Текст книги "Я познаю мир. Живой мир"

Автор книги: А. Целлариус

сообщить о нарушении

Текущая страница: 12 (всего у книги 13 страниц)

image l:href="#image163.png"

Многощетинковые черви:А – нереис; Б – сидячий червь серпуля; В – «морская мышь» (афродита)

Именно головным. У кольчецов впервые в истории появляется четкое расчленение тела на голову и туловище. Есть у них и третий отдел – хвостовая лопасть. Головой называется самый первый сегмент, в котором, кстати, нет целома. В голове помещается мозг, на ней расположены глаза (два или четыре), голова несет особые выросты – щупики, усики и антенны, которыми червяк обследует все, что попадается на пути. Это и органы осязания, и органы обоняния одновременно. А вот рот расположен не на голове, а с брюшной стороны первого туловищного сегмента.

Туловище кольчеца состоит из отдельных сегментов, колец. Отсюда и название этих червей. Каждый туловищный членик имеет свою замкнутую целомическую полость, отделенную перегородкой от соседней.

Да ещё разделенной и вдоль, на правую и левую части.

image l:href="#image164.png"

Параподиянерериса

Каждый членик имеет пару собственных органов выделения, свои половые железы, свой маленький нервный центр – парный ганглий.

Есть у кольчатых червей и кровеносная система. Сердца, правда, нет. Но с его ролью прекрасно справляются мускулистые стенки сосудов, которые, сокращаясь, гонят кровь по телу. Каждый членик полихет несет ещё пару мускулистых выростов со щетинками. Называются они параподиями, бывают довольно велики, сильны и служат для движения. Так, впервые в эволюции животных появляются ноги. Появляются у аннелид, тоже впервые в истории, и особые органы дыхания – жабры. Это тонкие и нежные выросты параподий, пронизанные кровеносными сосудами, которые «впитывают» кислород из окружающей среды.

Все из ничего

Полихеты или их какие–то вымершие близкие родственники дали начало двум высшим ветвям мира беспозвоночных – моллюскам и членистоногим. Моллюски – живой пример того, каких вершин можно достичь, пользуясь самыми простыми средствами. Моллюски, в общем, не изобретали ничего принципиально нового, они просто с толком использовали доставшееся им от полихет наследство. Отказались от одного, чуть–чуть подправили другое, необычным образом начали использовать третье. А в результате – более ста тысяч видов, обитающих от абиссальной бездны океанов до высокогорий, от полярных стран до тропиков и от безводных пустынь до дремучих лесов. Что же касается умственных способностей и умения ориентироваться в сложной обстановке, то высшая ветвь моллюсков – головоногие – дают фору не только своим «братьям» членистоногим, но и некоторым млекопитающим.

План строения моллюсков прост. Голова обычно имеется. Тело – мешок с внутренностями, вытянутый или округлый. Брюшная сторона тела разрослась в мускулистую подошву, её у моллюсков называют ногой. На спине находится ещё один вырост, разрастающийся во все стороны и свободно свисающий эдаким плащом. Этот плащ зоологи торжественно именуют мантией, она укрывает все тело моллюска, и она же на самой своей «макушке» строит раковину. Пространство под мантией называется мантийной полостью. Все это, так сказать, типовой проект. Разные группы моллюсков преобразуют его, порой до неузнаваемости.

Одно из немногих серьезных усовершенствований, которое моллюски внесли в конструкцию полихет, касается пищеварительной системы. У аннелид пищеварительные ферменты выделяются особыми клетками, рассеянными по всему кишечнику. Моллюски отрастили в средней кишке длинные, узкие, ветвящиеся карманы и собрали все такие клетки в их стерках. Получилась уже настоящая пищеварительная железа, которая почти не занимается всасыванием питательных веществ, а выделяет в просвет кишечника «пищеварительный сок». Называют эту железу печенью, хотя с печенью позвоночных она имеет мало общего.

image l:href="#image165.png"

План строения моллюсков разных классов: 1 – раковина; 2 – мантия; 3 – туловище; 4 – голова; 5 – нога; 6 – хитоны; 7 – брюхоногие; 8 – двустворчатые; 9 – головоногие

Сегментацию тела – чуть ли не самый главный признак кольчецов – моллюски утеряли. От целома – практически отказались. Он сохранился у них только в виде «рубашки», окружающей сердце, и «мешка», содержащего половую железу. «Рубашка» связана двумя сложными извитыми канальцами с внешним миром, и вся эта система играет роль весьма совершенного и эффективного органа выделения. Все остальное пространство между органами заполнено эластичной соединительной тканью.

Бронированный червяк

Давным–давно, около шестисот миллионов лет назад, среди древних кольчатых червей появилась мода обзаводиться панцирем из хитина. Это вещество, хотя и родственно обыкновенному сахару, но очень прочно и устойчиво к самым разным химическим воздействиям. Чтобы членистое тело полихет сохранило гибкость, броня тоже стала членистой, а в месте соединения сегментов развивалась только тонкая, гибкая хитиновая пленка. Каждый сегмент полихет, как вам известно, несет мускулистые выросты со щетинками – параподии. Параподии служат одним червям ногами, другим – веслами, а кроме того, на них развиваются жабры. Отказываться от параподий бронированные полихеты не сочли возможным, но чтобы параподии могли работать, двигаться, панцирь на них тоже стал членистым. Это

image l:href="#image166.png"

Наружный скелет членистоногого:

А – общий вид брюшка сбоку; Б – разрез кожи (схема); 1 – жёсткий склерит; 2 – эластичная мембрана; 3 – наружный слой кутикулы; 4 – средний слой кутикулы; 5 – внутренний слой кутикулы; 6 – чувствйУпелъные волоски; 7 – гиподерма; 8 – базальная мебрана; 9 – клетка, образующая волосок

устройство конечностей сохранили все их потомки, за что через полмиллиарда лет они получили от людей прозвище членистоногих. Мы недаром упомянули о моде. По–видимому, панцирь возник приблизительно в одно и то же время независимо у трех родственных, но разных групп полихет. Почему – не знает никто. Одна группа стала предками ракообразных, другая – пауков и скорпионов, третья – многоножек и насекомых.

Хитиновый покров червяки приобрели поначалу исключительно в целях защиты. Но вскоре изнутри к твердому панцирю стали крепиться мышцы, и панцирь стал играть заодно роль скелета – опоры для тела. Такой скелет называется внешним. Представление о внешнем скелете вы можете получить, посмотрев на жука или краба. Скелет может быть и внутренним. С внутренним скелетом знаком всякий, кто хоть раз ел жареную курицу или рыбу.

Скелет в жизни животных – вещь необыкновенно важная. Когда мышцы крепятся к жесткой опоре, они могут развить большее усилие. Скелет позволяет животному создать систему рычагов–конечностей, которые обеспечивают такую силу и точность движений, какая мягкотелому и присниться не может. И от того, какую конструкцию скелета вы выберете, зависит судьба ваших потомков. Те черви, которые были предками членистоногих, выбрали скелет внешний. А наши предки, предки позвоночных, выбрали скелет внутренний. И эволюция тех и других пошла разными путями.

Основной недостаток внешнего скелета заключался в том, что он не позволял животному достигать крупных размеров. Чем больше размер (и вес) тела, тем сильней должны быть мышцы. Чем большее усилие развивают мышцы, тем прочнее (и тяжелее) должен быть скелет. Если вы задумали расти до бесконечности, у вас ничего не получится. Беда в том, что с увеличением размера ваш вес будет расти в кубической прогрессии, а сила мышц – только в квадратической. Наступит момент, когда ваши мышцы просто не в силах будут поднять сами себя. Но ещё раньше наступит момент, когда ваш скелет или сломается под грузом тела, или станет таким массивным, что мышцы не смогут его таскать. Так вот, владелец внешнего скелета попадет в такое положение задолго до того, как владелец внутреннего каркаса вообще начнет ощущать неудобство своего размера.

image l:href="#image167.png"

Крепление мышц к наружному скелету: 1 – выросты склерита, к которым прикрепляются мышцы;2 – мышцы

Особенно резко начали проявляться достоинства и недостатки той и другой конструкции, когда около четырехсот миллионов лет назад животные принялись осваивать сушу. На суше вес тела ощущается гораздо сильней, чем в воде. И среди крупных, тяжелых животных несомненное преимущество получили обладатели внутреннего скелета. Но одна из главных проблем на суше – потери воды. Особенно страшны они для животных мелких, которым высохнуть ничего не стоит. И среди мелких животных преимущество получили обладатели внешнего скелета, который отлично защищает не только от врагов, но и от высыхания.

Членистоногие в результате были вынуждены следовать совсем другой жизненной стратегии, чем позвоночные. Мелкий размер – больше роковых случайностей, короче жизнь. Жизнь коротка – нужно успеть оставить как можно больше потомков, чтобы род не угас. Накопить за короткую жизнь приличный жизненный опыт невозможно. Значит, делаем упор не на обучение, не на «мозги», а на врожденные программы поведения. Учить и воспитывать детей некогда. Но поскольку их тьма, то кому–то обязательно повезет и он продолжит род. Вообще, жизненный успех мелких существ ничуть не меньше, чем крупных. Просто достигать его приходится другим путем.

У позвоночных, соответственно, все наоборот. Основная линия развития – крупные размеры, длинная жизнь. Длинная жизнь – возможность приобретения опыта. Есть опыт – есть чем поделиться с сородичами. Отсюда преобладание обучения над врожденными программами поведения. Но обучить и воспитать несколько сотен потомков невозможно. Поэтому у продвинутых позвоночных детей не бывает много. Но зато много сил и времени отдается их обучению, и смертность детенышей ниже.

Вторичноротые

Кольчатые черви, моллюски и членистоногие, это, в общем, отростки единой ветви, которая берет свое начало от каких–то древних существ. Существа эти, быть может, были похожи на ранних кольчатых червей. Жили они, по–видимому, ещё в докембрийских морях, около шестисот миллионов лет назад, и отличались от своих предков наличием вторичной полости тела – целома. В те же древние времена и от тех же, быть может, предков, произошла другая ветвь, даже целый «куст», целомических животных. Один из побегов этого куста несколько позже дал начало позвоночным.

Эти две ветви животного мира носят названия первичноротых и вторичноротых. Кольчатые черви, моллюски и членистоногие относятся к ветви первичноротых, а мы с вами, вместе с морскими звездами, сальпами и другими весьма причудливыми созданиями, относимся к вторичноротым. Отличаются вторичноротые от первичноротых прежде всего особенностями раннего эмбрионального развития. В частности, они по–разному решают довольно приземленный вопрос – вопрос образования рта и заднепроходного отверстия. Как вы помните, всякий зародыш животного проходит в своем развитии стадию гаструлы. На этой стадии он представляет собой просто мешочек из клеток. Отверстие этого мешочка, бластопор, у первичноротых превращается в рот, а заднепроходное отверстие образуется позже и самостоятельно. А у вторичноротых, в том числе и у нас с вами, всё наоборот – концы тела поменялись местами, бластопор стал служить заднепроходным отверстием, а рот прорывается на противоположном конце.

image l:href="#image168.png"

Схема эмбриогенеза первично– (А) и вторичноротых (Б): 1 – зигота; 2 – дробление (обратите внимание на тип дробления!); 3 – бластула; 4 – личинка; 5 – бластопор («первичный рот» ); 6 – ротовое отверстие; 7 – анальноеотверстие

Иногда эти две ветви выводятся из одного корня. Предполагается, что когда–то, позже круглых червей, существовали животные, уже обладавшие целомом, которые и дали начало, с одной стороны – кольчатым червям, с другой – предку всех вторичноротых. На самом же деле вопрос этот очень и очень спорный. Дело в том, что у первичноротого зародыша целом закладывается, как особый орган одного из зародышевых листков – мезодермы. У вторичноротых же целом возникает, как отростки средней кишки, которая формируется из энтодермы. Мутит воду и множество других деталей, мелких и не очень. В частности, похоже, что и сегментация тела у вторичноротых и первичноротых имеет разное происхождение, и закладка нервной системы не «выводится» одна из другой, и деление оплодотворенной яйцеклетки идет несколько иначе. Как ни крути, различия очень серьезные. Вполне может быть, что предки у ветвей были совершенно разные, а целом они приобрели независимо друг от друга. Не исключена и такая ситуация, что разные типы вторичноротых произошли независимо друг от друга. Вопрос темный.

Прародители хордовых?

Ну ничего особенного в них нет – червяки червяками. Живут на дне морском, главным образом на мелководье. Интеллектом не блещут. Питаются, заглатывая грунт и переваривая все съедобное, что в этом грунте содержится. Одни роют норки, другие прокладывают на дне трубочки из засохшей слизи.

Тело разбито на три отдела: мускулистый хоботок, воротничок и собственно тело. Хоботок способен вытягиваться и сокращаться, как тело дождевого червя. Таким образом он продвигается в грунте, и, как тягач, тащит за собой все остальное тело. Называют этих червей неблагозвучным именем кишечнодышащие и относят к особому типу вторичноротых животных – типу полухордовых. При всей своей невзрачности, полухордовые – очень интересная группа. Насколько можно судить по развитию эмбрионов и строению личинки, они родня иглокожим, можно сказать – родные братья. С другой стороны, у них есть некоторые уникальные черты, которых нет ни у одной другой группы беспозвоночных, зато есть у хордовых.

Прежде всего, это так называемый нотохорд – узкий вырост кишечника с плотными стенками. Этот вырост проникает в хоботок и служит ему, хоботку, опорой. Эмбриональное развитие нотохорда, его строение и роль очень напоминают хорду. Кроме того, у этих червяков нервная система состоит из двух стволов – слабенького брюшного и хорошо развитого спинного. Вообще, смещение нервных клеток на спинную сторону характерно для всех вторичноротых, тогда как у первичноротых основными (а часто и единственными) являются брюшные стволы. Но, мало того, спинной ствол у кишечнодышащих закладывается в виде нервной полоски, которая далее превращается в желоб, а потом в нервную трубку. Это тоже уникальная особенность, которая, кроме наших червяков, наблюдается только у хордовых.

image l:href="#image169.png"

Кишечнодышащие

И наконец, система дыхания, которой, собственно, кишечнодышащие и обязаны своим именем. Начальный отдел кишечника прорезан по бокам двумя рядами вертикальных щелей.

image l:href="#image170.png"

Строение головного конца кишечнодышащих: 1 – мышцы хоботка;2 – глотка; 3 – спинной нервный тяж; 4 – кровеносный сосуд; 5 – кишечник с жаберными щелями;6 – пищевод

Перегородки между щелями пронизаны кровеносными сосудами. Вода поступает в рот и выходит через эти щели, по пути отдавая кислород крови. Ни у одного другого беспозвоночного животного нет ничего похожего. Но у хордовых это базовая конструкция дыхательного аппарата, на основе которой возникает жаберное дыхание низших позвоночных. По мнению большинства зоологов, гемихордовые – если и не прямые предки хордовых, то очень на них похожи.

Ланцетник

Хордовые – отдельный тип животных. Делится он на три подтипа: бесчерепные, оболочники и позвоночные. Так что хордовые имеют такой же ранг, как, например, членистоногие или моллюски, и это всего лишь один тип из двух десятков типов животного царства. А ранг позвоночных равен, скажем, рангу хелицеровых из типа членистоногих. И то, что во многих учебниках позвоночным уделяется больше половины объема, это просто плод нашего пристрастия к близким родственникам.

Самое древнее и примитивное хордовое животное – ланцетник. Ланцетники – единственные представители подтипа бесчерепных, и насчитывается их всего несколько десятков видов. Размер ланцетника – несколько сантиметров, не больше десяти. Похож он на маленькую полупрозрачную рыбку, но устроен значительно проще. Вдоль спины, от кончика носа до кончика хвоста, тянется нервная трубка, точнее – желоб с сомкнутыми верхними краями. В передней части трубка образует небольшое расширение, носящее громкое название мозга. Под нервной трубкой лежит плотный эластичный стержень – хорда. Оболочка хорды состоит из плотного волокнистого вещества, а внутри – крупные водянистые клетки. Упругость и эластичность хорды – это упругость армированного резинового шланга, в который накачана вода. Кровеносная система замкнутая, но сердца нет, кровь перегоняется по сосудам сокращениями мускулистых стенок брюшной аорты. Кстати, сердце у продвинутых хордовых возникнет именно здесь, на брюшном продольном сосуде, тогда как у всех первичноротых сердце лежит на спинной стороне.

image l:href="#image171.png"

Ланцетник:А – внутреннее строение; Б – внешний вид; 1 – нервная трубка; 2 – хорда; 3 – кишечник; 4 – печень; 5 – глотка с жаберными щелями; 6 – усики; 7 – сегменты мышц

Кишечник у ланцетника незамысловат – почти прямая трубка ото рта до заднепроходного отверстия, с брюшным выростом, печенью. Но глотка по бокам прорезана щелями, как у некоторых полу хордовых. Щели эти называются жаберными, но на самом деле никаких жабер, то есть тонкостенных выростов, служащих для дыхания, здесь нет. Кислород ланцетник «впитывает» всей поверхностью тела. Реснички, расположенные во рту, гонят воду в глотку и через жаберные щели наружу. А всяческая мелочь, вроде протист и одноклеточных водорослей, задерживается на «жабрах». Так что жаберные щели – это не орган дыхания, а орган питания. Скопившаяся на жаберных щелях пища уносится слизью по специальному желобу на дне глотки вперед. Слизь движется благодаря биению ресничек на дне желоба, который, дойдя до рта, раздваивается, обходит рот и по спинной стороне глотки возвращается назад, неся пищу в кишечник. Этот слизистый желоб с ресничками на дне называется «эндостиль». Точно такой же имеется в глотке полухордовых. Расположенные по бокам рта усики в захвате пищи никакой роли не играют, а служат дополнительным фильтром, отсеивающим крупные несъедобные частицы.

С органами чувств у ланцетника совсем плохо. Если не считать рассеянных в разных местах тела чувствительных клеток, то таких органов всего два. Органом обоняния служит особая ямка на «темени», сообщающаяся каналом с полостью мозга. Глаз нет, но в состав мозга входит скопление особых светочувствительных клеток, так что свет от тьмы ланцетник отличает. Оба органа, в отличие от органов чувств позвоночных, непарные. Единственные чувство, которое у ланцетника развито довольно прилично, это осязание.

Бока ланцетника одеты плотными слоями мышц, похожих на мышцы рыбы. На каждом боку мышечный слой разбит на сегменты. Между сегментами залегают тонкие перегородки, которые состоят из такого же вещества, как оболочка хорды и, по сути, являются плоскими боковыми выростами этой оболочки. Поочередное сокращение мышечных сегментов изгибает хорду волнами, и тело извивается, как тело рыбы или змеи. Такое движение свойственно всем низшим и многим высшим позвоночным. А вот никакие беспозвоночные так двигаться не умеют.

Плавать ланцетник может довольно ловко, но без нужды не шевелится. Практически всю жизнь он проводит зарывшись в песок, так что наружу торчит только «голова», и спокойно фильтрует морскую воду. А вот личинки у ланцетника активно плавают и охотятся на всякую мелочь, так что мышцы взрослого ланцетника своего рода наследие детства.

Позвоночные

Где–то в конце кембрия, более полумиллиарда лет назад, какие–то пра–пра–пра–правнуки какого–то существа, очень похожего на ланцетника, дали начало четырем разным классам позвоночных. Это бесчелюстные, панцирные рыбы, хрящевые рыбы и появившиеся немного позже рыбы костные. Вся эта публика вела довольно активную жизнь. Активные животные нуждаются в большом количестве кислорода – и каждая из групп начала с того, что обзавелась настоящими жабрами. Хотя каждая группа проделала это сама по себе, но жабры все отрастили на одном месте – на перегородках между жаберными щелями. Где только жабры у животных ни появлялись, почему бы им не возникнуть в щелях глотки, через которые идет непрерывный ток воды, несущей кислород. И все остальные новшества – костную ткань, внутренний скелет, челюсти, парные конечности – представители этих групп тоже изобретали самостоятельно. То, что результаты оказались похожими, неудивительно. Ведь «базовая» конструкция у них была одинаковой, кроме того, все они обитали в воде и проблемы перед ними стояли сходные.

Панцирные рыбы вымерли, не оставив потомков, от обширного класса бесчелюстных до наших времен дожило несколько десятков видов – миноги и миксины. В водоемах планеты ныне царствуют хрящевые (акулы и скаты) и костные рыбы. И именно костные рыбы дали начало сухопутным позвоночным.

image l:href="#image172.png"

Панцирная рыба

image l:href="#image173.png"

Минога

Выход на сушу

Класс костных рыб делится на два подкласса – лучеперые и лопастеперые. Лучеперые ударились в бурную эволюцию, завоевали все водоемы планеты, и сейчас именно они представляют класс костных рыб. Лопастеперым это почему–то не удалось. Они отделились от главного ствола костных рыб очень давно, вероятно, ещё в силуре, более четырехсот миллионов лет назад. Их родина – пресные воды. Хотя не раз и не два отдельные группы лопастеперых возвращались в море, но именно мелкие, мутные, бедные кислородом водоемы всегда бь1ли их главной вотчиной. Как раз в силуре растения начали проникать на сушу, на прибрежные, заболоченные участки. В заросших древними псилофитами лужах и старицах лопастеперые разошлись на две ветви – двоякодышащих и кистеперых. Двоякодышащие начали специализироваться на растительной пище, моллюсках, червях и членистоногих, а кистеперые начали охотиться на своих собратьев. Жизнь в мелких, прогреваемых водоемах, в которых постоянно ощущается недостаток кислорода, вынудила лопастеперых использовать для дыхания атмосферный кислород. Но жабры для этого плохо приспособлены, у рыбы, высунувшейся из воды, кровеносные сосуды рта и глотки поглощают кислород эффективней, чем слипающиеся на воздухе жаберные лепестки. И у лопастеперых возникли легкие – глубокие карманы глотки, стенки которых густо покрылись капиллярами. В результате не успешные и продвинутые лучеперые, а именно несуразные и неперспективные лопастеперые стали предками высшей ветви позвоночных.

image l:href="#image174.png"

Двоякодышащая рыба рогозуб

image l:href="#image175.png"

Латимерия

Ныне от процветающей некогда группы осталось всего семь видов. Шесть видов двоякодышащих – один в Австралии, четыре в Африке и один в Южной Америке и единственный вид кистеперых – знаменитая латимерия, чудом сохранившаяся в вечном мраке глубоководных пещер в основании Коморских островов. Латимерия не имеет легких. Но древние кистеперые, рипидистии, обитавшие в теплых заросших старицах древних рек, имели легкие и кровеносную систему,  как у двоякодышащих.

Довольно долго зоологи спорили, кто был предком первых позвоночных, вышедших на сушу: двоякодышащие или кистеперые. Сейчас твердо установлено, что это были кистеперые, рипидистии. Рипидистии стали предками амфибий. Именно они сделали первый шаг, который привел в конце концов к появлению птиц и млекопитающих.

Шиворот–навыворот

Наличие легких вынудило лопастеперых внести серьезные изменения в систему кровообращения. И об этом стоит рассказать чуть подробней, поскольку именно изменения системы кровообращения позволили, в конце концов, появиться очень сложному мозгу и тончайшей координации движений птиц и млекопитающих. А кроме того, развитие кровеносной системы – прекрасный пример того, как эволюция ставит порой организм в совершенно дурацкое положение, а потом изобретает всяческие хитрости, чтобы из этого положения выйти.

Исходная для всех рыб конструкция, в общем, довольно проста и очень рациональна. Сердце состоит из двух отделов, предсердия и желудочка. Из желудочка кровь выталкивается в мощный сосуд, идущий вперед под жабрами – брюшную аорту. От брюшной аорты отделяются ветви, по паре к каждой паре жабер. Обогатившись в жабрах кислородом, кровь поступает в мощный спинной сосуд – спинную аорту. Кровь от задних жаберных дуг течет по аорте назад, а от передних – вперед, к голове. Ветви спинной аорты, несущие кровь к голове, называются сонными артериями. Распадаясь на все более и более мелкие веточки, сосуды несут кровь ко всем органам. Затем они снова собираются вместе, и кровь от всех органов тела одним общим протоком впадает в предсердие. Предсердие выталкивает кровь в желудочек, и круг начинается сызнова. Все органы получают кровь, прошедшую через жабры и насыщенную кислородом, и никаких проблем не возникает. Насыщенную кислородом кровь называют артериальной, а кровь, у которой кислород отобран мышцами, мозгом, кишечником и другими органами, – венозной.

image l:href="#image176.png"

Схема кровеносной системы «обычных» рыб: 1 – сердце; 2 – сеть капилляров в жабрах; 3 – сеть капилляров во внутренних органах; 4 – венозная кровь (без кислорода ); 5 – артериальная кровь (с кислородом)

Начав дышать одновременно и жабрами, и легкими, рыба попадает в трудное положение. Если бы легкие возникали на месте жабер, все было бы в порядке. Но легкие – это выросты пищеварительного тракта, кровь попадает к ним, уже пройдя через жабры. Обогащенная кислородом артериальная кровь от легких попадает не к мозгу или мышцам, где она всего нужнее, а в общее русло, идущее к сердцу, и смешивается здесь с бескислородной венозной кровью, возвращающейся от всех остальных органов. Из сердца выходит смешанная кровь, кислорода ней, особенно для мозга, маловато. К тому же часть этой крови снова идет в легкие, которым кислород вовсе не нужен. Нет, конечно, лучше так, чем совсем без кислорода, но эффективность всей системы оказывается гораздо ниже, чем у нормальной рыбы, и даже ниже, чем у ланцетника. Стоило ради этого огород городить?

image l:href="#image177.png"

Схема кровеносной системы рыб с двойным дыханием: 1 – сердце; 2 – сеть капилляров в жабрах; 3 – сеть капилляров во внутренних органах; 4 – сеть капилляров в лёгких; 5 – венозная кровь (без кислорода); 6 – артериальная кровь (с кислородом); 7 – смешанная кровь

Можно, конечно, задать эволюции вопрос, почему бы не организовать легкие на месте задней пары жаберных мешков? Зачем загонять новую систему в кишечник? Ответа вы не дождетесь. Если бы кровеносную систему рыб с двойным дыханием проектировал нормальный инженер, то его выгнали бы с работы с треском. Но в том–то и дело, что эволюция – плохой конструктор. Она не имеет предварительного плана, а действует по принципу «сейчас работает – и ладно». А как система будет развиваться дальше – её не интересует. Эволюция – не разумный процесс, она идет по линии наименьшего сопротивления, не задумываясь о последствиях.

Вывернуться из этой ситуации оказалось непросто. Вся дальнейшая эволюция кровеносной системы – это поиск выхода из тупика, в который эту систему загнали рыбы с двойным дыханием. Пришлось организму прокладывать новые кровеносные сосуды, перекрывать часть старых, возводить в сердце систему перегородок и клапанов. И все для того, чтобы разделить потоки венозной и артериальной крови, обеспечить мозг и мышцы чистой артериальной кровью. То есть восстановить ту ситуацию, которая была в свое время у нормальных рыб.

Вся эта суета вокруг кровеносной системы продолжалась около двухсот пятидесяти миллионов лет. И только высшие формы рептилий смогли окончательно освободиться от ненужных сосудов и прийти к той целесообразности кровеносной системы, которую утеряли рыбы, «воткнув» новый дыхательный аппарат не на место одной из пар жаберных мешков, а в кишечник. Результатом этой победы над эволюцией стали млекопитающие и птицы.

image l:href="#image178.png"

Схема кровеносной системы амфибий и рептилий: 1 – сердце; 2 – сеть капилляров во внутренних органах; 3 – сеть капилляров в лёгких; 4 – венозная кровь (без кис лорода); 5 – артериальная кровь (с кислородом); 6 – сме шанная кровь

Между двух стульев

Амфибии – первые наземные позвоночные – появились на Земле в начале девонского периода, около четырехсот миллионов лет назад. К этому времени на суше уже появилась растительность, и хотя огромные пространства материков ещё оставались пустынными, но обширные заболоченные низменности по берегам рек и озер покрывали густые заросли псилофитов и гигантских плаунов. Среди мхов, опавших листьев и бурелома можно было найти коллембол, многоножек и примитивных насекомых, похожих на бескрылых тараканов.

Если самые первые амфибии по сути не отличались от двоякодышащих рипидистий ничем, кроме ног, то у продвинутых амфибий довольно основательно изменились и другие системы органов. В первую очередь это касается органов дыхания и кровообращения. Оптические свойства воздуха совсем другие, чем воды, и амфибиям пришлось перестраивать глаза. Вода – вещество плотное, и звуковые колебания легко передаются непосредственно через кости черепа на внутреннее ухо. В воздухе не все так просто, чтобы слышать, пришлось обзавестись барабанной перепонкой и средним ухом – структурой, передающей колебания барабанной перепонки на ухо внутреннее. А боковая линия у взрослых амфибий исчезла (но сохранилась у личинок).

Однако, несмотря на все перестройки, амфибии ещё очень несовершенная, «экспериментальная» модель сухопутного животного. Самое главное, что привязывает амфибий к воде – размножение. Для размножения амфибиям нужна вода, и это привязывает их к водоемам намного прочнее, чем тонкая влажная кожа и несовершенные конечности.

Амфибии во многих отношениях удивительно несовершенные животные. В воде им далеко до их предков – рыб. На суше они не могут тягаться со своими потомками – рептилиями, птицами и млекопитающими.

image l:href="#image179.png"

image l:href="#image180.png"

image l:href="#image181.png"

image l:href="#image182.png"

Развитие амфибии

Их место – «ничейная земля», зона контакта воды и суши, они уже не водные, но ещё и не вполне сухопутные существа. Царство их было недолгим. Уже через тридцать, сорок миллионов лет после появления земноводных их начали теснить их собственные потомки – рептилии. С тех пор и до наших дней амфибии – самый малочисленный класс позвоночных животных.

Первые рептилии появились на Земле в начале карбона, около трехсот сорока миллионов лет назад. Это были мелкие существа, длина их тела не превышала десяти сантиметров. Длинный хвост, хорошо развитые лапки, небольшая голова – всё свидетельствует о том, что они были довольно подвижными и юркими. Они, вероятно, умели лазать по камням и бурелому, заглядывали во все щели, разыскивали и поедали мелких беспозвоночных. Их мелкие и острые зубки говорят о том, что именно насекомые, пауки и многоножки служили им добычей. И внешностью и поведением они очень напоминали современных ящериц.