Уроки Совы Филиновны

В ПОИСКАХ ВЫХОДА

На самых первых порах идея мускульного мешка позволила животным сделать огромный шаг вперед. Именно у «мускульных мешков» начали складываться системы органов, кото­рые легли в основу дальнейшей эволюции. Жизнеспособность этой конструкции не вызы­вает сомнений. Возникнув в незапамятной древности, «мускульные мешки» заселили всю планету и продолжают процветать до сих пор.

Но движения мускульного мешка очень ог­раничены. Передвигаться с места на место он может только двумя способами — волнообраз­но изгибаясь из стороны в сторону (так движут­ся круглые черви) или поочередно вытягивая и сокращая участки тела (как всем известные дождевые черви). В плотной среде эти способы оказываются очень эффективными. Недаром до сих пор в донных отложениях, в почве, в тканях других организмов черви — самая мно­гочисленная группа животных, не имеющая себе равных.

Но вот уже в воде этот способ не так хорош, а на воздухе и совсем плох. Для движения в толще воды гораздо лучше подходит не извивание тела, а расположенный на хвосте мощный движитель, толкающий тело вперед — плавник. Для движения по морскому дну или по суше желательно иметь систему конечнос­тей-рычагов, отталкивающих тело от твердого субстрата. Для существа, питающегося круп­ными пищевыми частицами, конечности очень полезны еще и потому, что их можно приспо­собить для захвата различных предметов.

Идея конечностей «мускульным мешкам» не вовсе чужая. Полихеты отрастили парапо­дии и выбрасывающуюся глотку с «клещами». Иглокожие разработали конструкцию гидрав­лическую — амбулакральные ножки. Кроме то­го, они попытались применить и механические системы — вспомните подвижные лучи мор­ских звезд и педицеллярии морских ежей. Мор­ские стрелки попытались реализовать принцип «хвостового плавника», который, кстати, тоже по сути является конечностью.

Однако решительного успеха на этом на­правлении «мускульным мешкам» достичь не удалось. Дело в том, что любой рычаг требует для эффективной работы жесткой опоры. У му­скульного мешка такой опоры нет, у него опо­рой мышцам служат внутренние органы. На­пряженный мышечный мешок «опирается» на собственное содержимое, какладутый воздуш­ный шарик «опирается» на заключенный вну­три него воздух. Червь сохраняет форму и уп­ругость по тому же принципу, как надувная игрушка. Кольчатые черви попробовали внести в конструкцию конечности. Но, сами понимае­те, мягкий рычаг, жесткость которому придает только мышечное напряжение, приделанный к мягкому телу, — штука малоэффективная. Ес­ли сомневаетесь — попробуйте вскопать грядку лопатой с резиновым черенком.

Раз за разом «мускульные мешки» пыта­лись прорваться на новый уровень. Раз за ра­зом они терпели неудачу — серьезного успеха достичь не удавалось — и возврашались к си­дячему или малоподвижному образу жизни предков. Обратите внимание, среди «червей» огромное количество или паразитов, которым особой шустрости не нужно, или полипов. Да­же среди продвинутых кольчатых червей чуть ли не большинство — сидячие. Многие, мах­нув рукой на мышцы, возвращались к старым, экономичным движителям протистов — рес­ничкам. За счет ресничек движется огромное количество мелких червей, начиная от боль­шинства турбеллярий до коловраток. В соот­ветствии с конструкцией двигательного аппа­рата оставалась примитивной и нервная система. Для мшанки, аскариды и даже для морской звезды и полихеты сложный мозг — ненужная роскошь. Его возможности просто не к чему приложить.

Выходов из положения было только два. Или вносить в конструкцию жесткий каркас — скелет, или изобретать какой-то принципи­ально новый подход к проблеме. Кольчатые черви выбрали наружный скелет. Идея на­ружного скелета, можно сказать, витала в воздухе. Панцирем, твердой внешней оболоч­кой, защишающей от травм и врагов, научились обзаводиться еще книдарии, вспомните коралловых полипов. Осталось прикрепить к панцирю изнутри мышцы и долгожданный жесткий каркас готов. Но использовать пан­цирь в качестве внешнего скелета могли толь­ко многочленистые животные. у них панцирь получался тоже членистым, способным изги­баться. В противном случае толку от панциря было немного: закованное в монолитную скор­лупу животное максимум на что способно, так это высовываться из нее и прятаться, как де­лают полипы и улитки. Единственные много­членистые животные — кольчатые черви. Они и приобрели внешний членистый скелет и дали начало продвинутой ветви членисто­ногих. Подробней о перипетиях развития этой ветви мы расскажем дальше, в разделе «Властелины мира».

Кольчатым червям удалось нащупать и принципиально новый путь развития, кото­рый дал начало особой ветви, также пришед­шей к одной из вершин животного мира. Эта ветвь, также начав с панциря, закончила со­зданием замечательного реактивного двигате­ля, манипуляторов-щупалец и высокоразви­той центральной нервной системой. Речь идет о ветви моллюсков, которым посвящен раздел «Улитка и ее родственники».

Вторичноротые, в отличие от первичноро­тых, пошли по пути создания скелета внут­реннего. Почему? Спросите что-нибудь полег­че. Быть может потому, что изначально все вторичноротые обладали малым числом сег­ментов — не более четырех. Так что от наруж­ного скелета вряд ли был бы толк. А может быть, были на то другие причины. Ответа на этот вопрос зоологи не знают. Но факт остает­ся фактом.

Первыми сделали рывок в этом направлении иглокожие. И если у морских звезд и ежей из­вестковые пластины под кожей играют, в об­щем, чисто защитную роль, то у очень похожих на морских звезд офиур каждый луч имеет чле­нистый стержень, напоминающий позвоноч­ник. Офиуры весьма шустро ползают, полагаясь не на амбулакральные ножки, а на движения лучей, и способны ловко захватывать лучами добычу (кстати, это самый многочисленный и процветающий класс иглокожих). Но далеко продвинуться в этом направлении им не уда­лось. Слишком давно и глубоко специализиро­вались их предки к .сидячему образу жизни, утеряв всё, что необходимо для прогресса. Можно только удивляться, что хоть чего-то им удалось достичь. Приобрести скелет иглоко­жим оказалось пропоще, чем с толком использо­вать его для дальнейшего развития. Проклятое наследие предков — приспособление к сидяче­му образу жизни — оказалось якорем, прико­вавшим их к месту.

Гораздо больших успехов удалось достичь полу хордовым (или существам, «похожим на полухордовых»). Их потомки соединили в одной конструкции единый внутренний кар­кас с сегментацией. Каркасом служила хор­да — упругий стержень, проходящий от го­ловы до хвоста. А сегментации, в отличие от кольчатых червей, подверглось не все тело, а только мышечный мешок. Получилась сис­тема, невиданная до того в мире животных. К внутреннему стержню по бокам, от головы до хвоста, крепились независимые мышеч­ные сегменты. Поочередное их сокращение позволяло волнообразно изгибать тело в го­ризонтальной плоскости. При этом и сила движения, и возможность координировать усилия резко повысились по сравнению с «нормальным» червем. Унаследованная от предков уникальная система щелей в началь­ном отделе кишечника позволила впоследст­вии развить органы дыхания, «спрятанные» в глотке. Для подвижного животного это го­раздо удобней, чем жабры, торчащие на по­верхности тела.

Надо, однако, сказать, что самая первая модель хордового животного — ланцетник — на практике оказалась, в общем, ничуть не лучше старой доброй модели «мышечного мешка». Но если все возможности усовершен­ствования мышечного мешка к тому времени оказались исчерпанными, то новая модель, простенькая и несовершенная, таила в своем устройстве широчайшие, неведомые до того возможности развития. И ее развитие дало в конце концов верх совершенства животного мира — позвоночных.