Книга: Жизнь на Земле. Естественная история

3. Первобытный лес

<<< Назад
Вперед >>>

3. Первобытный лес


Трудно найти на Земле место пустыннее, чем окрестности вулкана вскоре после извержения. Черные языки лавы тянутся по его склонам, точно потоки шлака из топки. Дальше она уже не ползет, но, остывая, скрежещет и сталкивает вниз каменные глыбы. Из трещин со свистом вырывается пар, оставляя по краям желтые хлопья серы. Вязко кипят и булькают подогреваемые снизу медленно слабеющим жаром лужи жидкой грязи — серой, желтой, голубой. И больше — ничего. Ни кустика, чтобы укрыться за ним от огненного ветра, ни пятнышка зелени на черной, засыпанной пеплом равнине.

Но именно таким был земной ландшафт на протяжении почти всего прошлого нашей планеты. Извержения первых вулканов на ее остывающей поверхности были гораздо грандиознее, чем все, что мы можем наблюдать сегодня. Из лавы и пепла слагались целые горные цепи. Проходили миллионы лет, ветры и дожди разрушали их. Каменные породы выветривались и превращались в глину, размывались и жидкой грязью стекали в реки. Реки неустанно, крупицу за крупицей, выносили эти породы далеко в море, и они осаждались на дно, накапливались и спрессовывались, образуя песчаники и глинистые сланцы. Континенты не стояли на месте, они медленно дрейфовали по поверхности Земли, подчиняясь глубинным конвекционным потокам в мантии. Когда они сталкивались, окружавшие их осадочные породы сдавливались, образовывали складки и вздымались новыми горными хребтами. Так прошло 3 млрд. лет, геологические циклы повторялись, взрывались и потухали вулканы, в морях развилось богатое многообразие форм жизни. Но суша оставалась бесплодной.

Конечно, некоторые виды водорослей, наверно, устраивались вдоль самой кромки моря, оторачивая зеленью отмели и прибрежные скалы; однако они могли существовать только там, куда доставал прибой — без воды они бы высохли и погибли. Потом, примерно 420 млн. лет назад, некоторые формы обзавелись восковидной оболочкой — кожицей, защищавшей от высыхания. Впрочем, и это не давало им полной независимости от воды. Водоросли не могли жить без воды, потому что в воде у них происходило размножение.

Водоросли размножаются двояким способом: простым бесполым делением и половым путем, сыгравшим столь важную роль в эволюции; половые клетки дают начало развитию организма только после того, как встречаются и сливаются попарно. А чтобы встретиться и слиться, они должны двигаться, и движение их совершается в воде.

Эта проблема и сегодня существует для самых примитивных наземных растений, таких, как влажные пленки, носящие название печеночников, и нити, покрытые зелеными чешуйками, — мхи. Они прибегают к обоим способам размножения, половому и бесполому, по очереди через поколение. Всем знакомый зеленый мох — это поколение, образующее половые клетки. Крупные яйцеклетки остаются прикрепленными к стеблю, а микроскопические сперматозоиды выбрасываются в воду и, извиваясь, пробираются к яйцеклеткам. Оплодотворенные яйцеклетки прорастают прямо на родительском стебле и образуют новое, бесполое, поколение: тоненький стебелек с пустотелой коробочкой на конце. В ней созревают многочисленные споры вроде зернышек. В сухом воздухе стенка коробочки начинает растягиваться и внезапно лопается, выбрасывая на волю ветра легкие споры. Те из них, что падают на достаточно влажную почву, развиваются в новые растения. Нити, из которых состоит мох, лишены жесткости. Некоторые виды мхов достигают изрядной высоты, но только благодаря тому, что растут густо, целыми подушками, и поддерживают друг друга, а сами их мягкие, пропускающие влагу, водянистые клетки не способны обеспечить стеблям прочности, позволяющей стоять в одиночку. Среди первичных растительных форм, колонизовавших некогда влажные береговые кромки суши, по-видимому, были растения, подобные современным мхам, хотя окаменелых остатков, которые мы безусловно могли бы считать мхами, от тех эпох пока не обнаружено. Первые известные нам наземные растения существовали свыше 400 млн. лет назад[1] это простые, безлистные, ветвящиеся полосы, которые встречаются сегодня в виде угольных прожилок в каменных породах Центрального Уэльса и в некоторых кремнистых сланцах Шотландии. Как и мхи, они не имели корней, но, правильно препарированные и рассмотренные под микроскопом, они обнаруживают одну особенность строения, которой нет у мхов: вытянутые толстостенные клетки, проводящие воду вверх по стеблю. Эти структуры придавали растению жесткость, так что оно могло уже держаться вертикально, поднимаясь над почвой на высоту нескольких сантиметров. Казалось бы, не велико достижение, но на самом деле это был существенный шаг вперед.

Такие растения вместе с примитивными мхами и печеночниками образовывали на Земле густой спутанный зеленый покров, своего рода джунгли в миниатюре, распространявшиеся все дальше в глубь суши по берегам рек и речных эстуариев. И в эти «джунгли» проникли из моря первые животные. То были членистые существа, предки современных многоножек, приспособленные благодаря хитиновому покрову к передвижению по суше. Поначалу они, конечно, держались поблизости от воды, но там, где росли мхи, всегда были и влага в достаточном количестве, и растительные остатки, и споры, то есть пища. А так как соперников у первых обитателей суши, естественно, не было, они благоденствовали и процветали. Однако английское название их «тысяченожки» — все же некоторое преувеличение. Из ныне живущих видов едва ли у кого найдется больше 200 ног, а иные обходятся и вовсе четырьмя парами. А вот размеров первобытные многоножки достигали внушительных. Одна, например, имела целых два метра в длину; проползая по зеленому болоту, она, должно быть, выедала все дочиста на своем пути. Ведь по длине тела она была с корову!

Наружный скелет, унаследованный от обитавших в воде предков, почти не нуждался в изменениях для жизни на суше, но многоножкам пришлось овладеть новым способом дыхания. Перистые жабры на палочке у ноги, служившие их водным родичам, ракообразным, в воздухе были бесполезны. Вместо них у многоножек образовалась система дыхательных трубок, трахей. Каждая такая трубка начинается отверстием в панцире сбоку и уходит в глубину, разветвляясь и создавая тончайшую сеть, которая подводит газообразный кислород ко всем органам и тканям, и даже проникая окончаниями внутрь отдельных клеток.

Размножение вне воды — еще одна трудность, которую предстояло преодолеть многоножкам. Их морские предки, как и водоросли, полагались на воду: она давала возможность спермиям достигнуть яйцеклеток. На суше напрашивалось такое решение: мужские и женские особи, будучи способны свободно передвигаться, должны вступить в контакт и передать сперму непосредственно от одного к другому. Именно так и поступают многоножки. Оба пола вырабатывают воспроизводительные клетки в железах, помещающихся у основания второй пары ног. В брачный период мужская и женская особи при встрече сплетаются, самец вытягивает вперед седьмую ногу, зацепляет каплю спермы у себя под второй ногой и ползет вдоль тела самки, покуда его нога не оказывается на уровне ее полового отверстия, куда капля спермы и препровождается. Процедура эта довольно сложная, но по крайней мере не опасная: многоножки — существа исключительно растительноядные. Иное дело — свирепые беспозвоночные хищники, проникшие в моховые джунгли вслед за травоядными, им такие доверительные отношения никак не подходили.

Три группы этих древних хищников сохранились до наших дней: сколопендры, скорпионы и пауки. Как и их жертвы, все они принадлежат к членистым существам, хотя сохранившаяся у них на сегодня степень расчлененности тела может быть различной. Тело сколопендр, как и многоножек, полностью сегментировано. У скорпионов сегментированы только хвосты, а почти все пауки совершенно утратили какие бы то ни было признаки сегментации, только в Юго-Восточной Азии у нескольких видов еще можно наблюдать следы их «членистого» прошлого.

Нынешние скорпионы очень похожи на давно вымерших морских ракоскорпионов, которые были в свое время подлинной грозой морей. Иные из них достигали двух метров в длину и были вооружены огромными клешнями, которыми захватывали свою жертву. Наземные скорпионы, не будучи их прямыми потомками, принадлежали к той же группе и, безусловно, обладали такой же свирепостью.

Скорпионы, живущие на Земле в наше время, вооружены не только грозными клешнями, но и ядовитой железой, которая расположена на конце тонкого хвоста и увенчана длинным загнутым книзу жалом. Такие существа не могут спариваться на ощупь, кое-как, ведь это — не какие-то там безобидные тысяченожки. Приблизиться к такой свирепой, до зубов вооруженной твари даже для особи, принадлежащей к тому же виду и имеющей исключительно сексуальные намерения, — дело далеко не безопасное. Всегда остается риск, что тебя встретят не как ухажера, а как добычу. Вот почему при спаривании у скорпионов впервые за всю эволюцию животного мира появилась необходимость в ритуализованном умиротворяющем ухаживании.

Самец-скорпион с величайшей осторожностью приближается к самке. Потом вдруг решительно схватывает ее клешни своими. И тогда, держась друг за друга, обезоруженные, они начинают брачный танец — то наступают, то отступают, высоко задрав, а иногда даже сплетя хвосты. Через какое-то время вытаптывается, освобождается от сора небольшая площадка. Тогда самец извергает из полового отверстия у себя под грудью пакет с семенной жидкостью и оставляет его на земле. Не выпуская самку, он дергает ее и тянет клешнями на себя, покуда ее половое отверстие, также расположенное на нижней стороне туловища, не оказывается прямо над пакетом спермы. Она его втягивает, партнеры отпускают друг друга и расходятся в разные стороны. Потом из яиц в полости у матери выводится молодь и, выбираясь наружу, залезает матери на спину. Там скорпионыши остаются примерно две недели, пока не завершат первую линьку, после чего уже становятся способны сами постоять за себя.

Паукам тоже приходится при ухаживании соблюдать осторожность. Здесь опасность для самца особенно велика еще и потому, что он, как правило, гораздо мельче самки. Поэтому он начинает приготовления задолго до встречи со своей избранницей: плетет из паутины крохотный, в несколько миллиметров, шелковый треугольник и капает на него спермой из железы, расположенной у него под брюшком. Затем втягивает всю сеточку в полость, находящуюся в первом сочленении его особой конечности, называемой педипальпой, — процедура эта напоминает всасывание чернил в авторучку. Теперь он готов к дальнейшим действиям.

Формы ухаживания у пауков фантастически замысловаты и разнообразны. Взять, скажем, паука-скакуна или бродячего паука. Они разыскивают добычу главным образом с помощью зрения, и глаза у них необыкновенно зоркие. Поэтому ухаживающий самец пользуется зрительными сигналами, чтобы оповестить самку о своем приближении и своих намерениях. Его педипальпы ярко окрашены и покрыты четким узором, при виде самки он начинает лихорадочно размахивать ими, подавая знаки, точно матрос-сигнальщик флажками. А вот ночные пауки отличаются необыкновенно чутким осязанием и охотятся на ощупь. Встречаясь, они долго, настороженно оглаживают один другого по ногам, прежде чем наконец отваживаются на более тесное сближение. Пауки, плетущие для своей жертвы тенета, особо чувствительны к вибрации паутинных нитей и по ней узнают, когда им в сети попала добыча. Так что паук-самец, приближаясь к самке, которая висит во всем своем грозном величии прямо на паутине или затаилась в засаде поблизости, начинает с того, что определенным образом дергает натянутую нить, надеясь так установить взаимопонимание с самкой. Другие виды в этой ситуации больше полагаются на «подкуп». Самец, изловив насекомое, тщательно заворачивает его в паутину. Потом, держа сверток перед собой, осторожно приближается к самке и слагает подарок к ее ногам. А пока самка разглядывает приношение, он, воспользовавшись моментом, залезает ей на спину и быстро приматывает ее шелковыми путами к земле, прежде чем отважиться на объятие.

Все эти разнообразные приемы приводят к одному: самец, избежав гибели, засовывает педипальпу в генитальное отверстие самки, выбрасывает сперму и поспешно ретируется. Следует отметить, что, несмотря на все предосторожности, случается иной раз, он все-таки не успевает благополучно улизнуть и достается в конце концов самке на обед. Но с точки зрения сохранения вида в целом эта частная трагедия не столь уж важна: самец гибнет после, а не до того, как выполнил свое предназначение.

В то время как членистые животные усовершенствовали свои приспособления для жизни на суше вдали от воды, растения тоже изменялись. У мхов и других первичных растительных форм вообще не было корней. Их стоячие стебли вырастали из стебля же, но только горизонтального, лежащего прямо на земле или чуть-чуть заглубленного. Такое устройство годилось для очень влажной местности, но на суше более или менее постоянные запасы воды находились обычно под землей. Чтобы до них достать, нужны корни, способные тянуться далеко вглубь, протискиваться между частицами почвы и впитывать влагу, которая пусть в незначительных количествах, но непременно содержится в грунте, кроме разве уж самых бесплодных, сухих пустынь. Появились три группы растений, обладающих такими приспособлениями, и потомки всех трех сохранились до нашего времени почти без изменений: плауны, которые напоминают мхи, но только с более жесткими стеблями; хвощи, которые растут на пустырях и в канавах и имеют стебли, окольцованные ярусами игольчатых листьев, и папоротники. У всех у них внутри стебля имеются твердые деревянистые сосуды, способные гнать кверху всасываемую корнями воду. А приобретенная таким образом жесткость позволила стеблю стоять вертикально при довольно большой длине, и с этого момента между растениями началась конкуренция в новой сфере.

Все зеленые растения зависят от солнечного света: он дает им энергию для химических процессов синтеза растительных веществ из простых элементов. Поэтому высота стебля имеет огромное значение. Невысокое растение могут затенить соседи, и при недостатке света оно будет плохо развиваться и может вообще погибнуть. Вот почему упомянутые три группы древних растений, пользуясь новоприобретенной прочностью своих стеблей, стали тянуться вверх и постепенно превратились в деревья. Плауны и хвощи оставались по большей части обитателями болот, над которыми они поднимались плотными рядами в добрых 30 м высотой, их древесные стволы достигали двух метров в поперечнике. Уплотненные остатки этих стволов и листьев образовали каменный уголь. Он залегает пластами огромной толщины, которая наглядно свидетельствует о том, какими пышными и буйными были первобытные заросли. А некоторые виды плаунов и хвощей распространились вместе с папоротниками в сухие регионы. У папоротников образовались настоящие листья, широкие плоскости, чтобы улавливать как можно больше света. Они росли на высоких изогнутых стволах, похожие на те древовидные папоротники, что и в наше время произрастают во влажных тропических, так называемых дождевых, лесах.

Высота первобытных лесов, должно быть, ставила перед их животными обитателями серьезные проблемы. Прежде имелось изобилие зелени и спор у самой поверхности земли. Теперь же уходящие в поднебесье стволы вознесли пищу на недосягаемую высоту, создавая там плотную крышу, почти не пропускающую свет. Подножие таких лесов, вероятно, было едва ли не вовсе лишено растительности, на больших пространствах не встречалось ни единого живого листка. Поэтому многоногим вегетарианцам пришлось научиться в поисках пищи карабкаться по деревьям.

А возможно, что была и другая причина, побудившая их оторваться от земли. Примерно тогда же к беспозвоночному населению суши присоединились твари совершенно нового типа: у них были спинной хребет, четыре конечности и влажная кожа. Это были первые земноводные, существа плотоядные. Их происхождение и дальнейшая судьба будут описаны ниже, после того как мы проследим до апогея развитие беспозвоночных, но упомянуть об их присутствии в этот период на нижнем этаже первобытных лесов необходимо для полноты картины.

Некоторые из вновь образовавшихся семейств беспозвоночных дожили до наших дней. Это — щетинохвостки и ногохвостки. Мало кто их знает и редко кто видит, но на самом деле они очень многочисленны. Стоит копнуть землю чуть ли не в любой точке нашей планеты, и на лопате окажутся несколько представителей этих семейств. Длина их подчас измеряется миллиметрами. Нам по виду знакома, пожалуй, только одна из щетинохвосток — маленькая чешуйница сахарная, она же «серебряная рыбка», иногда в погребе можно увидеть, как она быстро проскользнет по полу, или же ее встретишь среди книг, где она питается старым переплетным клеем. У нее четко сегментированное тело, но оно расчленено на гораздо меньшее число сегментов, чем у многоножки. Есть отчетливо выраженная голова со сложными глазами и усиками; грудь, несущая три пары ног и образовавшаяся из трех слившихся сегментов, и членистое брюшко, на котором, правда, уже нет ног, но все-таки каждый сегмент сохраняет сбоку маленькие пупырышки, вроде пеньков, как знак того, что некогда здесь ноги были. От хвоста отходят три тонкие нити. Дышит чешуйница, как и многоножки, с помощью трахей и по способу размножения близка другим древним наземным беспозвоночным — скорпионам. Самец кладет комочек спермы на землю, а затем разными ухищрениями побуждает самку проползти над ним, и если ему это удается, она принимает сперму в свое половое отверстие.

К этой группе относится несколько тысяч видов. Для всех характерны шесть ног и трехраздельное тело, и по этим особенностям их, бесспорно, следует отнести к многочисленной и разнообразной группе наземных беспозвоночных — насекомым. Но сами они очень различны по строению, и, как часто случается при рассмотрении простейших членов большой группы, порой затруднительно сказать, является ли некая особенность первичной чертой или же это вторичная атрофия, приспособление к данному образу жизни. У «серебряной рыбки», например, сложный глаз, тогда как другие виды этой группы вовсе лишены зрения. Крыльев нет ни у кого. А у некоторых нет даже трахей и дыхание осуществляется прямо через хитиновый покров, очень тонкий и проницаемый. С самого ли начала трахей не было или они утратились со временем? Многие спорные вопросы такого рода, связанные со строением этих существ, до сих пор ждут убедительных ответов.

Первобытные насекомые, должно быть, иногда добывали себе пищу, карабкаясь вверх по стволам древовидных папоротников и хвощей. Это, надо полагать, особого труда не составляло. А вот спускаться вниз, перебираясь через обращенные вверх ложа листьев, было, вероятно, делом более сложным и кропотливым. Послужили ли эти препятствия побудительной причиной дальнейшего развития насекомых, сказать с определенностью нельзя. Но бесспорно одно: некоторые первобытные насекомые освоили гораздо более простой и быстрый способ спускаться на землю — полет.

У нас нет прямых свидетельств того, как они учились летать, однако современные чешуйницы могут дать об этом некоторое представление. В верхней части груди по сторонам у них имеются плоские хитиновые выросты, словно бы рудименты крыльев. Возможно, что первоначально крылья служили не для полета. Насекомые, как и все живые существа, очень зависят от температуры своего тела. Чем она выше, тем быстрее проходят у них химические процессы с высвобождением энергии и тем животное подвижнее. Если их кровь могла циркулировать по тонким пластинам, вытянутым по краям спины, это давало им прекрасную возможность быстро обогреваться на солнце. А если эти пластины были еще вдобавок снабжены у основания мышцами, их можно было поворачивать, ориентируя перпендикулярно солнечным лучам. Крылья насекомых и в самом деле развиваются из выростов на спине и первоначально имеют сеть кровеносных сосудов, так что это предположение в целом представляется вполне правдоподобным.

Но как бы то ни было, крылатые насекомые появились, и произошло это примерно 300 млн. лет назад. Самые ранние из обнаруженных форм — стрекозы. Их было несколько видов, размерами в большинстве случаев с нынешнюю стрекозу, но потом с ними произошло то же, что и с многоножками и другими группами существ, которые первыми освоили новую среду обитания: отсутствие конкуренции позволило некоторым ранним формам достигнуть грандиозных размеров, и в конце концов появились стрекозы с размахом крыльев 70 см — самые крупные из когда-либо живших на Земле насекомых. Но со временем в воздухе появились и другие обитатели, и подобные причуды природы исчезли.

Стрекозы имеют две пары крыльев, которые присоединены к телу таким образом, что насекомое может их подымать и опускать, но не способно складывать на спине. Однако и при этом стрекозы — весьма умелые летуны, на своих прозрачных трепещущих крылышках они носятся над поверхностью водоемов со скоростью до 30 км/ч. При такой быстроте им нужны очень чуткие органы чувств, чтобы избегать сокрушительных столкновений. Небольшой пучок волосков впереди помогает контролировать прямизну полета, но основным навигационным прибором им служат огромные мозаичные глаза, расположенные по обе стороны головы и позволяющие видеть все вокруг очень четко.

Из-за такой зависимости от зрения стрекозы не могут быть активны в ночное время. Они — дневные охотники, в полете все их шесть ног подобраны перед грудью в виде маленькой корзиночки, куда они захватывают мелких насекомых. Уже один этот факт наглядно доказывает, что до стрекоз воздушное пространство освоили другие, растительноядные, формы, и это были, насколько можно судить по примитивному строению тела, вернее всего, тараканы, кузнечики, саранча и сверчки.

Присутствие этого многочисленного воздушного населения, со стрекотом носившегося между первобытными деревьями, в конце концов сыграло очень важную роль в революции, совершавшейся в растительном мире.

Древние деревья, как и их предшественники — мхи, размножались через поколение то половым, то бесполым путем. Большая высота не препятствовала распространению спор, скорее наоборот: с верхушек деревьев их легче подхватывал ветер и дальше разносил по округе. А вот распространение половых клеток столкнулось с трудностями. Мужские половые клетки передвигались в воде, но для этого требовалось, чтобы половое поколение было низкорослым, держалось ближе к земле. У мхов, плаунов и хвощей так и осталось по сей день. Споры этих растений развиваются в плоское пленковидное образование наподобие печеночника, так называемый таллом, и с нижней его стороны на влажную почву выбрасываются половые клетки. А после оплодотворения из яйцеклеток вырастают высокие растения следующего бесполого поколения.

Естественно, что лежащий на земле таллом очень уязвим. Его могут съесть животные; если испарится влага, он засохнет; а пышно разросшиеся бесполые особи своими густыми побегами заслоняют от него необходимый для жизнедеятельности свет. Высокий рост и ему дал бы немало ценных преимуществ, надо было только как-то иначе доставлять мужскую клетку к женской.

Для этого имелись два пути: один малонадежный, но существовавший испокон веков способ, каким распространялись споры, — ветром, другой же с помощью вновь возникших разносчиков, летающих насекомых, которые теперь постоянно перелетали с дерева на дерево, питаясь листьями и спорами. Растения воспользовались обоими способами. Около 350 млн. лет назад появились виды, у которых половые поколения уже не лежали на земле, а развивались наверху, прямо в кроне дерева. Одна группа таких древесных растений, саговники, существует и в наше время, она отражает весьма драматический момент в развитии растений.

Саговники с виду похожи на папоротники с длинными жесткими перистыми листьями. Некоторые особи образуют крошечные споры первобытного типа, которые могут разноситься ветром. На других споры гораздо крупнее. Они не слетают под дуновением ветра, а остаются прикрепленными к родительскому растению. Там из них развивается некий аналог таллома, особого рода коническое образование, внутри которого в конечном итоге образуются яйцеклетки. Мелкая летящая по ветру спора — иначе говоря, пыльца — попадает на содержащую яйцеклетки шишку и прорастает, но образуется не плоский таллом, в котором теперь нет нужды, а длинный трубчатый хоботок, тянущийся внутрь женской шишки. Процесс этот продолжается несколько месяцев, но в конце концов, когда формирование трубки завершается, из остатков пыльцевой споры образуется сперматозоид. Это — самый крупный сперматозоид во всем животном и растительном мире, он представляет собой опушенный ресничками шар, заметный даже невооруженным глазом. Шар медленно перемещается вниз по трубке; достигнув дна, попадает в каплю воды, выделенной окружающими тканями шишки, и влекомый движущимися ресничками начинает плавать в ней, медленно вращаясь и повторяя в миниатюре плавание мужской клетки своих предков-водорослей по водам первобытного океана. Только спустя несколько дней он сливается с яйцеклеткой, и так завершается весь длительный процесс оплодотворения.

Примерно в тот же период, что и саговники, возникла еще одна группа растений, использующих сходную стратегию размножения. Это — хвойные: сосны, лиственницы, кедры, ели и их сородичи. Их пыльцу тоже должен разносить ветер. Но в отличие от саговников у хвойных на одном растении образуются и пыльца, и яйценесущие шишки. Процесс оплодотворения у сосны занимает даже еще больше времени. На то, чтобы прорасти вглубь и достичь яйцеклетки, пыльцевому зерну требуется целый год, но, достигнув ее, оно соприкасается с ней концом хоботка, и мужская клетка, пройдя через хоботок, сразу соединяется с яйцом, а не плавает в капле воды. Таким образом, хвойные, наконец, избавились от необходимости в воде для размножения.

Обзавелись они и еще одним приспособлением: оплодотворенная яйцеклетка на целый год остается в шишке. В ней закладываются обильные запасы питательных веществ, а сверху образуется плотная водонепроницаемая оболочка. Потом уже, через два года после начала процесса оплодотворения, шишка в конце концов засыхает, деревенеет. Ее отделения раскрываются, и наружу выбрасываются оплодотворенные, снабженные всем необходимым яйца — семена, которые могут, если нужно, ждать хоть несколько лет, покуда в них не проникнет влага и не пробудит их к новой жизни.

Хвойные растения оказались отлично приспособленными к жизни и завоевали первостепенные позиции. Сейчас они составляют треть всех лесов, покрывающих нашу планету. К хвойным относится самый большой на свете живой организм — гигантская калифорнийская секвойя, достигающая 100-метровой высоты. Другое хвойное — гигантский секвойядендрон (мамонтово дерево), — произрастающее в засушливых горных районах на юго-западе США, имеет едва ли не самый продолжительный из всех индивидуальных организмов срок жизни. Возраст дерева легко определяется в тех случаях, когда оно растет в местности с отчетливо выраженной сменой времен года. Летом, когда много солнца и влаги, оно растет быстро и клетки древесины у него крупные, зернистые; зимой рост замедляется и древесина оказывается более плотной. Так в стволе образуются годичные кольца. При подсчете таких колец в стволе секвойядендрона обнаруживается, что отдельные экземпляры этих узловатых, корявых деревьев проросли из семени более пяти тысяч лет назад, когда в Двуречье только зарождалась письменность; они — живые свидетели развития цивилизации.

Хвойные защищают свой ствол от механических повреждений и от насекомых особым липким веществом — смолой. Поначалу, выделяясь из раны, смола бывает текучая, но ее жидкий компонент, скипидар, быстро испаряется, и остается клейкий комок, плотно запечатывающий повреждение. Одновременно он служит ловушкой для насекомых. Стоит какому-нибудь насекомому коснуться смолы, и оно бесповоротно прилипает, а затем и тонет в новых натеках. Комки смолы оказались превосходнейшим консервирующим средством. Они сохранились до наших дней в виде кусочков янтаря, и в их прозрачных золотистых глубинах, как в капле воды, видны тела древних насекомых. Осторожно делая в янтаре срез за срезом, можно наблюдать под микроскопом челюсти, чешуйки, волоски, словно насекомое только вчера застряло в смоле. Ученым удалось даже разглядеть на ногах у крупных насекомых микроскопических насекомых-паразитов.

Самые древние из найденных кусков янтаря образовались около 100 млн. лет назад. Хвойные растения и летающие насекомые появились задолго до этого, но кого только не сохранили для нас прозрачные капли янтаря! В них мы можем видеть представителей всех основных групп насекомых, которые известны нам сегодня. И каждая на свой характерный лад уже освоила величайшее достижение членистоногих — искусство полета.

Стрекозы машут обоими крыльями одновременно, но это связано с немалыми физиологическими трудностями. Обычно переднее и заднее крылышки у них не соприкасаются, однако при резких поворотах они испытывают дополнительную нагрузку, прогибаются и ударяют друг о друга, производя громкий треск, который мы слышим, сидя на берегу пруда и любуясь полетом стрекоз.

Более поздние группы насекомых убедились, если можно так выразиться, на опыте, что удобнее летать с одной парой машущих перепонок. У пчел и ос задние и передние крылышки сцеплены вместе и образуют, по сути, единую поверхность. Крылья бабочки находят одно на другое. У ночной бабочки бражника, одного из самых быстрых летунов среди насекомых, развивающего скорость до 50 км/ч, заднее крылышко значительно укорочено и присоединяется к длинному и узкому переднему с помощью крепких крючковатых щетинок. Жуки используют переднюю пару крыльев совсем в иных целях. Эти тяжелые броневики в армии насекомых много времени проводят на земле, прокладывая себе путь среди разного растительного сора, зарываясь в землю или вгрызаясь в древесину. При такой деятельности недолго и повредить нежные крылья. И жуки защищают их, обратив переднюю пару в жесткие, твердые щитки, плотно прикрывающие сверху брюшко, а крылья прячут под ними, сложив весьма хитроумным способом. В жилках крыльев у жуков образовались суставы. Когда надкрылья приподняты, суставы выпрямляются и крылья разворачиваются во всю длину и ширину. Когда жук грузно поднимается в воздух и летит, жесткие надкрылья у него обычно растопырены в стороны, что очень тормозит полет. Но вот жук-хрущак, например, нашел выход и из этого затруднения. У него в надкрыльях сбоку и у основания имеются как бы прорези, так что он может, развернув прозрачные крылья для полета, надкрылки уложить обратно на спину и летать в таком виде.

Но самые совершенные аэронавты — мухи. Они летают только на передних крыльях. Задние у них выродились в небольшие жужжальца по бокам. Такие образования есть у всех мух, но особенно заметны они у долгоножек, так называемых карамор. У них жужжальца расположены на концах длинных выростов и напоминают барабанные палочки. Когда карамора в полете, эти органы, присоединенные к груди таким же образом, что и крылышки, вибрируют с частотой более 100 взмахов в секунду. Они действуют отчасти как стабилизаторы, гироскопы, а отчасти, по-видимому, как органы чувств, сообщающие насекомому, какое положение занимает его тело в воздухе и в каком направлении движется. Информацию о скорости дают усики, которые вибрируют под действием рассекаемого воздуха.

Мухи могут бить крыльями с поразительной частотой порядка 1000 взмахов в секунду. Некоторые виды мух уже не пользуются для этой цели специальными мышцами, расположенными у основания крыла. У них вибрирует весь грудной сегмент, представляющий собой прочный упругий хитиновый цилиндр, который вспучивается и выпрямляется, как консервная жестянка. Сложное присоединение крыльев к груди заставляет крылья взмахивать с каждой контрактацией мышц.

Насекомые первыми завоевали воздух и в течение 100 млн. лет оставались его единоличными властителями. Но и их жизни грозили свои опасности. Извечные враги насекомых, паукообразные, крыльями обзавестись не сумели, однако своим традиционным жертвам спуску все равно не давали: они развешивали между ветвями поперек воздушных путей паутиновые ловушки и брали дань с насекомого царства.

Тем временем растения учились использовать летательные способности насекомых для собственной выгоды. Ветер как средство распространения их репродуктивных клеток был биологически довольно нерентабелен. Споры не требуют оплодотворения и прорастают, куда ни попадут, лишь бы почва была достаточно влажной и плодородной. Но даже при этом огромное большинство спор такого, например, растения, как папоротник, погибает, не найдя приемлемых условий для развития. А у разносимой ветром пыльцы шансов не погибнуть и того меньше, поскольку требования здесь гораздо более высокие. Пыльца может развиваться и принять участие в размножении растения, только если угодит на женскую шишку. Поэтому сосна, например, образует пыльцу в огромных количествах. Одна маленькая мужская шишечка производит несколько миллионов пыльцевых зерен, и если весной тронуть такую шишечку, пыльца вылетает из нее заметным золотым облаком. А целая сосновая роща выбрасывает в воздух столько пыльцы, что водоемы оказываются затянутыми желтой пленкой, — и все пропадает впустую.

Насекомые оказались гораздо более совершенным средством транспортировки. При должном побуждении они могут переносить небольшие порции пыльцы, нужной для оплодотворения, и оставлять ее в женском цветке точно в том месте, где надо. Такая курьерская служба действует всего эффективнее, когда пыльца и яйцеклетка расположены на растении в тесном соседстве. В этих случаях насекомое может получить и доставить отправление в один заход. Так развился двуполый цветок.

Самый ранний и примитивный из всех известных нам образчиков этого чудесного приспособления — цветок магнолии. Он возник около 100 млн. лет назад. Яйцеклетки собраны в центре, каждая защищена зеленым покрытием, имеющим наверху колючий отросток, так называемое рыльце. Чтобы произошло оплодотворение, пыльца должна попасть на это рыльце. А вокруг расположены многочисленные тычинки, производящие пыльцу. Для того же, чтобы привлечь к этим органам внимание насекомых, вся «конструкция» окружена ярко окрашенными видоизмененными листьями — лепестками.

Жуки уже задолго до этого питались пыльцой саговников, и они оказались в числе первых, кто переключился на ранние цветковые, такие, как магнолия или водяная лилия. Перебираясь с цветка на цветок, они кормились пыльцой и расплачивались за угощение тем, что обсыпанные избытком пыльцы поневоле оказывались переносчиками ее на соседний цветок.

Такое устройство, когда яйцеклетки и пыльца находятся в том же цветке, таит в себе одну опасность: может произойти самоопыление и тем исключится перекрестное осеменение — цель и назначение всего этого сложного устройства. Во избежание этого у магнолии, как и у многих других растений, яйцеклетки и пыльца созревают в разное время. Рыльца магнолий готовы принимать пыльцу сразу же, как только цветок раскрывается. А тычинки в цветке начинают образовывать пыльцу некоторое время спустя, когда яйцеклетки уже оплодотворены с помощью хлопотливых насекомых.

Появление цветковых преобразило лицо планеты. Зеленые леса расцветились всеми красками радуги — растения зазывали насекомых, суля им различные восторги и наперебой выхваляясь, кто чем богат. Первые цветки были открыты для всякого, кто бы ни вздумал на них сесть. Чтобы добраться до сердцевины магнолии или водяной лилии, не требовалось специализированных органов, как не нужно было особого умения, чтобы добыть пыльцу с перегруженных тычинок. И цветы такого рода привлекали к себе разных насекомых: и пчел, и жуков. Но разнообразие посетителей — преимущество, тоже не лишенное своих недостатков, потому что такие гости и сами порхают по разным цветам без разбора. Пыльца растения одного вида, занесенная в цветок другого вида, растрачивается впустую. Поэтому в процессе эволюции цветковых прослеживается такая тенденция: определенные растения развивались вместе с определенными насекомыми, удовлетворяя потребностям и вкусам друг друга.

Еще со времен гигантских хвощей и папоротников насекомые имели обыкновение залетать на верхушки деревьев за спорами, которыми они питались. Пыльца мало чем отличалась от спор как пища, она и по сей день для них лакомое блюдо. Пчелы собирают ее в особые вместительные корзинки, расположенные у них на ногах, и несут в ульи, где она немедленно поедается или же идет на изготовление пыльцевых хлебцев — основного корма для пчелиной молоди. Есть растения, в том числе некоторые виды мирта, которые образуют два сорта пыльцы: один оплодотворяет цветки, а другой, особенно приятный на вкус специально предназначен служить пищей насекомым.

Другие цветки обзавелись приманкой нового рода — нектаром. Единственное назначение этой сладкой жидкости — так нравиться насекомым, чтобы они, забыв обо всем на свете, весь период цветения только и делали; что добывали его. Растения, имеющие нектар, получили в свое распоряжение целые полчища новых разносчиков пыльцы: пчел, мух и бабочек.

Однако сладкий товар — нектар и пыльца — нуждается в рекламе. Яркая раскраска цветков делает их заметными с довольно большого расстояния. Насекомое приближается и по особым знакам на лепестках читает, где именно находится лакомое сокровище. У многих цветков к сердцевине оттенок становится ярче или — как у незабудок, алтея, вьюнков — появляется совсем другой цвет. У других лепестки размечены линиями и точками, словно летное поле аэродрома, и насекомое читает по этим знакам, где садиться и в какую сторону подруливать, — таковы наперстянка, фиалка, рододендрон. Подобных меток существует гораздо больше, чем можно подумать. Многие насекомые различают цвета в той части спектра, которая недоступна нашему глазу. Если сфотографировать цветок, представляющийся нам раскрашенным ровно, на пленку, чувствительную к ультрафиолетовым лучам, на лепестках обнаруживается много разных штрихов.

Другой могущественной приманкой является запах. В большинстве случаев запахи цветов, которые привлекают насекомых, приятны и нам тоже: вспомним лаванду, розу, жимолость. Но не всегда. Мухи, например, питаются гниющей падалью. Цветы, пользующиеся ими как опылителями, вынуждены «учитывать» их вкусы и воспроизводить приятный мухам запах, что они и делают подчас с таким правдоподобием и усердием, что человеческому носу это просто невыносимо.

Червивая стапелия в Южной Африке не только омерзительно воняет тухлятиной, но вдобавок к этому приманивает мух коричневыми морщинистыми волосистыми лепестками своих цветков, очень похожими на разлагающуюся шкуру дохлого животного. И в довершение обмана растение выделяет тепло, как при химическом процессе гниения. Общий результат настолько убедителен, что мухи не только ныряют из цветка в цветок, перенося пыльцу стапелии, но и в остальном поступают с ней как с настоящей падалью: откладывают на нее яйца. Выводятся личинки и вместо лакомого гнилого мяса находят у себя под ногами несъедобный цветок. Они погибают от голода, но стапелия уже оплодотворена.

Но может быть, самые удивительные приспособления — у орхидей, которые привлекают насекомых разного рода сексуальными уподоблениями. У одних цветок очень похож на самку осы, с глазами, усиками и крыльями, он даже источает такой же запах, как оса-самка, готовая к спариванию. Обманутые самцы пытаются оплодотворить ее. При этом они заносят внутрь цветка груз пыльцы и сразу же получают свежую порцию, которую разносят по другим цветкам-«самкам».

Иногда насекомые предпочитают собирать не пыльцу, а нектар или же, собрав пыльцу, распихивают ее в разные укромные места на своем теле, откуда она не так-то легко высыпается потом на рыльце. Для этих случаев у цветка имеются особые приспособления, чтобы насекомое волей-неволей уносило из него пыльцу. Некоторые цветки превратились в настоящие полосы препятствий, забравшийся в них залетный гость с трудом выбирается на свободу, а тем временем его ударяют по спине тычинки и осыпают пыльцой с ног до головы. У ракитника цветок устроен так, что едва на него садится насекомое, тычинки, изогнутые с напряжением под крышкой из лепестков, рывком выпрямляются и ударяют пчелу снизу, облепляя пыльцой ее пушистое подбрюшье. Ведерчатая орхидея в Центральной Америке своих посетителей опьяняет. Пчела забирается к ней в «горло» и, как только отведывает пьяного нектара, сразу дуреет и начинает слепо тыкаться во все стороны. А поверхность цветка очень скользкая, и пчела, не устояв на ногах, проваливается в наполненное жидкостью углубление, так называемое ведро. Отсюда — только один выход: вверх по зеву, и, карабкаясь по нему, насекомое проползает под нависшей «колонкой» сросшихся тычинок, которые с ног до головы осыпают его пыльцой.

Иногда растение и насекомое оказываются в полной зависимости друг от друга. Например, юкка, которая растет в Центральной Америке. У нее острые листья собраны в плотную розетку, из сердцевины которой подымается стержень и на нем посажены желтоватые цветки. Они привлекают один вид мелкого мотылька, снабженного особо изогнутым хоботком, позволяющим ему собирать пыльцу с тычинок юкки. Насекомое скатывает пыльцу в комок и в таком виде переносит на другое растение. Здесь оно прежде всего устремляется в глубь цветка, протыкает своим яйцекладом завязь и откладывает яйца в некоторые семяпочки. После этого оно ползет обратно наружу по пестику и вминает комок пыльцы в углубление на рыльце. Так совершается опыление, и через должный срок созревают все семяпочки в завязи, образуя плоды. Те из них, в которые отложены яички, выходят крупнее прочих и идут в пищу гусеницам. А остальные участвуют в продолжении рода юкки. Пропади на Земле этот мотылек, и юкка не сможет давать семян. А не стань юкки, и гусеницам мотылька негде будет развиваться. Их связывает нерасторжимая взаимозависимость.

И еще одна очевидная связь. Цветки, с их тонкими ароматами, со всем прихотливым разнообразием окраски и формы, возникли на Земле задолго до появления человека. И все это богатство предназначалось не для угождения человеческим вкусам, а для приманки насекомых. Так что одним из величайших наслаждений, которые нам дарит природа, мы обязаны способности бабочек различать цветовые оттенки и тонкому обонянию пчел.


Пески — продукты выветривания лавы (Исландия)


Мечехвосты, откладывающие яйца (Новая Англия, США)


Нити мха, несущие коробочки со спорами


Спаривающиеся многоножки


Самка скорпиона с детенышами на спине


Спаривание зеленых пауков-кругопрядов; самец (он поменьше ростом) гладит самку передними ногами


Стрекоза, сидящая на скорлупе своей оставленной куколки


Древовидные папоротники (Малави)


Молодой папоротник, выросший из заростка


Саговник с женской шишкой (Южная Африка)


Облачко пыльцы над мужскими цветками сосны

<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 2.157. Запросов К БД/Cache: 3 / 1
Вверх Вниз