Текст книги "Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни (ЛП)"
Автор книги: Стенли Шмидт
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 20 страниц)
И лёгкие, и жабры могут значительно различаться сложностью и особенностями своего строения, и даже своим количеством. Например, у большинства змей есть лишь одно функциональное лёгкое. В целом же и лёгкие, и жабры – это механические устройства, позволяющие поступать в организм и выводиться из него большому количеству газа, и они зависят от системы кровообращения в плане доставки этих газов к отдельным клеткам и от них. Это подразумевает наличие системы кровеносных сосудов (вен, артерий и капилляров), одного или нескольких насосов (в наших краях у большинства из нас одно сердце, но встроенное запасное или даже два могли бы давать преимущество и могли бы где-нибудь эволюционировать) и циркулирующей жидкости (крови). Кровь сама по себе – это довольно сложный орган, содержащий целый ряд узкоспециализированных структур. У нас и наших близких родственников кислород доставляет к клеткам молекула под названием гемоглобин, которая придаёт нашей крови красный цвет. Другие животные могут использовать нечто другое, и их кровь не обязательно должна быть красной. Например, у некоторых земных ракообразных и моллюсков взамен его есть голубое соединение меди гемоцианин; однако, будучи писателем-фантастом, вам не нужно ограничиваться теми соединениями, которые используют земные организмы. Те, кто эволюционировал вне Земли, могут наткнуться на полезные заменители, не известные даже нашим химикам.
Типы дыхательной и кровеносной систем, необходимые живому существу, будут зависеть от взаимодействия нескольких переменных. На более ранней Земле с более концентрированной атмосферой простых трахей было достаточно для таких крупных насекомых, какие не смогли бы жить здесь и сейчас. Похожие на сороконожек месклиниты из «Экспедиции «Тяготение»» Хола Клемента не нуждаются в лёгких и дышат водородом напрямую через поры кожи, потому что они относительно невелики и живут в плотной атмосфере. Люди запасают в своих телах мало кислорода, поэтому должны часто дышать, иначе умрут; тюлени и киты, которые глубоко ныряют, должны обладать приспособлениями, позволяющими им значительно увеличить время между двумя вдохами. У жирафов, чтобы кровь поступала к голове, находящейся на высоте пяти и более метров над землёй, должно быть кровяное давление, которое убило бы человека, и это значит, что у них также должны быть очень прочные кровеносные сосуды (см. статью Дж. У. Уоррена).
Питание
Другой важной функцией системы кровообращения является распределение по клеткам пищи. А что это за пища? Это затрагивает деликатный, но основополагающий момент: каждый живой организм (за исключением тех, кто находится в самом низу пищевой цепочки, вроде фотосинтезирующих растений) поедает другие организмы и в конечном итоге (за исключением искусственного вмешательства наподобие мумификации или запечатывания в склепе) бывает съеден третьими. Экосистема – это более или менее стабильная совокупность организмов, которые используют различные формы энергии для поддержания динамического баланса системы как единого целого. На поверхности Земли растения используют солнечную энергию напрямую, травоядные животные используют энергию, запасённую в химической форме в этих растениях, плотоядные животные получают её, поедая травоядных животных, и в итоге все они перерабатываются обратно в питательные вещества растений.
В этой сети взаимоотношений и в своём окружении каждый живой организм занимает уникальную нишу. Для удовлетворения потребностей, присущих какой-либо конкретной нише, ему требуется определённое оснащение (а именно, анатомия и физиология). Растения большей частью не «едят»; им просто нужны хлорофилл и светособирающие поверхности для его использования (хотя некоторые растения наподобие венериной мухоловки действительно поедают мелких животных и приобрели приспособления для их поимки). Животные питаются либо растениями, либо другими животными, и им нужны средства для захвата и обработки пищи.
Рот принимает самую разнообразную форму в зависимости от того, с чем ему приходится работать, и каким иным требованиям он должен удовлетворять. У многих рыб рот представляет собой не более чем просто отверстие – достаточно большое, чтобы глотать подходящий набор объектов меньшего размера, чем его владелец. Змеи едят редко, поэтому должны уметь справляться с добычей, превышающей диаметр их собственного тела, если такая добыча – это единственное, что доступно. Не имея рук или ног для удержания пищи и манипуляций ею, они используют большое количество мелких, загнутых назад зубов для удержания всего, что им попалось, и ещё у них есть эластичная кожа и способные раздвигаться челюсти, чтобы управляться с крупногабаритным обедом. Травоядным животным вроде крупного рогатого скота и антилоп нужны зубы, пригодные для срезания и дальнейшего измельчения и пережёвывания растений. Потребности плотоядных животных типа кошек лучше всего удовлетворяют приспособления для быстрого умерщвления добычи и отрывания небольших кусков от туши, удерживаемой лапами.
Разнообразие форм и размеров зубов в сочетании с манипуляторами, позволяющими захватывать пищу самого разного рода, даёт всеядным существам вроде нас с вами преимущества в виде универсальности и способностей к адаптации. Как иная крайность, некоторые виды приспособлений для добывания пищи становятся узкоспециализированными. Местные птицы Гавайских островов, называемые гавайскими цветочницами, в ходе эволюции дали целый ряд видов, каждый из которых обладал собственной формой клюва, очень хорошо приспособленной к определённому узкому спектру видов пищи и бесполезного для какой-то иной. Всё идёт прекрасно, пока необходимые виды пищи встречаются в изобилии; но в долгосрочной перспективе такая специализация несёт в себе риск, поскольку условия окружающей среды меняются.
Особенности приспособлений для питания можно встретить не только во рту. Например, курам необходимо давать не только корм, но и гравий, чтобы он действовали как «внутренние зубы» в органе под названием мускульный желудок. У коров есть несколько «желудков»; они отрыгивают, пережёвывают и вновь проглатывают пищу, чтобы использовать её с максимальной отдачей.
Количество пищи, в котором нуждается организм, изменчиво и зависит от нескольких факторов. Колибри – мелкие, активные, теплокровные и летающие существа, и всё это увеличивает их потребности в энергии, заставляя их питаться почти непрерывно и ежедневно потреблять количество пищи, сопоставимое с весом их собственного тела. Змеи проводят большую часть своего времени в покое, они «холоднокровные», и потому нуждаются в очень небольшом количестве пищи. (Та, что живёт у меня дома последние десять лет, ест пару раз в неделю в сезон «жора», а в холодные месяцы – мало или вообще не ест (по её собственному выбору).)
Передвигаться – или нет
Обсуждение разума, которым я занимался выше, предполагает, что он вряд ли разовьется у растений, поскольку они остаются в значительной степени неподвижными – и в целом я готов поспорить, что это правда. Однако писатели-фантасты воспринимают такого рода заявления как вызов. Если вы можете представить себе обстоятельства, при которых у растений развивается разум, вы также сможете представить, что у них был бы совсем иной взгляд на вещи. Чтобы получить запоминающийся вымышленный пример, взгляните на хлатров, мыслящие «деревья» из повести Дона Сэйкерса «Листья октября» (“The Leaves of October”). Растения не полностью неподвижны; если вы сомневаетесь в этом, посмотрите несколько видеороликов, сделанных в режиме замедленной съёмки, о том, как растения растут, прикрепляются к опорам, поворачиваются к солнцу и цветут. Существенное различие заключается в том, что они делают всё это очень медленно. Так что, если бы они собирались приобрести разум в ходе эволюции, это, вероятно, произошло бы на планете долгоживущей звезды (значительно правее на диаграмме Герцшпрунга-Рассела), и вся их жизнь была бы прожита гораздо менее торопливо, чем это бывает у нас.
А как насчёт активных, подвижных растений – существ, которые получают свою энергию путём фотосинтеза, но при этом передвигаются подобно животным? В общем и целом это гиблая идея. В среде наподобие земной существо, по размерам и форме подобное человеку, не смогло бы фотосинтезировать достаточно пищи для удовлетворения своих потребностей (см. «Создание воображаемых существ» Хола Клемента и «Эти невозможные автотрофные люди» В. А. Эйлаха).
Опять же, будучи писателем-фантастом, вы вполне можете принять такое обобщение как вызов, и если вы готовы поработать над этим, вас может ожидать успех. Вы могли бы, например, поместить планету ваших существ поближе к более горячему солнцу, тем самым позволив им получать путём фотосинтеза достаточно энергии для обеспечения подвижного образа жизни – но имейте в виду, что такое изменение кардинально повлияет на природу всего, что там живёт. Или вы могли бы создать сложную систему вроде той, что описана в «Длинном мече» Паулины Эшвилл. Существо ростом около шести дюймов способно передвигаться, но проводит большую часть своего времени под лучами солнца, чтобы впитывать его свет через широкие мембраны, полные очень эффективного фотосинтезирующего вещества.
Разработка подобных вещей может стать важной частью истории. В большинстве случаев ваши подвижные и/или разумные инопланетяне, вероятно, будут животными. Как же они будут передвигаться? На Земле можно найти примеры многочисленных вариантов, большая часть которых, вероятно, эволюционировала во многих других местах, где они оказываются вполне уместными.
Вариант, которого не наблюдается на Земле (по крайней мере, на уровне многоклеточных), – это качение на колёсах. Для этого отсутствия напрашиваются, как минимум, два объяснения. Во-первых, поскольку эволюция работает путём последовательных модификаций структур, уже существовавших до этого, будет довольно нелегко понять, как эволюционная ветвь могла посредством ряда небольших шагов перейти от плана строения с несколькими конечностями к плану строения с колесом и подшипником; различия между базовыми формами слишком радикальны. Во-вторых, качение на колёсах – это не очень эффективный способ передвижения по многим видам ландшафтов естественного происхождения. Он хорошо работает на относительно гладких поверхностях с относительно пологим уклоном и небольшим количеством серьёзных препятствий – иными словами, на специально выстроенных автомагистралях. Он показывает себя гораздо хуже там, где есть камни, брёвна, канавы, заросли ежевики, деревья, утёсы и т.д. В таких местах успешнее работают сильные, гибкие конечности, при помощи которых можно перелезать, обходить или отталкиваться.
Если эволюция когда-нибудь и порождала колёса в нашем мире, то возможно, что их просто превзошли в ходе конкуренции, прежде чем они смогли продвинуться достаточно далеко. Тем не менее, вы можете вообразить такие обстоятельства, при которых колеса могли бы эволюционировать и успешно конкурировать, как в романе «Кластер» (“Cluster”) Пирса Энтони или «Войне Ретифа» Кейта Лаумера. Даже на Земле есть места, где искусственные колеса прекрасно обходятся без дорог. Полноприводные транспортные средства свободно передвигаются по пустыням юго-запада США и равнине Серенгети (хотя одно из них, на котором я ездил по Танзании, довольно прочно, хотя и временно, застряло в норе трубкозуба). В своём рассказе «Микроб» Джоан Слончевски изобразила мир, в котором эволюционировала целая экосистема, в которой колёса были частью плана строения всего, а растения росли таким образом, чтобы обеспечить «мостовую» для похожих на колесо животных.
Мы уже говорили о нескольких вариантах плавания, которые можно применить в любой жидкой среде. Мы могли бы добавить к ним реактивное или ракетное движение наподобие того, что используют осьминоги и кальмары, чтобы быстро сбежать. Однако у этих животных оно хорошо подходит лишь для случайных коротких скоростных бросков, и трудновато понять, как его можно было бы приспособить к каждодневному, непрерывному, долговременному передвижению.
Для твёрдой земли и её толщи существует несколько возможностей, каждая из которых представлена в нескольких вариантах. «Ползание» может означать не менее трёх различных способов передвижения у животных, похожих друг на друга, словно разные виды змей. Все они кажутся довольно громоздкими и накладывают слишком много ограничений, чтобы оказаться достаточно вероятными у разумных форм. Некоторые животные прокладывают туннели под землёй, используя такие приспособления для рытья земли, как лопатообразные морды или лапы. Некоторые проводят под землёй всю свою жизнь, следствием чего может быть слишком малое разнообразие, чтобы оно могло способствовать развитию разума, хотя некоторые виды могут пройти долгий путь к развитию разума, а затем по какой-то причине перейти к подземному образу жизни. Многие существа на Земле роют норы только для устройства гнёзд (которые могут быть довольно сложными), однако выходят на поверхность для добывания пищи и воды при помощи ходьбы и бега.[18]
Ходьба и бег – это варианты одной и той же базовой идеи: использование конечностей для выведения тела из равновесия и контролируемого падения с приземлением на новом месте. Преимущество этого принципа заключается в больших возможностях адаптации. В отличие от колеса, ногу можно просто перенести через препятствие. Форма ступни может быть приспособлена к специфическим потребностям: расширенная задняя лапа американского зайца-беляка помогает ему оставаться на поверхности мягкого снега, а раздвоенные копыта с мягкой подушечкой у горного козла обеспечивают ему надёжное сцепление на крутых скалах.
Сколько ходильных конечностей может быть у живого существа? На Земле их число сильно варьирует: от двух у таких групп, как мы и страусы, до десятков у многоножек. Однако все самые крупные формы используют базовую конструкцию с четырьмя конечностями, причем конечности образуют пары, и некоторые из них могут быть модифицированы для специальных целей. Эволюция склонна выбирать самый простой тип строения, который работает. Если сравнивать две или четыре конечности с двадцатью или сорока, то вам не просто придётся задействовать меньшую часть нервной системы для контроля над ними: небольшое число длинных конечностей работает лучше, чем множество коротких. Таким образом, мы, вероятно, можем ожидать, что в землеподобных мирах у более крупных животных будет, как правило, небольшое число конечностей – например, четыре или, возможно, шесть. В мирах, менее похожих на Землю, может оказаться лучшим какой-то иной вариант. Я уже упоминал похожих на многоножек месклинитов, рассчитанных на выживание и процветание в условиях очень высокой гравитации. Я также могу представить такие случаи, когда факторы вроде сильной гравитации или вечно суровых погодных условий благоприятствовали бы более стабильной конструкции, но не требовали бы чего-то достаточно радикального. Такие ситуации могли бы благоприятствовать устойчивости по типу треножника, которую обеспечивают либо две ходильных ноги и крепкий хвост (как у мерсейцев в «Лейтенанте Фландри» Пола Андерсона), либо более полная трёхсторонняя симметрия и три ноги (как у трипедов в «Золотом правиле» (“Rule Golden”) Деймона Найта).
Модификация базового плана строения конечности может значительно расширить возможности. Если одна или несколько пар ног трансформируются в руки, становятся возможными лазание и брахиация (раскачивание на руках с перепрыгиванием с одной опоры на другую, как это делает гиббон).
Некоторые существа могут пойти ещё дальше и перейти к планирующим прыжкам. У белок-летяг есть широкие, растяжимые складки кожи, соединяющие их передние и задние конечности, которые действуют как крылья и позволяют им прыгать с дерева на дерево.
Шаг вперёд за рамки планирующего прыжка – это полёт: активный полёт, управляемый взмахами конечностей, модифицированных в функциональные крылья. Наши самые знакомые примеры – насекомые, птицы и летучие мыши; в более ранние эпохи у нас были ещё и птерозавры.[19] На этой планете в настоящее время самые крупные летуны весят около двадцати фунтов по причинам, опять же связанным с законом квадрата-куба. С учётом используемых в нашем мире биологических материалов становится непрактичным создание существа большего размера, которое могло бы обладать достаточной площадью крыльев и снабжать свои крылья количеством энергии, достаточным для нахождения в воздухе. Поскольку этот размер, вероятно, слишком мал, чтобы обеспечивать разум человеческого типа, похоже, что землеподобные миры вряд ли смогут породить крылатый разум.[20]
Однако в мире, где есть более слабая гравитация, более плотная атмосфера или и то, и другое, это могло бы случиться. Я уже упоминал, что в некоторые периоды прошлого на Земле, очевидно, была более плотная атмосфера и существовали гораздо более крупные летающие животные. Я также упоминал Сверхправителей из «Конца детства» Артура Кларка, которые родом из мира с низкой гравитацией и плотной атмосферой; они представляют собой летающий разум, и это проявляется в каждой из особенностей устройства их городов. А могла ли эволюция породить разумное летающее существо в более похожем на Землю мире? Пол Андерсон сомневался в этом в своей книге «Есть ли жизнь в других мирах?» 1963 года издания; но несколько лет спустя он воспринял это как вызов и предложил замечательное решение с помощью усовершенствованной биологической инженерии. У ифриан в его «Крыльях победы» 1972 года и «Детях ветра» 1973 года есть «нагнетатель» – механизм для усиления снабжения воздухом и, соответственно, их работоспособности.[21]
Облик
Формы тела не возникают произвольным образом; эволюция отбирает те из них, которые хорошо соответствуют образу жизни организма. Вследствие этого, как мы уже видели, тело успешных пловцов, как правило, обтекаемой формы. Растения стремятся увеличить площадь поверхности тела за счёт наращивания листьев, чтобы успешно заниматься фотосинтезом, хотя в некоторых случаях им приходится идти на компромиссы, чтобы одновременно удовлетворять иные потребности – такие, как различные механизмы, используемые пустынными растениями для сохранения воды.
Мы уже видели, что закон квадрата-куба накладывает ограничения на то, насколько большим или маленьким вы можете сделать организм какого-то определённого плана строения из тех или иных материалов в какой-то определённой среде. Обратной стороной этого является тот факт, что размер и окружающая среда накладывают свои ограничения на облик. Вы не смогли бы, например, переделать слона, придав ему вид газели. Газель успешно пользуется своими тонкими ногами, чтобы быстро перемещать своё маленькое тело; толстые, сильные ноги нужны слону только для того, чтобы выдерживать весь свой вес. Однако если бы вы могли приспособить животное массой со слона к жизни в условиях марсианской гравитации во всём остальном, оно могло бы быть значительно стройнее.
Похоже, что некоторые другие особенности присущи большинству активных существ. Голова, очевидно, слишком ценна, чтобы эволюционировать практически в любом месте – т.е. она представляет собой модуль, расположенный на теле высоко и/или далеко впереди, на котором находятся основные органы чувств и, вероятно, важнейший нервный центр (мозг). Высокая концентрация органов чувств позволяет владельцу замечать потенциальную пищу или опасность на как можно большем расстоянии. Её переднее положение имеет смысл, поскольку, как изящно выразился Пол Андерсон, «даже когда животное спасается бегством, ему больше нужно знать, куда оно направляется, чем где оно было». Расположение органов чувств рядом с мозгом позволяет максимально быстро обрабатывать данные и реагировать на них, поскольку скорость нервных импульсов значительно меньше, чем скорость света или звука.
Конечно, некоторые органы чувств не могут находиться рядом с мозгом, потому что их назначение – ощущать, что происходит с другими частями тела. С другой стороны, вы можете представить себе множество «мозгов», распределённых по всему телу. В этом были бы свои преимущества, заключающиеся в том, что это позволило бы быстрее реагировать на определённые виды сигналов и сделало бы нервную систему в целом менее уязвимой к каким-то локальным повреждениям. Однако в этом заключался бы и недостаток: многочисленные нервные связи оказались бы слишком медленными и неудобными. Я подозреваю, что недостатки обычно перевешивают преимущества, поэтому большая часть интеллектуальной деятельности была бы сосредоточена внутри одного хорошо защищённого мозга. С другой стороны, может так случиться, что обладание более чем одним мозгом несло бы в себе достаточно преимуществ для эволюции, и это, безусловно, создало бы интересные вымышленные возможности.
Увлекательный вымышленный вариант на эту тему – кукольники из «Нейтронной звезды» и «Мира-Кольца» Ларри Нивена. У кукольника всего лишь один мозг, но две головы, в которых расположены комплекты органов чувств и рты. Мозг, находящийся в костном наросте между двумя шеями, позволяет двум ртам вести беседы одновременно и независимо друг от друга. (Кстати, это не настолько уж сильно притянуто за уши, как может показаться. Человеческий мозг состоит из двух полушарий, которые функционируют независимо друг от друга во многих отношениях. Обычно они собщаются друг с другом посредством структуры, называемой мозолистым телом, но эксперименты на пациентах, у которых эта связь была разрушена, демонстрируют потрясающие результаты, которые, несомненно, указывают на возможности для вымышленных инопланетян. [См. статьи Гассаниги и Холмса.])
Ещё рты кукольников функционируют как манипуляторы – это класс устройств, которые часто считаются необходимым условием для построения любого рода цивилизации. В последние годы это предположение было поставлено под сомнение в свете исследований, предполагающих, что, как минимум, у некоторых китообразных (китов и дельфинов) есть сложная социальная структура и, возможно, высокоразвитый язык. («Если они такие умные, – спросил меня кто-то однажды, – то почему они ничего не создали?» На это я ответил: «Откуда ты знаешь, что не создали? Разве чьи бы то ни было достижения обязательно должны быть похожи на наши?») Однако если отбросить это возможное исключение, представляется вероятным, что, пожалуй, во многих средах обитания те существа, которые могут расширять свою жизнь далеко за рамки, данные им природой, будут обладать какими-то средствами для манипулирования своей средой – изменения её облика в соответствии со своими потребностями и создания орудий труда, позволяющих ещё больше упростить этот процесс. Умение представить себе небоскрёбы ещё не делает их частью вашей культуры, если у вас нет возможностей строить их.
Конечно, распространение манипуляторных органов не ограничено исключительно «продвинутыми» животными. У омаров и крабов форма клешней служит определённым манипулятивным целям. Головоногие моллюски (осьминоги и кальмары) обладают цепкими щупальцами, которые снабжены присосками. Нос слона видоизменён в сравнительно неплохой манипуляторный орган, хотя он больше подходит для того, чтобы тянуть, а не толкать.
У таких животных, как еноты, лапы видоизменены в подобие рук, что позволяет осуществлять довольно ловкий захват и манипуляции. Когда один или несколько пальцев становятся противопоставленными – большим пальцем – это порождает квантовый скачок достижимой степени управления руками. Большой палец – это самая важная после мозга особенность, которая позволила людям построить то, что мы называем цивилизацией. Весьма вероятно, что нечто подобное будет обнаружено у многих видов, достигших уровня технологической цивилизации. Очевидно, для настоящей руки (то есть, для такой, которая будет обладать более широкими возможностями, чем клешня омара) необходимо наличие не менее трёх пальцев (включая большой). Если пальцев больше шести или семи, очевидно, что они вряд ли дадут достаточное преимущество, позволяющее оправдать наличие дополнительных нейронных сетей, необходимых для управления ими.
Иные виды в иных условиях могут прийти к иным способам достижения аналогичного эффекта. Огромные Ду’утии Г. Дэвида Нордли из цикла рассказов «Тримус» обладают многократно разветвлёнными языками, которые функционируют как манипуляторные органы на уровнях от грубого до тонкого. А почему не видоизменённые ноги? Потому что из-за их массивности им нужны все их конечности просто для того, чтобы стоять и ходить.
Иное количество конечностей также открывает иные возможности. Существо, похожее на кентавра, ходящее на четырёх ногах, с двумя руками, свободными для манипуляций, не могло возникнуть в ходе той же земной эволюции, которая породила нас. К тому времени, когда отделились ветви рептилий, птиц и млекопитающих, у всех нас было максимум четыре конечности. Существуют простые эволюционные способы, позволяющие видоизменить или утратить их пару, но не добавить новую. Но в мире, где у аналогов этих классов по шесть конечностей, из одной пары вполне могли развиться руки, пока на остальных четырёх сохраняются ступни. Или же одна пара могла бы стать руками, а другая – крыльями: это привело бы к появлению летунов – одновременно и разумных, и ловких. Вы могли бы подумать, что такими должны бы быть ифриане Андерсона; сам Андерсон тоже так думал, когда писал книгу «Есть ли жизнь в других мирах?» Но к тому времени, когда он закончил написание этой работы, он придумал способ эволюционировать их из четвероногих предков (их «ступни» на самом деле являются кистями их рук, тогда как их крылья выступают в роли ступней, когда им нужно ходить). Это хороший пример того, как неочевидные возможности могут стать гораздо более вероятными, когда вы достаточно внимательно изучите проблему![22]
Структурная опора
Мы уже рассмотрели некоторые конструктивные особенности, необходимые животному заданного размера, чтобы оно могло существовать в заданном гравитационном поле. Важной частью проблемы является обеспечение достаточной жёсткости, чтобы животное могло сохранять свою форму, передвигаться и прикладывать усилия по отношению к другим объектам. Для плавающих существ в жидкой (или плотной газообразной) среде это не представляет особой проблемы, но для наземных животных это крайне важно. У себя дома осьминог прекрасно управляется с бескостным телом и щупальцами, но сухопутному крабу или лесорубу нужна дополнительная жёсткость.
В большинстве своём земные животные используют либо решение сухопутного краба (экзоскелет), либо решение лесоруба (эндоскелет). Возможен, как минимум, ещё один подход, но в нашей биологии он нашёл лишь ограниченное применение. Можно придать жёсткость изначально мягкому (полому или пористому) телу или части тела, заполнив их газом или жидкостью под давлением. Это удобно для чего-то, нуждающегося в прочности лишь изредка, – например, для копулятивного органа или надувного мешка, который иглобрюх использует для того, чтобы увеличиться в размерах, чтобы его было трудно проглотить. Это не очень хорошо для чего-то, что должно быть жёстким всегда – протечка может оказаться смертельной. Для постоянной поддержки предпочтителен каркас той или иной формы. Материал не слишком важен; нужно лишь, чтобы практичный скелет состоял из подходящего прочного материала, и разного рода живые существа на Земле используют несколько различных видов материалов.
В данном случае важнее такой вопрос: должен ли скелет быть внутренним или наружным? Почти все наиболее развитые животные на Земле носят свои кости внутри; вероятно, причиной этого выступает необходимость осуществлять…
Рост
Любое из существ, о которых я знаю, начинает свою жизнь как структура меньшего размера, образовавшаяся в теле одной или не одной взрослой особи своего вида. Чтобы оно стало взрослым, ему нужно вырасти. Похоже, что эндоскелет обеспечивает самый простой способ сделать это, поэтому он превратился в обычный подход для тех существ, которые вырастают очень большими. Скелеты обычно приобретают свою прочность благодаря твёрдым веществам, которые вырабатываются живыми клетками, но не являются их частью. Если ваши кости находятся внутри, более мягкие ткани снаружи могут расти непрерывно. Разумеется, кости тоже должны немного вырасти, но это относительно легко устроить, поскольку они окружены кровеносными сосудами, обеспечивающими их клетки, обеспечивающие рост, всем, в чём они нуждаются.[23]
Экзоскелет не так удобен. Тот вариант, что существует у земных животных, не допускает непрерывного роста; сама оболочка, однажды сформировавшаяся, сохраняет один и тот же размер и тем самым вынуждает своё содержимое делать то же самое. Различные группы членистоногих используют два решения этой проблемы:
1. Ракообразные типа крабов и омаров периодически сбрасывают панцирь. Панцирь раскрывается, и животное, уже без своей обычной брони, вылезает из него. В течение короткого периода, пока его покровы мягкие, оно может расти. Далее формируется и затвердевает новый панцирь чуть большего размера, и рост прекращается до следующего раза. Главный недостаток заключается в том, что животное в фазе мягкого панциря должно забраться в нору и прятаться в ней до тех пор, пока его защита не восстановится.
Это решение покажется неудобным для существа, стремящегося к разуму и цивилизации, и, вероятно, проиграет в конкуренции, если по соседству уже обосновались обладающие эндоскелетом существа вроде нас, хордовых. С другой стороны, могут быть такие места, где этого не случилось, и цивилизация действительно может эволюционировать из чего-то наподобие омаров. Конечно, периоды уязвимости неудобны, но долгое детство у приматов вроде нас самих – это тоже такой период. Мы не просто переживаем его – он ещё и важен для того, чтобы мы были теми, кто мы есть. Когда большая часть твоего поведения является результатом обучения, а не инстинкта, для обучения нужны время и защита, чтобы выжить в этот период.
2. У многих видов насекомых наблюдается полное превращение. Личиночная форма (например, гусеница или личинка иного типа) вылупляется из яйца, проводит свою часть жизненного цикла, занимаясь питанием, а затем уединяется в неподвижном футляре (куколка – в коконе или без него). Внутри него она перестраивает всё своё тело, чтобы через некоторое время появиться на свет в виде взрослой особи (например, бабочки), которая спаривается и откладывает яйца для повторения цикла.
