Текст книги "Технопарк юрского периода. Загадки эволюции"
Автор книги: Александр Гангус
сообщить о нарушении
Текущая страница: 25 (всего у книги 31 страниц)
Эта работа и принесла известность Эшшольцу в кругу зоологов. В ней он описал открытый им тип морских животных, который он назвал гребневиками. Другой открытый им тип животных – кишечнодышащих, или полухордовых, – привлекает сейчас пристальное внимание ученых: этому типу, видимо, пришлось сыграть выдающуюся роль в эволюции живого. Но об этом дальше. Пока лишь подчеркну, что интерес Эшшольца к морским «низшей организации» животным был не случайным, как у Шамиссо, а постоянным.
Мысль его и после экспедиции продолжала обращаться к странным созданиям морских глубин, разным, но в чем-то похожим. Гребневики, сальпы, кишечнодышащие (полухордовые). Для современного биолога этот перечень связан с волнующей и важнейшей для палеонтологии и эволюционной теории проблемой происхождения хордовых животных, к которым принадлежат все позвоночные, в том числе и мы с вами.
Был ли Эшшольц эволюционистом? Это осталось неизвестным. Но в Дерптском университете, где профессорствовал молодой биолог, додарвиновские эволюционистские настроения были: коллега Эшшольца Ратке, например, выделялся яркой приверженностью к идее развития, превращения видов, в до-дарвиновской, конечно, интерпретации. Можно ли считать чистой случайностью, что все группы животных, составляющие переходные звенья между миром кишечнополостных животных (к ним относятся, например, кораллы, актинии) и миром хордовых, обнаружены и описаны одним человеком – Иваном Ивановичем Эшшольцем? И что явление чередования поколений, без которого природа не смогла бы совершить столь смелого перехода, тоже связано с его именем?
Здесь нам пора опять оставить «Рюрик» и XIX век: впереди новое путешествие в глубь геологических времен. Шамиссо и Эшшолъц не дошли до полюса. «Рюрик» повернул из Берингова пролива, не открыв северо-восточного прохода; это сделал в конце века Норденшельд. Но благодаря ярким талантливым ученым экспедиция на «Рюрике» навсегда осталась в истории науки. И, между прочим, литературы. Это заслуга Шамиссо. Глазами поэта и ученого смотрел Шамиссо на мир. А выигрывали от этого и наука, и поэзия...
Из Берингова пролива, лето 1816 года
Мой дух далек от этих хладных мест -
Там песни юных лет моих звенят,
Восторг и боль рождая.
И не счесть
Младых сердец, поверивших в меня.
Но стихни, сердце, и неси свой крест,
Судьбы в законах жизни не виня.
Все позади.
Стихает голос мой,
Рубеж все ближе виден роковой.
Ограблен жизнью я, и смертью я обобран:
Уходит друг, другой лежит в земле,
И никнет голова, и мысль стремится к добрым
Моим друзьям, и я бреду им вслед,
И цель моя, как и у них, – за гробом...
Но по пути я обойду весь свет,
Где не зерно – плевелы на корню.
Я рвал цветы, но сено лишь храню.
Я делал это прежде – и сегодня.
Я рву цветы, но сено лишь храню. -
Ботаник он, он сушит хлам негодный -
Так судят обо мне в любом краю.
И как назвать извечную погоню З
а чахлой травкою?
Как бабочка к огню,
К закату путь стремит дитя Адама,
Ни вправо и ни влево – только прямо.
Здесь, где туман клубится над водой,
К промерзшим скалам обращаю зов -
Безжизненны громады, лишь прибой
Ревет в ответ. Бездушен этот рев.
Я ж знаю боль и слова дар живой,
И каждый слог мой – плоть моя и кровь.
Эволюция путает следы
Большинство современных типов животных появилось в палеонтологической летописи внезапно – и сразу во множестве твердых остатков. Все, что было в эпоху доскелетной, «мягкотелой», эволюции, в докембрии, по сей день в основном область не палеонтологических исследований, а сравнительнобиологических, эмбриологических догадок и гипотез. Ясно, что в конце эры докембрийской бесскелетной эволюции в водах Земли господствовали кишечнополостные животные. Подобно растениям жили зарослями и почковались мягкие предки коралловых, сцифоидных и гидроидных полипов. Жили в тесноте и в обиде: потомство сидячих животных поселялось рядом и сразу становилось конкурентом родителей. Тут-то природа и изобрела впервые второе поколение – подвижных половых существ медуз. Кишечнополостные сразу стали властителями морей: ведь свободноплавающее поколение медуз насаждало полипов во всех уголках, недоступных им прежде.
Но и полип не рождается готовым из тела медузы, и он проходит стадии превращений. Из выброшенного медузой яйца развивается личинка – планула. Перед планулой стоит непростая задача: найти место, чтобы закрепиться, превратиться в полипа и дать начало новой колонии. Планула плывет, шевеля ресничками, и ищет...
Планула одного из полипов докембрийского моря претерпела странное превращение. То ли дно в местах ее обитания опустилось слишком низко, то ли ее теснили планулы более расторопных медуз, только эта планула научилась переживать плохие времена, питаясь и размножаясь самостоятельно, без превращения в полипа. Способ размножения, половой, она унаследовала от прародительницы медузы. Постепенно планула привыкла размножаться только таким, личиночным, способом; она как бы «забыла», что она всего лишь личинка, «возомнила себя» совершенно взрослым животным, а «возомнив», таковым и стала. (Все это, конечно, не имеет никакого отношения к сознанию.) Появился совершенно новый тип животных – описанные и названные Эшшольцем гребневики.
Размножение в личиночной стадии, уже знакомая нам неотения, – нередкое явление в природе; биологи приписывают ему важную роль в эволюции. Видимо, многие виды и роды животных, появляющиеся в палеонтологической летописи внезапно и вроде бы ниоткуда, ведут свой род от личинок каких-то других животных, иногда невозможно установить от каких.
По всем своим статьям гребневики – еще в мире животных, объединяемых ныне учеными в разряд первичноротых. Но в ходе своего развития эти животные проявляют признаки следующего, высшего разряда животных – вторичноротых. Личинка вторичноротого животного (например, морской звезды) обязательно претерпевает важную метаморфозу: ее рот прорывается «сзади». И эта задняя часть становится передом. Эти эмбрионально-анатомические подробности были бы несущественны, если бы не одно обстоятельство: вместе с иглокожими (морскими звездами) в разряд вторичноротых входят хордовые животные. И это неслучайное совпадение. Видимо, без вторичного рта невозможно было образование хорды. Эмбриологи, изучающие ход утробного развития позвоночных, видят, что спинная струна отщепляется от уже сформировавшегося пищевода зародыша. А пищевод тянется уже от вторичного рта. Видимо, в таком порядке все и шло в эволюции, ибо одно из осносных правил дарвинизма – правиле рекапитуляции – гласит, что развитие зародыша в целом повторяет основные этапы эволюции животного в прошлом. (Правда, иногда, при неотении, бывает как раз наоборот.)
Гребневику, стало быть, предстояло стать мостиком от кишечнополостных к хордовым, но сначала на этом пути должно было снова, во второй раз, появиться животное, обладающее сменой поколений. Похоже, что это и были какие-то древние родственники нынешних оболочников – бочоноч-ников и сальп. Личинки некоторых оболочников, явно более сложно устроенные, чем взрослые животные, похожи на головастиков, но у них есть хвост и зачатки хорды. Не исключено, что в этом пункте эволюция снова прибегла к неотении: хорда оказалась очень перспективным приспособлением. И вот зачаток хорды уже закрепляется у взрослых представителей еще одного типа животных, описанного Эшшольцем, – полухордовых, или кишечнодышащих. Предки нынешних полухордовых, полностью вымершие граптолиты, царили в кембрийском море полмиллиарда лет назад.
И вот первое откровенно хордовое, хотя и безголовое, животное – наш современник ланцетник. Его почти безусловно можно считать нашим предком. (Его и нашли, почти такого же, в кембрийских слоях, которым 550 млн лет.) И в то же время многие черты его развития поразительно напоминают цикл жизненных превращений тех самых сальп, оболочников, наблюдения над которыми проводили Эшшольц и Шамиссо...
Еще не рыбы
«Когда мы смотрим на миногу, то как бы через мглу видим древних позвоночных, которые жили почти полмиллиарда лет назад».
Так писал один зарубежный биолог в своей книге о происхождении позвоночных животных.
Жареные миноги иногда продаются в рыбных магазинах. Может быть, поэтому их так и считают многие рыбами, только какими-то странными.
«Это можно есть?» – с удивлением спросила меня одна старушка, увидев, что я беру целый килограмм.
Миноги вкусные. Но они не рыбы. И на прочих позвоночных они не похожи: позвоночника, позвонков у них нет. Еще нет! Но в каком месте длинного змеевидного тела ни разрежешь миногу, увидишь на срезе светлую точку. Это спинная хрящеватая струна – хорда, предшественник позвоночника. Миноги – «живые ископаемые», родичи допозвоночных хордовых наших предков. Личинка миноги – пескоройка, внешне поразительно не похожая на взрослое животное и образом жизни, и строением тела, зато и тем и другим она очень напоминает ланцетника-амфиокса.
Систематики называют миксин, миног – единственных сохранившихся на Земле представителей своего класса, а также всю их вымершую когда-то многочисленную родню – агнатами, что значит в переводе с латыни «бесчелюстные». Среди агнат где-то в ордовике (480 миллионов лет назад) нужно искать то звено наших предков, от которых в девоне пошли рыбы и которые сами произошли от первых кембрийских хордовых, вроде ланцетника.
Миноги – страшно древние животные, но уцелели, не вымерли потому, что приспособились к несамостоятельному, паразитическому существованию. Подобно пиявкам присасываются они к своим потомкам, настоящим рыбам. Миксины – тоже паразиты, но и санитары морских глубин. Когда сверху на дно падает туша мертвого кита, они кишат среди костей огромного скелета, выгрызая языком-буравчиком остатки плоти.
Да, у агнат, как и у ланцетника, еще не было челюстей, умеющих хватать и жевать. Но у самых древних из них были зубы – первые предвестники будущего костного скелета позвоночных. С этих-то зубов и началась «письменная», то есть занесенная в палеонтологическую летопись древних окаменелостей история наших предков. Эти зубы попались на глаза в 1889 году геологу Рогону в древнем раннеордовикском песчанике Прибалтики. Изучая эти зубы, ученые пришли к странному на первый взгляд, а в самом деле единственно правильному мнению. Эти зубы не выпали изо рта их владельца – палеодуса. Зубов во рту бесчелюстных быть и не могло.
Зубами была покрыта... кожа животного! Беззубый палеодус обладал «зубастой внешностью». Для чего это было ему нужно? Ученые предполагают – для защиты, примерно как иглы ежа нужны ему, чтобы сделаться неуязвимым. Кто же преследовал в воде нашего ордовикского прапрадедушку? Нашлись в тех же окаменевших пластах и они – первые враги нашего рода позвоночных. Это были морские родичи и предки нынешних сухопутных скорпионов – ракоскорпионы.
Но, как мы знаем, сказать, для чего служило то или иное приспособление, вовсе не означает, что мы нашли причину, почему оно появилось. Может быть, для бесскелетных наших предков – палеонтологических невидимок – именно в ордовике с запозданием наступила та эпоха «раздачи скелетов», которая для всех остальных животных, владельцев скелетов, наступила на несколько десятков миллионов лет раньше, в начале кембрия. Какая-нибудь очередная химическая революция в океане привела к кристаллизации малорастворимых веществ прямо на поверхности тела предрыбы-агнаты, и ей волей-неволей пришлось сделать «хорошую мину при плохой игре» – превратить неприятность в эволюционное приспособление. Так в истории живого вопрос «почему?» превращается в вопрос «для чего?».
В бронюЗакованные
Агнаты развивались, становились все более похожими на своих потомков – рыб. И на этом пути они должны были пройти через очень важное превращение. В силуре – следующей за ордовиком эпохе – кожные зубы многих агнат начинают становиться плоскими у основания, разрастаются и срастаются...
И вот уже плавают по силурийским морям странные животные, спереди наполовину, подобно ракам, закованные в сплошной панцирь, похожие на тяжело вооруженных рыцарей средних веков.
Эпоха тяжелых панцирей растянулась на весь силур, захватила и девон, следующую за силуром эпоху. Панцирем были вооружены и первые настоящие, челюстноротые рыбы.
Такая была странная мода в палеозойском море и пресных водах материков.
И может быть, если бы не эта мода, не сделать бы позвоночным потомкам агнат таких гигантских шагав в развитии, не взлететь им в небо трижды в виде летающих ящеров, птиц и летучих мышей, не завоевать им сушу и еще раз окончательно океан...
У агнат скелет был внешним – как у раков, моллюсков, насекомых. Но и внутри намечались уже хрящеватые зачатки костей будущего скелета. Мягкотелая, целиком съедобная минога, эта живая колбаса, имеет что-то вроде хрящеватого черепа и хрящевого же скелета жабр. И вот – панцирь. Для чего?
«Панцирь – это панцирь,– говорили и говорят по сей день большинство зарубежных и российских палеонтологов – специалистов по агнатам. – Защита. Броня. От кого защита? От тех же ракоскорпионов. Видно, одних кожных зубов мало было для спасения от хищников». Может быть... Но странная это защита: голова в броне, а хвост-то голый, в чешуе только, откусить его хищнику ничего не стоило.
Аналогия с эволюцией авиации позволила объяснить, зачем понадобился панцирь предрыбам агнатам и первым рыбам
«Не панцирь, а скафандр!» – говорили некоторые ученые.
Крупнейшим российским ихтиологом (специалистом по рыбам) был академик Л.С. Берг. Он считал, что агнаты впервые появились в пресной воде, в озерах. Постепенно им там стало тесно, а может быть, в силуре была какая-то грандиозная всепланетная засуха – озера повысыхали. В общем, в море стали агнаты переходить, а такая перемена – тяжелое испытание и для современных рыб.
Агнаты приспособились – срастили над большей частью тела кожные зубы в сплошной скафандр, который защищал тело от вторжения солей. Лишь постепенно агнаты выработали в себе внутреннюю систему влагообмена – такую, чтоб соль из моря не проникала внутрь тела. Ну, а тогда и нужда в панцирях отпала.
Были и другие объяснения «моды на панцири». Но в науке об эволюции самую большую ценность имеют те гипотезы и теории, которые не только объясняют, как получилось то или иное приспособление, но и позволяют понять всю дальнейшую «карьеру» потомков существ, почему-то пристрастных к этому приспособлению.
А потому, может быть, лучшим объяснением моды на панцири можно считать гипотезу известного российского палеонтолога В.Н. Яковлева.
На первый взгляд панцирь мешал предрыбам плавать – тяжелый, негибкий. А Яковлев доказал, что это не так.
Наоборот! Панцирь был нужен, чтобы агнаты, которые были тяжелее воды, могли оторваться со дна, «воспарить» в толще воды. Кожнозубые ордовикские агнаты, судя по всему, рылись в дне, как ланцетник, и не могли надолго «взлетать» к поверхности. А панцирные их потомки – «взлетели»!
Панцирь играл ту же роль, что в истории авиации несущая плоскость, крыло! И правда, если присмотреться повнимательней к панцирным агнатам и особенно если рядом нарисовать в таком же повороте разные самолеты из истории авиации, сходство будет поразительным. Костяной чехол на передней части рыбы сплющен, его «углы» с боков вытянуты в стороны, как крылья. Да это и впрямь крылья! Короче, конечно, чем у самолетов, по ведь и вода куда более плотная опора, чем воздух!
В советские времена были такие замечательные радиопередачи писателя Майлена Константиновского – КОАПП. Под председательством Кашалота разные звери проводили свои заседания, выясняя, какие у них есть замечательные природные приспособления и как Человек этими изобретениями пользуется в своей науке и технике. В радиопередаче все можно – и зря глубокоуважаемый Кашалот не вызвал на очередное заседание давно вымерших панцирных агнат, которые когда-то в силуре и девоне шли тем же путем, что и авиация в XX столетии.
Есть в авиации такой термин «удлинение крыла». Это отношение размаха крыльев к их площади. Чем больше это отношение, тем на меньшей скорости может оторваться от Земли самолет. У современной акулы, которую так и хочется назвать морским «истребителем-перехватчиком», это отношение равно 0,3– У панцирных предков-агнат, похожих на неуклюжие самолеты Первой мировой войны, удлинение крыла вчетверо больше. И у самолетов соответствующих марок примерно такое же соотношение.
Наши панцирные предки и самолеты начинали с одного и того же. Нужно оторваться от дна, а мощности «двигателя» – мышц не хватало. Моторы были когда-то слишком тяжелы при тех «лошадиных силах», которые были нужны для подъема в воздух. (Самолет Можайского именно из-за этого не взлетел, хотя его модель летала.) И мышцы в силуре были очень недавним, а значит, несовершенным изобретением. Значит, и там и там – низкая скорость. Низкая скорость – не нужно обтекаемых, «зализанных» форм. И первые самолеты, и панцирные агнаты поэтому очень неуклюжих очертаний.
Глаза панцирной предрыбы смотрят вверх. Это значит, она лежала на дне и выжидала добычу наверху. «Взлетев», поймав что-то вечно открытым, еще не закрывающимся ртом, она снова ложилась на дно-аэродром. Для «взлета» и «посадки» ей нужна была небольшая площадка, но, попав в водоросли и перевернувшись случайно на спину, она оказывалась абсолютно беспомощной и погибала. Надо сказать, самолеты и сейчас еще не вышли из этой несовершенной стадии развития: а ну-ка представьте себе самолет, перевернутый «на спину» или попавший в частокол аэростатов на тросах...
Вот типичный портрет панцирной агнаты. Выпуклая, про висающая нижняя, брюшная сторона тела, более плоская верхняя, спинная. Лопасти хвоста – неравные. Нижняя лопасть – большая! Как бы акулий или современный самолетный, но с обратным знаком. Центр тяжести – впереди. Специалист по авиации про тело такого профиля скажет: идеально устойчивый, но примитивный летательный аппарат... Без всякого двигателя и без летчика планер такого профиля полетит сам вперед и вниз и совершит плавную посадку... При самом слабом подталкивании двигателем тело такого профиля быстро наберет высоту – у него высокий «угол атаки».
У первых панцирных агнат не было плавников – «горизонтальных рулей». Они, как самые примитивные самолеты, «взлетали» или «приземлялись», только изменяя скорость. «Рыба» не могла устремиться, спикировать вниз, она могла только лечь на брюхо, перестав шевелить движителем-хвостом.
Девон, век рыб, еще не наступил. Может быть, именно в ордовике одна из групп бесчелюстных – агнат – претерпела удивительные превращения...
Превращения эти «вычислены» в 1916 году выдающимся русским биологом А.Н. Северцовым по материалам сравнения ныне живущих агнат – миног с обычными челюстноротыми рыбами и подтверждены шведским палеонтологом Эриком Стенше в 1927-м и американским палеонтологом А.Ш. Ромером в 1945 году. У самых древних агнат, еще очень, видимо, похожих образом жизни и строением тела на ланцетника, было 17 жаберных отверстий и хрящевых жаберных дуг. У всех агнат число этих отверстий и дуг с ходом эволюции медленно уменьшалось. У миног их осталось пятнадцать, а у открытых Стенше «костноголовых» раннедевонских агнат– всего 10– 11.
А.Н. Северцов, исследуя развитие личинок обычных челюстноротых рыб, «вычислил», что и у их предков было 17 жаберных дуг и щелей. Знакомое число: столько жаберных щелей и по сей день у ланцетника! Это значит, что общий предок миног и карасей (и наш тоже!) был еще очень примитивной агнатой, ушедшей в своем развитии от ланцетникообразного предка еще не очень далеко.
Так или иначе, у той агнаты, о которой идет речь, «лишние» жаберные дуги стали не просто сходить на нет, а начали превращаться в нечто новое. Первая и вторая из хрящевых жаберных дуг агнаты сильно уменьшились в размерах и сдвинулись вперед, наметив уголки будущего рта (эти губные хрящи и сейчас еще можно найти у многих современных акул, очень древних, между прочим, животных). Чтобы стало ясно, что произошло с третьей жаберной дугой, придется рассказать, как эти дуги были устроены. Каждая из дуг состояла из четырех хрящевых столбиков, скрепленных чем-то вроде суставчиков. Так вот, самый верхний и самый нижний из этих столбиков третьей дуги совсем исчезли. Зато средние, второй и третий, сильно разрослись, вытянулись вперед, верхний сросся с черепом, образовав верхнюю челюсть, а нижний образовал нижнюю челюсть, а суставчик, их соединявший, стал челюстным суставом!
Вот как «просто». На самом деле история челюсти началась значительно раньше описанных выше событий, тогда, когда и «суставчиков» никаких в третьей жаберной дуге не было, она была просто дугой, как и все другие. И вот на каком-то этапе, вполне прослеженном учеными, эти суставчики именно в третьей дуге все же появляются, как будто предрыба «знает», что в будущем именно этой дуге предначертано стать челюстью, о которой пока, за десятки миллионов лет до события, предрыба – или некто мудрый, управляющнй эволюцией по предначертанному плану, может только «мечтать». На что-то в этом роде намекает то самое название, данное в 1911 году этому, часто ставившему в тупик эволюционистов явлению – преадаптация. То есть: задел на будущее, запчасть, приспособление впрок.
На самом деле (как выяснилось не сразу, а после муторных дополнительных исследований) «суставчики» в жаберной дуге появились не «для того, чтобы», а «потому, что». Некоторым предрыбам (не всем), в силу каких-то изменений в среде, стало не хватать кислорода, понадобилось усовершенствовать дыхание. Жабры – орган дыхания, насос, 4 столбика позволяли эффективней прокачивать воду, чем один сплошной хрящ. Потом условия изменились. Два крайних нам, потомкам, не понадобились, и от них пришлось избавляться. А два средних – когда с дыханием как– то наладилось – пошли на создание челюсти.
Так эта челюсть и осталась в эволюции, удачное вышло изобретение. Пощупав свою челюсть и подвижной сустав вблизи ушей, не забудем помянуть добрым словом жаберные дуги далеких предков (хотя, как мы видели, челюстной сустав зверей (и человека в том числе) все-таки не тот же самый, что у земноводных, рептилий и птиц). И может быть, тогда станет понятней, зачем закладываются жаберные дуги у раннего зародыша человека. Сборка индивида идет по технологии, разработанной методом проб и ошибок в большой эволюции... Где бы были сейчас птицы, пресмыкающиеся, мы, млекопитающие, без челюстей? Нас бы просто не было!
Так, начиная с древних водоплавающих предков, палеонтологи и биологи могут проследить судьбу многих внутренних органов. Почти каждое приспособление в теле человека можно вывести через стадии постепенных изменений, из не похожих внешне и часто для другого предназначенных, но давным-давно приобретенных органов. Такие родственные органы ученые называют гомологичными органами, или гомологами.
Гомологию нельзя путать с аналогией. А ведь и аналогии – сходные органы и приспособления разными способами, из разных участков тела, но как бы параллельно «вылепленные» природой, – существуют и существовали в мире. Разные гомологичные и аналогичные приспособления развиваются сходными способами, целые системы органов, организмы, виды и роды идут параллельно к «цели» всего живущего – совершенству, максимальной приспособленности к определенным условиям жизни. Параллелизм возможен даже между развитием группы животных и какой-нибудь областью техники...
Параллели эволюции
Итак, в самом начале силура одна из групп агнат приспособила третью свою жаберную дугу для кусания и хватания. И перестала быть агнатой – бесчелюстной. Очень может быть, что, научившись как следует и тому и другому, первые настоящие челюстные рыбы обратили свое грозное оружие против предков-агнат, чем и способствовали их почти полному исчезновению еще до конца девона – следующей за силуром геологической эпохи.
Самым удачным «изобретением» челюстных (кроме челюсти, разумеется) были парные плавники – на груди и на брюхе. Первым рыбам они служили горизонтальными рулями (у современных акул они и сейчас неподвижны) и отчасти неподвижными крыльями, как у самолетов.
Сколько поразительных возможностей для дальнейшей эволюции открыло это нехитрое приспособление! Крыло птицы, лапа медведя, копыто лошади, наша рука – все это по-разному преобразованные гомологи парных плавников.
Но и горизонтальные рули, оказывается, изобрели не только наши челюстные предки и не только конструкторы самолетов. Очень долго палеоихтиологов смущало и заставляло путаться то, что в конце силура и в девоне бок о бок жили в океанах и пресных водах панцирные предрыбы-агааты, а рядом – новая «модель», очень похожие на предков панцирные же челюстные, настоящие рыбы. И те и другие – с рулями-плавниками!
Возможно, агнаты сами, независимо, параллельно «изобрели» парные грудные рули-плоскости. И тем самым продлили свое существование. Значит, даже хватающая челюсть на первых порах была не таким важным преимуществом в конкуренции предрыб и рыб, как новое средство управления!
В конце девона, как только появились уже рыбы с подвижными лопастями-плавниками, вымерли все панцирные обитатели моря – и агнаты и рыбы. Не помогли им ни горизонтальные рули, ни некоторое усовершенствование формы тела, ни даже зубастая челюсть. Панцирь завел предрыб и рыб, как говорят биологи, в эволюционный тупик.
Ну a можно ли в таком случае говорить о «панцирных предках»?
Да, ни одно из ископаемых панцирных чудовищ не выдерживает экзамена на право быть прямым предком челюстноротых позвоночных: рыб, четвероногих, птиц. Все эти «цефаласпиды» и даже похожие на миног беспанцирные анаспиды были двоюродными родичами нашего предка, который жил и развивался параллельно с ними, но незримо для нас, его не нашли в слоях земных, а после девонского периода бесчелюстных там как будто вообще нет – как будто даже нынешние миксины и миноги появились ниоткуда.
Но законы параллельного развития как бы требуют, чтобы мы не рассчитывали на какое-то принципиальное отличие той ветви агнат, которая постепенно превращалась в челюстноротых предков, от прочих. Может быть, таких ветвей было несколько, и тогда несколько предрыб превращались в несколько же рыб... И тогда, не исключено, не далек был от истины выдающийся российский ихтиолог академик Л.С. Берг, рисовавший начало позвоночных в виде не одного корня, а нескольких параллельных линий – куста...
Во всяком случае, многое в последующей истории позвоночных намекает на то, что предок наш не миновал ни стадии «зубастой внешности» типа той, что была у палеодуса, ни, возможно, и какого-то наружного панциря.
Хотя вряд ли по «панцирному пути» наши предки заходили слишком далеко.
Видимо, на стадии бесчелюстной предрыбы в цепи наших предков происходило еще одно важное, хотя и внешне незаметное, превращение. Изменились процессы водообмена организма со средой... Ланцетник, оболочник и почти все беспозвоночные моря обладают такой же относительной соленостью своего организма, что и окружающая вода. Организм еще не был по-настоящему автономен, отделен от среды, в которой жил.
Все нынешние позвоночные, начиная с рыб, имеют иное осмотическое давление (давление, возникающее между двумя растворами разной плотности), нежели среда. Резко усовершенствовались на этом этапе развития наших предков процессы обмена веществ между клетками, органами и тканями тела. Ну а на то, что этот важный переход произошел на стадии пред рыб, намекает такой факт: у одной из выживших пред рыб, миноги, уже есть разница в осмотическом давлении между организмом и средой, а у другой, миксины, еще нет. Очень может быть, что появление внешнего скелета и эта революция в водо– и солеобмене в эволюции наших предков – вещи взаимосвязанные....
Параллели эволюции (Продолжение)
Подметив параллели, ученый может попытаться заняться прогнозом. Акула подобна лучшим современным самолетам. Ее стихия – скорость.
Для более свободного маневра в горизонтальной плоскости акулы вынуждены иной раз прибегать к удивительным эволюционным ухищрениям. Вспоминая далекое прошлое, акулы (не сами, конечно, это за них естественный отбор поработал) иной раз меняют очертания тела. Акула-молот. Как только не объясняли чудовищную форму ее головы: например, думали, что ее ноздри, разнесенные на большое расстояние «кувалдой» черепа, приобретают стереоскопическое обоняние – рыба будто «видит» направление запаха. Вероятно, так оно и есть, но это не может быть главной причиной существования целого семейства рыб-молотов (у других акул обоняние ничуть не хуже).
Разгадка приходит при взгляде не сверху или снизу (так – кувалда кувалдой), а сбоку. Крыло идеального профиля – вот что такое голова рыбы-молота. Такое крыло позволяет вести маневренную охоту на малых скоростях (не мешая развивать и большую скорость!). Для чего это понадобилось? Дело в том, что рыба-молот в течение эволюции довольно хорошо специализировалась в выборе жертв. Не брезгуя ничем, она предпочитает столь же древних хрящевых рыб, как и она сама,– скатов. Эти плоские блинообразные «летающие тарелки» моря довольно тихоходны, но удивительно маневренны по вертикали (аэро-, простите, гидродинамика такая!). Ни одна акула не может сравниться с рыбой-молотом в мастерстве охоты на скатов, и, конечно, это из-за необыкновенного ее крыла-головы. Но акула – вовсе не последнее слово эволюции рыб. У костистых рыб есть плавательный пузырь, который лишает их веса в воде! Они свободно парят в воде, могут головой вниз, и задом наперед, и всяко. Акула же непрерывно плывет вперед даже в небольшом бассейне – иначе она утонет, ляжет на дно!
Тогда, может быть, можно, глядя на далеко зашедшую эволюцию рыб, предсказать и дальнейшее развитие авиации? Может быть, завтрашний день авиации – это небольшие (костистые рыбы не достигают размеров больших акул) свободно порхающие летательные аппараты, как-то преодолевающие силу тяжести без бешеных скоростей. Недаром многие инженеры в последние годы выступают за новое возрождение дирижаблей (вертолеты очень уж, неэкономичны и неэкологичны). Но...
Так ли уж устарели акулы? Их и сейчас полно в океанах, их, между прочим, все боятся! Значит, и этот скоростной вариант эволюции еще себя не исчерпал. А раз так, и в авиации, наверное, после появления легких, бесшумных маневренных летательных аппаратов сохранятся «устарелые» скоростные машины, хотя и много к ним накопилось претензий – гремят, воздух загрязняют.
Значит, глядя на эволюцию рыб, можно предсказать: самолеты еще долго «не вымрут».
