Жизнь на Земле. Естественная история

Эттенборо Дэвид

Эти бесчелюстные рыбообразные (или панцирные „рыбы") были, как правило, совсем мелкими, с большого пескаря, и при этом несли на себе тяжелую броню. У некоторых форм все туловище вместе с головой было заключено в панцирь из костяных пластин. Спереди, как у современной миноги, были два глаза и одна ноздря посредине. А сзади из панциря торчал мускулистый хвост, отороченный плавником. Ударяя хвостом, они могли передвигаться в воде, но тяжелая бронированная голова, должно быть, тянула книзу и заставляла их держаться у самого дна. Правда, у двух-трех видов в плечевой области имелась простая кожная складка, но большинство этих животных еще не обзавелись плавниками и вынуждены были двигаться и маневрировать с помощью одного только хвоста. По-настоящему плавать, не касаясь дна, они вначале совсем не умели — толща воды оставалась в распоряжении медуз и других беспозвоночных. Рыбообразные, лишенные челюстей, были не способны охотиться на моллюсков, имеющих раковины. Им оставалось шарить носом по морскому дну, всасывать круглым

ртом песок и органические остатки и, отцедив съедобные частицы, выбрасывать остальное через щели, расположенные по обеим сторонам горла.

Но, как бы то ни было, маленькие первичные рыбообразные выжили, умножились в числе и достигли внушительного разнообразия форм. Тяжелый панцирь у них на теле, быть может, возник в результате отложения солей, поступающих в организм с пищей. При этом он, однако, послужил им необходимой защитой, ведь в те времена в морях владычествовали гигантские хищники — двухметровые ракоскорпионы с массивными челюстями, и они питались именно мелкой живностью со дна морского.

Благодаря мощным костным покровам головы у некоторых видов панцирных «рыб» мы получили возможность детально изучать их строение. Делая серию тонких срезов окаменелого черепа, ученые получают рисунок полостей, в которых проходили нервы и кровеносные сосуды. Этим способом было обнаружено, что у некоторых рыбообразных был мозг, совершенно такой же, как у современных миног. Еще у них был орган равновесия, состоявший из двух изогнутых трубочек, расположенных под прямым углом одна к другой по вертикальной оси. По перемещению жидкости внутри трубок с чувствительной внутренней поверхностью панцирная «рыба» определяла свое положение в воде. Почти такое же устройство имеется и у современных миног.

Потом некоторые из этих существ обрели внушительные размеры — свыше полуметра. Многие были вполне подвижны, покрытые гибким чешуйчатым панцирем, и, вероятно, могли всплывать высоко над дном моря. Но по-настоящему умелых пловцов среди них все-таки не было. Одинокий срединный плавник вдоль спины или внизу под брюхом препятствовал вращению вокруг своей оси и придавал рыбообразным некоторую устойчивость, но раздвоенного хвостового плавника у них еще не было.

Так продолжалось добрую сотню миллионов лет. В течение этого необозримого времени в морях возникли кораллы и стали строить рифы, а членистые животные создали новые формы, которым предстояло вскоре выйти из моря и установить форпост на суше. Существенные изменения произошли и у рыбообразных. Стенку щелей, которые имелись у них с обеих сторон на шее и служили фильтрами для выбрасываемой воды, пронизала сеть тонких кровеносных сосудов, так что они смогли выполнять и функции жабр. Со временем мягкую мышечную перемычку между щелями укрепили костные распорки, и первая пара этих костей понемногу, медленно-медленно, за тысячелетия, вытянулась и изогнулась вперед. Вокруг кости образовались мышцы, теперь передние концы этих выступов получили возможность двигаться вверх-вниз. Так образовались челюсти. Покрывавшие их костные чешуйки постепенно выросли, заострились и стали зубами. Отныне морским тварям, имеющим спинной хребет, больше не нужно было скромно держаться у дна, процеживая песок и воду. Теперь они могли кусать. На брюшной стороне у них с двух сторон образовались кожные складки, с помощью которых они могли управлять своим движением в воде. Складки в конце концов превратились в плавники, и эти существа научились по-настоящему плавать. Так впервые позвоночные-хищники в морях стали искусными пловцами.

По дну древних морей, плескавшихся 400 млн. лет назад, мы сегодня можем ходить. В северо-западной Австралии на одной плоской безводной равнине, где теперь пасутся стада, неподалеку от места, которое аборигены называют Гого, стеной подымается ряд крутых каменных скал высотой до 300 м. Геологи и картографы, производя съемку местности, никак не могли взять в толк, что за эрозионные процессы привели к образованию этих скал. Но при ближайшем рассмотрении выяснилось, что их отвесные, изрезанные водостоками склоны сложены из остатков кораллов. Некогда эти места покрывало море, а скалы были коралловыми рифами, ограждавшими глубокую, изобилующую рыбой лагуну. Пересекая кольцеобразный коралловый островок-атолл, в море стекали ручьи, и их пресные замутненные воды, губительные для кораллов, вымывали в рифах трещины. Со временем лагуны заполнились морскими отложениями и сравнялись с сушей. Море отступило. Постепенно почва всего Австралийского континента поднялась. Дожди и реки размыли и унесли мягкий песчаник, некогда заполнявший впадины лагун, и тогда бывшие рифы опять обнажились. Теперь отвесные их борта возвышаются не над морем, а над безводной пустыней, поросшей пучками колючей травы да низкорослыми, узловатыми австралийскими акациями. У их подножия, где раньше было дно моря, можно видеть куски песчаника. Из некоторых торчат пучки костей. Это остатки погибших в лагуне рыб, которые послужили фокусом окаменения. Окружающий их песок и ил затвердевали, превращались в камень, а остальные осадочные породы разрушались. Геологи подобрали несколько таких камней и у себя в лабораториях месяцами обрабатывали их уксусной кислотой. В конце концов каменная порода отпала, и обнаружились великолепно сохранившиеся, цельные и неповрежденные скелеты первых настоящих рыб.

Их было множество видов. Многие, как и их предшественники, имели

панцирь — толстые костные пластины, так или иначе прикрепленные к коже, — и полный рот ужасных зубов. Обзаводились они понемногу и внутренним скелетом и даже начатками позвоночника, протянутого вдоль тела и включающего в себя первоначальный гибкий спинной тяж — хорду. У всех были развитые боковые плавники, обычно две пары: грудные, там, где кончается голова, и брюшные, вблизи анального отверстия. Но были и вариации. У одной формы боковые плавники составляли одну плавную линию; у другой грудные плавники заключались в костяные трубки и походили больше на щупы или подпорки. Некоторые жили на дне, но были и свободно плавающие, а встречались и настоящие гиганты, метров шести-семи в длину. Перед лицом такой конкуренции почти все бесчелюстные панцирные «рыбы» вымерли.

Примерно в эту эпоху в династии рыб произошел заметный раскол. Одна группа утратила почти все скелетные кости, но взамен приобрела хрящи, гораздо более гибкие и легкие. Потомки этой группы — акулы и скаты. Оттого что у них стало меньше костей, они при тех же размерах оказались гораздо легче, чем были их предки. Но все равно мягкие ткани и хрящи тяжелее воды, и акула, чтобы не опуститься на дно, должна совершать поступательные движения. Современные акулы передвигаются в воде точно таким же способом, что и их предки: извивая заднюю половину туловища и мощно ударяя хвостом. Но поскольку толчок приходится сзади, голова перевешивает и имеет тенденцию зарываться. Для противодействия этому у акулы есть два горизонтальных грудных плавника, которые работают как стабилизаторы подводной лодки или крылья ракетного самолета. Эти плавники практически несгибаемы. Акула не может резко повернуть их на 90° и использовать как тормоза: нападающая акула не в состоянии остановиться, она может только свернуть в сторону. Двигаться задом наперед она тоже не может. А стоит ей перестать бить хвостом, и она пойдет на дно. Есть даже такие виды, которые по ночам укладываются на дно спать.

Одна ветвь хрящевых рыб вообще отказалась от трудной непрерывной работы хвостом и располагается более или менее постоянно на дне моря. Это — скаты. Их тела сильно сплющены, грудные плавники приобрели форму больших колеблющихся треугольников и взяли на себя двигательную функцию. Так что бить хвостом им больше незачем, и он у них утратил всю мускулатуру, стал тонким, как прут или плеть, иногда с ядовитым шипом на конце. Такая конструкция вполне надежна, но не дает скорости, доступной свободно плавающим акулам. Впрочем, скатам она и ни к чему. Они не охотники за дичью, их пища — моллюски и ракообразные, которых они подбирают со дна моря и уминают своими ртами, расположенными у них с нижней стороны. Рот снизу — это удобно для кормления, но затруднительно для дыхания. Акулы вбирают воду ртом, пропускают по жабрам и выпускают через жаберные щели. Если бы скаты дышали так же, к ним через рот попадало бы слишком много ила и песка. Вместо этого они втягивают воду через два отверстия, расположенные на голове сверху и непосредственно соединенные с жабрами, а выпускают через жаберные щели, которые у них находятся внизу.

Один род скатов, манта, снова научился плавать у поверхности воды. Туловище манты так растянулось в стороны, что ей почти не составляет труда держаться на плаву, опираясь на воду, как планер опирается на воздух. Но колышащиеся бока-крылья не такие мощные двигатели, как ударяющий по воде, извивающийся хвост. Поэтому манта плавает медленнее своих родичей — акул и соперничать с ними в охоте не может. Она медленно передвигается в воде, едва помахивая широко раскинутыми (до 7 м!) крыльями, и, разинув огромный щелеподобный рот, выцеживает из воды взвешенных мелких ракообразных, а также рыбешек.

Вторая большая группа рыб сохранила костный скелет, и именно ее потомки сейчас господствуют во всех водах земного шара. Они, хотя и кружным путем, по-своему, но очень успешно разрешили сложную проблему веса. На раннем этапе, когда у большинства рыб в коже были тяжелые пластины на костном основании, несколько семейств перешли из открытых морей в прибрежные воды, а потом и в мелководные лагуны, в болота. В таких местах рыбе трудно дышать. Чем сильнее нагрета вода, тем ниже в ней содержание растворенного кислорода. На мелководье в отличие от открытого моря температура воды легко поднимается и кислород теряется. Поэтому рыбам пришлось овладеть дополнительными способами добывания кислорода. Что это были за способы, сегодня можно видеть на примере реликтовой рыбы многопера, или бишира, обитающей в реках и болотах Африки. Время от времени эта рыба всплывает на поверхность и заглатывает ртом воздух. Он идет по пищеводу и попадает в специальный пузырь, образованный из складки в переднем отделе кишечного тракта. Стенки этого пузыря пронизаны кровеносными сосудами и поглощают газообразный кислород. В сущности, у бишира помимо обычных жабер есть еще и легкое.

Однако наполненный воздухом пузырь полезен и в другом отношении: он увеличивает плавучесть. И это обстоятельство для потомства первых дышащих воздухом тяжелых рыб оказалось еще более важным. Имея в теле воздушный пузырь, рыбы могли держаться в воде и не тонуть уже без помощи постоянно работающего хвоста. В конце концов костистые рыбы с плавательным пузырем появились не только у берегов, но и в открытых морях. Представители многих видов, обладавших таким усовершенствованием, плавали и в лагуне у подножия рифов Гого вместе со своими более старомодными сородичами.