Книга: Жизнь на Земле. Естественная история

2. Созидание тела

<<< Назад
Вперед >>>

2. Созидание тела


Большой Барьерный Риф — это богатейший карнавал жизни. Приливы, вскипающие волнами на коралловых выступах, заряжают воду кислородом, а тропическое солнце прогревает ее и пронизывает светом. Тут благоденствуют чуть ли не все основные формы морских животных. Фосфоресцирующие лиловые глаза выглядывают из раковин, черные морские ежи перебирают иглами, двигаясь на них, точно на ходулях, по песку рассыпаны лазурные морские звезды, а из дырочек в гладкой поверхности кораллов разворачиваются прихотливые розетки. Нырните в прозрачную воду и приподымите какой-нибудь камень. Плоская лента, вся в желтых и алых полосках, уплывет прочь, изящно изгибаясь, а изумрудно-зеленая звезда словно покатится на извивающихся лучах в поисках нового укромного приюта.

От этого разнообразия голова идет кругом, но если исключить примитивные существа — медуз и кораллов, которых мы уже рассмотрели, и гораздо более развитых позвоночных — рыб, практически все остальные могут быть разнесены по трем основным группам: животные с раковинами вроде двустворчатых и брюхоногих моллюсков, а также морских улиток; радиально симметричные животные вроде морских звезд и морских ежей и, наконец, животные с удлиненными сегментированными телами от многощетинковых червей до креветок и омаров.

Принципы строения всех этих разных типов тел настолько различны, что просто невозможно поверить в их родство между собой — разве только у самого основания древа эволюции. Между тем палеонтологическая летопись подтверждает, что родство тут имеется. Все эти группы состоят из обитателей моря, и остатки их настолько многочисленны, что подробности генеалогических судеб каждой из них можно проследить в прошлое на сотни миллионов лет. Обрывы Большого Каньона свидетельствуют, что животные, не имевшие спинного хребта — беспозвоночные, — возникли задолго до позвоночных, таких, как рыбы. Но непосредственно под слоем слегка складчатого известняка, который содержит наиболее древние остатки беспозвоночных, характер пластов резко меняется. Тут породы очень сильно смещены и изломаны. Некогда из них слагались горы, которые со временем подверглись эрозии, а затем были залиты морем и покрылись слоями известняка. Этот эпизод в их истории длился многие миллионы лет, и от него не осталось никаких отложений. Другими словами, стык пород означает значительный пробел в палеонтологической летописи. И чтобы проследить беспозвоночных до самых их истоков, необходимо найти другое место, где осадки не только продолжали непрерывно откладываться на протяжении этого решающего периода, но и сохранились в относительно непотревоженном виде.

Таких мест немного, и одно из них находится в Атласских горах в Марокко. Голые склоны к западу от Агадира сложены из голубых песчаников, настолько твердых, что они звенят под молотками охотников за окаменелостями. Пласты пород чуть приподняты, но в остальном не пострадали от движения земной коры. На перевалах в них попадаются окаменелости — не очень много, но, если хорошенько поискать, можно собрать обширную коллекцию различных видов. Все окаменелости, обнаруженные в породах этой эпохи в любой точке мира, относятся к одной из трех основных групп, которые мы описали на рифе: плеченогие — крохотные ракушки величиной с ноготь мизинца, радиально-симметричные организмы, напоминающие цветы на стебельке (так называемые морские лилии), и трилобиты — сегментированные существа, похожие на мокриц.

Возраст песчаников в верхней части марокканских пластов составляет около 560 млн. лет. Под ними еще на сотни метров вниз уходит много слоев, словно бы точно таких же. И уж казалось бы, они-то должны содержать сведения о происхождении этих трех крупнейших групп беспозвоночных.

Но это не так. Стоит спуститься ниже по склону, и окаменелости внезапно исчезают вовсе. Известняк там ничем не отличается от известняка у перевала, так что и моря, в которых он отлагался, как будто должны были бы мало отличаться от морей, оставивших после себя породы с окаменелостями. Каких-либо признаков резких изменений физических условий обнаружить не удалось. Просто с какого-то момента в иле, покрывавшем морское дно, появились раковины животных — а до этого их там не было.

Такое внезапное начало летописи окаменелостей характерно не только для марокканских пород, хотя в них оно выявляется особенно четко. То же самое наблюдается почти во всех породах той эпохи, где бы их ни находили. Однако микроокаменелости в кремнях озера Верхнего и южноафриканских кремнях показывают, что жизнь возникла задолго до этого. В нашем гипотетическом году жизни окаменелые раковины появляются лишь в первых числах ноября. Следовательно, весьма значительная часть жизни в породах не засвидетельствована: лишь с этого позднего времени (примерно 600 млн. лет назад) несколько различных групп организмов начинают оставлять память о себе, вырабатывая раковины. Почему произошла эта неожиданная перемена, мы не знаем. Быть может, до этого температура морей оставалась неподходящей или их химический состав не благоприятствовал выпадению извести, из которой в подавляющем большинстве состоят раковины и скелеты морских животных. Но какой бы ни была причина, сведения о происхождении беспозвоночных мы должны искать где-то еще.

Некоторые живые данные можно найти на Большом Барьерном Рифе. Плоские листообразные черви колышутся над кораллами, прячутся в трещинах подводных скал или прилепляются к ним снизу. Подобно медузам, они обладают только одним отверстием, через которое и втягивают пищу, и извергают непереваренные остатки. У них нет жабр, и дышат они прямо через кожу. Снизу они покрыты ресничками, которые, колеблясь, позволяют им медленно скользить по поверхности камней. В нижней части их переднего конца есть ротовое отверстие, а над ним — несколько светочувствительных пятен, потому можно сказать, что эти животные обладают зачатком головы. Плоский червь — наиболее примитивное из существ, наделенных головой.

Глазные пятна приносят пользу, только если они соединены с мышцами так, чтобы животное могло реагировать на свои ощущения. У плоских червей имеется лишь простейшая сеть нервных волокон. Некоторые волокна несут на себе по нескольку утолщений, которые, однако, никак нельзя назвать мозгом. Тем не менее плоские черви обладают поразительными способностями. Один пресноводный вид, например, поддается научению.

Отдельные экземпляры отыскивали путь в простом лабиринте, научившись выбирать белые проходы и избегать темноокрашенных после того, как несколько раз подверглись легкому удару электротоком за неверный выбор. Но еще более поразительным явилось доказательство того, что в веществе содержится память: если червя, научившегося находить путь в лабиринте, убить и скормить другому червю, этот последний правильно преодолеет лабиринт без предварительной тренировки.

В настоящее время в мире существует около трех тысяч видов плоских червей. Почти все они очень невелики и обитают в воде. Обнаружить пресноводных червей можно чуть ли не в любой речке, бросив в воду кусочек сырого мяса или печени. Если подводная растительность густа, из нее, почти наверное, выскользнут десятки плоских червей и устремятся к приманке. Некоторые виды приспособились к жизни на суше во влажных тропических лесах, передвигаясь по слизи, которую выделяют нижней поверхностью своего тела. Один из таких червей достигает в длину 60 см. Другие плоские черви превратились в паразитов и незримо обитают в телах других животных, а также человека, причем в астрономических количествах. Печеночные двуустки все еще сохраняют типичную форму плоского червя. К этой же группе относятся и цепни, хотя выглядят они совсем по-другому, так как, прикрепившись головкой к стенке кишки хозяина, начинают образовывать на заднем своем конце членики, полные яиц. До созревания эти членики остаются связанными с соседними, и мало-помалу образуется цепь, иной раз до 10 м длиной. В результате кажется, что животное разделено на сегменты, на самом же деле эти взаимонезависимые живые «упаковки» с яйцами совершенно непохожи на постоянные внутренние «отсеки» животных вроде дождевых червей, чье тело действительно состоит из сегментов.

Плоские черви весьма примитивные создания. Виды, входящие в одну из свободно плавающих групп, вообще лишены кишечника и очень напоминают крохотные свободно плавающие коралловые организмы, еще не перешедшие на неподвижный образ жизни. А потому легко поверить тем исследователям, которые, подробно изучив строение и взрослых особей и личинок, пришли к выводу, что плоские черви произошли от более простых организмов вроде кораллов и медуз.

В тот период, когда происходило развитие этих первых морских беспозвоночных — от 1 млрд. до 600 млн. лет назад, — на морском дне у побережий из-за эрозии суши образовались огромные пространства ила и песка. Эта среда, несомненно, содержала большие запасы питательных веществ в форме детрита — органических остатков, выпадавших из поверхностного слоя воды. Кроме того, она обеспечивала укрытие и защиту любому обитающему в ней существу. Однако форма плоских червей неудобна для зарывания в ил или песок. Тут более подходит цилиндрическое тело, и в конце концов появились черви именно с таким строением. Некоторые стали вести активно роющий образ жизни. и пролагали туннели сквозь ил в поисках съедобных частиц. Другие жили наполовину закопавшись в ил, так что их ротовая часть оставалась снаружи. Реснички вокруг ротового отверстия создавали ток воды, и из него они отфильтровывали пищу.

Вокруг некоторых из этих существ образовывалась защитная трубка. Со временем ее верхняя часть преобразилась в своего рода раструб с вертикальными щелями. Это улучшило ток воды между щупальцами. Дальнейшие преобразования и минерализация в конце концов создали две плоские защитные раковины. Так появились первые плеченогие. Потомки одного из этих животных, лингулеллы, дожили до наших дней, практически нисколько не изменившись. Они представляют собой, так сказать, живые окаменелости.

В истории жизни есть немало примеров столь невероятно долгого существования вида. Вот возникло какое-то существо и широко распространилось. Со временем условия в отдельных частях его ареала изменились и некоторые его потомки развились в несколько иные формы, более приспособленные для новых условий. Но кое-где среда обитания осталась прежней и все так же идеально отвечала потребностям первоначального существа. У него не появилось никаких соперников, более успешно использующих ту же среду. И древний вид, не сталкиваясь с переменами, сам оставался неизменным из поколения в поколение на протяжении сотен миллионов лет. Предел ультраконсерватизма!

Современные лингулы, чуть более крупные потомки лингулеллы, обитают, например, у побережья Японии, зарываясь в песок и ил эстуариев. Формой они напоминают длинных червей с двумя роговыми раковинами у одного конца. Однако строение их тела по-настоящему сложно. У них есть пищеварительный тракт, завершающийся анальным отверстием, и щупальца вокруг рта, спрятанного между створками раковинки. Щупальца покрыты колеблющимися ресничками, создающими ток воды, из которого щупальца выхватывают съедобные частицы и спускают их в рот. Одновременно они выполняют еще одну крайне важную функцию: играя по сути роль жабр, они поглощают растворенный в воде кислород, необходимый для дыхания лингулы. Створки раковины, охватывающие щупальца, не только служат защитой для этих мягких уязвимых органов, но и направляют воду так, чтобы она лучше их омывала.

На протяжении следующего миллиона лет описываемые системы заметно усложнились. Некоторые плеченогие стали крупнее и обзавелись тяжелыми известковыми раковинами. Щупальца, укрытые этими раковинами, настолько выросли, что им потребовалась опора в виде хрупкой известковой спирали. У многих видов у сочленения створок образовалось отверстие, сквозь которое выдвигается червеобразный стебелек, или «нога», прикрепляющая животное к грунту. Поэтому всю группу стали называть по-латыни terebratulida (просверленные).

Плеченогие отнюдь не единственные черви с раковинами, остатки которых обнаруживаются в древних породах. Существовала еще одна группа более сложных по строению червей, которые не прикреплялись к морскому дну, а продолжали ползать, в минуты опасности прячась под небольшой конической раковиной. Это был предок группы, наиболее преуспевшей среди обзаведшихся раковинами червей — а именно моллюсков. И у него тоже есть живой представитель — крохотная неопилина, которую в 1952 году извлекли из тихоокеанских глубин. В настоящее время моллюсков насчитывается примерно 60 тысяч видов.

Нижняя часть тела моллюска, так называемая нога, при движении высовывается из раковины, и ее поверхность волнообразно сокращается. У многих видов сбоку на ноге имеется небольшой известковый диск, который, когда нога убирается в раковину, служит крышкой, плотно запирающей вход. Верхняя поверхность тела представляет собой своего рода пелену, которая свободно окутывает внутренние органы, — отсюда ее название «мантия». В полости между мантией и центральной частью тела у большинства видов находятся жабры, постоянно омываемые несущей кислород водой; вода засасывается с одного конца полости и извергается из другого.

Раковины вырабатываются верхней поверхностью мантии. Целая группа моллюсков обладает простыми раковинами. Улитка-блюдечко, как и неопилина, образует раковину с одинаковой скоростью по всей окружности мантии и таким образом создает незамысловатый конус. У других видов передняя часть мантии вырабатывает вещество раковины быстрее, чем задняя, так что раковина получает вид плоской спирали наподобие часовой пружины. У третьих выработ- ка вещества наиболее энергично происходит сбоку, и поэтому раковина завертывается в башенку. А ципрея концентрирует выделения по сторонам мантии, и ее раковина напоминает слабо сжатый кулак. Из щели в нижней части она выдвигает не только ногу, но и два края мантии, которые обволакивают раковину с двух сторон, смыкаясь наверху. Они-то и образуют узорчатую, прекрасно отполированную поверхность раковины, характерную для ципрей.

Моллюски с простой раковиной захватывают пищу не щупальцами, находящимися в раковине, как у плеченогих, а с помощью радулы, или терки — лентообразного языка с рядами зубчиков на нем. Некоторые сдирают радулой водоросли с камней. У букцинид развилась радула на стебельке, так что они способны выдвигать ее за пределы раковины, чтобы просверливать раковины других моллюсков. Просверлив отверстие, букциниды всовывают в него кончик радулы и высасывают мягкие части тела своей жертвы. Радула на стебельке есть и у конусов, но она преобразилась в своего рода гарпунную пушку. Конус осторожно протягивает ее к добыче — червю иди даже рыбе, — а затем выбрасывает из кончика крохотный стекловидный «гарпун». Захваченная жертва начинает вырываться, но конус впрыскивает в ее тело яд, настолько сильный, что он тут же убивает рыбу и может оказаться смертельным даже для человека. Затем конус подтягивает добычу к себе и медленно ее поглощает.

Тяжелая раковина, естественно, мешает активной охоте, и некоторые хищные моллюски совсем ее лишились, пожертвовав безопасностью ради быстроты, и вернулись к образу жизни плоских червей, своих предков. Таковы некоторые голожаберные моллюски — одни из самых красивых и ярко окрашенных беспозвоночных моря. Их длинные мягкие тела покрыты сверху колышущимися выростами удивительно изящной окраски, слагающейся из колец, полосок и других узоров различных оттенков. Хотя у них нет раковин, назвать их совершенно беззащитными все же нельзя, так как некоторые моллюски приобретают оборонительное оружие, так сказать, из вторых рук. Эти виды, плавая у самой поверхности на растопыренных перистых выростах, охотятся на медуз. Улитка медленно въедается в тело своей беспомощно дремлющей жертвы, вбирая в кишечник ее стрекательные клетки целыми, неповрежденными. Постепенно эти клетки продвигаются по тканям улитки и сосредоточиваются в выростах на спине, обеспечивая новому владельцу такую же защиту, как и выработавшей их медузе.

Другие моллюски, например мидии и устрицы, обзавелись двустворчатыми раковинами. Они заметно менее подвижны. Нога у них свелась к выросту, которым они пользуются, зарываясь в песок. Как правило, они отфильтровывают пищу, раскрыв створки и всасывая воду с одного конца мантийной полости, чтобы затем выбросить ее через трубкообразный сифон в другом. Поскольку передвигаться им необязательно, большая величина не превратилась для них в помеху. Гигантские тридакны на коралловых рифах достигают в поперечнике более метра. Они покоятся в кораллах, полностью обнажив свою мантию — ярко-зеленый зигзаг в черных пятнышках, мягко пульсирующий, пока сквозь него прокачивается вода. Тридакны настолько велики, что ныряльщик может угодить ступней в их створки, но, если в результате он окажется пойманным, как в капкан, виной будет только его собственная беспечность. Хотя мускул тридакны очень силен, она не способна мгновенно захлопнуть створки раковины, а лишь медленно их сближает, так что о ее намерении можно догадаться заблаговременно. Более того, даже когда створки раковины крупного экземпляра полностью закрыты, они смыкаются только выступами по краям. Просветы же между выступами настолько велики, что три- дакна не в состоянии защемить просунутую в такое отверстие руку. И все- таки первый подобный эксперимент лучше провести с помощью толстого кола.

Некоторые моллюски, отфильтровывающие пищу из воды, умеют неплохо передвигаться — таковы, например, гребешки, которые, резко хлопая створками, совершают короткие скачки. Но в целом взрослые двустворчатые моллюски ведут практически неподвижный образ жизни, и своим распространением по морскому дну вид обязан молоди. Яйцо моллюска развивается в личинку, крохотный живой шарик с полоской ресничек, и океанские течения успевают унести его довольно далеко за те несколько недель, после которых он меняет форму, обзаводится раковиной и опускается на дно, чтобы начать оседлую жизнь. Дрейфующая личинка легко становится жертвой самых разных голодных животных, начиная от других неподвижных отфильтровывающих себе пищу моллюсков и кончая рыбами, а потому для обеспечения выживания вида моллюску необходимо производить колоссальное число яиц. Так они и поступают: у некоторых видов одна особь дает до 400 млн. яиц!

Еще на ранних этапах истории моллюсков одной их ветви удалось найти способ, как обрести подвижность, сохранив при этом большую и тяжелую раковину, хорошо обеспечивающую безопасность: они обзавелись газовыми полостями, которые поддерживают их на плаву. Первое такое существо появилось примерно 550 млн. лет назад. Его плоско закрученная раковина заполнялась телом не целиком, как у улиток, в задней ее части была отгорожена газовая полость. По мере роста животного к первой камере добавлялись все новые и новые, чтобы плавучесть не утрачивалась с увеличением веса. Это были предки так называемого наутилуса (кораблика), и мы можем получить достаточно точное представление об образе жизни как его самого, так и его родичей, поскольку один вид, подобно лингуле и неопилине, стал как бы живой окаменелостью.

Речь идет о жемчужных корабликах, которые в наши дни вырастают до 20 см в поперечнике. Тело животного сзади завершается тонкой длинной трубкой, которая пронизывает одну за другой перегородки всех газовых полостей; это дает ему возможность наполнять их водой и держаться над дном на требуемой высоте. Питаются наутилусы не только падалью, но и живой добычей, например крабами. Движутся они наподобие ракеты, выбрасывая воду через особый сифон — они нашли еще одно применение водному току, образующемуся при отфильтровывании съедобных взвесей. Добычу наутилус разыскивает с помощью маленьких глазок на стебельках и щупалец, способных различать вкус. Его нога разделилась примерно на 90 длинных цепких ного- щупалец, которыми он хватает добычу. Ногощупальца окружают кривой, как у попугая, роговой клюв — смертоносное орудие, способное раздробить жесткий панцирь.

После развития, длившегося около 140 млн. лет, предки наутилусов породили новую группу, представители которой в каждой раковине имели гораздо больше газовых полостей. Это были аммониты, и они одно время достигли величайшего процветания. В некоторых породах их раковины образуют сплошные широкие полосы. Были виды величиной с колесо грузовика. Обнаружив такого гиганта в золотистых известняках центральной Англии или в твердых голубых породах Дорсетшира, можно подумать, будто они способны были лишь еле-еле ползать по морскому дну. Но там и тут эрозия уничтожила внешнюю стенку раковины, и изящно изогнутые перегородки газовых полостей заставляют нас вспомнить, что эти животные, вероятно, были в воде буквально невесомыми. У некоторых видов на нижней стороне раковины есть подобие киля, так что, возможно, они даже плавали по поверхности доисторических океанов, словно старинные галеоны.

Примерно 100 млн. лет назад по причинам, которые остаются неясными, династия аммонитов начала хиреть. Многие виды вымерли, из других развились формы, у которых раковины были закручены слабо или стали почти прямыми. Одна группа пошла тем же путем, что и голожаберные моллюски в более поздние времена, и вовсе лишилась раковин. Мало-помалу все виды с раковинами, за исключением жемчужных корабликов, исчезли. Но лишенные раковин выжили и превратились в кальмаров, каракатиц и осьминогов — наиболее сложных и высокоразвитых среди всех моллюсков. Глубоко в теле каракатицы сохраняется остаток раковины ее предков — перовидная известковая пластинка, так называемая «кость», или «морская пена». Волны нередко выносят такие пластинки на берег. В теле осьминога не сохранилось никаких следов раковины. Однако у единственного вида — аргонавтов — одно из щупалец самки выделяет особую жидкость, которая, застывая, образует удивительно тонкую, как бумага, раковину, похожую на раковину наутилуса, но без перегородок. Аргонавту эта раковина служит не убежищем, а хрупкой плавучей чашей, в которую самка откладывает яйца.

Щупалец у кальмаров и каракатиц много меньше, чем у наутилусов, — всего десять, а у осьминогов, как показывает их название, и вовсе восемь. Кальмары гораздо подвижнее осьминогов: продольные плавники по бокам, волнообразно изгибаясь, позволяют им плавать очень быстро. В случае необходимости осьминоги и кальмары способны, как и наутилусы, двигаться по принципу ракеты.

Глаза у них устроены очень сложно и в некоторых отношениях превосходят наши — кальмары различают поляризованный свет, что нам не дано, и структура ретины у них тоньше, чем у нас, а это, почти наверное, означает, что они видят мельчайшие детали, человеку недоступные. Подобные органы чувств подразумевают относительно развитый мозг и способность быстро реагировать.

Кальмары порой достигают колоссальных размеров. В 1954 году на берег в Норвегии был выброшен кальмар 9-метровой длины, считая до кончиков вытянутых щупалец. Весил он около тонны. Но и такой экземпляр отнюдь не был рекордным. В 1933 году в Новой Зеландии появилось сообщение о кальмаре длиной в 21 м и с глазами по 40 см в поперечнике — это самые большие глаза, зарегистрированные в мире животных. И даже сейчас у нас нет никаких оснований полагать, что эти измеренные гиганты — обязательно самые крупные. Кальмары настолько сообразительны и быстры, что, вероятно, без всякого труда уходят от неуклюжих глубоководных тралов. Кашалоты, которые действуют под водой куда эффективнее наших механических приспособлений, часто ныряют в поисках кальмаров. Некоторые всплывают на поверхность с повреждениями на коже, свидетельствующими о том, что они остались от боя с существами, присоски которых имеют 13 см в поперечнике, а в желудках кашалотов не раз обнаруживались клювы кальмаров, превосходившие по величине клюв норвежского гиганта. Потому вполне возможно, что кракены и другие сказочные морские чудовища, которые, как повествуют легенды, всплывали из бездны морской и оплетали щупальцами корабли, существуют на самом деле. Но и те великаны, чье существование установлено документально, — очень и очень устрашающие создания (и весьма неожиданные потомки для простеньких моллюсков в маленьких раковинах, которые появились в первобытных морях около 600 млн. лет назад).

Ну а что же вторая категория, которая в древних породах представлена похожими на цветы морскими лилиями? От слоя к слою они становятся все сложнее, а их структура вырисовывается все более четко. У каждой есть тело в виде чашечки, поднимающейся на стебле подобно коробочке мака. От чашечки отходят пять лучей, которые у некоторых видов разветвляются еще и еще. Поверхность чашечки образована тесно прилегающими друг к другу известковыми пластинками, а стебель и разветвление — тоже известковыми бусинами и дисками. В породах стебли напоминают порвавшееся ожерелье: бусины одних рассыпались, а у других все еще располагаются волнистыми столбиками, словно нить, на которую они были нанизаны, только-только лопнула. Иногда встречаются гигантские экземпляры со стеблями длиной около 20 м. Эти существа, как и аммониты, пережили свою пору расцвета давным-давно, но несколько видов морских лилий все еще сохраняются в океанских глубинах.

Благодаря им мы знаем, что известковые пластинки у живых морских лилий располагаются непосредственно под кожей, отчего она у них шершавая, бугорчатая. У родственных им семейств кожа покрыта шипами и колючками, потому все эти животные носят общее название «иглокожие». Тело иглокожих построено по принципу пятилучевой симметрии. Пластинки чашечки пятиугольные, от нее отходят пять лучей («рук»), и все внутренние органы располагаются группами по пяти. Движения их тела обеспечиваются уникальным использованием законов гидростатики. По всей длине «рук» помахивают и изгибаются ряды ножек, которые представляют собой полые трубочки, завершающиеся присосками, и сохраняют твердость благодаря давлению жидкости внутри их. Жидкость в этой системе циркулирует независимо от жидкости внутри полости тела. Мельчайшие поры всасывают морскую воду в кольцевой канал, окружающий рот, откуда она перегоняется по всему телу и попадает в бесчисленные ножки-трубочки. Когда плывущий кусочек пищи задевает руку, ножки прикрепляются к нему и передают от одной к другой, пока он не достигнет борозды, которая тянется по верху руки до ротового отверстия в центре.

Хотя среди древних морских лилий самыми многочисленными были стебельчатые морские лилии, в наши дни наиболее распространены бесстебельчатые виды. Стебли у них заменены пучком членистых «корешков», которыми они прикрепляются к кораллам или к камням. В некоторых местах Большого Барьерного Рифа они прямо-таки устилают дно оставляемых приливом луж, словно бурый ковер с грубым кустистым ворсом.

Пятилучевая симметрия и работающие гидростатически ножки-трубки настолько своеобразны, что представители этой группы распознаются без труда. И морские звезды, и офиуры, их более подвижные родственницы, обладают обоими признаками. Эти существа похожи на морские лилии без стебля и корешков, лежащие на дне ртом вниз, раскинув пять рук. Другие их родственники — морские ежи. Они словно бы завернули свои пять рук вверх ото рта, соединили концами да еще скрепили пластинками, так что образовался шар.

На песчаных участках рифа, словно толстые сосиски, располагаются голотурии, известные также как морские кубышки или морские огурцы. Это тоже иглокожие, но лежат они не ртом вверх и не ртом вниз, а на боку. С одного конца у них имеется отверстие, не очень точно называемое анальным, поскольку оно служит не только для выбрасывания непереваренных остатков, но и для дыхания: через него вода втягивается в особые канальцы, а затем выталкивается. Рот на противоположном конце окружен ножками-трубочками, которые развились в короткие щупальца. Эти щупальца шарят в песке или в иле, к ним прилипают съедобные частицы, и морской огурец медленно завертывает их назад в рот, дочиста обсасывая мясистыми губами. Если вам захочется взять морской огурец в руки, то будьте очень осторожны: голотурия защищается весьма своеобразно, попросту выворачивая наружу свои внутренности. Из анального отверстия медленно, но неумолимо вываливаются клейкие трубочки, обволакивая ваши пальцы липким пластырем из спутанных нитей. Любопытная рыбка или краб, вызвавшие у голотурии такую реакцию, вскоре уже бьются в клейкой сети, а голотурия тем временем медленно отползает на ножках-трубочках, выступающих снизу. За несколько недель потерянные внутренности полностью восстанавливаются.

На первый взгляд иглокожие могут показаться эволюционным тупиком, не имеющим особой важности. Если бы мы считали, что развитие жизни шло целенаправленно, что все в нем являлось частью заранее спланированного прогресса, который должен был увенчаться появлением человека или еще какого- нибудь существа, призванного господствовать над миром природы, вот тогда от иглокожих действительно можно было бы отмахнуться, как от пустякового отклонения. Однако подобные взгляды порождены гипертрофированным антропоцентризмом, а не данными палеонтологии. Иглокожие появились в истории жизни очень рано. Их гидростатические механизмы оказались надежной и эффективной основой для созидания разнообразных тел, но не для дальнейших кардинальных изменений. В благоприятных условиях иглокожие по-прежнему процветают. Обитающая на рифах морская звезда вползает на двустворчатого моллюска, присасывается ножками к раковине, медленно раскрывает створки и съедает мягкое тело. Морская звезда «терновый венец» иногда размножается в таких количествах, что буквально опустошает огромные площади кораллов. Глубинные тралы поднимают за один раз по нескольку тысяч морских лилий. Хотя маловероятно, чтобы эта линия дала сколько-нибудь значительные новые ветви, история последних 600 млн. лет свидетельствует, что иглокожие, по всей вероятности, не исчезнут до тех пор, пока в мировом океане будет сохраняться жизнь.

Третья категория обитателей рифа охватывает животных с сегментированными телами. От них сохранились окаменелости форм еще более ранних, чем трилобиты, найденные в горах Марокко. Эдиакарские отложения в Австралии, содержащие остатки медуз и морских перьев, сохранили и отпечатки сегментированных червей. Один вид имеет серповидную голову и сегменты числом до сорока с бахромой ножкообразных придатков по бокам. Это животное удивительно похоже на многощетинковых червей, в изобилии встречающихся на Большом Барьерном Рифе. Бороздки, опоясывающие тело этих современных червей, соответствуют стенкам, которые разделяют его внутри на отдельные «отсеки». Каждый сегмент обладает собственным набором органов: по обеим сторонам ножкообразные выступы, иногда со щетинками, пара перистых придатков, через которые поглощается кислород, и еще пара трубочек в стенке тела для выбрасывания непереваренных остатков. Длинная кишка, большой кровеносный сосуд и нервный тяж проходят через все сегменты из конца в конец тела, соединяя их и координируя их деятельность.

Даже исключительно древние эдиакарские остатки не дают возможности выявить связь между сегментированными червями и другими древними группами. Однако дополнительные данные можно найти, изучая личинок. Личинки сегментированных червей имеют круглое тело, опоясанное полосой ресничек и с длинным пучком ресничек сверху. Практически так же выглядят личинки некоторых моллюсков, что убедительно свидетельствует об общем происхождении этих двух групп. Личинки же иглокожих совсем другие: тело их несимметрично и охвачено спиральными полосами ресничек. Следовательно, эта группа отделилась от своих предков, плоских червей, чрезвычайно рано и задолго то того, как произошло разделение моллюсков и сегментированных червей.

Сегментация, возможно, развилась и потому, что благодаря ей черви могут лучше зарываться в ил. Ряды придатков по обеим сторонам тела прекрасно служат этой цели, а получить такие ряды можно было повторением простых слагаемых тела, так что образовалась цепь. Изменение это, несомненно, завершилось задолго до того, как возникли эдиакарские породы: в те времена, когда они осаждались, основное разделение беспозвоночных уже давно произошло. Однако и эдиакарские окаменелости свидетельствуют лишь об отдельном моменте в истории беспозвоночных, затем она остается темной на протяжении 100 млн. лет. Лишь после этого колоссального интервала мы вновь встречаемся с беспозвоночными в периоде, отделенном от нас 600 млн. лет и запечатленном в марокканских и других отложениях. К тому времени многие организмы, как мы видели, успели обзавестись раковинами.

Среди исследованных отложений, близких к этой эпохе, существует единственное в своем роде хранилище окаменелостей, дающих гораздо больше сведений о строении тела тогдашних животных, чем могут дать одни раковины. В Британской Колумбии один из хребтов Скалистых гор прорезан перевалом Берджесс, по обеим сторонам которого круто уходят вверх два снежных пика. В самом высоком месте над перевалом есть выход мелкозернистых сланцев. Там-то и удалось найти окаменелости, сохранившиеся настолько хорошо, что им, пожалуй, нет равных в мире. Эти сланцы осаждались примерно 550 млн. лет назад, заполняя впадину в морском дне глубиной около 150 м. По-видимому, впадину защищала подводная гряда — никакие течения не взбаламучивали опустившиеся на дно мелкие частицы и не приносили туда с поверхности кислород. В этих темных застойных водах вряд ли обитали животные: сланцы не сохранили ни отпечатков следов, ни норок. Время от времени, однако, со склона гряды во впадину мутным облаком соскальзывал ил, увлекая с собой на ее дно всевозможных мелких животных. Поскольку там не было ни кислорода, который поддерживал бы процессы разложения, ни хищников, которые поедали бы трупы, медленно оседавшие частицы ила укрывали крохотные тельца целыми и невредимыми. Со временем осадки окаменели в сланец. Когда шло образование Скалистых гор, движение земной коры подняло и сжало в складки обширные участки этих морских отложений. Во многих местах слои так скручивались и сжимались, что почти все следы жизни в них были уничтожены. Но этот небольшой кусок каким-то чудом сохранился в почти первозданном виде.

Животные, обнаруженные в нем, гораздо разнообразнее тех, которых находили в других породах того же возраста. Как и можно было ожидать после Эдиакары, там есть медузы. А также иглокожие, плеченогие, примитивные моллюски и несколько видов многощетинковых червей — представителей генеалогической линии, которая тянется от пляжей Эдиакары до современного Барьерного Рифа. И еще там обнаружено несколько животных, которые, хотя и находятся в видимом родстве с сегментированными червями, имеют более сложное строение и не похожи ни на одно известное нам животное как ныне живущее, так и давно вымершее.

Взять, например, то, которое имело тело из 15 сегментов, хоботок перед ртом и пять глаз, причем один обращенный вверх. Или другое — с семью парами ножек снизу и семью гибкими щупальцами сверху, каждое из которых, по- видимому, завершалось ротовым отверстием. (Ученый, первый открывший столь невиданное чудище, в отчаянии нарек его галлюцигенией.) Так и кажется, будто это были экспериментальные модели, и их конструкция не обеспечила выживания в условиях конкуренции, которая становилась все более ожесточенной по мере того, как время шло и животные становились все разнообразнее и многочисленнее.

Обилие различных животных в берджесских сланцах лишний раз напоминает о том, насколько отрывочны наши сведения о древней фауне. В морях тех далеких эпох, несомненно, водилось множество всяких животных, о которых мы уж, вероятно, никогда ничего не узнаем. Благодаря особым условиям берджесские сланцы сохранили уникальное число разнообразных видов, и все же — это лишь намек на тогдашнее их богатство.

Сохранились там и великолепные экземпляры трилобитов, схожих с трилобитами марокканских известняков. Твердая оболочка этих животных состояла отчасти из извести, а отчасти из рогового вещества хитина. Она не растягивалась, а потому по мере роста животное должно было время от времени сбрасывать свой панцирь. Многие окаменелые остатки трилобитов, которые постоянно обнаруживаются в разных районах земного шара, и есть не что иное, как пустые панцири. Иногда они образуют огромные скопления, собранные морскими течениями, — как валы раковин, намытые волнами на современных пляжах. Однако во впадину, гДе осаждались будущие берджесские сланцы, подводные лавины сбрасывали и живых трилобитов, погребая их там. Проникшие в тела животных частицы ила сохранили мельчайшие детали их строения. Можно отчетливо видеть членистые ноги, по паре на каждом сегменте, перистые жабры на стебельке вдоль каждой ноги, две антенны на передней части головы, кишечник, тянущийся по всей длине тела, — и даже мышечные волокна вдоль спины, благодаря которым трилобит мог свертываться в шар.

Трилобиты первыми на Земле обзавелись глазами, хорошо различающими детали. Их глаза были фасеточными, то есть слагались из отдельных самостоятельных компонентов — глазков с собственной линзой из кристаллического кальцита в каждом, ориентированной так, чтобы наиболее эффективно пропускать свет. Один фасеточный глаз может содержать до 15 тысяч глазков, дающих изображения, которые вместе слагаются в полусферическое поле зрения. У некоторых позднейших видов трилобитов появились даже еще более сложные глаза, не имеющие аналогий ни у каких других животных. Компоненты такого глаза крупнее, но число их меньше, а линзы гораздо толще. Считается, что эти виды обитали там, где было мало света, а потому нуждались в толстых линзах, чтобы собирать и фокусировать его скудные лучи. Однако из-за своих оптических свойств простая кальцитовая линза в воде рассеивает пропускаемый свет, а не собирает его в одну точку. Для этого требуется линза из двух частей с волнистой поверхностью там, где они соприкасаются. Именно такая линза и появилась у трилобитов. Нижний элемент этой двойной линзы образовался из хитина, и форма его поверхности соприкосновения с верхним элементом соответствует способу корректировки сферической аберрации, который человек открыл всего 300 лет назад.

Расселяясь по морям мира, трилобиты разделились на огромное число разнообразных видов. Одни, по-видимому, обитали на морском дне, прокладывая пути в иле. Другие заселили глубины, где почти не было света, и вовсе потеряли глаза. Третьи, судя по форме их конечностей, возможно, плавали ногами вверх, озирая большими глазами дно внизу.

Со временем, когда на морском дне обосновались многочисленные животные разного происхождения, трилобиты утратили свое господствующее положение. 250 млн. лет назад их династия прекратилась. До наших дней сохранился только один их родственник — мечехвост. Достигая в поперечнике 30 см, он во много раз превосходит самых крупных из известных трилобитов, а его панцирь, полностью утратив какие-либо следы сегментации, превратился в большой куполообразный щит, на передней стороне которого сидят два фасеточных глаза бобовидной формы. Примерно прямоугольная пластина, прикрепленная к обратной стороне щита, несет острый шипообразный хвост. Но под панцирем тело мечехвоста сегментировано достаточно явно. Мечехвост имеет несколько пар членистых ног с клешнями на конце, а позади них расположены пластинки жабр, большие и плоские, как листы книги.

Мечехвостов люди видят редко, так как обитают они на большой глубине в морях Юго-Восточной Азии и в Северной Атлантике у побережья Америки. Каждую весну они откочевывают к берегу и на протяжении трех ночей подряд в полнолуние, когда приливы особенно высоки, сотни тысяч их выходят из моря.

Самки, поблескивая в лунном свете внушительными панцирями, волокут за собой гораздо более мелких самцов. Порой, стремясь добраться до самки, четыре-пять самцов хватаются друг за друга, образуя цепь. На границе воды и суши самки наполовину зарываются в песок. Там они откладывают яйца, а самцы выбрасывают сперму. Километр за километром на кромку темных пляжей накатывается живой вал мечехвостов, настолько плотный, что их можно принять за булыжную дамбу. Волны иногда опрокидывают их, и они лежат на песке, подрыгивая ногами и медленно поворачивая жесткие хвосты в попытке принять нормальное положение. Многим это не удается, и, когда прилив отступает, они гибнут, а к отмелям на смену им устремляются все новые и новые тысячи.

Такая сцена, вероятно, разыгрывалась каждую весну на протяжении сотен миллионов лет. Вначале суша была лишена какой бы то ни было жизни, и на береговых отмелях, где до них не могли добраться морские хищники, яйцам ничто не грозило. Возможно, именно поэтому у мечехвостов и выработалась привычка откладывать их там. Теперь прибрежные отмели перестали быть надежным приютом: орды чаек и мелких береговых птиц собираются там на обильное пиршество. Тем не менее очень много оплодотворенных яиц остается под покровом песка, и месяц спустя следующий высокий прилив добирается до этой части пляжа, смывает песок, и личинки уплывают в море. Именно эта стадия наглядно свидетельствует о родстве мечехвостов с трилобитами: маленькие личинки еще лишены сплошного панциря взрослых особей и сегменты четко видны даже сверху. Их даже иногда называют «трилобитными личинками».

Хотя трилобиты и были тогда настоящими царями природы, они отнюдь не единственные панцирные животные, которые развились из сегментированных червей. Примерно тогда же появилась еще одна группа — ракообразные. Отличались они, казалось бы, пустяковой, но на самом деле принципиальной особенностью: на голове у них была не одна, а две пары антенн. Ракообразные выдержали миллионы лет господства трилобитов, и в конце концов, когда династия трилобитов кончилась, именно они пришли ей на смену. Сейчас существует около 35 тысяч видов ракообразных — вчетверо больше, чем птиц. Значительнейшая часть ползает среди камней и рифов — крабы, раки, креветки, омары. Некоторые ведут неподвижную жизнь (например, морские желуди), другие плавают гигантскими стаями в планктоне — излюбленной пище китов. Внешний скелет у них крайне разнообразен: он отвечает нуждам и крохотных дафний, и огромного японского краба, у которого расстояния между когтями средних ног иногда превышают 3 м.

У каждого вида многочисленные парные ноги приспособлены для специальных целей. Передние могут завершаться клешнями или когтями, средние служат для того, чтобы грести, ходить или хватать. Некоторые виды обзавелись перистыми разветвлениями — жабрами, поглощающими кислород из воды. У других появились приспособления, чтобы носить на себе яйца. Конечности, трубкообразные и членистые, управляются внутренними мышцами (по отношению к наружному скелету), которые тянутся по всей длине сегмента к выступу следующего, заходящему за место сочленения. Когда мышца сокращается, конечность сгибается. Подобные суставы способны сгибаться только в одном направлении, но ракообразные преодолели это ограничение, сгруппировав на ноге два-три сустава, иногда в тесной близости. Каждый такой сустав сгибается в другой плоскости, так что конец ноги может описывать полный круг.

Внешний панцирь создал для ракообразных ту же проблему, что и для трилобитов. Он охватывает их тела со всех сторон и не растягивается, так что расти они могут, только периодически его сбрасывая. С приближением времени линьки в кровь животного из панциря поступает значительное количество карбоната кальция. Под панцирем образуется новая мягкая морщинистая кожа. Старый панцирь лопается, но сохраняет форму, и животное выбирается из него, словно полупрозрачный призрак самого себя. Теперь ему нужно прятаться, так как кожа у него мягкая, но оно быстро растет, поглощает воду и словно разбухает, разглаживая морщины своего нового панциря. Мало-помалу панцирь затвердевает, и животное вновь может выбраться из тайника в полный врагов мир. Рак-отшельник в определенной степени избавился от сложного и опасного процесса линьки — задняя часть тела у него всегда мягкая, и он прячет ее в пустую раковину некоторых моллюсков, по мере надобности меняя ставшую тесной раковину на более просторную.

У внешнего скелета было одно побочное свойство, которое привело к важнейшим последствиям: на суше он мог служить почти так же хорошо, как в воде, а потому, если бы животное обзавелось способом дышать на суше, оно могло бы тут же выбраться из моря на берег. Собственно, со многими ракообразными именно это и произошло: таковы морские блохи, остающиеся очень близко от моря, или мокрицы, освоившие сырые места по всей суше. Наиболее поразителен из обитающих на суше ракообразных, пожалуй, пальмовый вор. Этот краб настолько крупен, что способен обхватить ногами ствол пальмы. Он без труда взбирается по нему и гигантскими клешнями срезает незрелые кокосовые орехи, которыми питается. В задней части его панциря, в месте соединения с первым брюшным сегментом, есть отверстие, оно ведет в воздушную камеру, выстланную влажной, сморщенной кожей, которая поглощает кислород. Пальмовый вор возвращается в море, чтобы отложить яйца, но в остальном он полностью приспособился к жизни на суше.

С водой расстались и другие потомки морских беспозвоночных. Среди моллюсков это многие улитки и голые слизни, но все они выбрались на сушу на поздних этапах развития своей группы. Первыми же начали переселение потомки многощетинковых червей. Примерно 400 млн. лет назад они нашли способы выживания вне воды и настолько хорошо освоили новую среду, что в конце концов породили самую многочисленную и разнообразную группу среди всех обитателей суши — насекомых.


Раковины одноклеточных под сканирующим электронным микроскопом (X 2000)


Медуза (Бермудские о-ва)


Окаменелые морские перья и сегментированные черви в Эдиакаранских песчаниках (Южная Австралия)


Плоский червь (Большой Барьерный Риф)


Гигантский слепой трилобит в натуральную величину


Лингула (Большой Барьерный Риф)


Голожаберный моллюск нападает на медузу (Большой Барьерный Риф)


Гигантская тридакна с открытой мантией среди кораллов (Большой Барьерный Риф)


Жемчужный кораблик


Кальмары


Бесстебельчатая морская лилия


Шесть окаменелостей из сланцев Берджесса: а — бархатистый червь; б — креветкоподобный трилобит; в — гиолитид; г — многощетинковый червь; д — колючий многощетинковый червь; е — животное, напоминающее ланцетника


Японский краб

<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 2.075. Запросов К БД/Cache: 3 / 1
Вверх Вниз