Текст книги "Трилобиты: Свидетели эволюции"

Автор книги: Ричард Форти

Глава 4.
Хрустальные глаза

Быть может, даже не стоит и задаваться вопросом, создан ли мир, чтобы было на что взглянуть, или глаза существуют, так как в мире есть на что посмотреть. Но если все же на мгновение задуматься, то неизбежность зрения отступает чуточку назад. Мир наполнен разнообразными сигналами, благодаря которым можно его узнавать: это запахи – химические сигналы, одновременно и тонкие, и вездесущие, это прикосновения, столь же чувствительные к форме, как и зрение, а может, и больше – ведь осязание нельзя обмануть маскировкой или зрительной иллюзией. Вообразите мир, в котором глаза так и не появились – ни у насекомых, ни у рыб, ни у млекопитающих, ни у человека. Это нетрудно – другие чувства возьмут на себя восприятие окружающего. Это будет мир прикосновений, мир щупиков, мир, где ненужные взгляды заменятся лаской. Подрагивание и извивы антенн станут дополнять с обязательностью каждое действие. Здесь эволюция пойдет по другому пути – будут отбираться те органы, которые тоньше других улавливают пролетающие молекулы. Нам и сейчас известны мотыльки, настолько чувствительные к феромонам противоположного пола, что на легчайший дух любовного партнера мотылек пролетает многие километры. В незрячем мире подобная чувствительность будет отбираться и культивироваться: это будет мир тонких нюансов, в котором нам с нашими грубыми лапами места не найдется.

У разумных животных разовьется язык, основанный на самых сильных ощущениях: красота станет слуховой, тактильной или обонятельной. Поэзия не будет воспевать бездонную тайну глаз, а волосы перестанут быть льняными: все эти зрительные сравнения отправятся в утиль. Взамен на первый план выдвинется текстура кожи, став первостепенным эротическим стимулом, или же естественный отбор как следует доработает набор запахов и химических аттрактантов, и тогда в ответ изменится язык, обретя такие метафоры, о которых можно только мечтать. Появятся симфонии запахов, Моцарты мускуса. Писатели возьмутся за обонятельные рассказы, поэты бросятся творить сонеты ароматов. Скульпторы передадут такие детали формы, какие смогут различить только пальцы, миллионы лет тренированные тактильной эволюцией. Слово «слепой» исчезнет вовсе.

Поэтому мне не верится, что наличие света неизбежно влечет появление зрения, просто именно по этому пути отправилась эволюция живого на нашей планете, улучшая и совершенствуя фоторецепцию одноклеточных организмов. Из множества выборов эволюция определила один – тот, что сделал мир видимым, и глаза трилобита служат «наглядным» доказательством этого выбора. Однажды свернешь на этот путь – обратной дороги нет, даже если у некоторых животных, не исключая и трилобитов, видимый мир снова исчез, канул во тьму. Сегодня известна группа генов, которые полностью организуют последовательность развития многоклеточных от эмбриона до взрослого животного. Это семейство HOX-генов, их обнаружили в ходе лабораторных исследований, и они – главные распорядители развития. Одни и те же гены определяют закладку головы и у саранчи, и у рыбы (или у кенгуру, или у человека). Ну не поразительно ли! Всей своей сутью наши тела помнят об этих генах, и корни их теряются в глубинах докембрийской истории, когда зарождались самые первые животные. У нас никогда в жизни не появятся генетические образцы трилобитов, но наверняка их развитие контролировалось тем же семейством HOX-генов, какое мы знаем у ныне живущих животных. Это предположение целиком и полностью основано на логике. Эмбриологи, разбиравшие клетка за клеткой развитие от яйца до оформившегося организма, научились окрашивать ткани таким образом, что видно, какие из них отвечают на сигнал конкретного гена. Именно поэтому стало известно, что развитие модельной мушки дрозофилы протекает так же, как и эмбрионов позвоночного. Иными словами, генетики обнаружили, что имеется список инструкций, регламентирующих порядок организации тела, неважно, чье тело конструируется. Из этого следует вывод, что гены-распорядители должны быть исключительно древними, они уже работали у последнего общего предка насекомых и позвоночных. А так как трилобиты – типичные членистоногие (они многоюродные кузены мушек-дрозофил), то разделение эволюционных ветвей произошло прежде, чем появились трилобиты. Последний общий предок членистоногих и позвоночных – у него имелся правильный набор генов развития – уходит глубже во времени, чем самые древние ископаемые трилобиты. Отделение членистоногих от общего с позвоночными ствола филогенетического дерева – одно из древнейших событий в эволюции животных, и, вероятно, членистоногие ближе к моллюскам, чем к позвоночным. У нас не получится с легкостью измыслить того отдаленного предка, скорее всего, мы так и не узнаем, как он выглядел. Нам только известно, что он был небольшим и не оставил после себя ископаемых остатков. Тем не менее в память о нем определенные клетки эмбриона формируют голову, другие клетки узнают, где перед и где зад и как клеткам сообразно сложиться в тело. Они неумолимо следуют чертежу, предуготовленному еще в древнейшей древности. Так и представляешь, как по этому плану складывался растущий трилобит: мозг заключался в передний конец тела, в голову, а вот появляются и глаза, конечно же, по указке все той же инструкции [17]17
  Ген, контролирующий развитие глаз, называется РАХ6,он входит в близкое к НОХсемейство гомеобоксных генов. – Прим. авт.


[Закрыть]. Потому что глаза тоже имеются в этой инструкции. По всей видимости, образование глаза начинается с одинакового импульса, будь то рыба, муха или человек. По ходу деления и специализации клеток в эмбриональной истории настает такой момент, когда начинают дифференцироваться глаза. Они берут начало от группы клеток, которые сперва многократно делятся. Конечный продукт, глаз, может сильно различаться у разных животных – это и фасетчатый глаз насекомого, и глаза с линзами, как у позвоночных, но первый посыл – команда «Сделай глаз!» – одинаков для всех. Язык генов, встроенный в самую сердцевину организации многоклеточного животного, – это эсперанто биологического конструирования, его понимают все в этом вавилонским столпотворении многоклеточной жизни. Глубоко запрятанные гены развития предлагают организующую основу, которая предшествовала появлению всего того разнообразия, каким так богат сегодняшний мир: чтобы уяснить эти глубокие основы, приходится убирать одно за другим все различия, пока не обнажится чистое предковое сходство. У глаз такое нашлось. Возможно, подобная глазная демократия простирается до самых плоских червей, мелких организмов с клиновидной головкой, которые во множестве обитают в любых влажных местах, в почве и под камнями. Многие читатели знакомы с ними, вероятно, только по хитроумному шифру на одной из замкнутых на себя многомерных конструкций М. С. Эшера. На этой картине (имеется в виду картина «Плоские черви») черви переплетаются в геометрических пространствах, становятся все меньше и меньше, пока не превращаются в абсурд. Это один из излюбленных плакатов в продвинутых биологических классах. У этих червей удивленный вид – стоит лишь взглянуть на выражение их глаз, – так, пожалуй, и должно быть у жертвы столь изощренных геометрических упражнений. Многие биологи помещают плоских червей (разные их группы) близко к общему предку высокоорганизованных многоклеточных. Следовательно, общий предок трилобита и, например, вагоновожатого был маленьким, плоским беспозвоночным с крошечными зрительными пятнами. Поэтому логично, что и наши глаза, и глаза плоского червя начинали развиваться, следуя сходной побудительной команде.

И теперь, глядя собственными глазами в глаза трилобита, вы узнаете родственный взгляд, уходящий назад на сотни миллионов лет. Грустно, что трилобит не сможет вам ободряюще подмигнуть. Мы с трилобитом похожи, но лишь в тот момент (момент в геологическом масштабе времени) геологической истории, когда зародился организм со светочувствительной клеткой. Затем деление и усложнение таких клеток навечно связалось и опечаталось инструкциями, продиктованными нуждами главенствующего в нашем мире световосприятия. Можно ли сомневаться, что, как только зрение стало реализованной возможностью, его носители немедленно были вознаграждены всяческими преимуществами? Пищу можно было распознать по одной только форме, а приближение врага заслоняло весь свет. Естественно, чем яснее можно было увидеть малейшее движение, чем четче различались детали, тем больше награда, тем охотнее поддерживала эволюция любое усовершенствование на этом пути. Теперь имело смысл раскраситься, привлечь внимание брачного партнера. Цвет приспособлен и для другого. Тонкий обман камуфляжа, махинации мимикрии используют всю палитру Природы, являются очевидным логическим продолжением. Без этого момента прозрения природные цвета наляпались бы как попало – мазок красного там, пятно зеленого здесь. Хотя цвет есть случайное свойство многих биологических молекул, но их наборы вовсе неслучайны, зрение задает им роли и содержательно раскрашивает планету.

Что же до того, когда это произошло, то мы знаем, что у самых первых трилобитов уже была хорошо развитая зрительная система. У одного из древнейших трилобитов, Fallotaspisиз Марокко, глаза были довольно крупными. Этот трилобит датируется примерно 540-535 млн. лет назад, значит, глаза уже появились к этому времени. Некоторые мягкотелые животные, представители фауны Чэнцзян в Китае, тоже имели глаза – и даже на стебельках. У членистоногих, подобных Fuxianhuia,глаза, по-видимому, были выставлены вперед, тогда как у трилобитов они сидели на макушке головы, на панцире. Отсюда ясно, что уже к кембрийскому «зачину» членистоногие приобрели много вариантов глаз. Но я собираюсь чуть позже обсудить вопрос, произошло ли это в ходе ускоренной эволюции – во время кембрийского взрыва – или в какой-то другой момент. А здесь лишь подчеркну, что, по свидетельству безошибочных ископаемых, глаза появились задолго до отметки 540 млн. лет назад.

Как оценить время появления глаз в докембрии? Для этого есть несколько разных непрямых способов. Вспомним, что в до-кембрийских породах ископаемые остатки многоклеточной жизни весьма редки и о животных с глазами нет никаких твердых (в буквальном смысле) свидетельств. Вполне вероятно, что все они были маленькими, мягкотелыми и явно не имели прочных раковинок и скорлупок, какие обрели их наследники-трилобиты. Мы вынуждены обходиться без явных улик, опираясь лишь на следы отдаленных событий, видимые на ныне живущих животных. Так как мы учитываем, что животные происходят один от другого непрерывной чередой, то хорошо бы выяснить, когда от общего безглазого ствола отделилась первая (ее называют базальной) зрячая группа. Те, кто приобрел глаза, позже разделились на множество и множество различных ветвей, дав в конце концов совсем непохожих зрителей: и китов, и блох, и осьминогов, и орангутанов. Но для вопроса о происхождении глаз это не столь важно. Важнее датировать тот пункт на дороге эволюции, где находится поворот к новому свойству, – эта точка называется временем дивергенции. Нужно понять, когда высшие животные отделились от плоских червей, прихватив с собой в дорогу приказ «Сделай глаза!», который исполняется и сегодня. Время дивергенции можно приблизительно оценить по сумме генетических изменений, которые накопились с того момента. Мутации идут постоянно; они постепенно складируются в геноме, подобно угрызениям совести у дурного человека, – сказывается эффект накопления. Эти накопленные мутации – своего рода часы, которые отсчитывают миллионы лет, если выбрать подходящий участок генома. Есть часы «быстрые» и часы «медленные», а чтобы заглянуть в докембрий, нам понадобятся самые медленные часы, которые настраиваются по самой-самой неподатливой (консервативной) части генома. Нам нужно воспользоваться генетическим коллективным бессознательным, общим для всех животных. В генетической последовательности некоторые разделы, как было доказано, особенно хороши для попыток датирования отдаленных эволюционных событий. Внутри каждой живой клетки есть множество крошечных глобул, называемых рибосомами; они расположены в тех отделах клетки, где активно идет синтез белка. Около 60% рибосомы состоит из рибонуклеиновой кислоты (РНК). У некоторых участков этой РНК имеется как раз та правильная степень консерватизма, которая позволяет измерять и калибровать интересующие нас изменения, – часы не слишком медленные, чтобы не казаться застрявшими навечно, но и не слишком быстрые, так что стрелка не успевает пробежать два круга по циферблату. Молекулы рибосомальных РНК есть у всех живых существ, в том числе и у тех, что нас занимают, поэтому генетические изменения, которые суммировались в течение сотен тысячелетий по всему филогенетическому пути, позволяют откалибровать общую для всех временную шкалу. Однако не все так просто: надежность РНК-часов совсем не очевидна. И многих моих коллег занимает вопрос: сколько шума содержит генетический РНК-сигнал, не имеющий ничего общего с тиканьем геологических часов. За последние десятилетия много раз проводились оценки времени дивергенции, все они базировались на разных наборах генов и разных «кусочках» молекулы РНК. Также поучаствовали в оценке времени дивергенции и данные о самих ядерных ДНК, они постепенно входили в научный обиход по мере расшифровки этих колоссальных, до поры закрытых массивов. Некоторые из белок-кодирующих генов находятся не в ядре клетки, а в митохондриях, и по этим генам удобно отсчитывать древность генетического наследия. Для меня убедительно то, что разные оценки докембрийских моментов дивергенции, полученные по разным генам и разными методами, имеют один и тот же порядок, т.е. более или менее сходятся. Многие неудовлетворительные оценки так или иначе обсуждаются и отклоняются. Так, бывало, зайдешь в старомодную лавку часовщика, а там, в какофонии электрического шуршания и тиканья, отсчитывают время сотни часов; одни из них живут в каком-то своем временном мире и у них ночь, а другие показывают что-то около половины второго дня… Сколько времени, точно неизвестно, но ясно, что половина второго ближе к истине, по крайней мере явно не раннее утро и не время пятичасового чаепития. Так и со временем молекулярных «часов». Кажется, вполне обоснованным утверждение, что далекий общий предок двух интересующих нас филогенетических линий – морской звезды и человека, с одной стороны, и мухи и трилобита, с другой [18]18
  Корректные названия этих двух филогенетических линий животных – первичноротые и вторичноротые. Первые включают всех членистоногих, моллюсков и многих червей, а вторые – всех позвоночных (и нас в том числе) и иглокожих (морских ежей, звезд и их родственников). Фундаментальную разницу между этими группами эмбриологи обозначили еще в XIX в. Она заключается в ходе раннего эмбрионального развития. Эти две группировки прошли более чем вековую проверку разносторонним биологическим тестированием и выстояли. Даже больше: новые молекулярные данные подтвердили общность первичноротых, обнаружив у всех них особый гормон линьки. – Прим. авт.


[Закрыть]– жил где-то между 750 млн. и 1250 млн. лет назад: уже не раннее утро в истории жизни, но и не время чаепития. У этого общего предка уже была пара примитивных глаз. Если верить этой оценке, трилобиты появились примерно через 250 млн. лет после образования глаз у животных, а может, и через 500 млн. Трилобиты являются зримой отметкой половины эволюционного пути, пройденного животными с глазами, свидетельством непрерывной работы одних и тех же генов эмбрионального развития. Ободренные современными данными генетики, мы можем говорить о родственных связях трилобитов, чего не могли себе позволить ученые XIX в., впервые взглянувшие трилобитам в каменные глаза. Для них трилобит был существом чужеземным, чья связь с миром живых виделась отдаленно и почти неуловимо. Они могли лишь ощущать какую-то тонкую нить общего родства, но вряд ли даже интуитивно предполагали, что в строении трилобита имеется кое-что общее и с нашими эмбрионами. Знания теснее связали нас с нашим прошлым. «Посмотри мне в глаза, – будто говорит трилобит, – и ты увидишь в них отголоски собственной истории». На самом деле, рассуждения об общей истории зрения не так уж тривиальны. В нашем мире, где доминирует зрение, увидеть – зачастую означает понять. Радость понимания мы приветствуем словами «О! Вижу!». Метафоры, связанные со зрением, повсюду сопровождают процесс осмысления: мы фокусируемсяна проблеме, мы освещаемсвою точку зрения, мы рассматриваемцели, задачи и вопросы, мы видимистинное положение дел, умного человека называем прозорливым,а совершенно понятное – прозрачным.Если что-то видим собственными глазами, то безоговорочно принимаем увиденное за истину. Фокусник переворачивает эту надежную правду с ног на голову: вот вы видите нечто, а вот оно исчезает. Нас нервируют эти трюки, потому что мы истово верим своим глазам. Поэтому если понять историю зрения, то, возможно, таким способом можно попытаться ощутить, каким видел мир наш древний родич в далекие геологические эпохи, каким он его знал. И чтобы описать, что за подводный мир отражался в его глазах, мы сможем воспользоваться приложимыми к современному миру свойствами зрительного восприятия – цветом, формой, размером. Так, и наоборот, если мы увидим то, что видел некогда трилобит, это будет означать, что мы принимаем его в мир собственного понимания.

Глаза трилобита сделаны из кальцита. И это одно выделяет их из всего царства животных.

Кальцит – один из самых распространенных минералов. Белые утесы Довера – это кальцит, обрывы над рекой Миссисипи – это кальцит, нагромождения всхолмий, похожих на гигантские термитники в Гуйлине в Китае – это кальцит, устоявший против миллионов лет выветривания. Самые монументальные и долговечные здания построены из известняка (который тоже кальцит): египетские пирамиды в Гизе, величественный «Королевский полумесяц» в Бате, амфитеатр с колоннами классического времени в Коринфе. Из полированных кальцитовых плит сложены полы в соборах эпохи Возрождения в Италии, подобные им облагораживают интерьеры отелей Hyatt Regency или залы общих собраний, или любое помещение, которому архитектор желает придать достоинство, присущее только натуральному камню. Для изысканных альпийских горок мы берем известняковую щебенку; а ее более тонкий и более белый собрат дает основу, из которой рождаются скульптуры. Только кремниевый песок распространен больше, чем кальцит. Поэтому от материала столь обычного и столь знакомого не ожидаешь никаких сюрпризов. Но тем не менее именно он обеспечил трилобитам зрение. Наичистейшая форма кальцита прозрачна. У камней, используемых в декоративных и строительных целях, есть свой цвет и фактура, которые обеспечиваются разнообразными включениями и хаотическим расположением групп кристаллов: есть желтоватые, сероватые камни, есть камни крапчатые. В итальянских соборах темно-красный цвет мраморных полов объясняется глубоким проникновением в известняк окислов железа. Избавьте кальцит от всех этих включений – и он станет бесцветным. Но не обязательно прозрачным. Мел почти целиком состоит из чистого кальцита, но слагают его массы микроскопических гранул – в большинстве своем это фрагменты ископаемых ракушек, – которые рассеивают и отражают свет: получается вошедшая в поговорки белизна. Когда из морского тумана южного побережья Англии вдруг встают Семь Сестер [19]19
  Группа меловых скал у побережья Англии, национальный парк.


[Закрыть], кажется, будто на ветру колышутся крахмальные белые простыни, так холодны они в своей обнаженной чистоте. Но если дать кристаллам кальцита расти медленно, то они приобретают свою истинную кристаллическую форму и становятся стеклянно прозрачны. Химический состав кальцита совсем прост – СаСO ₃. Когда кристалл формируется, то атомы, входящие в его состав, сомкнуты вместе, они не дают посторонним атомам внедряться и нарушать его минеральную строгость. Надстраивается слой за слоем, и вот появляется форма – это макрокосм драгоценной красоты отражает микрокосм атомной структурной симметрии. Как в работе искусного каменщика, здесь нельзя ошибиться в укладке атомных кирпичиков. В минеральных прожилках часто вырастают крупные правильные кристаллы. Шахтеры их отбрасывают, они охотятся за более редкой добычей, ведь драгоценные металлы часто прячутся под маской сереньких и мутноватых минералов: на них и не взглянешь, если рядом положить совершенные кристаллы кальцита. Одни из этих кристаллов остро заточены – их называют «собачий клык», они похожи на зигзаг, который изображали норманнские резчики на дверях своих церквей; другие кристаллы тупоносые – их называют «шляпки гвоздя». Но есть кальцит наичистейший, как душа ангела, это исландский шпат.

Посмотрите на кристалл исландского шпата, и вам откроется тайна трилобитового зрения. Потому что для глазных линз трилобиты использовали совершенные кристаллы кальцита – и в этом они уникальны. У других членистоногих формируются «мягкие» глаза, они построены из тех же клеток и органических соединений, что и остальное тело. В пределах этого ограничительного условия существует необъятная масса разновидностей: есть глаза с многочисленными линзами, как у мухи; крупные составные глаза пауков; глаза, видящие в темноте; глаза, отлично приспособленные к яркому солнечному свету. Глаза осьминога прославились своим сходством с глазами позвоночных, их разбирают как наглядный пример конвергентной эволюции в животном мире. Разглядывая, бывало, унылый глаз дохлой рыбы, мы про себя благословляли свои ясные – фокусирующиеся – глаза. И только трилобиты использовали прозрачность кальцита для передачи света чувствительным клеткам. У них глаза естественно продолжали панцирную оболочку. Они сидели поверх щек животного будто в специальных очках, твердых, как и вся раковинка.

«Глазная» тема требует небольшого пояснения. Устройство глаза зависит от оптических свойств кальцита, а они, в свою очередь, зависят от свойств кристаллической решетки. Если разбить большой кусок кристаллического кальцита, то он расколется на фрагменты в соответствии со структурой связей своих атомов: здесь безоговорочно исполняются законы, которые диктует невидимая организация самого минерального вещества. У вас в руках останется шестигранный кусок кальцита в форме ромба. Не равносторонний куб с квадратными гранями, не параллелепипед с прямоугольными сторонами, подобный плитке шоколада, нет, стороны ромба совсем не прямоугольные. Геометрия минеральной формы описывается взаимным направлением нескольких главных осей, проходящих через центр кристалла. Простейший кристалл – это куб, его оси проходят через центры граней и пересекаются в центре куба под одинаковыми углами, причем все имеют одинаковую длину. Эти оси называются соответственно а, bи c(здесь в виде исключения наука выбрала наипростейшие имена). Структура кальцита подразумевает одну главную ось, которую пересекают три оси; все они пересекаются друг с другом под углом 120°, и в результате получаются ромбы. Чистый кальцит, который, как мы выяснили, совсем не куб, пропускает свет определенным образом. Падая на грань ромба, световой луч раздваивается, это явление известно как двойное лучепреломление. Один из получившихся лучей получил название обыкновенного, а второй – необыкновенного: их путь строго определен подобно самой форме кристалла взаиморасположением атомов в кристаллической решетке. На первом этаже Музея естественной истории в Лондоне стоит огромный образец исландского шпата, через него можно посмотреть на Мальтийский крест и увидеть два изображения: одно порождено обыкновенным лучом, а второе – необыкновенным. Но существует только одно-единственное направление, вдоль которого луч не расщепляется надвое. Оно проходит вдоль кристаллографической оси с: луч, бегущий по этому направлению, не разделится на два луча, а неизменным переправится сквозь кристалл. Можно было бы проскочить мимо рассуждений о том, как кальцит преобразует свет, они и вправду больше смахивают на некоторые заковыристые вопросы из теста на общую эрудицию. Но все же, все же… Избирательность оси с гарантирует предпочтение именно тем лучам, которые направлены вдоль нее. Если кристалл вытянут в призму параллельно оси с, то нерасщепленный свет пройдет через кристалл вдоль длинной стороны призмы. А если светить на эту призму под любым другим углом, то свет, как и положено, разойдется на обыкновенный и необыкновенный лучи, которые, дойдя до поверхности кристалла, снова отклонятся и частично отразятся, а затем снова преломятся и отразятся – и так снова и снова. Поэтому в призме, если она достаточно длинная, есть всего лишь одно направление, которое пропускает четкий луч, – это направление кристаллографической оси с. Иными словами, луч, который такой кристалл может «видеть», падает на кристалл только с одного конкретного направления. Удивительно, но трилобиты совладали с хитроумными свойствами кальцита и обратили их в свою пользу. У них кристаллические – буквально хрустальные – глаза.

Глаза трилобитов состоят из удлиненных призм чистейшего кальцита. У большинства призмы в глазах прижаты сторонами одна к другой. Очевидно, призмы работают как элементарные линзы, точно так же, как в сотовидных глазах других членистоногих каждый шестигранник является отдельной линзой – будь то муха, стрекоза или рак. У трилобита на голове еще один вариант такого же сложного, или фасетчатого, глаза – глаза, составленного из многочисленных зрительных модулей, которые, взявшись за дело вместе, рисуют портрет окружающего мира. Каждый зрительный модуль является линзой. И отличие трилобита от остальных только лишь в том, что линзы у него каменные, сделанные из твердого минерала. Если сказать: «трилобит смотрел на меня каменным взором», то в этих словах прозвучит совершенная правда. Здесь припоминаются странные строки одной из самых странных пьес Шекспира. Из «Бури»:

 
Отец твой спит на дне морском.
Кораллом стали кости в нем.
Два перла там, где взор сиял.
Он не исчез и не пропал,
Но пышно, чудно превращен
В сокровища морские он.
Вот похоронный слышен звон [20]20
  Шекспир У. Буря. Акт 1, сцена 2. Пер. Т. Л. Щепкиной-Куперник.


[Закрыть].
 

Если обратиться назад, к «чудесным превращениям» трилобитовых эпох, то ничего более удивительного, чем кальцитовые линзы трилобитов, не найти. А перламутр с точки зрения химии оказывается все тем же немигающим глазом трилобита – это просто другая версия карбоната кальция, хотя перламутр не проводит свет, а художественно отражает его. Шекспир полагал, что жемчуг тусклый, и намекал таким образом на изменения мертвого тела – мертвый, но глаза есть, и все видят, отсюда и странность этого предложения. Трилобит смотрел на подводный мир мозаичными кальцитовыми линзами, и, в отличие от мертвого отца, его глаза читали мир сквозь живой камень.

Глаза трилобита были ориентированы таким образом, что кристаллографические оси спроходили вдоль длинных сторон составляющих их призм. В большинстве случаев эти оси образуют прямой угол к поверхности глаза. Если вы посмотрите сверху на поверхность отдельной линзы (ну, хоть с помощью увеличительного стекла – тоже линзы), вполне возможно, что трилобитовая линза посмотрит на вас. Посмотрит – это, конечно, иносказание, линза не может смотреть сама. Но она пропустит сквозь себя лучи света в определенном направлении. Глаз трилобита в общем и целом представляет собой комплект отдельных крошечных удлиненных линз, и каждая из них направлена чуть-чуть иначе, чем соседняя. В длинном полукруглом глазу собраны сотни и даже тысячи таких линз. Некоторые из них направлены осями свперед, а у других ось с смотрит в сторону, у третьих – назад. Если представить, будто все оси с выходят из центров своих линз, получится что-то вроде подушечки для иголок. А крупный глаз превратится в настоящего ежа или, если хотите, в дикобраза, покрытого воображаемыми иглами, где каждая игла имитирует направление светового луча, который может пройти сквозь «свою» призму. Сравним их, например, с пучком стрел, каждая из которых нацелена на свою мишень.

^{Вот так работает глаз трилобита: лучи света проходят через кальцитовые линзы в одном только избранном направлении – вдоль главной кристаллографической оси с. Светочувствительные рецепторы лежат внутри глаза}

Каждая линза вносит свой светлый лучик понимания в общую картину мира, каждая обозревает малюсенький, но закрепленный только за ней участочек окружения. Вполне возможно, что глаза трилобитов работали так же, как и глаза современных членистоногих. Поэтому можно ожидать, что в основании каждой линзы найдется чувствительная клетка, которая ответит должным образом на световой сигнал. Но эти клетки столь же нежны и эфемерны, как долговечны и крепки лежащие поверх них каменные линзы. Они не сохраняются в ископаемом состоянии [21]21
  Это не совсем так. Последние исследования по микроскопированию трилобитовых глаз, выполненные на современных ускорителях (!), позволили разглядеть не только линзы во всей их красоте и совершенстве, но даже окружающие клетки, в том числе и пигментные клетки сетчатки! Клеточное окружение глаза трилобита оказалось таким же, как и у современного мечехвоста. Вот, что значит техника, отданная в пользование добросовестным и пытливым ученым. См.: Brigitte Schoenemann & Euan N. К. Clarkson. «Discovery of some 400 million year-old sensory structures in the compound eyes of trilobites» // Nature, 2013.


[Закрыть], но обязательно должны были быть – без них физический свет не превратить в живой образ. Свет сам по себе не переводится в понимание, это всего лишь пятна, скопированные бездушной поверхностью. Информация должна быть собрана нервами, а затем они должны передать ее в аналитические нервные центры. Без этого кусочки изображения, переданные элементарными линзами, будут перемешаны в мозаичный хаос, где фрагменты первобытного мира, чуть отличные один от другого, накладываются друг на друга, поворачиваются, мешаются. Разрешение такого зрительного устройства должно зависеть в некоторой мере от числа линз. Чем больше линз, тем детальнее выглядит изображение, если, конечно, нет ограничений в количестве воспринимаемых импульсов. Поэтому неудивительно, что у некоторых трилобитов невероятное число крошечных линз.

Одно из самых трудных предприятий, за которые я когда-либо брался, был подсчет линз в большом глазу трилобита. Для этого я сфотографировал глаз под разными углами, а затем отпечатал снимки с большим разрешением, чтобы стала видна каждая линза. Это были гигантские фотографии. А потом я начал считать – один, два, три, четыре… и так до ста, до двухсот. Сложность в том, что если при подсчете отвлечься хоть на мгновение или чихнуть, то тут же забываешь, на какой линзе остановился, и тогда надо начинать снова – один, два, три… Скрежещут зубы, сыпятся проклятья, произносятся всуе святые имена. В конце концов я решил прокалывать булавкой дырочку на каждой посчитанной линзе на фотографии, чтобы не считать ее дважды. Беда теперь поджидала меня при переходе от одной фотографии к другой: на какой линзе я остановился и как мне ее отличить от других? И в каком месте следующей фотографии она оказалась? Может, эта та, с маленькой трещинкой, или другая, которая вроде чуть больше соседней? Это задание великолепно подходило для страдающих бессонницей. Я насчитал около трех тысяч, после чего дал сам себе клятвенный обет больше никогда не ввязываться в подобную затею, а просто считать линзы на маленьком участочке глаза, а потом, призвав все свои арифметические познания, прикинуть общее число.

Среди множества видов трилобитов есть такие, у которых всего несколько линз в глазу, а есть и другие, у которых число линз доходит до нескольких тысяч. Без сомнения, так же варьировала и острота зрения. Но было их мало или много, все линзы без исключения проводили свет вдоль оси скристалла кальцита, из которого они были сделаны.