Некоторые образцы творений эволюции

 

В кембрии море господствовало над сушей, как никогда больше. Вся Европа и Азия, за исключением Индии, были залиты океанскими водами. Лишь восток Канады и Южной Америки, запад Аравийского полуострова, Африка к югу от Сахары, запад Австралии и некоторая часть Антарктиды возвышались над морями. А моря были теплые, даже в Сибири, а точнее – там, где она сейчас находится, – температура воды первобытного океана не опускалась ниже 25 градусов!

Самыми крупными животными в морях кембрия были трилобиты. (Длина их от 2 сантиметров и до 75.) Почти половина всех собранных в музеях ископаемых, оставшихся от тех отдаленных времен, – трилобиты разных видов, возрастов и размеров.

Трилобиты – родоначальники пауков, скорпионов, клещей, фаланг и мечехвостов. Название «трилобит» по-русски значит «трехдольчатый». Трилобит рассечен был (но не до конца!) на три части – голову, «собранное» из многих сегментов туловище и хвостовой отдел (пигидий). Кроме того, туловище еще и продольными бороздами разделялось на выпуклую центральную «ось» (рахис) и на боковые плоские фаланги (плевры). Так что троичными были трилобиты и вдоль и поперек.

Одни из них плавали в толще воды, у берегов, другие же – в глубинах. Ползали по дну и зарывались в ил, выставив наружу лишь стебельчатые глаза-перископы. Многие вообще жили в иле, словно кроты в земле. Илом и кормились…

Их существование на планете имело почтенный возраст – двести миллионов лет. Затем вдруг все трилобиты вымерли (в пермском периоде). Отчего так случилось, непонятно.

Мечехвосты развились из общего корня с трилобитами. Палеонтологические находки последних лет доказывают, что мечехвосты появились на свет не в ордовике (как думали раньше), а уже в кембрии.

Трудно даже сказать, на кого они похожи: на броненосцев? на танки? на фантастические машины марсиан?

Ныне пять видов мечехвостов уцелели только в двух весьма далеких друг от друга районах земного шара: в прибрежных водах Карибского моря (и всего восточного побережья США и Мексики) и на мелководьях индонезийских морей. Отсюда их ареал распространяется вдоль берегов Китая до Японии, на запад к Индии, на юг – до севера Австралии. Местами мечехвостов еще так много, что их ловят сетями, сушат, толкут и вывозят на поля как удобрение.

Часто думают, что живые ископаемые уцелели лишь в небольшом количестве и близки к вымиранию, потому что плохо переносят современные условия жизни. Это правило, может быть, и верно по отношению к некоторым из них, но не ко всем. Каждый день миллионы людей моются, например, скелетом живого ископаемого, которое отнюдь не думает вымирать. Живет в море почти всюду. Губка, конечно. Это причудливое создание, пожалуй, самое древнее из всех самых древних многоклеточных обитателей Земли. Еще в докембрийскую эпоху, больше полумиллиарда лет назад, в морях жили губки, совершенно подобные современным.

Устроена губка очень просто. Нет у нее ни мозга, ни нервов, ни глаз, ни ушей, ни легких, ни желудка, ни мускулов, ни крови…

Что же есть? Есть студенистое тело – мешок и иголки в нем вместо скелета (известковые, кремневые или роговые волокна). Тело все в дырках: это губкины рты – поры. Их много, как звезд на небе.

Губка не может ни двигаться, ни даже шевелиться. Но это живое существо! Все время через поры-рты засасывает она воду. Прокачивает ее через себя. С водой в губку заплывают разные мелкие водоросли и рачки. Их она и переваривает в теле-мешке.

Губки очень живучи. Разрежьте губку на пять частей, и каждый ее кусочек вырастет в новую губку. Изрубите ее ножом, просейте через сито – губка рассыплется на клеточки. И каждая клеточка будет жить! Она ползает, добычу ловит. Клетка к клетке ползет, срастается с ней. Подползают другие клетки, складываются вместе, создают новую губку.

Смешайте в баке с морской водой две протертые через сито губки. Клетки каждой из них соберутся вместе: свои приползут к своим! И срастутся в две прежние губки.

Почти все губки живут в море. Одни из них размером с ноготь, другие – с бочку. А окраска у них – всех цветов.

Губку, которой люди моются, добывают в теплом Средиземном море. Люди ныряют за ней на дно, потом сушат на солнце. Губка сгнивает, остается только скелет. Он губчатый и мягкий, похож на шелк, хорошо впитывает воду и пенит мыло.

Наутилусы, прародители осьминогов, начали свою историю в одно время с мечехвостами. Шесть видов этого старейшего рода морских патриархов дожили до наших дней. Пережившие свою эпоху наутилусы обитают на юго-западе Тихого океана: у Филиппин, островов Индонезии и у Северной Австралии. Наутилусы похожи на сторуких улиток и живут в раковинах, разделенных перегородками. Когда наутилус хочет опуститься на дно, то наполняет раковину водой и легко погружается. Чтобы всплыть на поверхность, наутилус нагнетает в свои гидростатические «баллоны» газ, он вытесняет воду, и раковина всплывает.

Жидкость и газ заполняют раковину под давлением, поэтому перламутровый домик не лопается даже на глубине в семьсот метров, куда наутилусы иногда заплывают. Стальная трубка здесь сплющилась бы, а стекло превратилось в белоснежный порошок. Наутилусу удается избежать гибели только благодаря внутреннему давлению, которое поддерживается в его тканях, и сохранить невредимым свой дом, наполнив его несжимаемой жидкостью. Все происходит, как в современной глубоководной лодке-батискафе, патент на которую природа получила еще 500 миллионов лет назад.

У наутилуса нет ни присосок, ни чернильного мешка, как у осьминогов и каракатиц, его родичей. Глаза его примитивны, как камера-обскура, они лишены линзы-хрусталика. В стадии конструкторских поисков у него и реактивный двигатель – воронка, из которой сильно бьет струя. За счет ее реактивной силы плавают осьминоги, кальмары и каракатицы. Словом, это хотя и головоногий моллюск, но далеко не современный. Он закостенел в своем консерватизме. Поэтому наутилус и занесен в анналы зоологии под малоутешительным именем живого ископаемого.

А когда-то моря кишели наутилусами. Палеонтологам известны тысячи всевозможных видов. Были среди них малютки не больше горошины. Другие таскали раковины-блиндажи величиной с небольшой танк. Родной брат наутилуса – эндоцерас жил в раковине, похожей на пятиметровую еловую шишку. В ней могли бы разместиться три взрослых человека.

500 миллионов лет безмятежно плавали по волнам наутилусы. Затем вдруг неожиданно вымерли (все, кроме шести видов). Случилось это 80 миллионов лет назад, в конце мезозойской эры.

У морской звезды пять лучей, пять глаз, пять щупалец, пять печеней, пять жабр, пять больших нервов. Один рот и один желудок. А головы и вовсе нет.

Морская звезда, голотурия и морской еж – родственники. Этих животных называют иглокожими: в коже у них торчат известковые иглы.

Ни у одного животного нет таких интересных ножек, как у иглокожих: они гидравлические. Крохотные, тонкие и растягиваются, словно резиновые. Ножки сидят на лучах с нижней стороны. Когда морская звезда ползет, ножки набухают. Из особых органов-насосов в них под давлением накачивается вода. Она растягивает ножку, и та тянется вперед, присасывается к камням, а вода перекачивается в другие ножки. И те ползут дальше. Присосавшиеся ножки сжимаются и подтягивают морскую звезду вперед.

Конечно морская звезда ползает медленно – пять-семь сантиметров в минуту. Четыре метра в час! Но добыча, за которой морские звезды охотятся, передвигается еще медленнее. Многие звезды едят ил, другие – ракушек.

Морская звезда обнимает ракушку лучами и начинает оттягивать створку от створки. Раковина плотно закрыта, сразу морская звезда раскрыть ее не может, но не спешит, тянет и час и два. Мускулы ракушки, которые держат створки, устают, и перламутровый домишко раскрывается. Тогда морская звезда выворачивает свой желудок наизнанку, высовывает его через рот и запихивает в раковинку. Там, прямо внутри раковины, желудок и переваривает моллюска.

Небывалое дело: морская звезда, оказывается, переваривает пищу не внутри своего тела, а снаружи – в морской воде. Накроет добычу вывернутым наизнанку желудком, как салфеткой, и ни о чем не беспокоится.

Морские звезды иногда даже на рыб свой желудок, словно сеть, набрасывают. Рыба плавает и всюду за собой морскую звезду таскает. А та сидит у нее на спине, желудком присосалась и переваривает еще живую рыбу.

Тихие. Беззубые. Едва ползают, а такие хищницы, эти звезды! Они приносят большой вред: едят устриц, жемчужниц и на рыб нападают. А пользы от них никакой.

Кишечнополостные – древнейшие из многоклеточных организмов, – очевидно, жили еще в докембрии.

Странное название «кишечнополостное» говорит о том, что это невзрачное создание представляет собой, по сути дела, кишку. На заднем конце кишка «запаяна» и прочно прикреплена к какому-нибудь камню, который лежит на дне моря. Другой конец кишки – беззубый рот животного – окружен щупальцами.

Кишечнополостные словно замерли в своем развитии на стадии зародыша самого раннего возраста.

Все живое развивается из яйца – эту истину наука уже давно постигла. Яйцо делится и скоро превращается в шар, сложенный из груды клеток, его потомков. Затем одна сторона шара втягивается внутрь, получается полый внутри двухстенный шаровидный мешок – гаструла.

Развиваясь из яйца, каждое животное: и червь, и птица, и лев – царь зверей, и даже человек – венец природы – какое-то время бывает гаструлой. Потом гаструла усложняется, создает разные органы, и из гаструлы вырастает зародыш.

Но кишечнополостные, став гаструлой, нашли, очевидно, «мгновение прекрасным», остановили свой выбор на полом двухслойном мешке и в поисках новых жизненных форм по тернистому пути эволюционного прогресса дальше не пошли.

Подобно бабочке, развивающейся из гусеницы, многие виды кишечнополостных существуют в двух чередующихся друг с другом поколениях – медузах и полипах.

Из яйца рождается полип, похожий на стебелек со щупальцами. Стебелек почкуется, от него ответвляются новые полипы – гидранты. Они тоже, в свою очередь, почкуются, и животное превращается вскоре в колонию полипов, внешне похожую на ветвистое дерево! Сходство с растением довершают «корни» – стелющиеся по дну отростки, которыми вся компания прирастает к камням.

Пища, схваченная щупальцами одного полипа, идет на общий стол, так как полости гидрантов соединены каналами в одну пищеварительную систему.

В положенный природой срок на колонии набухают почки особого сорта. Это будущие медузки. Подрастая, они отрываются от дерева-животного и уплывают в море на поиски приключений. Тело медузы – тоже, по сути дела, полый мешок, только очень толстостенный и сплющенный сверху вниз. Ее ткани налиты водой – оттого медуза такая прозрачная: это сильно разбавленный водой (на 98 процентов) живой студень.

В нем развиваются яйца, и, плавая по волнам, медузы разносят их по всему океану. Вылупившиеся из яиц личинки опускаются на дно и превращаются в кустистых полипов, чтобы все начать сначала.

Не все кишечнополостные проходят в своем развитии полипоидные и медузоидные стадии. У некоторых нет полипов, а одни лишь медузы. У других, наоборот, нет медуз, а только полипы. Последних представляют кораллы и пресноводные гидры.

Как у всех кишечнополостных полипов, тело у коралла тоже похоже на мешок. И тоже нет ни головы, ни ног, есть только большой рот и желудок. Вокруг рта растут щупальца. Ими коралл хватает рачков.

«Кожа» коралла выделяет известь, она окружает его плотной корочкой.

Коралл – животное непростое, целый «кустик» сросшихся друг с другом полипов.

Кустик развивается из маленькой личинки. Личинки коралла плавают в море, потом садятся на дно, приклеиваются ртом к камню. Из личинки вырастает полип-мешочек. У него сбоку, словно почки на ветке, образуются новые полипы. Они тоже почкуются. И вот уже вместо крошечного полипа возвышается на дне большое «каменное дерево» – коралл. Высотой он бывает в три-четыре метра. Рядом поселяются другие кораллы, теснят друг друга, вырастает под водой коралловый лес. Старые кораллы отмирают, на их обломках новые полипы выводят ветвистые домики из извести, надстраивают этажи, тянутся все выше к поверхности воды, лезут друг на друга. Поднимается со дна моря отвесная стена – коралловый риф.

Во время отлива можно взобраться на риф и пройтись по нему. Иногда риф исчезает под водой, потом вновь появляется. Бывают рифы сто и даже тысячу километров длиной.

В ледниковую эпоху, когда по сибирским лесам бродили стада мамонтов, коралловые рифы окаймляли многие острова. Потом льды растаяли, океаны наполнились талой водой, уровень воды поднялся метров на пятьдесят. Она прибывала постепенно, а кораллы, которые не могут жить глубже пятидесяти метров, все надстраивали и надстраивали свои рифы.

Остров уже давно скрылся под водой. На его месте образовалось мелководное озеро – лагуна. Словно крепостная стена, окружало его кольцо кораллового рифа! Волны отламывали от рифа большие куски кораллов и забрасывали обломки на вершину рифа, нагромождали все выше и выше. И над водой выступили очертания атолла – кораллового острова с озером-лагуной в центре. Ветер принес семена пальм, и на атолле разрослись леса, поселились люди.

…Жила она, гидра, в болоте около города Лерны и, выползая из своего логовища, пожирала целые стада, опустошала всю округу.

И вот выползла в последний раз, «извиваясь покрытым блестящей чешуей телом». Поднялась на хвосте, а Геракл наступил ей на туловище и придавил к земле. Как вихрь засвистела в воздухе его палица. Но тут Геракл заметил, что у гидры на месте каждой сбитой головы вырастают две новые.

– Иолай, – закричал сын Зевса. – Жги огнем ей шеи!

Иолай поджег рощу и горящими стволами деревьев стал прижигать гидре шеи, с которых Геракл сбивал палицей головы. Новые головы перестали расти, и пришел ей конец.

Сказка – ложь, но в ней намек…

А если вооружимся мы не палицей, а микроскопом, то этот намек разгадаем.

Пройдем на болото, в логово гидры. Зачерпнем воду: вот она, гидра, в стакане!

Комочек слизи на зеленом листочке. Вот комочек вытянулся в столбик. Вот раскинул во все стороны щупальца. Схватили они рачка циклопа, и он забился конвульсиях. Вот щупальца подтянули его ко рту круглой дыре на верху столбика, и… циклоп исчез ней, словно в пропасть провалился.

Как и фантазия древних греков, сочинивших мифы о Геракле, микроскоп увеличил гидру в тысячу раз.

У нашей гидры определенное сходство со сказочной тезкой: ее также трудно убить. Можно резать на куски, но из каждого куска вырастает новая гидра!

Можно протереть через терку. Останутся от нее одни крошки. И каждая породит гидру!

Можно вывернуть гидру наизнанку, как чулок, – и гидра будет жить, есть и расти!

Поистине чудеса, которые творит природа, чуднее чудес сказочных.

 

«Моллюск», который перепутал все карты

 

Тому сто пятьдесят лет с небольшим, а точнее – в январе 1826 года, пастор-натуралист Р. Гилдинг описал в лондонском зоологическом журнале одно весьма странное существо, о происхождении которого все эти долгие годы в научных статьях и книгах велись горячие дебаты. Споры недавно только утихли (но и то не совсем!).

Р. Гилдинг, очевидно, без колебаний решил, что открытое им животное – моллюск, но без раковины, нечто вроде слизня. Он назвал его «перипатусом» – в честь знаменитой аллеи в садах Лицея, где Аристотель любил гулять со своими учениками, в тихой и мирной беседе рассказывая им о премудростях естественных наук.

Однако профессиональные зоологи вскоре отвергли все претензии перипатуса считаться моллюском. Это, совершенно очевидно, не моллюск – вынесли они единодушный вердикт.

Тогда кто?

Вот тут-то их мнения разделились…

– Перипатус – сороконожка, – заявил в 1874 году известный натуралист Т. Белт.

– А вроде бы на вид гусеница? – робко вопрошали некоторые, менее знаменитые его коллеги.

– Нет, червь! – судили другие.

Определяли перипатуса в родичи и к паукам, и к насекомым… В общем, к членистоногим, к типу живых существ, объединяющему насекомых, пауков, клещей, скорпионов и раков.

Да, пожалуй, это членистоногое животное! У него и трахеи есть. Трубочки, открывающиеся наружу и ветвящиеся по всему телу. По ним нужный для дыхания воздух поступает в организм животного. У червей нет трахей.

Как и у членистоногих, тело перипатуса покрыто хитиновым покровом – кутикулой. Правда, она очень тонка, не толще микрона. Через нее воздух свободно проникает в тело перипатуса. Получается дополнительный, помимо трахей, орган обмена газом, то есть дыханим. Типичные для членистоногих у перипатуса и челюсти – клещи. А на конце ножек по два коготка (чего у червей нет). И кровеносная система как у артропод, то есть членистоногих.

Но, заглянувши в глубь тела перипатуса, найдем и другое: мышцы у него не собраны в пучки, как у членистоногих, а окутывают все тело кожно-мускульным мешком, как у червей. Подобно дождевым червям, перинпатусы, зарываясь в землю, то растягивают свой кожно-мускульный мешок, то сжимают его, увеличивая толщину. Нервная и выделительная системы устроены тоже как у червей.

А если снаружи рассмотрим перипатуса, увидим у него на голове глаза… червей? членистоногих?

Тут разночтения:

«В основании обоих усиков лежат… глаза совершенно своеобразного строения» (доктор В. Кроме).

«Позади усиков у большинства онихофор на спинной поверхности головы располагаются бокаловидные, просто устроенные глаза, напоминающие глаза полихет» (академик М. Гиляров).

К сказанному добавлю: полихеты – это высшие черви, а онихофоры – группа животных, к которой относится перипатус.

Наконец, нашли компромиссное решение, которое, казалось бы, прочно утвердилось в науке: перипатус – переходная форма, звено, соединяющее червей и членистоногих. Он предок всех членистоногих вообще. Через стадию развития, на которой находится перипатус, в давние миллионы лет прошли все артроподы на ранних этапах своего развития из червей.

– Вовсе нет! – заявили свой протест зоологи ближайших к нам лет, лучше изучившие перипатуса.

Слишком много своеобразных черт обнаружилось у этой живой мозаики.

Перипатус не предок членистоногих, а лишь особая, не имеющая к ним отношения боковая ветвь Древа Жизни. От червей он произошел – это верно. Как и членистоногие. Но тех кардинальных изменений, высоких адаптивных приспособлений, какие мы видим у членистоногих, он не достиг. Значит, он не предок артропод, а в лучшем случае лишь кузен, к тому же и менее развитый.

С той поры, как было принято это решение, числится перипатус в особом типе животных, называемых онихофорами, в котором всего один класс, один отряд, два семейства и приблизительно 70 видов.

Перипатус и его родичи, прочие онихофоры – обитатели сырых мест, влажных и укромных, поселяются обычно недалеко от воды, под камнями, в гнилых пнях, в опавшей листве, а у берегов морей – в выбросах водорослей.

Онихофоры очень чувствительны к влажности, где сухо, жить не могут. Их тончайшая кутикула (толщиной лишь в одну тысячную долю миллиметра!) и трахеи, всегда открытые наружу (они лишены клапанов, замыкающих внешние отверстия), не задерживают испарения воды из организма. Теряют ее, где мала влажность, вдвое больше, чем дождевые черви в тех же условиях и в 22 раза больше, чем сороконожки. Попав на места солнечные и ветреные, онихофоры быстро погибают. Поэтому днем и не покидают сырых укрытий. Добычу промышляют лишь по ночам.

В сухие времена года многие из них впадают в спячку. Съежатся, свернутся кольцом, чтобы уменьшить испаряющую поверхность тела, и лежат в полной неподвижности порой полгода.

Холода и даже прохладного климата онихофоры не выносят. Оттого и живут в тропиках и субтропиках Старого и Нового Света.

Раскрашены онихофоры в цвета самые разные: в будничные – серые и коричневые и в «праздничные наряды» – оранжевые, красные, синие, зеленые. И ярко-пятнистые бывают, и полосатые.

Что особенно интересно в поведении онихофор – их редкостный способ охотиться и защищаться.

Ползут они небыстро (6 сантиметров в минуту), все перед собой ощупывая «усиками», похожими на рожки улитки. Короткие ножки (а их бывает до 43 пар) онихофор на медленном ходу работают как у иноходца: с каждой стороны выбрасываются вперед одновременно. Но когда от кого-нибудь удирают, бегут «рысью», поочередно работая ногами каждой стороны. И тогда скорость передвижения повышается вдесятеро.

Так вот, ползут. Как только заметят впереди некрупное насекомое, паука или слизня, сейчас же его «оплевывают»: из двух крупных желез на голове онихофор с поразительной силой вылетает клейкая жидкость. И летит далеко, до полуметра. Липкой слизью, как сетью, связывают онихофоры добычу. Даже крупного кузнечика или саранчу эта слизь приковывает к земле так прочно, что насекомое не может сдвинуться с места.

И от врагов защищаются той же липкой струей.

Но вот добыча поймана. Тут же онихофора прижимает к ней свой рот, словно присоску. Изо рта вытекает слюна, богатая ферментами и соками, которые разжижают и частично переваривают мягкие ткани жертвы. Затем онихофора всасывает этот «бульон». Получается что у нее наружное пищеварение, как у пауков, морские звезд и некоторых других животных, которых, однако, не так уж и много.

За исключением нескольких видов, все онихофов живородящие. Новорожденные дети их весьма крупные до 2,2 сантиметра длиной. Развиваются они из яиц теле матери, в «матке», расширенном конце яйцевода! У этих примитивных животных есть даже некое подобия плаценты млекопитающих: через нее эмбрион получает пищу из материнской крови.

Беременность – от четырех до тринадцати месяцев. И срок половозрелости немалый, до 44 недель. Это удивительно высокие цифры для таких небольших созданий (длина их всего от 2 до 15 сантиметров).

Онихофоры – патриархи среди обитателей нашей планеты. На свет они явились, бесспорно, еще в палеозое. Корни начала их эволюции уходят в море. Там они зародились. Эйшея – тому подтверждение. Нашел ее в 1911 году американский палеонтолог Ч. Уолкотт в земных породах кембрия, на склонах гор Эйше (Британская Колумбия, Канада). Девятнадцать лет спустя другой ученый, Д. Хетчинсон, доказал, что эйшея, древнейшая из найденных ископаемых онихофор, жила в океане.

Велик срок пройденного онихофорами пути. Если его измерить шагами – вообразим себе подобное, – получается впечатляющая картина. Положим, что один шаг соответствует каждому тысячелетию, отделяющему нас от кембрия. Шагнем раз – времена Ярослава Мудрого (XI век). Еще шаг – эпоха Юлия Цезаря. Еще восемь шагов – мы в каменном веке. Пройдем 64 километра – мезозой, царство динозавров. Но до той эры, когда жила эйшея, еще долго придется шагать – 450 километров.

 

Предки предков

 

Итак, перипатус не был предком членистоногих – насекомых, пауков, скорпионов, фаланг, раков. Непосредственно переходная форма от червей к артроподам еще не найдена. Оставим этот вопрос пока нерешенным. Поищем-ка лучше своих собственных предков. Их следы тоже теряются в палеозое и даже глубже того, в докембрии. Очевидно, тогдашние наши предки были слишком мягкие: без скелета, раковины, панциря или других подобных твердых основ своей материальной сущности. Поэтому их окаменевших отпечатков и не сохранилось. Возможно, мы никогда ничего бы о них не узнали, если бы не помогла эмбриология.

В конце прошлого века было сделано гениальное открытие. Наш знаменитый соотечественник А. Ковалевский не в слоях земли, а под микроскопом нашел совершенно очевидных наших прародителей, к тому же самых дальних, ни в чем не похожих на нас, людей, и на всех вообще позвоночных животных (или вертебрат). Ни в чем, кроме самого сокровенного, глубоко в теле скрытого и главного, – хорды! Гибкой «струны», из которой позднее развился позвоночник.

Кто ел пироги с вязигой, знает, какова эта хорда на вкус. (Она еще сохранилась у некоторых рыб, например у осетров. Ее извлекают из позвоночника рыбы, сушат, а потом, соответственно обработав и назвав вязигой, начиняют ею пироги.)

А. Ковалевский наблюдал за развитием личинки асцидии – невзрачного существа из типа оболочников (их в его время считали червями). Он увидел весьма поразительное: в яйце зародилось странное существо, совсем непохожее на взрослую асцидию. Выбрался из «скорлупы» некий головастик и поплыл, продвигаясь вперед гребными ударами хвоста.

Но самое интересное, поразившее ученый мир, было не появление самого «головастика», а начальные этапы его развития в яйце.

И вот что именно: с верхней стороны зародыша асцидии отделилась полая внутри трубка и легла на спинной стороне тела вдоль его оси, прямо над кишечником. Спинной мозг! У всех же без исключения беспозвоночных нервная система располагается на брюшной стороне тела и развивается иначе.

Но, и это опять-таки не главное, хотя и само по себе удивительное: внутри хвоста обозначился и вперед в тело острием выдвинулся хрящевой стерженек (хорда!)! Весьма любопытный опорный орган, которого у беспозвоночных животных не бывает. А вот у эмбрионов всех вертебрат, включая человека, именно так развивается позвоночник.

«Сходство малейших деталей до того велико, что наблюдатель остается в полной уверенности, что перед ним не червь, а будущее позвоночное!» (К. Штерне).

«Головастик», выбравшийся из яйца асцидии, поплавав немного, вдруг опустился на дно. Укрепился и вскоре превратился в асцидию, сиднем сидевшую всю последующую свою жизнь. При этом превращении, а можно сказать – упрощении) исчез хвостик, а вместе с ним и хорда. Асцидия «свернула с пути эволюции к позвоночному», регрессировала и навсегда приросла ко дну, уподобившись губкам и полипам.

Есть биогенетический закон (филогенез в онтогенезе), в силу которого эмбрионы животных, развиваясь, в краткой, схематической форме повторяют некоторые морфологические черты своих изначальных прародителей (даже у человеческих зародышей на определенной стадии созревания появляются ненужные нам теперь жаберные щели). Получается: эмбрион – намеченный штрихами незаконченный портрет своего дальнего предка.

На основании этого закона можно сделать только один сформулированный К. Штерне вывод: «предки асцидий были и предками позвоночных».

Вертебраты сохранили хорду и с веками преобразовали ее в позвоночный столб, а асцидии неразумно ее выбросили, упростились, опустились на уровень ниже своих родоначальников и образовали бесплодный боковой сучок на родословном древе.

Теперь краткое знакомство с нашими кузенами, уклонившимися по каким-то неясным пока причинам о многообещающего эволюционного марша к позвоночным животным. Упомянутые аутсайдеры – оболочники асцидии, пиросомы, сальпы и аппендикулярии.

Не удивлюсь, если вам незнакомы эти имена. Хотя оболочников и тысяча разных видов, и наполняют они моря совсем не в малом числе, многие, возможно, даже не слышали о них.

«Аппендикулярии, сальпы и пиросомы плавают в толще вод океана, в то время как асцидии ведут прикрепленный образ жизни на дне. Аппендикулярии никогда не образуют колоний, в то время как сальпы и асцидии могут встречаться и в виде одиночных организмов, и в виде колоний. Пиросомы же всегда колониальны. Все оболочники активные фильтраторы, питающиеся или микроскопическими пелагическими водорослями и животными, или взвешенными в воде частицами органического вещества – детритом. Прогоняя воду через глотку и жабры наружу, они отфильтровывают мельчайший планктон…» (Н. Виноградова).

Прежде всего – почему их так назвали: оболочники. А потому, что тело этих животных окружено снаружи студневидной оболочкой, туникой. И поразительно: туника на 60 и больше процентов состоит из… целлюлозы! А это строительный материал, употребленный природой для создания стенок растительных клеток. В животном же мире, помимо оболочников, ни у кого, ни в одном органе целлюлозы нет.

Итак, оболочники.

Асцидии. Похожи на продолговатый раздутый мешок. Размеры этого «мешка» от одного миллиметра до 50 сантиметров. Одной стороной, подошвой, он накрепко прирастает к разным твердым предметам на дне моря. Наверху у «мешка» два сифона – два бугорка с дырочками на конце. Один из них – рот асцидии, у второго назначение прямо противоположное: из него выбрасываются отработанные шлаки.

Окраска асцидии часто очень яркая: оранжевая, красная, сиреневая, но бывает и не такая нарядная: бурая, грязно-белая.

Живут асцидии в одиночестве либо в тесном сообществе – колониально. Тогда все члены колонии погружены в общую для них тунику.

Асцидии – гермафродиты. Но самооплодотворения не бывает: яйца и сперма созревают в разное время. Некоторые асцидии, размножаясь, выбрасывают на волю волн не яйца, а уже готовых «головастиков».

Пиросомы, или огнетелки. Они светятся в волнах ночного моря, из всех светящихся организмов пиросомы, пожалуй, самые яркие.

«По существу, это плавающие в воде колониальные асцидии», – говорит Н. Виноградова, большой знаток оболочников.

Колония пиросом похожа на длинный цилиндр с заостренным концом. «Цилиндр» внутри полый. Вода протекает через полость «цилиндра» и выталкивается через его задний широкий конец. Получается реактивный эффект. Так и продвигается колония пиросом. Воду прогоняют через полость этой живой ракеты насосные движения многих сотен членов колонии – зооидов, сокращающихся одновременно.

Туника соединенных в сообщество пиросом настолько насыщена водой, что прозрачна, как стекло, и заметить этот парящий в волнах союз зооидов нелегко. Студневидное покрытие колонии так нежно, что, попадая в сети, оно, проскальзывая через ячеи, распадается «на отдельные куски».

Обычные размеры «общины» пиросом – от 3 до 10 сантиметров, но бывают и четырехметровые пиросомные объединения.

Сальпы. Похожи на маленькие прозрачные бочоночки или огурцы. Спереди у них ротовой сифон, сзади – анальный, используемый как сопло реактивного двигателя. Вода засасывается через ротовой сифон и выбрасывается через анальный, и сальпа, подобно колонии пиросом, плывет вперед, как ракета.

Есть сальпы длиной в несколько миллиметров, другие же – до 33 сантиметров.

Как и пиросомы, сальпы тоже соединяются в колонии: словно слипаются друг с другом в длинные цепочки наподобие пулеметной ленты.

Аппендикулярии. Ну вот мы дошли до них, а именно они нас больше всего интересуют. Развиваясь из личинки, аппендикулярии не испытывают редукции и коренной перестройки формы тела и его органов, как все прочие оболочники. Они и взрослые очень похожи на личинок асцидий. Аппендикулярии на всю жизнь сохраняют хвост. Он в несколько раз длиннее туловища. И главное – хорду! Очевидно, так же, как и аппендикулярии, выглядели наши отдаленные предки, из которых эволюция сделала позвоночных животных.

В виде головастиков аппендикулярии в море почти не встречаются. Бывает это только тогда, когда они меняют домик: из одного уже вылезли, а второй построить не успели.

Этот домик – очень любопытный феномен! Туника у аппендикулярии не облегает плотно заключенного в ней «головастика». Внутри много свободного места, и аппендикулярия размещается там вполне комфортабельно, может переворачиваться и перемещаться в своей округлой капсуле. Интересно и то, что туника аппендилярии сложена не из целлюлозы, а из хитина.

На переднем и заднем концах домика отверстия. Аппендикулярии, виляя хвостиком, гонят воду из переднего входа в домик в задний. Таким образом возникает реактивный эффект, он и создает двигательный импульс.

Спереди в – домике – ситечко, фильтрующее воду.

Оно не пропускает в домик слишком крупные пищевые «продукты», микроскопических животных и растений размером больше 20 микрон. А те, что поменьше, проходят через сито, ими и кормится аппендикулярия. Ситечко часто засоряется. У некоторых видов уже через четыре часа фильтрации.

«Тогда аппендикулярия покидает испорченный домик и выделяет вместо него новый. На постройку нового домика уходит всего лишь около 1 часа… Для того чтобы покинуть домик, аппендикулярия пользуется так называемой «калиткой для бегства». Стенка домика в одном месте очень сильно утончена и превращена в тонкую пленку. Пробив ее ударом хвоста, животное покидает домик для того, чтобы тут же выстроить новый» (Н. Виноградова).

Ростом аппендикулярии невелики – от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Наиболее крупный экземпляр был пойман экспедицией на «Вальвидии» недалеко от Кейптауна на глубине двух тысяч метров. Длина его – 8,5 сантиметра, из них на хвост приходилось почти 90 процентов.

 

Начало эволюции позвоночных

 

Ланцетник – реликт, живое ископаемое, чудом сохранившееся от давно минувших дней и поныне еще роется в песке на мелководьях теплых морей. Впрочем не совсем так. Некоторые из этих странных создании на дне не живут.

«Ланцетники амфиоксиды… встречаются в планктоне открытых частей всех трех океанов нередко над большими, до трех тысяч метров, глубинами всюду в тех районах, куда течения выносят многих прибрежных животных, иногда за тысячи миль от суши» (профессор Т. Расс).

Большую часть жизни ланцетник проводит, почти совсем зарывшись в песок, наружу торчит лишь «голова» Если потревожить его, он с заметным усилием проплывет немного и снова быстро зароется в песок.

Особенно много ланцетников у берегов Южного Китая. В Тайванском проливе их ловят тоннами и продают на рынках. Китайцы, малайцы, итальянцы едят ланцетников.

Своими очертаниями ланцетник напоминает рыбу. Но у него нет ни настоящих плавников, ни челюстей, на скелета, ни глаз, ни ушей. Строго говоря, у него и головы-то нет! Свет от тьмы он, правда, различает. Спереди на трубчатом нервном стволе у него есть светочувствительное пигментное пятно.

Пища ланцетника – микроскопические водоросли, инфузории, яйца и личинки некоторых морских животных. Все это ланцетник выуживает из воды, которую втягивает в рот, а затем отфильтровывает, пропуская через жаберные щели.

Из этих-то вот щелей, выполнявших вначале роль простой цедилки, и развились рыбьи жабры (и рыбьи челюсти! Это позднее). А хорда – хрящевая струна, протянутая природой внутри тела ланцетника от «головы» к «хвосту», – дала начало позвоночнику. Значит, животные, обладатели хорды, близкие к ланцетнику были прародителями не только рыб, но и всех вообще позвоночных: и птиц, и гадов, и зверей, и человека в том числе.

Это не вызывает сомнения. Но неясно еще, какое переходное звено соединяло подобных ланцетнику бесчерепных предков с их потомками – рыбами.

А между тем в позднем ордовике, в нижнем силуре в море уже плавали панцирные бесчелюстные рыбообразные. Силур и девон – время их расцвета. Голову и переднюю часть тела у многих из них укрывал костный панцирь, а не защищенная им задняя часть тела несла на своей коже… острые зубы!

Знаменательный момент. Мир стал кусаться! Природа изобрела зубы! Кольчугой из мелких острых зубов одела она своих первых позвоночных детей. Потом часть зубов переместилась в рот – на челюсти. К тому времени, надо сказать, у древних предрыб уже появились челюсти (из первой жаберной дуги). А это значит, что они стали уже настоящими рыбами!

«Древнейшими представителями челюстных позвоночных были акантодии, ископаемые остатки которых известны уже из силура. Акантодии были, следовательно, современниками специализированных бесчелюстных позвоночных и могли произойти лишь из более примитивных форм, живших в ордовике и оставивших после себя только следы в виде разрозненных небольших кожных зубов» (академик И. Шмальгаузен).

Самые примитивные обладатели хорды: и оболочники, и ланцетники – извечные обитатели морей. Из этого «…следует, что первоначальная дифференциация позвоночных животных наверняка проходила в море, а последующая их история могла разыгрываться и в пресных водах. Этот вопрос мы должны здесь немного обсудить.