Книги
Осьминоги, каракатицы, адские вампиры. 500 миллионов лет истории головоногих моллюсков
Палеонтологам нет особой нужды выдумывать бредовые идеи, по крайней мере когда это касается головоногих. Как можно видеть на примере гонки вооружений, происходившей в течение мезозоя, за ученых все сделала эволюция.
Угрозы, исходящей от трех групп хищных морских рептилий, кому угодно покажется более чем достаточно. Однако не только морские рептилии питались раковинными моллюсками, а головоногие были не единственными их жертвами. В широкомасштабной мезозойской охоте на раковинных моллюсков участвовали рыбы и акулы, крабы и омары и даже улитки, не щадящие своих сородичей. Они были способны разгрызть, расколоть, просверлить и взломать практически любую раковину в море. Эволюционные последствия этого сохранены в камне — естественный отбор привел к усовершенствованию брони.
Моллюски начали строить раковины потолще. Они отращивали длинные шипы, чтобы отгонять хищников. Входные отверстия (устья) в их раковинах становились меньше — они жертвовали собственным пространством для маневра ради укрепления главного входа. Специалист по моллюскам Гэри Вермей нашел свидетельства того, что мезозой был эпохой развития интенсивной защиты у всех видов ископаемых моллюсков. Данная тенденция настолько ярко выражена, что Вермей назвал это явление мезозойской морской революцией[94].
Как и другие их родственники-моллюски, головоногие активно приспосабливались. Аммоноиды изменили форму раковин так, чтобы мягкие части можно было спрятать поглубже внутрь, и сформировали сложные структуры снаружи. Палеонтологи называют разнообразные выросты на раковинах украшениями, но маловероятно, что они возникли исключительно с декоративными целями. Судя по палеонтологической летописи, с течением времени на раковинах аммоноидов появляется все больше шипов по мере того, как увеличивается количество отпечатков зубов: это указывает на то, что шипы, вероятно, возникли как защита от укусов хищников.
Эволюция украшений раковин дала Пег Якобуччи ключ к разгадке буйного разнообразия аммоноидов.
Рецепт перемен
На рис. 4.2 представлены аммоноиды, глядя на которых можно составить представление о потрясающем разнообразии их раковин. Однако многие из характерных особенностей, благодаря которым виды выглядят такими разными, на самом деле одна и та же черта, выраженная неодинаково в зависимости от возраста. Стоит слегка покрутить ручки генетических регуляторов — и океан заполнится новыми видами (по крайней мере, пока там есть достаточно свободных ниш).
Например, в середине мелового периода древний род аммоноидов,
Мы последуем примеру Пег Якобуччи и любовно сократим их названия до Плези и Метойко. Вернемся к рис. 2.4 — общей картине эволюционной истории всех головоногих — и увидим, как Плези и Метойко, расположившись друг против друга, держатся щупальцами за генеалогическую ветвь аммонитид. Вот как описывает их Якобуччи: «У Плези — прекрасные крупные шипы, а у Метойко — ребра: прелестные, невысокие и округлые. Если просто посмотреть на этих ребят, то покажется, что у них совершенно разные раковины. Но в детстве их раковины абсолютно одинаковы, их невозможно отличить друг от друга»[95].
Если бы аммоноиды были похожи на всех остальных животных, разобраться в этом было бы непросто. Глядя на ископаемых «детей» и ископаемых «взрослых», вы бы не знали, какие из детей выросли в каких взрослых. Однако, как мы уже говорили, преимущество аммоноидов в том, что каждый взрослый несет в себе свою детскую форму. «Так что вы можете проследить за их ростом — c момента, когда они появились на свет из яйца, до взросления — по одной-единственной раковине», — говорит Якобуччи.
Рис. 4.2. Эти примеры дают лишь намек на колоссальное разнообразие аммоноидов.
Проделав это множество раз, исследовательница отмечает, что изменения, которые кажутся невозможными на уровне взрослого животного, становятся понятны в контексте процесса развития. Это классический пример эво-дево, который можно видеть у самых разных животных — от морских ежей до китов. «Программа развития запускает изменения, — объясняет Якобуччи. — Если нужно избавиться от задних ног, следует отключить ген, который дает эмбриону команду сформировать эти ноги, и тогда получается кит». Она предполагает наличие похожего механизма и у моллюсков: «Возможно, способ быстрого создания аммонитов так же пластичен: достаточно что-то изменить в одном маленьком гене — и вы получаете колючую особь вместо ребристой».
Ископаемые Плези и Метойко, безусловно, допускают возможность именно такой трактовки. У малышей обоих родов есть что-то вроде украшения, которое отличается от украшений взрослых, а именно бугристые ребра. «По мере взросления у Плези ребра постепенно исчезают, а бугры на них становятся все длиннее. У Метойко — наоборот, исчезают бугры», — говорит Якобуччи. Получается, у обоих родов есть необходимые генетические инструкции для отращивания как ребер, так и шипов, и у малышей выполняются оба набора инструкций. А по мере роста регулятор переключается. У Плези перестают расти ребра и отрастают шипы. У Метойко перестают расти бугры и отрастают гладкие ребра. Поскольку у нас нет возможности провести генетические тесты, этот пример дает нам наилучшую возможность увидеть, как простое переключение генетических регуляторов ведет к эволюционному разнообразию, записанному в летописи окаменелостей[96].
Однако есть одна проблема. Если новые ребристые формы остаются там же, где шипастые, и ведут тот же образ жизни — особенно если они продолжают скрещиваться с шипастыми формами, — разнообразия не получится. Чтобы закрепить эволюционные нововведения, нужно разделение.
Такие разделения часто встречаются в истории живых существ, они происходят и в наши дни. Рой насекомых может сдуть ураганом с одного острова на другой, стайка неугомонных рыб может переплыть из одного озера в другое. На новом острове или в новом озере в популяции основателей могут возникнуть отличия — как от популяции их прежнего острова или озера, так и друг от друга. Животные-основатели могут распространиться по территории и специализироваться в зависимости от занимаемых ниш. Одна из групп рыб может приспособиться к жизни на песчаном дне, другая — на скалистом. По мере того как они самоизолируются и начинают скрещиваться только с похожими на них соседями, у них накапливаются эволюционные изменения. Через какое-то время у песчаных и скальных видов появится разная окраска. Затем — разные формы.
У аммоноидов была отличная возможность колонизировать новые территории и развиваться там в разных направлениях. Это произошло в середине мелового периода, когда центральные районы территорий, занимаемых ныне США и Канадой, были затоплены в результате повышения уровня моря. Это было то самое Западное внутреннее море, которое воображаемый «кракен» делил с поистине жуткими ихтиозаврами: на второй карте рис. 4.1 можно увидеть, как оно рассекает Северную Америку. Западное внутреннее море — сокровищница для современных палеонтологов: от него осталось невероятное изобилие морских ископаемых в горных породах, до которых довольно легко добраться. 90 млн лет назад условия в этом море были чрезвычайно благоприятны для роста разнообразия аммоноидов: у него было неровное дно, и туда поступало огромное количество питательных веществ, приносимых реками, в результате сформировалась крайне разнообразная среда обитания, к которой могло приспособиться множество видов[97].
Рост видового разнообразия в меловом периоде мог быть вызван изменениями не только физических условий, но и пищевых сетей. Раньше, в палеозое, океанское меню было коротким — всего пара страниц разных вариантов. Конечно, случался, как мы видели в девоне, и расцвет планктона с притоком питательных веществ с суши, благодаря которому аммоноиды стали производить на свет крошечных детенышей — поглотителей планктона. Но эволюция планктона в мезозое пошла намного дальше, заполняя морскую пищевую сеть всевозможными новыми видами. Теперь меню расширилось до размеров целого тома, и рост количества и разнообразия пищи вызвал соответственное увеличение количества и разнообразия аммоноидов.
Конечно, аммоноиды были не единственными животными и даже не единственными головоногими, населявшими обширные моря и океаны с изобилием пищи. Почему же они эволюционировали гораздо быстрее своих близких родственников, наутилоидов? Раньше, в палеозое, образ жизни аммоноидов и наутилоидов, скорее всего, не отличался: и те и другие плавали вверх и вниз в своих маленьких шарообразных раковинах. Ни одна из групп не отличалась особой многочисленностью, поэтому они могли делить одну нишу. Затем, в мезозое, аммоноиды стали сверхмногочисленными и сверхразнообразными, а наутилоидам достичь этого не удалось. Может быть, все дело в той самой пластичности развития: вероятно, геном аммоноидов легче поддавался изменениям.
Пластичность аммоноидов позволила им развить целый ряд защитных приспособлений, таких как шипы у Плези. Но среди разнообразия форм аммоноидов встречается и довольно богатый ряд скульптурных украшений, которые не так очевидно предназначены для отпугивания хищников: вспомним, например, ребра Метойко.