Новое применение старой раковины

Наблюдая рост животного от оплодотворенного яйца до многоклеточного существа, от простого к сложному, практически невозможно не проводить параллелей с общим ходом эволюции. В свое время ученым казалось, что если наблюдать животное на протяжении его жизни с самого зачатия, то можно разобраться в эволюции данного вида в геологических масштабах времени. Человеческий зародыш вначале и в самом деле напоминает рыбу, потом ящерицу… Однако теперь мы знаем, что связь эволюции и индивидуального развития организма гораздо тоньше и сложнее. Современные люди, ящерицы и рыбы произошли от одного общего предка, а не друг от друга. Но понять, как это происходило, можно в том числе и сравнивая развитие эмбрионов разных видов.

Эмбрионы современных наутилусов и кальмаров тоже похожи друг на друга, причем гораздо больше, чем взрослые особи. И те и другие растут, прикрепившись, как зародыш цыпленка, к большому шарику желтка, словно маленькая плоская шапочка. На макушке этой шапочки находится часть мантии, из которой образуется раковина; ниже, вокруг протораковины, располагается остальная часть животного, в том числе кольцо очаровательных зачатков рук. Эти эмбрионы еще не выглядят ни наутилусами, ни кальмарами, но они похожи на другой вид моллюсков — странную маленькую группу не-совсем-улиток под названием моноплакофоры (в переводе с греческого «несущие одну раковину»[42]), а их раковины колпачковидной формы напоминают шапочки эмбрионов головоногих.

Моноплакофоры так редко встречаются в наши дни, что у них нет обиходного названия (типа «улитки» или «клемы»). До 1952 г. они были известны только в виде окаменелостей, пока участники глубоководной исследовательской экспедиции не подняли на борт живых представителей «одной из зоологических сенсаций ХХ в»., как выразился эксперт по моллюскам[43]. Не стоит воспринимать это как драматическое преувеличение: вы только представьте себе восторг от открытия настоящего живого ископаемого (ведь мы-то думали, что эти существа вымерли 400 млн лет назад!), а кроме того, обратите внимание на то, что живые моноплакофоры оказались совсем не похожими на улиток, в одну кучу с которыми ошибочно свалили их ископаемых предков. У моноплакофор, единственных среди моллюсков, обнаружились многочисленные повторяющиеся наборы мышц, прикрепленных к раковине, а также почек и жабр. Такая повторяемость органов может быть приспособлением к низкому уровню кислорода; она характерна и для трилобитов. Наверное, неслучайно в ранней кембрийской фауне преобладали как раз моноплакофоры и трилобиты.

Учитывая изобилие моноплакофор в те времена, неудивительно, что кто-то из них мог стать предком головоногих. Предположение, сделанное на основании эмбриологических исследований, было подтверждено данными палеонтологической летописи. Самое вероятное связующее звено между моноплакофорами и головоногими — ископаемый моллюск Knightoconus (сам он, скорее всего, не был головоногим, но головоногими могли стать его потомки), чья раковина вместо плоского колпачка превратилась в высокий конус. И что самое главное, раковина оказалась достаточного размера, чтобы ее можно было разделить на камеры.

По предположениям ученых, это произошло в три простых этапа. Первый этап: некоторые моноплакофоры начали выделять в раковины жидкость менее соленую, чем морская вода. Если нагреть воздух в воздушном шаре, он становится легче окружающего воздуха, а если опреснить воду в раковине, она становится легче окружающей воды. Возможно, от этого животным (все еще ползавшим по дну) стало легче таскать на себе тяжелые раковины. Второй этап: некоторые потомки первых моллюсков с облегченными раковинами стали чередовать выделение жидкости с выделением строительного вещества раковины. В результате периодически выделяемый материал раковины запечатывал отдельные камеры и не давал жидкости вытечь. Третий этап: потомки их потомков начали использовать тонкую трубочку из плоти, которая тянулась сквозь все камеры раковины, чтобы извлечь жидкость и заменить ее газом. Полученная дополнительная плавучесть позволяла и раковине, и самому животному подняться в толщу воды.

Дело в том, что главный изъян раковины — ее вес: он ограничивает и размеры, и мобильность. Как известно, улитки не отличаются скоростью передвижения, а самый крупный неголовоногий моллюск — гигантская тридакна — и вовсе ведет оседлый образ жизни. Главным нововведением головоногих стала плавучая раковина. Она привела к полной перестройке плана тела моллюска, превратив ползающих слизняков в легких, способных парить в толще воды существ. Из всех блестящих изобретений головоногих такая раковина появилась первой — еще до реактивного движения, мгновенной смены маскировочной окраски и сложно устроенных глаз, но сегодня об этом практически забыли. Чтобы восстановить историческую справедливость, стоит прислушаться к палеонтологам. Бьорн Крёгер из Музея естественной истории Берлина называет плавучую раковину «эволюционным прорывом, сравнимым по значимости с развитием крыльев у насекомых»[44].

Если, по вашему мнению, это звучит недостаточно весомо, попробуйте представить себе мир без пчел, жуков, мух, бабочек, комаров, мошек, кузнечиков, цикад.

Как и полет, плавучесть — сложный навык: головоногие не могли просто заглянуть в цветочный магазин и подключиться к баллону для надувания воздушных шариков. Хотя бы потому, что цветы появились только через 300 млн лет. Первым необходимым шагом было развитие разделенной на камеры раковины, такой как, например, у Knightoconus. Стенки между камерами называются септами, они позволяют головоногому запечатать газосодержащую часть и отделить ее от жилой части, чтобы газ не вытек через дверь дома. Газосодержащая часть называется фрагмокон^{3}, от греческого «фрагмос» — «ограда» (поскольку она огорожена). А жилая часть (тут наука удивительным образом отступила от своего пристрастия к мертвым языкам) попросту называется жилой камерой. По мере роста головоногий моллюск, обладающий раковиной, строит новую жилую камеру побольше и запечатывает старую. То есть фрагмокон на самом деле состоит из ряда десятков камер и септ.

Рис. 2.1a. Принято считать, что моллюск Plectronoceras cambria первый из ископаемых головоногих обзавелся раковиной, разделенной на камеры, и тонкой трубочкой, которая позволяла регулировать содержание жидкости.