хозяйства. Но успешное выращивание пшеницы и развитие этого экспортного направления в России стало возможным именно благодаря благоприятным климатическим условиям и наличию в нашей стране уникальных высокопродуктивных почв — черноземов.
Автор текста Ольга Фролова
Изображение на обложке: Freepik
Византийское золото: тысячелетняя история
Вряд ли будет преувеличением сказать, что каждый в детстве ребенок мечтал бы найти клад с золотом. Повзрослев, некоторые дети в каком-то смысле воплощают свою мечту и становятся нумизматами — коллекционерами и исследователями старинных монет. Среди них особое место занимают монеты Византии — государства, оказавшего особое влияние на историю нашей страны, в том числе через золотые монеты, которые чеканили ее правители. Увидеть их своими глазами можно на выставке «От рассвета до заката: византийские монеты из коллекции Г.А. Щетинина», которая недавно открылась в Государственном изобразительном музее имени А.С. Пушкина. В состав камерной экспозиции вошли 64 золотые и 2 серебряные монеты, созданные в Византии в IV–XIV веках и отменно сохранившиеся до наших дней. А подробнее о том, чем примечательно византийское золото, расскажем в этой статье.
Весной 1928 года в городе Никольске-Уссурийском Приморского края родился мальчик. Он вырос в семье военного и в 1942 в возрасте четырнадцати лет сбежал на фронт, чтобы служить в разведке. После войны он перебрался в Москву, где поступил в пограничное училище. Казалось бы, юношу ждала военная карьера, однако с детства у него было еще одно необычное увлечение — он собирал старинные монеты. В начале 1960-х годов он всерьез занялся нумизматикой и вскоре после возглавил Московское Нумизматическое общество. Имя героя Великой Отечественной — Герольд Александрович Щетинин — стало широко известным в кругах любителей старинных монет, однако собранную им за десятилетия коллекцию долгое время практически никто не видел. Все изменилось совсем недавно, в 2023 году, когда Щетинин решил передать ее в ГМИИ имени А.С. Пушкина. И вот два года спустя легендарная коллекция стала основой интереснейшей выставки, для которой сотрудники Пушкинского отобрали наиболее интересную и сохранную ее часть — золотые монеты, которые чеканились в Византии на протяжении более чем одиннадцати столетий. В этой статье рассказываем об истории византийской золотой чеканки, а также о том, чтó при помощи монет византийские императоры хотели сказать своим подданным и как образ Христа на них уживался с образом Зевса.
Империя, которой не было
Начать стоит с того, что такого государства, как Византия, не существовало. Так называлась восточная часть Римской империи, которая никуда не исчезла после того, как варварские племена завоевали западную часть в 476 году н.э. Восточная же просуществовала еще почти тысячу лет — до 1453 года, когда Константинополь пал под ударами турок-османов. Поэтому нет ничего удивительного в том, что сами византийцы совершенно искренне считали себя римлянами, ромеями по-гречески. Что касается названия Византия, то оно было придумано учеными только в эпоху Возрождения: Визáнтием в древности назывался небольшой городок на месте будущего Константинополя.
Основателем новой столицы и вместе с тем самой Византии традиционно считается Константин I Великий (306-337) — первый император, принявший христианство и уравнявший последователей новой веры в правах с язычниками. С его же именем связано и введение новой золотой монеты — сóлида.
Солид — чистое константинопольское золото
Это название происходит от латинского слова solidus, что означает «твердый», «надежный». Под надежностью имелось в виду стабильное качество и вес монеты — каждый солид состоял из золота на 98-99 %, и по крайней мере в теории должен был весить 4,55 грамма, то есть ровно 1/72 часть римского фунта, который, в свою очередь, весил 327,45 грамма. На практике, конечно, были погрешности, но власти допускали отклонение от нормы, хотя и не более чем на полграмма.
На оборотной стороне золотых византийских солидов раннего времени зачастую встречается загадочное сокращение CON OB. Ученые долго ломали голову над этой загадкой, но в конце концов ответ был найден: вероятнее всего, оно расшифровывается как Con[stantinopoli] ob[ryziacum], то есть «чистое константинопольское золото». Именно в Константинополе, столице империи, находился главный монетный двор, а поэтому сокращение CON OB как знак качества впоследствии стали штамповать и на монетах, выпущенных в других частях государства. Кстати, у этой загадки есть еще один смысл. Дело в том, что в греческом языке, где числа записывались при помощи букв, OB означает еще и число 72 — ровно столько солидов, как мы помним, умещалось в римском фунте.
Христос и Зевс в одном лице: что изображали на византийских монетах
Император Константин и его преемники во многом следовали античной традиции чеканки монет, поэтому солиды несут позднеримские и раннехристианские черты одновременно. Например, образ императора на этих монетах все еще обладает портретным сходством с изображаемым человеком — такой вывод можно сделать, сравнив внешность Константина на его монетах со знаменитым мраморным бюстом из Капитолийских музеев в Риме. На оборотной же стороне солида зачастую можно видеть языческую богиню Викторию (прим. ред.: богиня победы в римском пантеоне), однако в руке она держит уже не пальмовую ветвь, а большой украшенный жемчугом крест. Вместе с тем на монетах IV–V веков появляется хризма — монограмма имени Христа, украшающая шлем императора. Со временем христианских элементов на монетах становится все больше: в VI веке в руках правителя оказывается держава, а над его головой из облаков возникает Десница Божья, держащая императорский венец. Все эти символы призваны донести до подданных идею о том, что император — наместник Бога на земле, — а власть его носит божественный характер.
Причудливое сочетание языческих и христианских черт особенно ярко проявляется в первых изображениях Христа, возникающих на монетах в самом конце VII века. При императоре Юстиниане II (он правил дважды — в 685–695 и в 705–711 годах) так называемый Трулльский церковный собор постановил, что Спасителя следует изображать в его человеческом облике. Последствием этого решения стало появление на солидах Юстиниана II образа Христа, скопированного с античной статуи Зевса Олимпийского работы Фидия (V век до н.э.), память о которой к тому времени была еще жива. Это был античного вида мужчина среднего возраста с бородой и длинными волосами, который при этом держал в руках христианские атрибуты. Образ Христа периода второго правления Юстиниана разительно отличается от первого: теперь это молодой мужчина с восточными чертами лица и кудрявой шевелюрой, отчего этот тип получил название Сирийского. Любопытно, что после этого изображение Христа на византийских монетах пропадает почти на полтора столетия.
Прощай, солид! Византийские монеты в эпоху перемен
В VIII и первой половине IX века Византия вступает в очень сложный период своей истории — период иконоборчества. Многие императоры этой эпохи включаются в активную борьбу со злоупотреблениями в почитании икон, которое христианские мыслители приравнивали к идолопоклонству. Это не могло не сказаться на иконографической программе византийских монет. Все христианские символы, за исключением креста, в это время были запрещены, а чеканщики акцентировали внимание на изображениях правителей. Уникальным явлением этого времени стала традиция изображать на реверсе монеты портреты умерших отцов и дедов правящих императоров. Нередко их образы сопровождались пояснениями: pater, то есть «отец», или pap’ — сокращение от греческого pappous, «дед». Доходило до того, что на одной монете теснилась вся семья правителя в трех поколениях. Например, на лицевой стороне солида Константина VI (780–797) изображен сам император и его мать Ирина, а на оборотной — его отец Лев IV (775–780), дед Константин V (741–775) и прадед Лев III (717–741).
К концу иконоборческой эпохи Византия давно уже была грекоязычной империей. Именно поэтому, когда из религиозного потрясения она попадает в потрясение экономическое, император Никифор II Фока (963–969), вводя новую золотую монету уменьшенного веса для экономии казенных средств, дает ей греческое название. Она называлась номисма тетартерóн и была всего на треть грамма легче прежнего солида, который, кстати, тоже получил греческое имя — номисма стáмена, то есть «устойчивая». Казалось бы, треть грамма — разница не очень существенная, однако византийские менялы очень неохотно принимали их на рынке. Императоры же были вполне довольны такими нововведениями: налоги они принимали только номисмой стамена, а вот выплаты из казны делали тетартеронами.
При преемниках императора Никифора II содержание золота в византийских монетах начинает неуклонно снижаться, а концу XI века номисма тетартерон вообще целиком чеканится из серебра. Судьба бывшего солида, то есть номисмы стамена, оказалась не более завидной: вместо плоской он приобрел выпукло-выгнутую форму и стал чеканиться на более тонком и широком кружке, чем это было раньше. «По всей видимости, это было связано с тем, что такая форма обеспечивала монете необходимую прочность, поскольку монетные заготовки с середины XI века становятся более тонкими» — поясняет заведующий отделом нумизматики Пушкинского музея Сергей Коваленко.
В погоне за золотом: последние века Византии
1204 год стал кульминацией экономической и военной катастрофы в истории Византии. В этом году западноевропейские рыцари-крестоносцы, поддавшись уговорам венецианцев, захватили Константинополь и учинили в столице страшные погромы. Империя распалась на несколько самостоятельных государств и была объединена лишь в 1261 году новым императором из династии Палеологов Михаилом VIII (1261-1282). С этого времени константинопольский монетный двор возобновил чеканку золотой монеты, однако она была далека от прежнего стандарта. При Михаиле VIII она содержала лишь 70% золота, а при его сыне Андронике II (1282-1328) — 60%.
Иконография монетных изображений XIV–XV веков тоже серьезно меняется: в ней явственно ощущается бедственное положение империи, буквально прижатой турками к берегам Эгейского и Черного морей. Андроник II Палеолог чеканит монету, на лицевой стороне которой изображен бюст Богоматери Оранты, молящейся о защите города, крепостных стен и башен, которыми она окружена. Обратная сторона являет нам самого императора, простершегося ниц перед фигурой Христа, благословляющего его на царство.
К середине XV века от Византии остается лишь Константинополь с предместьями и несколько островов в Эгейском море — турецкий султан практически стоял у ворот столицы. Уже в 1367 г. византийские императоры перестали чеканить золотые монеты, на смену которым пришли три типа серебряных и два типа медных монет. Примечательно, что именно в это время на медных монетах мелькают изображения двуглавого орла, воспринятого затем в качестве государственного символа московскими царями. Впрочем, до сих пор неясно, был ли он знаком власти императора Византии или правителя рангом пониже — деспота Мореи (прим. ред.: один из высших придворных титулов в Византии, а после 1204 года — титул правителей некоторых независимых государств, как Морея; происходит от греческого «деспотис»). Как бы то ни было, в 1453 году история Византии завершается, но монетное дело империи не исчезает бесследно. Его традиция продолжила жить в Древней Руси и в Московском царстве, которые испытывали ее колоссальное влияние на протяжении столетий. Однако это уже совсем другая история…
Автор текста: Александр Ковалев
Изображения на обложке: ГМИИ имени А. С. Пушкина; Freepik
За миллионы лет до нас… Что и как изучает палеонтология?
В глубине нашей планеты скрыто множество ценной информации о биоразнообразии, эволюционных путях, климате, культуре и других секретах древнего мира. В числе множества наук, изучающих прошлое нашей планеты, едва ли не самая увлекательная — палеонтология, входящая в число наук о жизни. Палеонтологи стремятся восстановить облик и подробности жизни существ, обитавших миллионы, а иногда и миллиарды лет назад. В этой статье мы погрузимся в мир палеонтологии, узнаем историю ее развития и современные достижения, а также приведем несколько занимательных фактов об этой науке.
Что изучает палеонтология?
Палеонтология изучает живые организмы, обитавшие на Земле в прошлом. В научной практике зачастую используется условная граница, отделяющая древних животных от современных — 11 700 лет назад. Примерно в то время завершился последний на текущий момент ледниковый период, что ознаменовало наступление эпохи голоцена, в которую живем и мы с вами. Название науки образовано от 3 древнегреческих слов: «παλαιός», «ὄντος» и «λόγος» (прим. ред.: «палеос», «онтос» и «логос»). В переводе на русский язык это означает «учение о древних существах».
Основным объектом изучения палеонтологии являются окаменелости, которые также называют ископаемыми остатками, или фоссилиями. Фоссилизация — это процесс, при котором погибшие живые организмы сохраняются в породах или других структурах. Давайте рассмотрим основные типы фоссилизации, чтобы понять, какие именно окаменелости могут изучать палеонтологи.
- Перминерализация — вещества твердых органических остатков, таких как кости, зубы или раковины, постепенно замещаются минералами, при этом сохраняя свою первоначальную структуру. Большинство обнаруженных скелетов динозавров уцелели именно благодаря перминерализации.
- Карбонизация — в процессе разложения органических веществ в мягких тканях остается только углерод. Из него формируется тонкая пленка, предотвращающая деформацию. Карбонизация характерна для таких остатков, как перья, кора и листья.
- Субфоссилизация — редкое явление, при котором могут сохраняться как части скелета, так и мягкие ткани. Функцию консервирующей среды могут выполнять ледники, битумы или же вулканический пепел. Самым распространенным примером являются мамонты, остатки которых сохранились в вечной мерзлоте. Также к субфоссилиям часто относят насекомых, застывших в янтаре. Однако они доступны лишь для внешнего осмотра, так как попытки извлечь организмы из янтарной смолы вроде тех, что так живописно, но увы, недостоверно, показаны в знаменитом фильме «Парк юрского периода», приводят к их разрушению.
- Ихнофоссилии — к этому типу относятся не сами остатки, а следы жизнедеятельности древних организмов. В процессе разложения они часто оставляют в породах отпечатки, например, следы лап и другие пустые пространства, которые со временем заполняются минералами и сохраняют свою форму. Ихнофоссилии нередко дают больше информации, чем окаменевшие скелеты, ведь они наглядно демонстрируют внешний вид организма в целом, а не только его кости.
Основные разделы палеонтологии и ее взаимодействие с другими науками
Многие воспринимают палеонтологию как коллекционирование окаменелостей, однако ее цель значительно шире. Ученые стремятся реконструировать прошлое Земли, понять, как организмы эволюционировали и взаимодействовали друг с другом, почему одни существа вымирали, а другие оказывались приспособленными к изменившимся условиям. При этом в общей структуре палеонтологии как науки существуют специализированные дисциплины, тесно связанные друг с другом.
Одним из самых обширных разделов, который зачастую используют как синоним палеонтологии, является палеобиология. Ученые-палеобиологи через изучение внешнего вида древних существ формируют представление об их происхождении и эволюции, а также адаптационных функциях и поведении. Палеобиология включает 3 основных подраздела:
- палеозоология — изучает ископаемых животных;
- палеоботаника — фокусируется на растениях прошлого;
- микропалеонтология — исследует окаменелости микроорганизмов.
Палеонтологию нельзя назвать обособленной наукой, ведь она находится в тесной связи с другими дисциплинами. В значительной степени это касается геологии, ведь слои горных пород представляют собой основное поле деятельности палеонтологов. Сочетание исследовательских методов из разных научных областей дает ученым возможность точнее определять возраст как самих пород, так и заключенных в них ископаемых остатков.
Кроме того, палеонтологические открытия вносят значительный вклад в развитие биологической систематики, распределяющей живые организмы по классам, отрядам, семействам и другим таксономическим рангам (прим. ред.: таксоны — это иерархические группы живых организмов, объединенных по общим признакам). Важную роль в этом вопросе играет генетика, с помощью которой ученые могут сравнивать геномы современных и ископаемых существ, корректируя структуру эволюционных ветвей.
Палеонтологию часто объединяют с антропологией и археологией, так как представители всех трех дисциплин участвуют в раскопках, используют схожие методы и стараются понять что-либо о далеком прошлом. Однако главный объект изучения как антропологии, так и археологии — это современный человек, Homo sapiens.
Чтобы лучше понять, чем эти науки отличаются от палеонтологии и в чем с ней сходны, давайте определим их ключевые особенности.
- Антропологи исследуют происхождение и биологическую природу человека, а также развитие культуры и социальных структур.
- Археологи делают акцент на материальных ценностях человечества, изучая древние сооружения, орудия труда и предметы быта.
- Палеонтологи изучают древнюю жизнь во всем ее многообразии, не фокусируясь исключительно на человеке.
Древние представления об окаменелостях и первые палеонтологические гипотезы
Люди начали находить окаменелости еще в доисторические времена, задолго до того, как сформировались первые цивилизации. Десятки тысяч лет назад фоссилии могли использоваться как религиозные артефакты или предметы декора. Первое задокументированное упоминание ископаемых остатков относится к VI веку до н.э. Древнегреческий философ Ксенофан писал о том, что вдали от моря ему приходилось видеть камни в форме раковин и морских гребешков. На этом основании он делал вывод, что в прошлом эта суша была покрыта водой.
В мифологиях самых разных древних культур, не контактировавших друг с другом, появлялись легенды о драконах — гигантских огнедышащих летающих существах. Согласно распространенной гипотезе, прообразом всех этих вымышленных созданий могли служить ископаемые остатки динозавров и других вымерших рептилий. Считается, что циклопы появились в древнегреческих мифах благодаря фрагментам черепов мамонтов, носовые отверстия которых сильно напоминали глаз, расположенный по центру головы.
Человеком, предвосхитившим возникновение палеонтологии как науки считается выдающийся деятель науки и искусства эпохи Ренессанса Леонардо да Винчи. В то время, т.е в конце XV - XVI века распространение окаменевших морских организмов было принято объяснять библейским Всемирным потопом или же «шутками природы» — многие отказывались признавать связь окаменелостей с живыми организмами. Однако да Винчи разработал собственную гипотезу, которую изложил в трактате «Лестерский кодекс», написанном с 1504 по 1510 год. В нем Леонардо приводил следующие аргу













