Глава 1

Древнейшие жители Земли (подцарство простейшие)

При слове «животное» большинство из нас представляет себе что-то четвероногое и покрытое шерстью или хотя бы чешуей. Но такое, хоть и очень распространенное, представление неверно, о чем мы уже упоминали. Животный мир очень разнообразен. Четвероногие и вообще позвоночные существа – лишь небольшая его часть. Знакомство с животным миром нашей планеты мы начнем с тех, кого ученые называют Простейшими.

В 1953 г. французский геолог Ж. Мерсье обнаружил в Сирии остатки одноклеточных организмов, диаметр которых составлял 16 см.

Представители подцарства Простейшие – это животные, тело которых состоит из одной клетки, поэтому простейших еще называют одноклеточными. По этому очень важному признаку они и выделены из других животных, объединяемых в подцарство Многоклеточные. Конечно, клетка имеет небольшие размеры. Поэтому простейшие животные очень малы – они микроскопические (т. е. так малы, что увидеть их можно только в микроскоп). Чаще всего их размеры колеблются в пределах от 0,05 до 0,15 мм. Но встречаются среди них «карлики» размером в несколько микрон (тысячных долей миллиметра, миллионных – метра) и «великаны», которые достигают размера 10 и даже 60 мм.

Следует сказать, что изучение строения даже этих великанов среди простейших невозможно без микроскопа. Однако без микроскопа невозможно тщательное изучение и строения тела таких настоящих великанов, как слоны или динозавры. Это понятно, ведь тело всех животных состоит из клеток. Если быть точным – всех, за исключением простейших. Потому что их тело и является одной-единственной клеткой. В теле таких сложно устроенных животных, как, например, рыбы, птицы, звери, насекомые, есть органы – сердце, легкие, желудок и т. д. Материалом для этих органов служат ткани, состоящие из клеток определенного типа (например, мышечных или нервных). Понятно, что тело, в составе которого есть только одна клетка, тканей иметь не может, поэтому не может быть и настоящих органов. Органами простейшим служат так называемые органеллы. В клетках всех животных присутствуют следующие органеллы: ядро, ядрышко, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть, клеточная оболочка.

Ядро. В ядре на хромосомах записана генетическая информация о строении и работе тела животного. Это что-то вроде чертежа, «технической документации», по которой строят и ремонтируют машины и механизмы. В отличие от машин и механизмов, созданных людьми, животные «ремонтируют» себя сами и сами же создают новые «живые механизмы» – своих потомков.

Ядрышко. Это более плотный участок ядра, имеющий отношение к копированию «технической документации» хромосом.

Рибосомами называют устройства, отвечающие за чтение «технической документации», которая записана на хромосомах, для «ремонта» или создания новой клетки.

Митохондрии – это органеллы, которые производят необходимую клетке энергию. Их роль подобна роли электрических генераторов, электростанций в технических системах.

Лизосомы – это пузырьки, которые переваривают пищу, что-то вроде желудка более сложно устроенных животных – этакая камера сгорания.

Комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть играют роль транспортных коммуникаций. У сложных многоклеточных животных эту функцию выполняет кровеносная система, ее аналогом в технике могут быть транспортные системы.

Клеточная оболочка поддерживает форму клетки и обеспечивает обмен веществ с окружающей средой. По своей функции клеточная оболочка несколько напоминает кожу высших животных.

Инфузория туфелька – большой весельный корабль в «пространстве» капли воды из лужи

Простейшие также имеют органеллы, присущие тем или иным их группам. По мнению некоторых ученых, подцарство Простейшие включает в себя всего один тип с таким же названием. Сейчас более распространенной является точка зрения, согласно которой в подцарстве Простейшие следует выделять следующие три типа: Саркожгутиковые, Инфузории и Споровики. Иногда эти три типа считают подразделениями типа Простейшие.

Инфузории, которые питаются, отфильтровывая из воды мелкие частицы пищи

Характерной чертой споровиков является существенное упрощение строения тела, связанное с паразитическим образом жизни в организме другого живого существа (которое называется хозяин). Паразитируя на хозяине, споровики не нуждаются в специальных органеллах пищеварения или движения. Вместо этого они образуют в своем жизненном цикле особые, предназначенные для размножения формы – споры. Это клетки, несущие наследственную информацию и покрытые очень плотной оболочкой. Один из видов споровиков (малярийный плазмодий) является возбудителем малярии.

Инфузории – самые сложные из простейших. Они имеют специальные органеллы пищеварения и выделения – вакуоли (пузырьки в теле, которые переваривают добычу, собирают и выводят отходы жизнедеятельности). Есть у них также специальные органеллы движения – реснички (инфузория несколько напоминает старинный многовесельный корабль). На поверхности тела расположены даже специальные органеллы нападения и защиты – трихоцисты, которые «стреляют» ядовитыми нитями (на древних галерах и триремах тоже были стрелки). Среди инфузорий есть как свободноживущие, так и паразитические виды.

Некоторые простейшие, объединившись в группы по 10–20 существ, способны нападать на многоклеточных животных, например на мелких рачков.

Саркожгутиковые также бывают свободноживущими и паразитами. У них есть специальные органеллы движения – жгутики и ложноножки, а также специальные органеллы пищеварения и выделения – вакуоли. Некоторые представители этой группы, например эвглена зеленая, имеют хлоропласты – органеллы фотосинтеза – черта, объединяющая их с растениями. К саркожгутиковым принадлежит такой представитель мира простейших, как амеба.

Амебы

Это животное все время находится в движении и не имеет постоянной формы. Со всех сторон ее окружают отростки, так называемые ложноножки. Основная масса тела постепенно перетекает в какую-нибудь из ложноножек. Таким образом амеба движется – медленно, но верно. Натолкнувшись на еду (меньший по сравнению с ней микроорганизм или кусочки погибших существ), она обтекает ее со всех сторон и, захватив, переваривает в вакуоле.

Огненное море и цветной снег

Часто одноклеточные организмы вызывают у нас довольно мрачные ассоциации. Мы хорошо знаем, что некоторые из них являются причиной тяжелых заболеваний, которые могут привести к смерти животных и человека. Недаром именно одноклеточных, а не хищных волков или ядовитых змей называют самыми опасными для людей животными.

Ночесветка – живой фонарик. Море светится ночью, когда эти простейшие размножаются в больших количествах

Но простейшие не только причиняют неприятности, они также причастны к такому восхитительному явлению природы, как ночное свечение моря. Это феерическое зрелище можно наблюдать и на ближайшем к нам Черном море, но в более теплых южных морях свечение воды значительно ярче. Волны, выплескиваясь на берег, вдруг вспыхивают ярким звездным светом, корабли и рыбы оставляют за собой в воде сияющий след.

Реснички инфузории и скелетные элементы, которые их поддерживают

Дело в том, что в морской воде живет множество микроскопических существ, в клетках которых есть особое маслянистое вещество, имеющее свойство светиться при определенных условиях. Иногда морской водой с микроорганизмами насыщается прибрежный песок, тогда человек, идущий ночью по пляжу, оставляет за собой огненные следы. Свечение воды, распространенное преимущественно в теплых морях, не является исключительно южным явлением. Морякам случалось наблюдать на побережье острова Шпицберген светящийся снег.

Снег является для нас привычным символом белизны, но благодаря микроорганизмам он может стать не только светящимся, как мы только что сказали, но и цветным. Такое случается, например, в Альпах, где в определенной местности можно время от времени наблюдать красный, зеленый и синий снег.

Красота под микроскопом

Некоторые из простейших имеют тонкий скелет или раковину, состоящую из кремнезема. Чтобы построить ее, животные поглощают мелкие частицы песка. Форма этих существ сложна и причудлива, и под микроскопом они выглядят очень живописно.

Скрытая от невооруженного человеческого глаза красота архитектурных творений природы. Известковые скелеты, поддерживающие конструкцию тела фораминифер – простейших, которые за десятки и сотни миллионов лет образовали на морском дне залежи мела

Вот такими разными могут быть раковины фораминифер

Хищные инфузории

Инфузории, обитающие в песке

К таким животным относятся, например, лучевики. Дно Индийского и Тихого океанов на значительной глубине сплошь покрыто особым илом, образовавшимся из скелетиков этих животных. Крошечные существа стали в свое время источником вдохновения для выдающегося натуралиста и художника XIX в. Эрнеста Геккеля. Используя свои знания зоолога, этот художник создал интересный альбом рисунков, который назвал «Красота форм в природе». Значительное место в альбоме было отведено лучевикам, которые казались Геккелю особо привлекательными.

 

Глава 2

Живые фильтры (тип губки)

Замечали ли вы, достав из реки старую ветку или камышинку, что она бывает покрыта слоем какого-то странного губчатого вещества серого или беловатого цвета. Больше всего оно напоминает мох, но на ощупь слизкое. Наверное, замечали. Но знаете ли вы, что на самом деле это вовсе не вещество, а живое существо, и даже не растение, а животное, вернее, колония животных. Эти необычного вида животные называются губки.

Личинка губки

Из всех современных многоклеточных животных по строению тела губки проще всех. Возникли губки на нашей планете очень давно. Их окаменелые останки находят в геологических породах, образовавшихся более полумиллиарда лет назад на дне древних, ныне исчезнувших морей (в геологический период, который называется кембрий). Губки, вместе с кишечнополостными, относятся к двухслойным животным, то есть их тело имеет только два слоя клеток: внутренний и внешний. Между этими двумя слоями клеток есть третий слой – из выделенного клетками неклеточного вещества. Он имеет научное название мезоглея. Неклеточный средний слой мезоглеи создает основную массу тела губок. В ней расположен скелет, состоящий из игл и волокон, которые у разных губок бывают известковыми, кремневыми (близкие по химическому составу к кремню или горному хрусталю), а чаще – это особое органическое вещество, похожее на шелк. В толще неклеточного вещества мезоглеи находятся также отдельные клетки – нервные и клетки, называемые амебоидными (из-за сходства с амебами, о которых можно прочитать в разделе, посвященном одноклеточным животным).

Строение тела губок. Стрелками показано движение воды

Вот из таких «конструктивных элементов» построила губки Природа. Эти «конструктивные элементы», или, скажем так, «комплектующие детали», можно считать достаточно простыми, примитивными. Конечно, только если сравнивать с «деталями», из которых построены тела других животных (детали всех созданных людьми машин и механизмов значительно проще). Примитивность «конструктивных элементов» ограничивает возможности всей «конструктивной разработки». Губки не имеют чего-то подобного мышцам для обеспечения движения. У них нет нервной системы, способной управлять движениями (только отдельные клетки). Поэтому губки – неподвижные животные, прикрепленные к одному месту (из-за чего их долгое время считали не животными, а чем-то средним между животными и растениями). Конечно, такая неподвижность должна очень ограничивать возможности этих существ, прежде всего, возможность добывать себе пищу. Но эта проблема преодолевается с помощью весьма остроумного «конструктивного решения».

Тело губки похоже по форме на бокал. Одна из крупнейших по размерам разновидностей губок, встречающаяся в морях Антарктиды, даже имеет поэтическое название – Бокал Нептуна. Можно также сказать, что губка чем-то напоминает старинную пушку. Эта пушка вдобавок стреляет водой через единственное большое «дуло», которое называется устьем. Но, чтобы пушка стреляла, ее необходимо зарядить. «Пушка» тела губок через многочисленные небольшие поры «заряжается» водой, а также частичками пищи, которые дают необходимую для «выстрела» энергию (пушка тоже заряжается зернышками пороха, который дает энергию, необходимую для того, чтобы из ствола вылетал снаряд, – как вода из устья губки). «Порохом» для губки являются, как мы уже говорили, частички пищи – живые и мертвые клетки водорослей, бактерий, маленькие кусочки отмерших тел других существ, которые живут в воде или каким-то образом попали в воду с суши – были смыты дождем, занесены ветром и т. п. Напомним, что губки – животные, поэтому питаться могут только готовыми органическими веществами. Чтобы частицы этих готовых органических веществ попали в тело губки, следует поддерживать постоянный ток воды через поры. Постоянство этой струи обеспечивают многочисленные клетки со жгутиками. Они в основном составляют внутренний слой тела губки. Клетки со жгутиками собирают пищу (готовые органические вещества), которую приносит вода. Такой способ питания чем-то напоминает отбрасывание лапши через дуршлаг, но имеет и научное название – фильтрация. Струя воды нужна также для того, чтобы унести из тела губки остатки переваренной пищи. (Если продолжить сравнение тела губки с пушкой, можно сравнить частички переваренной пищи с пороховой копотью. Здесь, пожалуй, уместно заметить, что как старинные, так и современные пушки после стрельбы нужно тщательно чистить от пороховой копоти.) У самых простых и древних губок есть, как у старинных пушек, только одна большая полость тела. «Более современные модели» имеют сложную систему полостей, связанных с главной – самой крупной. Впрочем, правомернее, пожалуй, будет сравнить губку не с пушкой, а с печной трубой, из которой струя горячего воздуха выносит мелкие частицы копоти (мы называем их дымом). Ведь сила водяной струи, выходящей из устья, совсем небольшая, но движение воды происходит постоянно, что и обеспечивает жизнедеятельность этих животных.

Губка Бокал Нептуна

Кислорода губкам нужно совсем немного, потому что они не двигаются. Хватает только кислорода, растворенного в воде, – через поры он попадает в тело губки. Поэтому никаких специальных устройств для подачи кислорода, то есть органов дыхания, губкам не нужно. Великий конструктор Природа лишнего не создает. Вообще у губок только два слоя клеток: 1) снаружи – плоские покровные клетки, 2) внутри – клетки со жгутиками. (Мы о них уже рассказывали – они обеспечивают ток воды через поры, необходимый для фильтрации частиц пищи, они же и переваривают эту пищу; такой способ переваривания называется внутриклеточным. Это самый простой способ пищеварения. Им пользуются и представители типа Простейшие.) Два слоя клеток различными тканями считать еще нельзя, ибо разница между клетками внешнего и внутреннего слоев не всегда строго соблюдается.

Маленькая морская губка Суберитес домункула способна в течение часа пропустить через себя и очистить 240 л воды. Это в 40 тыс. раз превышает объем ее собственного тела.

Но и относительно простые конструкции при определенных условиях успешно выполняют свои функции. И губки, которые существуют на нашей планете уже более полумиллиарда лет, это подтверждают. Они занимают свое скромное, но довольно заметное место на Земле. Яркие примеры этого мы приведем далее. А пока поговорим еще об одной проблеме, присущей одновременно и живой природе, и технике.

Любая машина, любое устройство, даже самое простое, со временем портятся и разрушаются, их ремонтируют, а затем, в конце концов, заменяют новыми. Современные технические устройства не способны создавать себе подобных. (Одна из причин – они для этого слишком простые, проще даже, чем представители подцарства Простейшие.) Машины, которые были бы способны порождать такие же машины, существуют только в произведениях писателей-фантастов (которые зачастую рисуют просто ужасные картины, основанные на этой идее). У «живых машин» для этого есть системы размножения. У губок одним из способов самовоспроизведения является регенерация, то есть восстановление всего тела из мельчайшей его части. Определенная способность к регенерации есть почти у всех животных, даже у самых сложных. Есть она и у нас – людей. У здорового человека затягиваются раны, отрастают волосы и ногти, регенерирует даже такой важный орган, как печень. А возможно ли, чтобы из кусочка тела вырос человек? Современная наука не отрицает такой возможности. Называется это клонированием. Осуществлено уже клонирование овцы – знаменитой Долли (она выросла даже не из кусочка тела, а из одной отдельной клетки). Техническая возможность клонирования человека до сих пор сомнительна, хотя и имеются отдельные сообщения о его осуществлении.

Конструктивные элементы, из которых построены скелеты губок

Возникает к тому же вопрос о законодательном запрете клонирования человека.

Регенерация губок чем-то похожа на клонирование. Но, в отличие от него, не требует специальных условий и сложного оборудования. Можно протереть тело губки через очень редкое сито. И из кусочков, прошедших через сито, в обычной морской воде появляются со временем новые губки. Так просто! Имеют губки и другие способы самовоспроизводства. Самый сложный из них – половое размножение, предусматривающий слияние двух половых клеток – мужской и женской. Эти клетки зарождаются в мезоглее. Какой способ самовоспроизводства лучше – простой или сложный? Все зависит от того, желательно ли вносить новые черты в конструктивную схему. Если нужно это сделать, то возникает необходимость в способе добывания новой информации. Новую же информацию несут половые клетки, и называется она генетической. Это очень важно для высших животных, тело которых в течение многих поколений усложнялось. Итак, высшие животные размножаются половым путем, чаще всего получая различную генетическую информацию от мужских половых клеток отца и женских половых клеток матери. Иногда один организм может производить и женские, и мужские половые клетки (явление гермафродитизма).

Заросли губок, разнообразие их форм

Жизнь губок довольно проста, так же, как и строение их тела, и воспроизводятся они преимущественно простыми способами, в частности регенерацией. Теперь мы подошли еще к одному важному вопросу, который связан с преимуществами простоты и сложности. Этот вопрос, как и другие, нам удобно рассмотреть, сравнивая животных с машинами и механизмами.

Губки могут быть естественной заменой поролона, или, точнее говоря, поролон является синтетической заменой губок. Ведь губок использовали еще древние греки. Они делали из них мягкие подкладки под доспехи. Еще в 60-е годы 95 процентов американских автомобилистов мыли свои автомобили природными губками.

Большинство механизмов постоянно совершенствуется. Их конструктивная схема меняется. Простые и не очень совершенные машины превращаются в весьма сложные, с новыми, ранее не предусмотренными возможностями. Подобное происходит и с «живыми машинами», правда, не так быстро, как с механизмами – конструктор Природа работает безустанно миллионы и миллиарды лет, постоянно совершенствуя свои творения. Но не все и не всегда.

Размножение губки почкованием

Иногда и достаточно простая конструкция (например, ручная пила или топор) является совершенной. Совершенной, конечно, для определенных условий и потребностей. Так случилось и с губками. Для своих условий существования они вполне совершенны. Поэтому природа за полмиллиарда лет и не прилагала усилий, чтобы превратить губок во что-то более сложное. Они не стали предками каких-то более сложных «живых конструкций». Однако и в этих простых произведениях природы много интересного. Приведем уже обещанные читателю примеры.

Подводные леса и их обитатели

Губки – небольшие по размеру водные животные: самые крупные – два метра, мельчайшие – несколько миллиметров. Обитают преимущественно в морях, но встречаются и в пресной воде (например, наши бодяги). Живут в одиночку или образуют колонии – большие скопления, некий суперорганизм, построенный из многих отдельных организмов. Колонии образуют, в частности, только что упомянутые бодяги. Эти колонии имеют вид беловатых наростов – сплошных или ветвистых, которые можно наблюдать на подводных камнях, пресноводных растениях, корягах, сваях. В морях и океанах можно встретить губок с более впечатляющим внешним видом. Некоторые из них достигают роста взрослого человека. Многим губкам присуща яркая окраска. Встречаются губки золотисто-желтого, голубого и оранжевого цветов. Они образуют на дне живописные заросли. Постоянно отфильтровывая воду от органических остатков, губки делают ее более прозрачной, но одновременно распространяют вокруг себя резкий, довольно неприятный запах. К тому же иногда они бывают ядовитыми. Поэтому большие морские животные не едят губок и избегают заплывать в их заросли. Зато более мелкие и слабые водные существа часто пренебрегают этим небольшим неудобством и охотно живут в ярких подводных лесах, находя здесь спасение от хищников. Некоторые рыбки даже откладывают икру внутрь бокала. Непереваренные остатки «обеда» губок могут служить пищей их соседям.

Известны случаи, когда маленькие рачки, попавшие в бокал еще личинками, подрастая, уже не могли оттуда выбраться. Они оказывались в плену на всю жизнь, но взамен получали полную безопасность и удовлетворительное питание.

Разрушители скал

Есть такие губки, которые способны существенно изменять окружающий пейзаж. Прикрепляясь к известняковым скалам, они выделяют особое вещество, разъедающее камень. Через некоторое время губка оказывается в углублении, существование в котором значительно безопаснее. Но процесс разрушения известняка на этом не прекращается. Губки, эти неподвижные и якобы слабые существа, способны высверливать в твердых скалах настоящие тоннели, которые могут соединяться между собой и образовывать сложные лабиринты. Со временем скала, на которой обитают животные, просто рассыпается на осколки, а линия берега существенно меняется.

 

Глава 3

Животные, напоминающие цветы (тип кишечнополостные)

«…из сине-зеленой глубины внезапно начали всплывать кусты, грибы, деревья, причудливые кружева, смутные, подернутые нежно-зеленой дымкой. Чуть дальше четко вырисовывались, словно вырезанные, молочно-белые и бирюзовые каменные кусты. Их белые, лазоревые и сине-фиолетовые ветви переплетались сказочным узором, ярко освещенные солнечными лучами. Кусты сменялись тончайшей замысловатой вязью цвета сливок, перемежавшейся с тонкими ярко-алыми и пурпурными кустиками.

Это не растение, а животное – представитель кишечнополостных, получивший название «морское перо»

Забыв все, люди всматривались в прозрачную воду, а там, по мере движения корабля, подводные сады развертывались в великолепном разнообразии красок и тонов, в неисчерпаемом богатстве оттенков, зависящих от глубины воды. То они едва угадывались в полутьме прозрачными голубыми, красными и изумрудными тенями, то выступали совсем близко к поверхности, принимая удивительно яркую и чистую окраску». Такое описание подводной жизни есть в романе известного писателя-фантаста Ивана Ефремова. Роман называется «На краю Ойкумены», и в первой части, которую мы только что процитировали, говорится о плавании древнеегипетских путешественников далеко на юг вдоль Африканского континента.

Примеры лучевой симметрии в произведениях природы – сверху вниз: медуза, губка в поперечном разрезе, полип

Описанное писателем явление можно и сейчас наблюдать в Красном море и в других морях нашей планеты. Но герои Ефремова, наверное, очень бы удивились, если бы узнали, что увиденные ими волшебные подводные сады образованы не растениями, а животными. Пройдет несколько тысячелетий, и ученые тщательно изучат этих животных, дав им отнюдь не поэтическое название – Кишечнополостные.

Различные полипы

Кишечнополостные, как и губки, принадлежат к двухслойным животным. Обитают они в воде – морской и пресной. Размеры их, обычно, невелики – подобны размерам губок. Как и губки, кишечнополостные бывают одиночные или образуют колонии, суперорганизмы. Наиболее известный образец жизнедеятельности такого суперорганизма – коралловые полипы.

Кишечнополостным присущ такой же тип симметрии, как и губкам, – радиальный. То есть в поперечном разрезе тело кишечнополостных похоже либо на круг, как у губок, либо на многолучевую звезду.

Медуза

Создавая кишечнополостных, природа несколько усложнила «конструктивную схему». Тело кишечнополостных, как и у губок, похоже на бокал. Но есть два «варианта исполнения».

Общая площадь всех коралловых сооружений в мировом океане превышает 27 млн кв. км. Площадь же коралловых островов, вместе с рифами, которые выступают из воды во время отлива, составляет 8 млн кв. км, что несколько превышает площадь Австралии.

Первый – полипы. Они прикреплены ко дну или к любой другой поверхности (например, к скелетам уже отмерших полипов, как бывает на коралловых рифах).

Второй – медузы. Это вариант, приспособленный к движению. Однако не к активному движению, а к пассивному дрейфу – по течению воды, иногда по ветру, как у физалии, получившей у моряков специфическое название «португальский военный кораблик» (вы видите, что сравнение в области военной техники не нам первым пришло в голову, нужно еще заметить, что этот кораблик не одиночный организм, а колония, о ее строении, весьма схожем с конструктивной схемой настоящего парусника, мы впоследствии еще поговорим).

Колония полипов

Форма бокала полипов подобна форме бокала губок. У медуз это скорее не бокал, а глубокая сковорода с крышкой, имеющей отверстия. Строение тела губок мы сравнивали со старинной пушкой. Даже для них это сравнение очень приблизительное – принципиальная схема пушки достаточно примитивна.

Стрекательные клетки кишечнополостных: слева – в состоянии «наготове», справа – приведенная в действие

Для кишечнополостных подходит сравнение с устройствами более сложными. Возможно, даже с такими, что существуют пока только в воображении писателей-фантастов и еще в задумках инженеров-конструкторов, которые зачастую находят в произведениях этих писателей интересные для себя идеи. Как могут выглядеть такие устройства? Вспомним о радиальной симметрии тела кишечнополостных. Проще всего сказать, что радиальная симметрия – это когда со всех сторон все одинаково. Такое строение имеет смысл, если с любой стороны можно получить необходимую пищу (как губки, которые пропускает через себя окружающую их воду, отфильтровывая из нее питательные частички).

Так шагает гидра – полип наших пресных водоемов

Кишечнополостные не фильтруют воду, они активно выхватывают из нее добычу, и в основном добычу живую. Добыча эта часто бывает близка по размерам к самому «охотнику». Заметим, что «охотник» не имеет возможности искать добычу. Он будто сидит в засаде (полип) или плывет без весел по течению на лодке (медуза) и подстерегает добычу, которая может появиться с любой стороны. Поэтому с любой стороны должно быть наготове охотничье оружие. В качестве оружия для охоты кишечнополостным служат щупальца, окружающие их тело со всех сторон. Щупальца имеют жалящие клетки. Эти жалящие клетки с силой выбрасывают ядовитые нити, парализующие добычу. Таким образом, кишечнополостные (их еще иногда называют стрекающими) являются довольно активными хищниками. Активными – вопреки ограниченным возможностям для передвижения полипов, да и медуз (если говорить о направленном передвижении для достижения цели). О дополнительных возможностях двигаться активно у некоторых кишечнополостных, таких как актиния или только что упомянутый «португальский военный кораблик», мы расскажем позже.

Схема жизненного цикла кишечнополостных: 1 – полипы с почками, 2 – медуза, 3 – яйцо, 4 – личинка

Однако следует заметить, что эти животные больше похожи на стационарные, привязанные к определенному месту или дрейфующие по ветрам и течениям технические устройства. Приходит в голову сравнение с космическими станциями, «плывущими» в космосе вместе с большими и малыми планетами, как медузы в океане, или, как полипы, имеющие свое стационарное постоянное место на поверхности Луны, Марса, Венеры. Эти космические станции собирают научную информацию и передают ее ученым с помощью антенн. Кишечнополостные, в частности, посредством «антенн»-щупалец тоже собирают информацию, правда, не научную, а необходимую для охоты на добычу (вроде вооруженных всеми достижениями техники будущего космических пиратов из фантастических видеосериалов).

Почкование пресноводного полипа (гидры)

Таким образом, по сравнению с губками, тип Кишечнополостные является уже несколько более сложной «конструктивной разработкой». Она имеет бо́льшие возможности, которые обеспечиваются качеством «конструктивных материалов и комплектующих деталей». Как и у губок, тело кишечнополостных построено из двух слоев клеток и неклеточного слоя мезоглеи между ними. Но в эту «конструкцию» внесены существенные изменения. «Материалы и комплектующие детали», которые использованы для «создания» кишечнополостных, лучше показать на примере гидры – небольшого (размером менее одного сантиметра) животного, обитающего в наших пресных водоемах.

В наружном слое тела гидры преобладают кожно-мускульные клетки. За счет этого возможно ее активное движение. Движением управляют нервные клетки, которые связаны между собой и образуют нервную систему. Нервная система осуществляет сбор и обработку информации, необходимой для охоты и самосохранения. Во внутреннем слое имеются железистые клетки. Они выделяют в кишечную полость гидры пищеварительный сок. С помощью этого сока в полости происходит пищеварение, что является новым «конструктивным решением». Но сохраняется и внутриклеточный способ переваривания пищи. Для этого есть пищеварительные клетки, которые захватывают кусочки добычи и переваривают их внутри себя. Это старое «конструктивное решение». Оно было характерно еще для простейших – первых животных, сконструированных Природой. Этот Великий конструктор, создавая для царства животных свою следующую разработку – тип Губки, не мудрил, а использовал систему пищеварения, отработанную на простейших. А вот уже для типа Кишечнополостные природа разработала новый способ пищеварения, которое происходит в полости тела. Но одновременно сохранился и старый, внутриклеточный – для надежности. Подобные примеры известны и людям-конструкторам. Вот один из таких примеров: первый пароход появился в начале XIX в., но моряки после этого еще около ста с лишним лет сохраняли паруса даже на судах с паровыми двигателями.

Новые «конструктивные решения» имеют значение и для способов самовоспроизведения кишечнополостных. Большую роль в этом играют два «варианта исполнения»: стационарный – полипы и дрейфующий – медузы.

Бесполые способы размножения удобны, когда нужно лишь сохранить старую генетическую информацию, позволяющую воспроизводить отработанные, надежные «конструкции». Схемы, позволяющие только хранить информацию, уместно использовать, когда нет условий для ее обмена. Такое происходит при использовании стационарного «варианта исполнения» кишечнополостных – полипов, потому что полипы размножаются бесполым путем. Но обмен информацией тоже нужен – для совершенствования «конструкции». Для этого используется подвижный, дрейфующий «вариант исполнения» – медузы. Дрейфуя, они разносят свою генетическую информацию на большое расстояние. Чтобы стал возможным обмен этой информацией, медузы размножаются половым путем. При использовании этого способа новый организм получает генетическую информацию от матери и отца (существуют также гермафродиты – животные, имеющие и мужские, и женские половые органы, но и в этом случае обмен генетической информацией обычно происходит между различными живыми организмами, один из которых выполняет функцию отца, а другой – матери). Для кишечнополостных типичным является цикл, которому присуще чередование жизненных форм полипов и медуз: неподвижные полипы бесполым способом порождают медуз, которые способны к половому процессу и дрейфу на достаточно больших пространствах.

На этих пространствах медузы встречают половых партнеров, которые приплыли издалека и несут новую генетическую информацию. Следствием присущего медузам полового процесса становится обмен этой информацией. Медузы вновь порождают полипы, которые сохраняют обогащенную генетическую информацию. Цикл завершен и может быть повторен. Такой цикл присущ не всем кишечнополостным. Например, у той же гидры существует лишь форма полипа с половым и бесполым типом размножения.

Кое-что из жизни актиний

Кишечнополостных часто называют цветами моря. На первый взгляд, они действительно очень похожи на цветы. Существует даже разновидность полипов, носящих название морская роза, или, более научно, – актиния. Правда, мы бы сравнили актинию не с розой, а с георгином или астрой. Но, несмотря на свой внешний вид, она не является растением.

Актиния – королева красоты среди кишечнополостных, причудливое произведение Природы – хищное животное в виде великолепного цветка

Актинии, пожалуй, одни из самых красивых существ на Земле. Их полупрозрачные щупальца-лепестки окрашены в различные цвета, гармонирующие или контрастирующие с окраской тела-ствола. Животное может иметь темно-свекольное тело и нежно-сиреневые щупальца, зелено-красное тело и розовые щупальца, изумрудно-зеленое тело и оливковые щупальца. Встречаются золотисто-желтые, красные, красно-фиолетовые морские розы. В северных и восточных морях на значительной глубине (около 20–30 м) водятся актинии снежно-белого цвета.

Сотрудничество актинии и рака-отшельника: он ее возит, она его защищает

Можно встретить актиний и в Черном море у побережья Крыма, но здесь они совсем небольшие. В Белом море исследователям приходилось встречаться с актиниями полуметровой высоты. Иногда морские розы зарываются в песок или присыпают себя мелкими камнями. Их ножки всегда прикреплены к твердой основе, в основном к камням. А некоторые небольшие по размеру разновидности актиний находят себе весьма своеобразные жилища. Они устраиваются на панцире краба или на раковине рака-отшельника. Так они справляются со своей природной малоподвижностью и могут путешествовать по морскому дну. Раки и крабы тоже извлекают большую пользу от своих «ездоков».

Стрекательные щупальца актиний являются надежной защитой от многих хищников. Это «сотрудничество» животных не случайно. Рак-отшельник целенаправленно ищет себе такого «ездока», а найдя, пытается пересадить его себе на раковину. Актиния отличает его прикосновение от прикосновения любого другого существа и, подобрав ядовитые щупальца, сама отделяется от камня, на котором до этого жила.

Иногда два рака-отшельника, встретившись, устраивают драку за обладание актинией. Это удивительное природное явление дало повод детскому писателю Борису Заходеру написать замечательную сказку «Отшельник и Роза». В ней говорится о том, как два одиноких существа – рак-отшельник и морская роза, встретившись, решили вместе отправиться к прекрасному Красному городу (коралловому рифу), где все жители живут в дружбе, а море всегда ярко-синее.

Животные, которые строят острова

Коралловые рифы, о которых шла речь в только что упомянутой сказке, всегда вызывали восхищение и удивление путешественников, которые видели их впервые. Так было в древности, так происходит и сейчас. Коралловые полипы, разрастаясь, образуют подводные сады, с которыми до сих пор не могут сравниться сады, созданные человеком. Между ажурными ветвями подводных «деревьев» проплывают стайки пестрых рыб.

Большинство кораллов – жители теплых морей, но этот, получивший название лохофелия, живет на севере – в Норвежском море

Они заменяют здесь птиц и бабочек. Сами «деревья» имеют невероятную окраску и форму. Когда кораллы отмирают, они оставляют после себя известковый кружевной скелет. Но в скоплениях отмерших кораллов нет ничего жуткого с точки зрения человека. Скорее они похожи на покрытый инеем зимний лес.

Коралловые рифы

Коралловый атолл: вид сверху и «подводные леса» вблизи него

На таких скоплениях нарастают новые полипы, и таким образом формируются морские скалы (рифы) или даже небольшие острова (коралловые атоллы). Таких атоллов особенно много в южной части Тихого океана. Эти небольшие острова с пляжами из белого кораллового песка долго служили европейцам образцами земного рая.

Морские фонарики

Медуз, которые являются ближайшими родственниками актиний и коралловых полипов, мы чаще всего видим выброшенными волнами на берег, где они быстро превращаются в горстку неприятной слизи. Поэтому большинству из нас эти существа неприятны. Но представим, какими удивительно красивыми бывают они в родной водной стихии, особенно, когда солнечные лучи пронизывают их прозрачное, будто хрустальное тело. Впрочем, некоторые из них способны светиться и собственным светом, как правило – в ответ на раздражение. Эта способность встречается у медуз чаще, чем у любых многоклеточных. К тому же они и по форме напоминают нарядные праздничные фонарики, которые кто-то зажег в морской глубине.

Эта медуза в отличие от своих родственников живет не в море, а в пресных водах

Некоторые с опаской относятся к медузам из-за их жалящих щупалец, которые могут вызвать ожог. Действительно неприятно во время купания коснуться медузы незащищенной кожей. В морях Дальнего Востока живет небольшая медуза-крестовичок, встреча с которой может быть не просто неприятной, но и смертельно опасной для человека, особенно если эта встреча не первая. Через некоторое время после ожога, достаточно болезненного, человек чувствует сильную слабость, головную боль. Болезнь может продолжаться несколько дней, потом проходит, но остается повышенная чувствительность организма к яду. Повторный ожог может стать смертельным. Впрочем, большинство медуз, даже таких, которые размером значительно превышают крестовичков, способны причинить человеку лишь мелкие неприятности.

Медузы

Наибольшей по размерам является медуза цианея, диаметр купола которой может достигать 2 м, а длина щупалец – 30. Под защитой этих грозных для многих обитателей моря щупалец уютно чувствуют себя стайки мелких подвижных рыбок. Они сопровождают цианею всю ее жизнь, а потеряв «покровительницу», активно ищут новую.

Необычайные парусники

К типу Кишечнополостные относятся некоторые совсем уж удивительные животные, или, вернее, колонии животных. Одно из таких причудливых созданий – уже упомянутый нами выше «португальский военный кораблик», который имеет не только парус, но и целую судовую команду. «Кораблик» представляет собой колонию, составленную из кишечнополостных организмов различной формы – медузообразных и полипов. Колония не прикреплена ко дну, а плавает у поверхности. Идеальной средой обитания для нее является граница между водой и воздухом.

Этот представитель кишечнополостных получил от моряков название «португальский военный кораблик». В строении его тела есть важные черты, присущие парусникам, на которых был покорен Мировой океан. Это – парус, который может быстро менять свою рабочую плоскость, лучше ловя ветер, и пучок щупалец, который выполняет работу корабельного киля, позволяя плыть под углом к направлению ветра

Один из членов этой колонии очень похож по строению тела на обычную медузу. Его купол обычно поднимается над водой и для стороннего наблюдателя выглядит как большой пузырь на воде. Пузырь имеет голубую или красноватую окраску и может достигать достаточно больших размеров, до 30 см в диаметре. Сверху он украшен небольшим гребнем, немного изогнутым в форме буквы S. Гребень служит «кораблику» парусом. Если бы он не имел изгибов, то при постоянном ветре двигался бы все время по прямой линии и рано или поздно уткнулся бы в берег, ведь морские ветра могут сохранять свое направление достаточно долго. Но благодаря своеобразной форме «паруса» «португальский военный кораблик» движется под углом к ветру и, описывая полукруг, меняет направление движения. Часто можно наблюдать флотилию таких «корабликов», которые, подойдя близко к берегу, разворачиваются и отплывают подальше в море, но опять-таки не слишком далеко. Это зрелище напоминает маневры старинных военных кораблей, которые подходили близко к суше, чтобы обстрелять из пушек береговую крепость, и после залпа быстро разворачивались и уходили в море, чтобы в свою очередь не стать мишенью для вражеской артиллерии. Такие морские бои ярко описаны в многочисленных пиратских романах, в частности в знаменитой «Одиссее капитана Блада» Рафаэля Сабатини.

Видимо, читателю уже не нужно объяснять, почему «португальский военный кораблик» получил такое необычное название. Добавим лишь, что в свое время изобретение такого паруса, который позволял кораблю двигаться не только по ветру, но и под углом к нему, совершило настоящую революцию в мореплавании.

Впрочем, несколько слов следует сказать и о «команде» «кораблика». В ее состав входят питающие полипы, которые по форме напоминают бутылку, полипы, выполняющие защитные функции, и медузообразные существа, имеющие половые признаки. Все эти животные прикрепляются к нижней части пузыря-паруса. Длина щупалец «пассажиров» иногда достигает 30 м, и они могут представлять опасность для пловцов. Но благодаря своей яркой раскраске «кораблик» заметен издалека, и опасности можно легко избежать.

 

Глава 4

Живые вездеходы (группа черви)

До сих пор мы рассказывали о животных, которые обитают только в водной среде. Теперь настала очередь рассказать о группе животных, среди представителей которой есть и обитатели воды, и существа, вполне хорошо чувствующие себя на суше. А некоторые из них живут, зарывшись в почву, и не просто живут, но и активно передвигаются в ней, пробивая тоннели в нужном направлении. Животные, о которых пойдет речь, относятся к большой группе Черви, включающей несколько типов.

Во многих странах, в частности в Украине, существуют лаборатории для разведения дождевых червей, которые играют большую роль в создании слоя плодородной почвы.

Конечно, эта группа имеет новые важные черты по сравнению с губками и кишечнополостными, связанные с активными действиями в окружающей среде. Что это за черты? Представим себя на минуту, уважаемый читатель, в роли конструктора Природы и подумаем за него. Например, нужно создать «живую конструкцию» для быстрых, точных, энергичных действий в пространстве. Действий, предусматривающих движение в определенном направлении, причем надо учитывать, что это направление иногда необходимо быстро изменить. Поэтому очень важна часть тела, которая будет направлена к цели движения. Такая часть называется передней. Она должна иметь большие отличия от задней.

В передней части надо расположить средства для энергичных действий в направлении движения (приведем пример из техники – именно в передней части самолета-истребителя находится его оружие). У животных чаще всего это – челюсти, и как раз у некоторых червей что-то вроде челюстей появляется впервые.

Чтобы направить оружие как положено, нужно иметь средства для прицеливания, то есть средства для сбора информации о местоположении цели в пространстве. У животных для этого есть органы чувств. Понятно, что прицел, как и оружие, должен быть расположен впереди. Чаще всего для «прицеливания» используют зрение (но бывают и другие средства: например, теплолокаторы – у змей и эхолокаторы – у летучих мышей). Большинство органов чувств расположены именно на передней части тела животных. Глаза – всегда. И именно у некоторых червей впервые появляются глаза. Чаще всего – у хищных червей.

Информацию о расположении цели нужно не только воспринимать, но и быстро обрабатывать. Это необходимо, чтобы как можно быстрее отдавать приказы о направлении движения и осуществлять управление. Для этого некоторые суперсовременные машины имеют «бортовой компьютер». Подобные им «бортовые компьютеры» животных построены из нервных клеток и волокон. Есть важное отличие «живых компьютеров» от их электронных коллег, в которых сигналы передаются с наибольшей возможной скоростью – скоростью света. Нервные волокна передают информацию не так быстро. Чем меньше расстояние от «прицельных устройств» животного до его «бортового компьютера», тем лучше животное управляет своим движением. Поэтому целесообразнее расположить «бортовой компьютер» тоже впереди. У некоторых червей уже есть скопление нервных клеток и волокон именно в передней части тела.

Примеры двусторонней симметрии в произведениях природы и техники

Вместе с разделением тела на переднюю и заднюю части возникает деление на верхнюю и нижнюю (спинную и брюшную), а также левую и правую части. В случае, когда левая и правая части примерно одинаковы, можно провести через тело единственную ось симметрии, которая его на эти части разделяет. Симметрия такого типа называется двусторонней. От уже известной нам радиальной симметрии она отличается тем, что ось в этом случае единственная, она также указывает направление на ту цель, ради достижения которой будут мобилизованы силы и возможности организма. Двусоронняя симметрия присуща большинству сложно устроенных высокоразвитых животных, в том числе и человеку.

Конечно, одной только симметрии определенного типа для обеспечения активных действий в окружающей среде недостаточно. Надо иметь еще достаточно сложные органы и системы органов. Они должны из чего-то возникнуть. Для этого у червей, в отличие от двухслойных – губок и кишечнополостных, – возникает третий слой клеток – мезодерма.

Сложные конструкторские элементы надо где-то размещать. И вот у червей впервые появляется полость тела. Это не пищеварительная полость двухслойных. Нет, это специальная полость для размещения органов. У некоторых червей, достаточно просто устроенных, и размещать, собственно говоря, еще особо нечего. А полость для этого уже есть. Правда, иногда она заполнена клеточной массой, но она уже имеется, потому что Природа – конструктор очень дальновидный.

Тип Плоские черви

Плоские черви – это самый простой из типов группы Черви. Одни из них живут в морских и пресных водах – они называются свободноживущими, другие – обитают в телах животных – это паразитические виды. Паразитические виды имеют упрощенное по сравнению со свободноживущими строение тела – часто они не имеют пищеварительной системы и многих органов чувств (за исключением органов осязания). Их нервная система тоже довольно проста. Самое главное в организме паразитических видов – это покровы и система размножения. Покровы защищают паразита от вредного влияния того организма, в котором паразит живет. Органы размножения обеспечивают многочисленное потомство. Ведь большинство потомков погибает. Но большая плодовитость дает шанс, что кто-то из паразитов снова найдет себе хозяина и также оставит потомство. Искать полового партнера паразитам достаточно сложно. Здесь и пригодится гермафродитизм — сочетание в одном организме женских и мужских половых органов. Свободноживущие виды обычно обмениваются генетической информацией между различными организмами-гермафродитами, то есть, несмотря на гермафродитизм, таким червям нужен половой партнер. Однако многие паразиты из-за сложности поиска партнера такой возможности не имеют. Но вследствие простоты своего строения и условий существования они не очень нуждаются в новой генетической информации – им достаточно старых примитивных «конструктивных схем».

Свободноживущие виды имеют более сложное строение, чем паразитические, с характерными признаками червей вообще и типа Плоские черви в частности. Их тело напоминает лист или ленту. Стенку тела образует кожно-мускульный мешок. Он состоит из слоя покровной ткани – эпителия, под которым лежат сплошные слои мышц. Внешний из этих слоев – кольцевая мускулатура, внутренний – мускулатура продольная. Между ними, как правило, есть еще диагональная мускулатура. Скелета, на который могли бы опереться мышцы, нет. Важнейшей опорой мышц является рыхлая ткань, состоящая из клеток, содержащих много жидкости. Давление этой жидкости дает опору всему телу (вроде того, как давление воздуха создает опору для надувных конструкций, которые ставят в наших парках для развлечения детей). Эта опорная рыхлая ткань называется паренхимой. Она служит не только опорой для мышц и всего тела, но и для транспорта нужных организму веществ и создания запасов. Паренхима заменяет полость тела, поэтому внутренние органы погружены в паренхиму.

Различные плоские черви

На переднем конце тела расположены главные органы чувств: небольшие глаза (у некоторых видов их несколько), органы равновесия и обоняния, а также органы осязания – щупальца. У этих органов чувств на переднем конце тела находится скопление нервных клеток, перерабатывающих информацию. Это еще не настоящий мозг, но обратите внимание, что расположен он на переднем конце тела – там, где расположены и главные органы чувств. Однако есть и другие органы чувств, распределенные по всему телу, – специальные реснички, связанные с нервной системой. Они воспринимают прикосновения, движение струй воды и состояние среды, окружающей тело червя. Эти органы чувств можно сравнить с сенсорами, которые стоят на таких произведениях современной техники, как космический челнок «Колумбия», и информируют о температуре обшивки, давлении воздуха и т. п.

Анального отверстия у плоских червей нет: непереваренные остатки пищи они выбрасывают через ротовое отверстие – так же, как и кишечнополостные. Паразитические виды, не имеющие пищеварительной системы, всасывают питательные вещества из организма хозяина всей поверхностью своего тела.

Существует разновидность плоских червей, которые не нуждаются в поиске пищи. Они питаются за счет водорослей, которые размножаются в их полупрозрачном теле.

Органов дыхания и кровеносной системы у плоских червей тоже нет. Ведь органы дыхания и кровеносная система нужны для транспорта кислорода из внешней среды во все уголки тела, ко всем участкам, где есть потребность в кислороде. Но свободноживущие плоские черви имеют небольшие размеры вообще и совсем небольшую толщину своего листовидного или лентовидного тела. Путь кислорода в таком теле недолог. Поэтому нет и потребности в специальной транспортной системе – кровеносной, нет необходимости и в органах дыхания. Паразитические плоские черви вообще в кислороде не нуждаются. Они – анаэробы: система обмена веществ в их организме базируется на бескислородных процессах.

Тип Круглые черви (Нематоды)

Эта разработка конструктора Природы имеет очень много вариантов (по разным сведениям и оценкам, их существует от 15 000 до 100 000 видов – свободноживущих и паразитов).

Нематоды живут практически везде – среди них есть паразиты человека, паразиты многих животных и растений.

Головы круглых червей – обитателей почвы

Свободноживущие черви обитают в почве, морской и пресной воде, даже в уксусе (так называемая уксусная угрица). Несмотря на такое разнообразие мест и условий проживания, все варианты этой разработки не имеют между собой существенных различий (то есть разные виды круглых червей весьма похожи по строению тела). Рассмотрим ключевые черты «конструкторской схемы» круглых червей.

Различные круглые черви

Тип симметрии у них двусторонний. Тело тонкое и длинное, а иногда и очень длинное (размером – от 0,08 мм до 8 м), в поперечном разрезе – круглое (отсюда – название типа). Снаружи круглые черви покрыты кутикулой. Это прочные и плотные покровы тела, состоящие из 9 слоев определенных веществ. Покровы тела вместе с мускулатурой создают, как и у плоских червей, кожно-мускульный мешок. Между кожно-мускульным мешком и кишечником есть уже настоящая полость тела. Она заполнена жидкостью под высоким давлением (это несколько напоминает самую первую попытку создания резиновых велосипедных шин – в них изначально не накачивали воздух, а наливали воду). Давление позволяет держать форму тела (это очень важно при отсутствии скелета). Вдоль тела расположены мощные полоски мышц. Используя такие «технологические возможности», круглые черви освоили новый способ передвижения – зарывание в грунт. Он не слишком быстрый, но безопасный, что очень важно для большей части мелких животных, которые имеют много врагов. К тому же способ этот требует достаточно больших энергетических затрат.

Коловратки – круглые черви, имеющие большое значение в жизни водоемов

Источником энергии, как и для всех животных, могут быть только готовые органические вещества, поэтому нужна пищеварительная система, способная перерабатывать большое количество пищи. Пищеварительная система круглых червей имеет очень важное усовершенствование – в ней есть не только ротовое, но и анальное отверстие, специально предназначенное для выбрасывания за пределы тела непереваренных остатков пищи.

Домики коловраток

Таким образом, ротовое отверстие освобождается для более активного приема пищи. Для этого за ним расположен мощный «насос» – глотка. Ротовое отверстие окружено тремя губами, с которыми связаны органы чувств: осязания, вкуса и обоняния. Ведь именно прикосновение, запах и вкус очень важны для свободноживущих круглых червей, обитающих в почве.

Челюсти коловраток

Среди свободноживущих круглых червей много хищников. Случается, что добыча бывает для них великовата. Для ее измельчения на краях рта расположены зубцы. Паразиты используют зубцы для питания телом хозяина. Органов дыхания и кровеносной системы у круглых червей нет – по тем же причинам, что и у плоских червей.

Круглые черви нематоды в состоянии анабиоза способны переносить температуру −253 °C, то есть почти абсолютный ноль.

Тип Кольчатые черви

К типу Кольчатые черви относятся различные, мало похожие друг на друга существа, такие, например, как дождевые черви и пиявки. Живут они в основном в воде и почве, есть среди них и паразиты. Общей для них чертой является деление тела на сегменты – что-то вроде отсеков в боевой машине, подводной лодке или космическом корабле.

Типичные формы тела малощетинковых кольчатых червей

Деление на отсеки в технике обычно делается для повышения надежности, способности боевой машины к выживанию. Кроме того, это позволяет лучше разделить функции между отсеками – моторным, десантным, боевым и так далее. Также между отсеками легче распределить не только функции, но и ресурсы, подать в первую очередь энергию в те отсеки, чья работа сейчас важнее, уделить больше внимания именно этим отсекам. У кольчатых червей деление на отсеки-сегменты имеет большое значение в связи с зарыванием в почву.

Ученые считают, что из этих органов кольчатых червей, которые называются параподии, возникли конечности членистоногих

Это довольно сложный способ передвижения. Кольчатые черви достигли в нем больших успехов благодаря тому, что очень удачно распределили движение и давление между различными сегментами. Современные землеройные машины и механизмы для пробивания подземных ходов по сравнению с червями очень несовершенны, а проекты таких машин, которые предполагается создать в будущем, часто напоминают именно червей, как и некоторые смелые проекты транспортных машин.

Некоторые морские черви образуют колонии

Большинство транспортных машин сейчас имеет, по крайней мере, одну деталь, очень напоминающую тело червя. Это – надувные резиновые шины. На них всегда надеты покрышки с рельефными выступами, а иногда даже с шипами. У многих кольчатых червей роль таких шипов играют специальные выросты сбоку на каждом сегменте – параподии. Слово «параподии» можно примерно перевести так: «как бы ноги». Ученые считают, что из «как бы ног» предков кольчатых червей возникли настоящие ноги насекомых, пауков и других животных. (Заметим, что конструкторы давно мечтают заменить колеса машин механическими ногами – подобными ногам насекомых или пауков.)

Морские многощетинковые кольчатые черви, научившиеся светиться

Определенное расположение в пространстве тела кольчатых червей, его общую форму обеспечивает напряжение кожно-мускульного мешка. Это напряжение играет очень большую роль, потому что общего скелета, способного быть опорой тела, у кольчатых червей нет. Симметрия тела у них двусторонняя. Между кожно-мускульным мешком и кишечником находится полость тела, в которой содержатся органы. Они в основном расположены попарно: слева и справа, снизу и сверху от оси симметрии.

Ночной призрак морского дна – способный светиться червь-трубкожил

Вдоль этой же оси симметрии расположены отсеки-сегменты. Большинство сегментов очень похожи по строению. Отличаются только первый – на нем расположено ротовое отверстие – и последний – с анальным отверстием (кольчатые черви, как и круглые черви, уже получили от конструктора Природы эту важную черту строения пищеварительной системы). Сегменты, расположенные посередине между первым и последним, содержат в себе все ключевые, важнейшие элементы «технологической схемы» типа Кольчатые черви.

Большие глаза хищного морского червя, который активно охотится на свою добычу, и носовые иллюминаторы подводной лодки

Голова кольчатого червя

Мы только что говорили, что общего скелета у кольчатых червей нет. Но у них уже появляется что-то вроде скелета конечностей. Элементами этого скелета являются щетинки. Конечно, параподии («как бы ноги») – это еще не настоящие конечности. И щетинка – достаточно скромный и простой элемент скелета. Но обратите особое внимание на связь этого, такого простого элемента скелета с еще не развитыми отдельными группами мышц.

Трубочник – малощетинковый кольчатый червь, живущий в наших водоемах. Передней частью тела он зарывается в ил, задняя, находящаяся в воде, служит для дыхания поверхностью кожи

Обратите внимание на этот очень важный момент. Это первый в нашем рассказе пример, когда определенные группы мышц конструктивно связаны с определенным элементом скелета (как, скажем, бицепс конструктивно связан с плечевой костью). Важно и другое – эти группы мышц со скелетными элементами уже отделены от кожно-мускульного мешка. Для того чтобы обеспечить их работу, уже нужна специальная транспортная система, которая приносит питательные вещества и уносит продукты их разложения. Такую функцию (задачу) в организме животных выполняет кровеносная система.

Разнообразие многощетинковых кольчатых червей – обитателей морского дна

У кольчатых червей она уже есть и состоит из спинного и брюшного сосудов, тянущихся вдоль всего тела и соединяющихся в каждом сегменте кольцевыми перемычками. Кровь бывает бесцветная или красная. Красный цвет крови, как и у нас с вами, связан с присутствием в ней особого вещества – гемоглобина. Для передвижения с помощью параподий уже нужна сложная процедура обработки информации, поэтому необходим достаточно мощный «бортовой компьютер» (настоящие бортовые компьютеры сейчас ставят даже на легковых автомобилях).

Самка кольчатого червя нереиса, отложив яйца, не покидает их, а защищает от возможных врагов и с помощью особых движений гонит к эмбрионам свежую воду.

В «конструкторской схеме» типа Кольчатые черви бортовым компьютером служит уже хорошо развитая нервная система. Главный ее отдел – скопление нервных узлов – расположен в передней части, там, где находятся наиболее значимые органы чувств – органы зрения и осязания. У некоторых морских представителей кольчатых червей, которые являются хищниками, встречаются очень большие и хорошо развитые глаза.

Разнообразие форм щетинок у червей

Органы чувств, определяющих химический состав окружающей среды, разбросаны по всему телу. Параподии имеют собственные органы осязания. В каждом сегменте для управления параподиями и другими расположенными в сегменте органами есть по два (по одному с каждой стороны) нервных узла.

Отпечаток древнего, вымершего червя, найденный в Австралии

Обычно они связаны между собой и с главным скоплением нервных узлов. Нервные стволы объединяют парные нервные узлы в брюшную нервную цепочку. Наиболее распространенные в живой природе и технике системы вырабатывания энергии нуждаются в кислороде.

Небольшие представители типа Кольчатые черви усваивают его всей поверхностью тела. Иногда не всего тела, а лишь его частью – скажем, задней, как это делает известный, пожалуй, всем вам трубочник. У крупных морских кольчатых червей на параподиях или на выростах головной части тела развиваются специальные органы дыхания – жабры.

Пищеварительная система кольчатых червей сквозная – то есть у них есть рот и анальное отверстие. Она имеет очень большие различия у разных представителей этого типа, в зависимости от того, чем и как они питаются.

Что важнее, голова или хвост?

Одним из самых известных свойств червей является их способность к регенерации. Правда, это свойство присуще и губкам, и гидрам, но в случае с червями его проявления сильнее поражают человека, потому что черви гораздо больше соответствуют нашим представлениям о животных. В отличие от губок, они целенаправленно движутся, у них заметны признаки определенной умственной деятельности. Поэтому нам часто кажется более удивительным тот факт, что голова и хвост червя, отделенные друг от друга, продолжают жить своей жизнью и со временем отращивают себе те части тела, которых им не хватает, чем то, что похожая на растение губка воспроизводит себя из мельчайшей частички.

«Конструкция» личинок червей была заимствована для подводных лодок

Брачный танец многощетинковых червей

Это, наверное, обусловлено тем, что в червях мы видим не только механизм для поглощения и переваривания пищи, но и нечто другое, что-то напоминающее личность. Кое-что об умственных способностях червей писал еще Чарльз Дарвин. Он первым заметил, что дождевой червь, который тащит к своей норке сухие листья, всегда поворачивает их заостренным концом вперед. Причем это происходит и тогда, когда порода дерева совсем незнакома строителю. Когда натуралист предложил животному бумажные треугольники, оно схватило их за острый угол и потащило. Нам довольно трудно представить, что происходит с этой «личностью» после того, как из одного существа образуются два. Наследуют ли они, например, опыт исходного животного? Может, его наследует только голова? И вообще, существует ли у червей понятие опыта? Может, они руководствуются только врожденными инстинктами? Проведенные учеными исследования показали: черви руководствуются не только инстинктами, но и приобретенной в течение жизни информацией. Чтобы доказать это, группу червей освещали мощной лампой и сразу после этого раздражали электрическим током. Обычно черви не реагируют на свет, но сокращаются в ответ на раздражение током. Через некоторое время животные, проходившие «обучение», уже сокращались в ответ на световую вспышку, не дожидаясь электрического удара. После четырехнедельного перерыва в «обучении» они забывали полученные уроки, но как только «занятия» были возобновлены, быстро восстанавливали утраченный опыт.

Башнеобразные выбросы почвы из норок некоторых тропических червей достигают в высоту до 25 см

Продолжая опыты, ученые разрезали часть червей, прошедших «курс обучения», пополам и дали им время регенерироваться. Затем, вместе с контрольной группой, которая не была разрезана, они прошли проверку. Оказалось, что способность связывать свет с электрическим шоком восстанавливается у новообразовавшихся червей так же быстро, как и у тех, что оставались целыми. Причем нет никакой разницы, регенерировал новый червь из головы предыдущего или из хвоста.

Однако некоторые необычные свойства червей все же показывают, что, несмотря на такую способность к восстановлению, голову они ценят больше хвоста. Приведем пример из жизни морского червя, имеющего способность светиться. Такие черви являются излюбленной пищей для многих ракообразных. Часто случается, что краб, догнав добычу, перерубает ее клешней. В этом случае передняя часть внезапно гаснет, а хвост, наоборот, вспыхивает ярким светом. Краб бросается на яркую приманку, а тем временем голове удается бежать.

Черви-красавцы

Некоторые черви имеют довольно необычный вид. Особенно это касается морских многощетинковых червей, которые весьма привлекательны и отнюдь не соответствуют распространенному представлению о представителях своего типа.

Различные многощетинковые кольчатые черви

Их тело украшено тонкими красочными щетинками. Они часто напоминают веер или перья экзотических птиц. Один из представителей многощетинковых даже называется Афродита, в честь древнегреческой богини красоты. Это животное размером с человеческую ладонь. Спина его покрыта золотистыми волосками, а большие боковые щетинки сияют всеми цветами радуги.

Живые комбайны для рыхления почвы

Самый известный представитель типа Кольчатые черви – хорошо всем знакомый дождевой червь. Широко известна его роль в рыхлении почвы и создании плодородного слоя земной коры. Но мало кто представляет себе истинные масштабы его деятельности.

Представители малощетинковых кольчатых червей: гигантский австралийский червь и, для сравнения, его родственник – наш обычный дождевой червь (сверху в руке)

Многощетинковый червь, который поселился в одной раковине с раком-отшельником

Ученые подсчитали, что если почву, которую перерабатывают дождевые черви в течение 10 лет, равномерно распределить на поверхности всей земной суши, можно получить слой толщиной в 5 см. Именно из-за неустанной деятельности этих существ древние здания постепенно погружаются в почву и с течением веков заброшенные города полностью оказываются под землей, как это случилось с легендарной Троей или с Херсонесом. Разрыхляя почву под фундаментом зданий, черви вызывают их просадку.

Черви-великаны

Широко известно, что самым большим животным на земле является синий кит. Но он не является чемпионом по длине. Самым длинным из известных человеку животных является червь линеус, принадлежащий к типу Немертины. Этого великана встречают в морях у Британских островов. Он может достигать 35 м, тогда как крупнейшие экземпляры китов достигают 33 м в длину. Правда, последние имеют соответствующую такой длине ширину и массу, а линеус напоминает тонкий шнур.

Личинки червей

Масса его тела совсем небольшая. Познакомившись с линеусом, можно уже не удивляться, встретив земляного червя длиной 2 м. Именно такие черви обитают в тропических зонах Южной Америки и Австралии.

Различные пиявки

Как видите, наши скромные дождевые черви имеют весьма интересных родственников.

 

Глава 5

Закованные в панцирь (тип членистоногие)

Из тех животных, которые живут сейчас на нашей планете, к типу Членистоногие относятся пауки, скорпионы, мокрицы, клещи, раки, маленькие рачки (например, дафния, которой кормят аквариумных рыбок) и, наконец, насекомые: бабочки, жуки, пчелы, муравьи, «белые муравьи» – термиты. Принадлежат к этому типу и вымершие животные, о которых нам известно только благодаря ископаемым находкам окаменелых отпечатков в донном иле или тоже окаменелым остаткам панцирей. Из всех живых существ представители этого типа больше всего напоминают механизмы по своему, так сказать, дизайну. Похожие на насекомых и пауков машины описывают в своих произведениях такие писатели-фантасты, как Станислав Лем, Рэй Брэдбери, братья Стругацкие. Художники тоже нередко создают поражающие воображение образы полунасекомых-полумеханизмов. Сходство с созданными людьми металлическими механизмами придают членистоногим сегментарное строение их тела и гладкий, часто блестящий панцирь, их покрывающий. А еще при наблюдении за членистоногими приходит в голову сравнение со средневековыми рыцарями, закованными в стальные боевые доспехи.

У всех членистоногих телосложение имеет яркие черты двусторонней симметрии, а именно:

1) единственная ось симметрии разделяет тело на две одинаковые половинки, левую и правую;

2) хорошо различаются спинная и брюшная стороны – верхняя и нижняя части тела;

3) передняя, головная часть хорошо отличается от хвостовой, причем головная часть имеет все необходимое для сбора информации во время движения, а также нападения и обороны.

Разнообразие членистоногих

Для обороны предназначен и прочный панцирь. Вместе с тем он выполняет другую задачу, является опорой для тела – внешним скелетом. Наличие панциря – наружного скелета – один из важнейших признаков типа Членистоногие. Он состоит из хитина – особого обызвествленного (для прочности) органического вещества. В такой панцирь, наподобие доспехов средневекового рыцаря, заковано все тело членистоногих.

Ископаемые членистоногие

Щитень. Эти сходные с вымершими трилобитами животные появляются у нас на короткое время в весенних лужах

Панцирь бывает сегментирован, как и все тело, или же отдельные части тела и панциря слиты, образуя голову и грудь. Панцирь мешает росту организма. Рост происходит только при сбрасывании панциря – линьке. Это процесс очень не простой, к тому же во время линьки животное беззащитно (наши речные раки, например, во время линьки вынуждены прятаться в норах). По этой причине на Земле никогда не существовало очень крупных членистоногих.

Краб, который для маскировки накрылся пустой раковиной моллюска

Из-за сложности процесса роста этот тип не дал таких гигантов, как, скажем, тип Хордовые, к которым относятся слоны, носороги, бегемоты, киты и вымершие гигантские рептилии – динозавры. Далее речь пойдет о великанах среди насекомых, пауков, раков, но сразу же заметим, что размеры этих гигантов по сравнению, например, с собаками весьма скромны (если учитывать размеры туловища и не считать конечностей, которые могут быть очень длинными).

Маскировочная сетка из водорослей, губок, полипов и мшанок. Слева – краб без маскировочной сетки

А собаки, даже крупные, отнюдь не являются гигантами животного мира. Поэтому гигантские муравьи или пауки из фантастических произведений, к сожалению, а может – к счастью, в условиях нашей планеты просто невозможны. В отличие, например, от полумифического гигантского пресмыкающегося или зверя из шотландского озера Лох-Несс, существование которого современная наука считает хоть и не доказанным, однако возможным.

Лангуст (сверху) и омар (снизу) – крупные (десятки сантиметров) представители морских раков

Другой важной особенностью этого типа являются членистые конечности, благодаря которым он и получил свое название. Конечности эти происходят от параподий кольчатых червей, но более сложные по строению. Они имеют разнообразные функции, выполняют различные и очень важные задачи. Конечности головной, передней части тела служат органами сбора информации, органами чувств – преимущественно прикосновения. (Их название – антенны – было в свое время позаимствовано у биологов инженерами для обозначения соответствующих частей технических устройств. Меньшие конечности называются антеннуламы.). Передние конечности груди предназначены для хватания и дробления пищи, а отчасти и для обороны (яркий и всем понятный и знакомый пример – клешни раков).

Мелкие (несколько миллиметров) рачки из наших пресных водоемов. Они питаются, отфильтровывая из воды мелкие питательные частицы. Когда этих почти не видимых невооруженным глазом существ много, они способны трижды за сутки пропустить через себя всю воду в пруду или небольшом озере

Конечности других отделов тела нужны преимущественно для движения. Это очень разнообразные конструкции, вызывающие зависть у инженеров. Следует сказать, что органы движения машин, подобные конечностям пауков или насекомых, существуют преимущественно в фантастических литературных произведениях и проектах, на разработку которых эти произведения вдохновили. Они пока по большей части не реализованы в металле, в лучшем случае есть отдельные опытные образцы.

Голубиная почта известна с глубокой древности. В шестидесятые годы ХХ века возникла мысль о создании пчелиной почты. Для этого разрабатывалась технология записи информации на крылышках пчел.

Конечности членистоногих имеют специальные отдельные группы мышц; мышечная ткань присутствует также в составе других органов тела. Кожно-мускульного мешка у представителей этого типа нет.

Конечности типичного членистоногого – речного рака

Кровеносная система у членистоногих хорошо развита. Движение крови обеспечивается пульсацией сердца. У разных групп сердце устроено по-разному. Довольно часто оно имеет несколько камер с клапанами. Кровеносная система у членистоногих незамкнутая: кровь или жидкость, ее заменяющая, – гемолимфа – частично протекает по кровеносным сосудам. Остальную часть своего пути она движется по полостям, называемым лакунами и синусами, а также непосредственно по полости тела, омывая при этом органы. Кровь и гемолимфа в основном не имеют цвета, у некоторых морских ракообразных она голубая. Голубой цвет крови этих членистоногих объясняется наличием в ней соединений меди.

В одном из городков под Москвой есть ферма для выращивания красивых крупных бабочек, завезенных из разных стран мира. «Фейерверк» из этих бабочек сейчас достаточно популярное украшение свадеб и других семейных праздников.

Поскольку членистоногие покрыты панцирем, они не могут дышать поверхностью тела. Поэтому они имеют разнообразные органы дыхания – жабры, легкие, у пауков, многоножек и насекомых – трахеи: системы трубочек, пронизывающих все тело, подавая во все органы воздух с кислородом.

Различные креветки

Для работы машин кроме кислорода требуется топливо, сгорающее благодаря кислороду. Нужна и система вывода продуктов сгорания, общеизвестный пример – выхлопная труба автомобиля. «Топливо» организма животного – это его пища. Для выведения продуктов жизнедеятельности нужна выделительная система – у простых организмов она сравнительно проста, как, например, выделительная вакуоль у амебы, у сложных – более сложная.

Глубоководная креветка защищается от рыбы световой завесой

Пищеварительная система членистоногих очень разнообразна по строению. Ведь они питаются разной пищей – кровью (комары), падалью (речные раки), древесиной (термиты) и т. д. Есть также немало вариантов строения выделительной системы. В частности, у насекомых важную роль в обезвреживании отходов жизнедеятельности играет жировое тело — беловатая масса, имеющая довольно неприятный вид у раздавленных насекомых.

Во время Второй мировой войны креветки, способные излучать свет, использовались в японской армии как карманные фонарики. Их света хватало, чтобы прочитать карту, приказ или донесение.

Наконец следует сказать о нервной системе, которая собирает и перерабатывает информацию, необходимую для сложных движений. Строение нервной системы у членистоногих очень разнообразно. Наибольшей сложности она достигает у насекомых, интеллект которых близок по уровню к интеллекту таких позвоночных, как рыбы и земноводные. Особенно это касается так называемых социальных насекомых – пчел, муравьев, термитов, которые живут «общинами» – ульями, муравейниками, термитниками. В связи с этим возникает такой интересный вопрос.

Маленький, еле заметный невооруженным глазом, но для кого-то очень страшный «дракон» из толщи прудовой воды – хищный рачок лептодора

Развитие позвоночных привело к появлению на Земле разумного существа – человека. Возможен ли был вариант развития членистоногих, который привел бы к возникновению, скажем, разумных насекомых? Вопрос этот не из простых. Довольно сложно здесь что-либо утверждать или отрицать. Одной из причин того, что этого не произошло, мог стать внешний скелет – панцирь. Панцирь создает препятствия для роста, поэтому, как мы уже отмечали, даже крупнейшие из членистоногих животные относительно невелики. А чтобы иметь мощный мозг, надо, чтобы и все тело было весьма велико.

Жуки закованы в панцирь, как средневековые рыцари

Некоторые мадагаскарские пауки дают так много крепкой паутины, что из нее вырабатывается особая ткань – «мадагаскарский шелк». В XVII в. для французского короля Людовика XIV было изготовлено два костюма из обычной паутины.

Некоторые ученые считают, что муравейники и термитники – это что-то вроде коллективного мозга. Но муравейник или термитник – система неподвижная. А мы уже видели на примере червей, как способствует развитию нервной системы направленность всей «конструкции» тела животного на активное движение. Поэтому, возможно, членистоногие в своем развитии не достигли уровня высших позвоночных, таких как птицы и звери – млекопитающие (к классу Млекопитающие относится, в частности, отряд Приматы, а к этому отряду, вместе с обезьянами, и мы – люди).

Челюсти хищного рачка, обитающего на поверхности моря

Этот сухопутный краб-призрак бегает настолько быстро, что иногда даже ловит мелких птиц

Краб с супероружием – в каждой клешне у него жалящая актиния

Хищный рак-богомол, который живет в норах на морском дне

Но членистоногие – одна из самых перспективных разработок Природы, одна из вершин развития царства Животные. Они овладели водой и сушей (первыми животными, появившимися на суше, многие ученые считают скорпионов, которые происходят от обитателей моря – ракоскорпионов). Они освоили даже воздушное пространство: насекомые – это первые летающие животные. Некоторые из членистоногих являются паразитами.

Блоха может совершать прыжки, которые в 200 раз превышают длину ее тела. Хорошо тренированный человек может прыгнуть в высоту, не превышающую или хотя бы не намного превышающую его собственный рост.

За такое широкое распространение членистоногие не в последнюю очередь должны быть благодарны развитым механизмам размножения – в основном полового (подавляющее большинство членистоногих раздельнополые). Однако при определенных условиях у них встречается партеногенез — способ полового размножения, не требующий самцов (новые особи развиваются из неоплодотворенных яйцеклеток). Важной особенностью является наличие, в частности у насекомых, развития с превращением – когда, прежде чем стать взрослым, животное проходит определенные стадии, ступени развития: гусеницы, куколки.

Жилища термитов построены из глины, скрепленной слюной этих насекомых. Этот материал такой крепкий, что используется в Африке в качестве покрытия для дорог, теннисных кортов и т. п. Еще до сих пор термитники иногда используют в Африке как печи для выплавки железа.

Термитник – впечатляющее строение крошечных существ, величественнее египетских пирамид, если сравнивать рост строителей: людей и «белых муравьев» – термитов

Сходство гусениц с червями наводит ученых на мысль о происхождении насекомых от кольчатых червей. Смысл разделения процесса развития на стадии заключается в наилучшем использовании определенных видов пищи и других ресурсов, необходимых для жизни.

Рачки-бокоплавы

Закованные в панцирь членистоногие освоили почти все уголки нашей планеты. Самыми высокогорными жителями Земли также являются представители этого типа. Так, в Гималаях на высоте 7500 м над уровнем моря альпинистам приходилось встречать пауков. Больше на такой высоте не живет ни одно живое существо (по крайней мере многоклеточное и видимое невооруженным глазом). Что касается пауков, то они питаются органическими остатками, которые заносит в горы ветер.

Достойны пристального внимания схемы самовоспроизводства у социальных насекомых. Эти схемы предусматривают, что большинство особей не участвуют в размножении. Эта функция принадлежит специальной категории особей – таких как матки и трутни у пчел, «царицы» – у термитов.

Воздушные путешественники

Наверное, каждый из нас видел, как в последние погожие осенние дни, которые мы называем бабьим летом, в воздухе летит паутина, сверкая в лучах солнца. А знаете ли вы, что на каждой такой паутинке есть пассажир, совсем крошечный паучок, который таким образом отважно отправился в свое первое далекое путешествие?

Головной мозг насекомых

Рак-отшельник меняет раковину

Как и большинство животных, пауки производят на свет большое количество потомства одновременно. Когда малыши подрастают, им становится слишком тесно и неудобно рядом с многочисленными соседями. Описанный нами выше способ путешествий они используют для того, чтобы расселиться подальше от места своего рождения. Молодой паук залезает как можно выше на ветку дерева и выпускает из себя тонкую длинную нить.

Мелкие рачки, которыми питается молодь всех рыб. Для этого их иногда разводят на корм не только аквариумным, но и прудовым рыбам. Для некоторых промысловых рыб эти рачки – основная пища

Ветер подхватывает ее и несет, как парус, а вместе с ней и ее создателя. Обнаружить пассажира на паутине довольно трудно, во-первых, потому, что он слишком мал, а во-вторых, при малейшей опасности, например при вашей попытке схватить паутинку рукой, он сразу покидает транспорт и прыгает на землю.

Крабы Черного моря

Летом на побережье Черного моря на камнях у самой воды часто можно увидеть небольших крабов с гладким панцирем, украшенным узором из волнистых линий. Это так называемые мраморные крабы. Еще легче их обнаружить под камнями.

Личинки раков и крабов

Часто достаточно лишь поднять небольшой плоский камень, чтобы увидеть, как несколько крабов бросаются врассыпную в поисках укрытия. Если захотите схватить одного из них, будьте осторожны. Несмотря на свои малые размеры, крабы могут вас больно ущипнуть. Их клешни очень сильны и способны поднять вес, превышающий собственный вес животного в тридцать раз. Если же вы крепко схватите краба за клешню, он, сократив мускулы, отломит свою конечность и оставит ее вам на память, а сам убежит. При очередной линьке у него отрастет новая клешня.

Разнообразие крабов

Никогда не покидают воды совсем мелкие крабики-водолюбы с непропорционально большими клешнями. Если у берега положить мертвую рыбу, ее вскоре окружат водолюбы, которые будут пытаться затянуть ее в расщелину между камнями.

Рак-крот и его норы

Рак-отшельник сажает себе на раковину актинию

Самый крупный черноморский краб – каменный – может достигать размеров небольшого блюдца. Его мощные желто-фиолетовые клешни являются грозным оружием. В отличие от мраморного краба, каменный не спешит от этого оружия отказаться. Если вы схватите его за одну конечность, он вцепится в вас второй, и в этом случае вам уже нелегко будет от него избавиться. Как бы вы ни встряхивали рукой, пытаясь сбросить краба, он лишь крепче сожмет клешни. Единственный выход – превозмогая боль, оставить животное в покое, тогда через некоторое время оно само отцепится. Несмотря на такой воинственный характер, каменных крабов становится в Черном море все меньше. Их научились ловить с помощью остроги или крючков. Вкусное мясо и экзотический вид делают их привлекательной добычей для людей. К сожалению, на многолюдном Южном берегу Крыма каменного краба сейчас трудно встретить.

Насекомые, излучающие свет

О светлячках, мелких насекомых, которые имеют персональные природные фонарики, излучающие яркий зеленый свет, каждый из нас слышал еще в раннем детстве. Светлячок является любимым персонажем многих детских книг и мультфильмов. Многие видели такое насекомое и собственными глазами. Оно довольно часто встречается в наших краях. Правда, наши украинские, и вообще европейские, светлячки не слишком яркие и видов их не так много.

Прикрепленные рачки

Всего в Европе проживает шесть видов светящихся жуков. В тропических странах их значительно больше и свет их ярче. Существуют виды, которые можно разглядеть в двухстах шагах. Если такой светлячок присел на ветвях у вас над головой, его легко спутать со звездой на ночном небе. Пять-шесть таких насекомых могут неплохо осветить комнату, а с помощью только одного можно читать книгу. Больше всего таких замечательных творений природы в странах Южной и Центральной Америки. Некоторое время здесь существовал обычай украшать светлячками прически дам. Для этого из прозрачной ткани делали небольшие шарики и сажали туда живых светлячков.

Разнообразие насекомых

Как правило, свет служит насекомым для привлечения особей противоположного пола. У некоторых видов самец и самка светятся одинаково. Бывают случаи, когда животные разного пола имеют одинаковый вид, но самец светится ярче. Если же самец более развит, а самка малоподвижна и не имеет настоящих крыльев, она излучает свет интенсивнее и таким образом привлекает к себе самца.

Различные бабочки

Изучая светлячков Бразилии, Чарльз Дарвин заметил, что свойство светиться сохраняют в течение двадцати четырех часов и тела мертвых животных. Из этого он сделал вывод, что свечение осуществляется насекомыми самопроизвольно, но живые светлячки могут на некоторое время гасить свет, например во время движения. Такое временное «выключение фонарика» можно наблюдать у наших светлячков. Заметив в траве яркую точку, вы можете увидеть, как она погасла, а затем засветилась снова немного дальше или ближе. Это означает, что насекомое переползло на другое место, но во время движения вы не могли его видеть.

Голова без тела

Некоторые части тела насекомых, отделенные от остального организма, проявляют высокую жизнеспособность. Есть насекомые, которые могут прожить без головы достаточно долго и при этом даже реагировать на свет, хотя уже не имеют глаз. Головы без тела тоже долго сохраняют активность. Так, когда две отрезанные головы муравьев, взятых из разных колоний, положили рядом, они обследовали друг друга антеннами, узнали друг в друге врага и начали хлопать челюстями. Когда благодаря этим движениям им удалось приблизиться друг к другу, муравьиные головы устроили драку, которая продолжалась почти час. На острове Новая Гвинея местные жители используют муравьев в примитивной хирургии как зажимы для ран. Края раны смыкают и подносят к ним насекомое. Оно сжимает их своими мощными челюстями и не дает снова разойтись. После этого тело муравья отрывают, а голова с намертво сжатыми челюстями остается на ране, пока та не заживет.

 

Глава 6

Моллюски. Какими они бывают?

Среди представителей типа Моллюски есть такие, которые живут в воде (в пресной – беззубки, перловицы и прудовики и в соленой – мидии, рапаны, кальмары и др.), есть и обитатели суши (слизни и улитки). Одни из названных животных знакомы вам по экскурсиям на природу, другие – по витринам рыбных отделов магазинов. Это, конечно, далеко не все представители типа Моллюски, который богатством видов уступает лишь типу Членистоногие (тип Моллюски объединяет около 80 000 видов, тип Членистоногие – более миллиона).

Типичный представитель наших брюхоногих моллюсков – прудовик обыкновенный

В типе Моллюски Природа тщательно усовершенствовала все свои конструкторские разработки, опробованные в «конструкторской схеме» червей. Ученые считают, что моллюски произошли от червей или каких-то существ, очень похожих на червей. Как и черви, большинство моллюсков имеют двустороннюю симметрию. Вы, наверное, помните, что такой тип симметрии появляется у червей в связи с их склонностью к активному целенаправленному передвижению в пространстве. Нельзя сказать, что все моллюски очень подвижные, быстрые животные, среди них есть и такие, которые совсем не двигаются, например – мидии.

Схема строения тела моллюсков: сверху – двустворчатых, посередине – брюхоногих, снизу – головоногих. Заштрихованная часть тела – нога, черным цветом выделена нервная система, стрелки показывают движение воды в мантию и из нее

Но та же улитка, общепризнанный образец медлительности, передвигается в пространстве хоть и медленно, но достаточно целенаправленно. А такие представители моллюсков, как кальмары, для движения применяют даже что-то вроде реактивного двигателя. Кальмары относятся к классу Головоногие моллюски. Об этом классе мы всегда будем вспоминать, когда речь будет заходить о наивысших достижениях типа Моллюски. Но вернемся к симметрии тела. У некоторых моллюсков двусторонняя симметрия строго не соблюдается (как в двусторонне-симметричном «теле» автомобиля, который, однако, имеет руль не посередине, а слева или справа). Когда двусторонняя симметрия нарушается уже достаточно заметно, говорят об асимметричном строении тела. Примерами такого асимметричного телосложения могут быть рапан или прудовик с их несимметрично закрученными раковинами.

Одна мидия способна за час отфильтровать, пропустив через свое тело, 3,5 л воды. Моллюски, обитающие на 1 кв. м дна, за сутки очищают 280 куб. м воды.

Колонии мидий

«Типичная конструкторская схема» моллюсков предусматривает разделение тела на три части. Первая из этих частей – голова, на которой расположено ротовое отверстие, иногда с мощными устройствами для того, чтобы раздирать на куски и поедать добычу, такими, как, например, клюв у головоногих – кальмаров, осьминогов, каракатиц. Однако у большинства моллюсков в районе рта расположен не такой грозный «механизм»: у улиток и слизней – терка, чтобы соскребать ею растительность, а у таких, как перловицы и беззубки, вообще ничего нет, потому что они питаются, фильтруя из воды мелкие частицы.

Каури – африканские деньги, сделанные из раковин моллюсков

Этот хищный моллюск способен быстро плавать, извиваясь, как рыба

Голова содержит важнейшие органы чувств и центральный отдел нервной системы – мозг. У малоподвижных или вовсе неподвижных видов (как, например, мидия) органы чувств малоразвиты. Центральный отдел нервной системы у них тоже малоразвит, он не является «главнокомандующим», это не мозг, а лишь головной нервный узел. У головоногих моллюсков (к ним относятся кальмары, спруты, каракатицы) центральный отдел нервной системы защищен хрящевым черепом и является уже настоящим мозгом. Наличие черепа – признак весьма развитого мозга. Очень развиты у головоногих и органы чувств, в частности глаза, которые своим строением очень похожи на человеческие. Сложному строению мозга соответствует интеллект головоногих, который находится на том же уровне, что и интеллект таких позвоночных, как, например, рыбы.

Битва гигантского кальмара с китом-кашалотом

Вторая часть тела моллюсков – туловище, содержащее систему хорошо развитых внутренних органов. У просто устроенных моллюсков туловище тоже содержит нервные узлы, близкие по размеру к центральному, который по этой причине не является «главнокомандующим». (Примером подобного явления у более развитых животных – позвоночных – является огромный динозавр диплодок.) Это был великан весом около 60 т, около 24 м длиной – две трети длины приходилось на хвост и шею. Голову диплодок имел относительно небольшую, да и мозг в ней – размером с орех. Такой крошечный мозг не мог, конечно, справиться с огромным телом. Пришлось конструктору Природе дать диплодоку еще один такой же по размеру мозг. Он содержался у основания хвоста.

Морякам приходилось наблюдать сражения между гигантскими кальмарами и кашалотами. Причем это были битвы достойных соперников. Хищным китам приходилось прилагать большие усилия, чтобы одолеть моллюсков.

Кроме головы и туловища, тело моллюска имеет ногу, благодаря которой он может передвигаться. У головоногих она превратилась в систему щупалец – «рук». Эти руки достаточно умелые. А умелые руки – важный помощник, а также – учитель мозга.

Раковина вымершего головоногого моллюска

Раковина устриц

Тело моллюсков покрыто кожистой оболочкой. Она не только покрывает тело, но, разрастаясь на спине, образует кожную складку, называемую мантией. Между мантией и телом остается мантийная полость, которая играет большую роль в процессах размножения. Из мантийной полости образуются легкие. Внешняя сторона мантии выделяет известковую раковину – скелет моллюсков (их называют еще мягкотелыми). Чаще это скелет наружный – панцирь или даже домик, в котором можно спрятаться, как это делают улитки. У некоторых скелет вообще отсутствует, например у слизней. У большинства современных головоногих – он внутренний, не слишком развит, имеет вид стержня вдоль спины и находится под мантией. Отсутствие внешней раковины позволяет кальмарам иногда достигать больших, а порой и гигантских размеров (существование гигантских кальмаров наука окончательно признала сравнительно недавно). Однако для нашего рассказа важны не только большие размеры тела кальмаров. Заметим, что эти тела – «скоростные устройства», оснащенные реактивными двигателями – водометами. Кальмары активные хищники, а к тому же они имеют врагов, еще более крупных хищников – зубатых китов, кашалотов.

«Живой капкан для ныряльщиков» – гигантский двустворчатый моллюск тридакна, который живет на коралловых рифах

При таких условиях для управления телом нужен мощный «бортовой компьютер» – настоящий мозг. Большой мозг способен быстро централизованно обрабатывать большое количество информации от органов чувств и от всех участков тела. Телу крупного, активно действующего хищника необходимы кроме развитой центральной нервной системы еще некоторые эффективные «конструктивные особенности».

Эти моллюски способны сверлить и растворять известковые камни

Это животное, которое беспощадно разрушало деревянные корабли и портовые сооружения, моряки назвали «червем». Но это моллюск, раковина которого превратилась в сверло

И они у кальмаров, да и у большинства других головоногих есть. Это строение тела, не мешающее его росту, почти замкнутая кровеносная система со сложно устроенным сердцем и, наконец, щупальца-руки, которые являются «помощниками и учителями мозга». Это определение руки мы позаимствовали из произведения выдающегося английского писателя-фантаста Герберта Уэллса «Война миров». В этом романе марсиане, воюющие с людьми, землянами, похожи на осьминогов. Возможны ли разумные спруты, головоногие? На подобные вопросы ответить однозначно крайне сложно. Можно только гадать о причинах, которые помешали головоногим моллюскам стать «царями» земной природы. А определенный шанс достичь этого у них, безусловно, был. Хотя бы потому, что в их поведении есть яркие черты заботы о потомстве. А это очень важное обстоятельство для господства в мире, долгого господства – на века, тысячи и миллионы лет. Но не гипотетические, а реально существующие моллюски не продвинулись в своем развитии слишком далеко. Они не смогли освоить какую-либо среду, кроме водной. На сушу вышли только относительно просто устроенные слизни и улитки. Да и о них нельзя сказать, что они полностью овладели сушей. Ведь живут эти мягкотелые преимущественно во влажных местах. Хорошо, что они невелики, поэтому и найти такие места им не трудно. А другие представители типа Моллюски, в частности головоногие, освоили соленую и пресную воду, и освоили весьма успешно.

Раковины

Панцири моллюсков – чрезвычайно красивые произведения природы – издавна привлекали к себе внимание человека. Вспомните, у скольких своих знакомых вы видели причудливые экзотические раковины, украшающие стол или книжный шкаф. Такие сувениры напоминают нам о существовании далеких стран, в которые можно отправиться в поисках приключений.

Раковина брюхоногого моллюска в разрезе

Есть основания полагать, что европейцы не были равнодушны к их красоте еще в доисторический период. По крайней мере, археологи встречали раковины моллюсков, обитающих только в Индийском океане, раскапывая европейские стоянки каменного века. Некоторые ракушки привлекают внимание своей пестрой и одновременно изящной окраской, а некоторые причудливой формой. Есть и такие, что поражают своими размерами, заставляют задуматься о физической силе своего хозяина-моллюска. Так, самый большой – тридакна — может достигать в длину 1,5 м и весить до полутонны. Правда, тридакна не таскает на себе свой тяжеленный панцирь. Она сидит на дне и питается водорослями, которые растут и развиваются у нее внутри под защитой створок. Она только закрывает и раскрывает свои створки, чтобы на растения попадал свет. Что касается водорослей, они размножаются быстрее, чем тридакна успевает их поедать. Таким образом, животное никогда не остается голодным и не нуждается в активном поиске пищи.

Раковины брюхоногих моллюсков

Раковины двустворчатых моллюсков

Раковины двустворчатых моллюсков

Морские моллюски, чьи предки лишились раковин

Среди моллюсков, которые могут заинтересовать любителей красивых ракушек, существуют и опасные. Так, среди коралловых рифов Индийского и Тихого океанов обитают моллюски теребра и конус. Оба вида отличаются от других исключительной красотой, но имеют особые ядовитые зубчики. Человек, поцарапавшийся этими зубчиками, может умереть в течение трех-пяти часов.

Жемчужницы и багрянки (иглянки)

Продуктом жизнедеятельности двустворчатых моллюсков являются жемчужины, которые обычно, хоть и не очень правильно, относят к драгоценным камням. Они возникают тогда, когда под створку моллюска попадает нечто чужеродное, например песчинка. Она царапает нежное тело моллюска, который, чтобы защититься, обволакивает песчинку слоем особого вещества, покрывающего внутреннюю сторону его створки.

Раковины перловиц – очень распространенных в наших пресных водах двустворчатых моллюсков

Это вещество называется перламутр и оно очень красиво – нежно-блестящее с радужным отливом. Наверное, каждый из нас не раз любовался перламутровым слоем на раковинах речных моллюсков-беззубок. Большую толщину он имеет у морских моллюсков, называемых жемчужницы. Через некоторое время на месте песчинки образуется комочек перламутра округлой формы, который уже не причиняет животному неприятностей. Это и есть жемчужина.

Свободноплавающая личинка морской улитки, которая разделена на четыре лопасти, используемые как паруса

Правда, решив таким образом малую проблему, моллюск приобрел значительно большую. Из-за своей способности создавать жемчужины, которые так высоко ценит человек, жемчужницы подвергаются хищническому истреблению. В наше время этих животных пытаются разводить на специальных морских фермах. Песчинки искусственно вводят им под створки, а затем в специальных сетках жемчужниц опускают на морское дно, где они живут в безопасности несколько лет, пока в них растет жемчужина.

Как правило, жемчужины имеют размеры 0,5–1,5 см. Форма их бывает разной, но больше всего ценятся образцы, представляющие собой правильный шарик. Встречаются жемчужины и величиной с голубиное яйцо. Таким жемчужинам любители драгоценностей даже дают собственные имена. В 40-е годы XX в. в Нью-Йорке продавалась уникальная гигантская жемчужина. Она имела продолговатую форму, а ее размеры составляли 23 на 14 см. Жемчужина эта выросла под створкой моллюска тридакны, который жил в море у побережья Филиппинских островов.

Еще одним источником предметов роскоши долгое время были моллюски-багрянки. В полости тела этих моллюсков содержится особая прозрачная жидкость. Оказавшись под воздействием солнечных лучей, она становится зеленой, потом синей и, наконец, приобретает благородный красноватый оттенок. Это вещество использовали для окраски тканей. Первыми этот способ окрашивания изобрели жители Древней Финикии, страны на восточном побережье Средиземного моря. Алые ткани стали источником небывалого обогащения финикийских купцов. Они стоили очень дорого, ведь моллюск содержит только небольшую каплю драгоценной жидкости. В Древнем Риме пурпурная одежда стала символом царской власти. Человек, который не был носителем этой власти, не имел права надевать такую одежду, даже когда имел финансовую возможность. В наше время пурпур умеют синтезировать искусственно.

Обладатели реактивных двигателей

Моллюски являются общепризнанным олицетворением медлительности. Иногда можно услышать, как кто-то раздраженно говорит: «Ползет, как улитка». Но среди представителей этого типа есть и такие, которые могут передвигаться очень быстро. Они используют для этого своеобразные «реактивные двигатели». Среди тех, кто располагает таким двигателем, – морские гребешки, небольшие двустворчатые моллюски. Резким толчком выбросив из себя воду, гребешки способны за какое-то мгновение пролететь в воде расстояние, в 10–20 раз превышающее их собственную длину. Такие скачки животное может повторять до тех пор, пока не устанет.

Реактивный двигатель головоногих моллюсков

Еще более впечатляющие примеры использования реактивного движения можно найти в жизни головоногих моллюсков. Например, кальмары способны передвигаться таким образом не только в морской глубине. Иногда они выпрыгивают из воды и пролетают в воздухе десятки метров. Поэтому их часто можно найти на палубах кораблей, куда они упали. Известен случай, когда небольшого кальмара, длиной 16 см, нашли на капитанском мостике, высотой 7 м. В своих полетах кальмары развивают скорость, сопоставимую со скоростью железнодорожного состава (около 70 км/ч). Причем такую способность имеют как небольшие животные, так и настоящие морские великаны. Поэтому встреча с кальмаром может быть очень опасной для корабля. Так, в 1937 г. был зафиксирован случай столкновения японского рыболовного судна с огромным шестиметровым кальмаром. Выпрыгнув из воды, он ударился о корпус корабля, пробил его и потопил.

Головоногие – «приматы моря»

Слово «примат» означает «первый». Обычно так называют человекообразных обезьян, то есть таких животных, которые по своей природе ближе всего стоят к человеку. Почему же слово «примат» иногда можно услышать и тогда, когда речь идет о головоногих моллюсках, животных, на обезьян совсем не похожих, отделенных от них миллионами лет развития животного мира? А потому, что из всех обитателей подводного мира головоногие производят впечатление наиболее способных к умственной деятельности. Эта способность обусловлена не только размерами и сложностью мозга, но и наличием конечностей, позволяющих осуществлять сложную работу. Именно такие свойства помогли обезьяне стать предком человека разумного. Правда, разумных спрутов пока можно встретить лишь на страницах научно-фантастических романов, в частности в знаменитом романе Герберта Уэллса «Война миров». Но писатели недаром выбирали такой внешний вид для представителей нечеловеческих цивилизаций. О возможности развития головоногих моллюсков до стадии разумного существа писали и серьезные ученые.

Вымершие головоногие моллюски

Важнейшей чертой, объединяющей обезьяну с человеком, считается ее способность использовать естественное орудие (палки, камни и так далее) для достижения своей цели. Такую способность имеют и спруты. В случае отсутствия естественного укрытия они строят себе укрытие искусственное – из камней. Ученые не раз наблюдали, как спрут терпеливо выжидает того момента, когда двустворчатый моллюск раскроет свои створки, а дождавшись, быстро просовывает между ними камень, который мешает снова закрыть ракушку. Известно, что, завидев добычу сквозь прозрачное стекло бутылки, спрут вытягивает ее через горлышко, а в некоторых случаях может даже вытащить пробку. Впрочем, преувеличивать умственные способности головоногих тоже не стоит. Об их ограниченности говорит, например, тот факт, что в некоторых местах осьминогов и кальмаров ловят с помощью… зеркала. Привязанное к веревке зеркало опускают в морскую глубину. Головоногий моллюск, увидев свое отражение, бросается в драку, думая, что это его соперник, крепко обхватывает зеркало своими щупальцами, и именно в этот момент его вытаскивают на поверхность.

Яйца, которые откладывают головоногие

Ловить осьминогов без таких ухищрений довольно сложно, потому что природа наделила их достаточно эффективными способами защиты. Прежде всего – это способность менять свой цвет в зависимости от обстоятельств. Чарльз Дарвин так описывал свои встречи со спрутами: «Хотя эти животные часто встречаются в лужах, остающихся после отлива, однако завладеть ими совсем нелегко. С помощью своих длинных рук и присосок они могут втягивать свое тело в очень узкие щели, а если они уже обосновались там, то надо приложить большие усилия, чтобы их вытащить. В некоторых случаях они очень быстро метались из одного конца лужи в другой задом наперед. Причем они тотчас окрашивали воду чернилами темно-коричневого цвета. Этих животных бывает также трудно обнаружить из-за еще одной, довольно необычной их способности – менять свой цвет, как это делает хамелеон. Очевидно, они меняют окраску в зависимости от характера дна, над которым находятся: в глубокой воде их общий оттенок был коричнево-пурпурный, а на суше или в неглубокой воде этот темный оттенок менялся на желтовато-зеленый. Когда я присмотрелся внимательнее, цвет оказался почти серым, покрытым множеством ярко-желтых точечек; серый цвет менял свою яркость, а точечки то исчезали, то вновь появлялись».

Головоногие моллюски

Особого внимания заслуживает такой способ защиты у головоногих, как чернильная бомба, которую они выпускают в случае опасности. Долгое время думали, что она служит животному своеобразной дымовой завесой, скрывающей направление, в котором животное сбежало. Наблюдения за головоногими в аквариуме показали, что механизм этой защиты несколько сложнее. Оказывается, в момент, когда опасность становится неминуемой, спрут сначала резко меняет цвет на более темный, а затем выбрасывает из себя темное чернильное облако, принимающее форму, которая напоминает очертания его собственного тела. Сам он в это время делается бледным, почти незаметным на фоне пейзажа, и быстро убегает. Враг бросается к оставленному спрутом фантому, хватает его, и… чернильный призрак растворяется в воде, окружая неудачливого охотника густым облаком. Теперь он не сможет определить, в какую сторону улизнула добыча. У разновидностей головоногих моллюсков, обитающих на больших глубинах, чернила не темные, а наоборот, имеют свойство светиться в темноте.

 

Глава 7

Морские звезды и их ближайшие родственники (тип Иглокожие)

К сожалению, в нашем Черном море почти невозможно встретить морскую звезду. Вода здесь слишком пресная для этих животных. В окраинных морях, которые больше связаны с океаном, вода соленая, и здесь звезды встречаются в большом количестве. В Белом море везде можно встретить звезду астериас рубенс, которая бывает желтого, красного, оранжевого цветов. В Японском море, где вода еще более соленая, живет много по-разному окрашенных видов. Здесь можно увидеть васильково-синюю звезду патирию с очень короткими лучами и узорами из алых пятен. Самая большая звезда Японского моря эвастерия, наоборот, имеет красную окраску с синим узором и длинные гибкие лучи, расстояние между концами которых может достигать 70–80 см. Весьма распространенная амурская морская звезда бывает светло-сиреневого или голубого цвета с белым узором. Существуют даже звезды черного цвета. Кроме морских звезд, широко известными представителями иглокожих являются морские ежи. Все животные, принадлежащие к этому типу, живут только в море, в соленой воде. Похоже, что они там жили всегда– такой вывод делают ученые, изучая окаменевшие останки вымерших ныне представителей этого типа. Иглокожие – одиночные животные, они не объединяются в колонии.

Различные иглокожие

Этот тип – одна из самых оригинальных разработок конструктора Природы. У них есть не только мышцы, но и «гидравлическая система», подобной которой нет ни у кого в царстве Животные. Называется эта система воднососудистой. Она состоит из центрального кольцевого сосуда, от которого отходят заполненные водой каналы. Эти каналы разветвляются по всему телу, их отростки заходят в тонкие растягивающиеся ножки иглокожих. На конце ножек часто имеются присоски. Давление воды придает ножкам необычайную силу. Так, морская звезда, присосавшись своими воднососудистыми ножками к моллюску, способна раскрыть створки его раковины (тот, кто ловил черноморских мидий, знает, как это непросто). Такая мощная гидравлическая система приспособлена для добывания пищи и передвижения. Однако передвижение в жизни большинства иглокожих не играет большой роли. Это малоподвижные животные, которые живут на дне. Таким произведениям конструктора Природы в основном присуща радиальная симметрия (ее еще называют лучевой). В разделе, посвященном червям, мы рассказывали, что подвижным животным обычно присущ другой тип симметрии – двусторонний. Среди иглокожих черты такого типа симметрии тела можно видеть у голотурий, которые перешли к ползанию «на боку». Некоторые голотурии напоминают червей. (Представители голотурий – трепанги – своим сходством с червями иногда вызывали отвращение у не слишком образованных «гурманов», которых угощали этим деликатесным морепродуктом.) Но большинству иглокожих присуща радиальная, лучевая симметрия. Наиболее яркие черты она приобретает у морских звезд, которые считаются основным классом типа Иглокожие. Лучевая симметрия характерна для строения большинства систем органов морских звезд, в частности:

кровеносной системы, которая имеет кольцевые и радиальные (в каждом луче) сосуды;

нервной системы, которая состоит из расположенных на нескольких уровнях, один над другим, нервных стволов, лучами сходящихся к центральным кольцам; главными органами чувств – осязания являются воднососудистые ножки;

пищеварительной системы, которая является сквозной, то есть имеет ротовое и анальное отверстия. Морские звезды способны выворачивать наружу свой желудок, обволакивать им крупную добычу и переваривать ее вне своего тела. Морские ежи имеют крепкие зубы, которыми они соскабливают с подводных предметов свою основную пищу – водоросли. Однако морские ежи не отказываются и от хищничества. Свою добычу они хватают иглами, как клешнями, и с их помощью передают в рот. Этой добычей бывают в основном небольшие животные, неосторожно опустившиеся на поверхность морского ежа.

Ископаемые иглокожие, существовавшие на Земле десятки миллионов лет назад

Иглы – очень существенная деталь строения иглокожих, недаром именно из-за нее тип получил свое название. Эти иглы служат для защиты, передвижения и даже для хватания добычи. Они представляют собой острые выросты скелета иглокожих. Скелет этот внутренний, расположенный под кожей, состоит он из известковых пластинок. Для дыхания иглокожим служат ножки воднососудистой системы, а некоторые морские ежи имеют также особые кожные жабры.

Свободноплавающие личинки иглокожих

Как ни странно, но эти необычные животные являются нашими достаточно близкими родственниками. Точнее, тип Иглокожие, как считают ученые, является ближайшим родственником типа Хордовые, к которому относятся рыбы, земноводные, птицы и млекопитающие (звери). А вместе с другими зверями и мы – люди.

Морские ежи

Глядя на строение взрослых иглокожих, этого вроде и не скажешь. Сходство обнаруживает личинка, которая имеет двустороннюю симметрию и свободно плавает в воде. Рассмотрите ее изображение на рисунке – может, узнаете в ней родственника. Если не узнаете, не расстраивайтесь, вас можно понять – тип Иглокожие слишком уж оригинальная конструкторская разработка Природы. В дополнение к мышцам она подарила иглокожим еще и «гидравлическую» воднососудистую систему и поручила ей выполнять многие задачи – и движение осуществлять, и добычу хватать, и кислородом организм обеспечивать, и информацию собирать. Но поручив так много воднососудистой системе, Природа позволила лениться другим системам органов иглокожих. Однако, к удивлению, замечательных возможностей воднососудистой системы не хватило для того, чтобы иглокожие, как хордовые или членистоногие, вышли со временем на сушу, им суждено жить только на морском дне.

Вредители коралловых рифов

Несмотря на то что морские звезды малоподвижные животные, они являются активными хищниками, которые могут быть очень опасны для животных, совершенно лишенных возможности двигаться. К таким животным, как вы знаете, относятся полипы и некоторые разновидности моллюсков. Крепкие раковины не защищают моллюсков от морских звезд, ведь благодаря воднососудистой системе они способны раскрыть плотно сжатые створки. Своими лучами звезда охватывает моллюска с двух сторон и присасывается к раковине специальными ножками, а затем медленно, но неуклонно сокращает их. Через некоторое время уставшие мышцы жертвы не выдерживают, и раковина раскрывается. Такой метод охоты звезда использует при встрече с довольно крупными моллюсками. Более мелких она способна переваривать вместе с раковинами.

Элементы, из которых состоит скелет морских ежей

Если морская звезда встречает на своем пути добычу, которую она не может сразу проглотить из-за больших размеров, она выбрасывает наружу свой желудок и обволакивает им жертву – как упоминалось выше, морская звезда может переваривать добычу вне своего тела. Затем она впитывает полученные таким образом питательные вещества и втягивает желудок обратно. Именно так поступает этот хищник с коралловыми полипами. Звезда легко переваривает их мякоть, оставляя только ломкий известковый скелет.

Разнообразие морских звезд

Чрезмерное размножение морских звезд может стать настоящим стихийным бедствием. Так случилось в семидесятые годы прошлого века с тропической морской звездой акантастер, или терновый венец. В результате деятельности человека некоторые виды животных, которые были естественными врагами акантастеров, начали исчезать. Экологическое равновесие было нарушено, и множество морских звезд начало уничтожать целые участки Большого Барьерного рифа у побережья Австралии. Поэтому погибали не только полипы, но и многочисленные животные, для которых коралловые рифы были привычной природной средой. Ученые начали срочно выявлять и разводить естественных врагов опасного хищника. А за выловленную и уничтоженную морскую звезду выплачивали денежное вознаграждение.

 

Глава 8

Наши родственники. Похожие на нас и не очень (тип хордовые)

Хордовые возникли позже, чем другие типы царства Животные. Однако и их возраст начитывает не одну сотню миллионов лет. К этому типу относятся самые крупные животные моря и суши – киты и слоны, гигантские вымершие пресмыкающиеся динозавры, крошечные, размером со шмеля, колибри и огромные вымершие страусы, впрочем, как и вообще все птицы. Рыбы и земноводные – тоже хордовые. Тип Хордовые – самая совершенная конструкторская разработка Природы. Этот тип приспособлен к условиям моря и суши, пресных водоемов и даже к полету в воздухе. Только что перечисленные нами животные относятся к самому главному подтипу Хордовых – Позвоночные. К нему относится и человек вместе с другими представителями класса Млекопитающие. Этот класс имеет еще и другое название – Звери. Кроме позвоночных к типу Хордовые принадлежат еще два подтипа: Оболочники и Бесчерепные.

Головной мозг позвоночных: А – костной рыбы, Б – амфибии, В – рептилии, Г – птицы, Д – зверя

Остановимся на основных признаках типа Хордовые.

Во-первых, все они имеют хорду (по ней тип и получил свое название). Она называется еще спинной струной и действительно напоминает хрящевую струну, тянущуюся вдоль всего тела. По хорде можно провести ось двусторонней симметрии, которая присуща большинству представителей типа Хордовые. Хорда может сохраняться всю жизнь или со временем заменяться на хрящевой или костный осевой скелет. Осевой скелет является основным конструкторским элементом, который поддерживает тело. Он состоит из позвонков и ребер. Когда Природа создает «конструкторские схемы» для выхода на сушу, к позвонкам и ребрам она добавляет еще грудину. У наиболее совершенных хордовых осевой, да и вообще весь скелет взрослых организмов костный. Этого требуют большие нагрузки, которые может выдержать только крепкий конструктивный материал. А нагрузки на скелет у хордовых бывают очень большими. Представьте себе хотя бы нагрузку на кости ног того же гигантского динозавра диплодока. По подсчетам ученых, его вес достигал 60 т.

Над хордой находится центральная нервная система трубчатого строения, из которой возникает спинной мозг. Из передней части нервной трубки со временем возникает головной мозг.

Под хордой расположена пищеварительная трубка (кишечник). А под пищеварительной трубкой содержится центральный орган кровообращения – сердце.

Многим органам присуще разделение на сегменты. Это разделение бывает более или менее отчетливым. Некоторые ученые считают, что разделение на сегменты является свидетельством происхождения хордовых от предков кольчатых червей или членистоногих. Однако окончательно вопрос о происхождении хордовых не выяснен.

Такова общая схема строения хордовых. Она оказалась очень удачной – иногда усложняя ее, меняя отдельные элементы, Природа создала разнообразных хордовых, завладевших морем, сушей, пресными водами и даже воздушным пространством.

Далее мы расскажем вам о самых простых вариантах этой схемы – подтипе Бесчерепные (черепа у них действительно еще нет, потому что нет головного мозга, нуждающегося в такой «броне»).

Затем речь пойдет о различных этапах ее усложнения – классах подтипа Позвоночные:

Бесчелюстные — есть такие животные: уже с черепом, но еще без челюстей. К ним относятся два класса: один вымер, а представители другого занимают скромное место в животном мире нашей планеты, однако некоторые имеют даже хозяйственное, промышленное значение (рыбаки считают их рыбами, ученые выделяют в отдельный класс Круглоротые).

Рыбы – у них уже есть челюсти, а у некоторых, как у акулы, например, – еще и какие челюсти; однако не только челюсти – много интересного создала Природа на этом этапе.

Земноводные — эти животные уже имеют четыре ноги, вышли на сушу, но не очень удалились от воды.

Пресмыкающиеся (рептилии) – они окончательно вышли на сушу, некоторые даже научились летать.

Птицы — наиболее удачная и многообразная конструкция для полета.

Млекопитающие (звери) – универсальная конструкция для активных действий в любых условиях. Некоторые из млекопитающих даже понемногу осваивают космическое пространство за пределами Земли. Угадайте, кто это?

И наконец, оригинальные, хоть и сравнительно простые варианты. Однако, возможно, не простые, а упрощенные для лучшего существования в определенных условиях. Это подтип Оболочники. Но это уже совершенно отдельный случай. Поэтому мы расскажем о нем не там, где речь идет о всех хордовых, а в отдельном разделе, называемом «Эскизные разработки конструктора Природы».

«Живые схемы» типа Хордовые (подтип Бесчерепные)

Современные представители подтипа Бесчерепные – это небольшие рыбообразные животные. Подтип включает около 30 видов. Это совсем небольшое количество не только для подтипа, но даже для класса в составе типа. (Приведем примеры для сравнения: класс Рыб объединяет 20 000 видов, класс Земноводные считается бедным по своему видовому составу – около 4000 видов, класс Насекомые типа Членистоногие в этом чемпион – он объединяет более миллиона видов.) И все равно этот подтип играет важную роль в системе типа Хордовые. Представителя этого подтипа – ланцетника — всегда упоминают, когда речь идет об общих чертах всего типа Хордовые. Потому что ланцетник вполне обоснованно называют «живой схемой» типа Хордовые.

Ланцетники (вверху) и схема строения их тела (внизу). Эта схема может служить обобщенной схемой строения всех хордовых

Ланцетник – неприметное животное, что-то вроде небольшой рыбки. Образ жизни у него не очень рыбий – зарывшись в песок на мелководье, он выставляет наружу переднюю часть тела с венчиком щупалец у рта и вылавливает из воды мелкие организмы. Однако некоторые рыбы тоже ведут малоподвижный образ жизни на дне, а ланцетник иногда плавает в воде, меняя одну песчаную норку на другую.

Тело ланцетника небольшое (до 7 см), узкое, удлиненное и немного сплющенное с боков. Голова у него не обособлена от тела. Из органов чувств на переднем конце тела имеется только обонятельная ямка. Ланцетник имеет непарный плавник. На спине он идет вдоль всего тела, до головной части. С брюшной стороны плавник присутствует только на задней части тела. По бокам живота также имеются парные кожные складки. Обратите внимание на эту деталь! Ученые считают, что из этих складок возникли конечности позвоночных, в частности человеческая рука. А рука, вспомним, «помощник и учитель мозга».

Мышцы ланцетника разделены на сегменты. Сегменты имеют форму углов, вершины которых направлены к передней части тела.

Хорда у него сохраняется всю жизнь в виде хрящевого стержня вдоль оси тела. Подобные этому стержни образуют скелет непарного плавника (вспомните, в плавниках рыб имеются лучи, иногда в виде шипов). Центральная нервная система имеет вид трубки, тянущейся вдоль хорды, немного над ней, с незначительным расширением в передней части. Поэтому и мозг практически неразвит. Конечно, нет четкого разделения на спинной и головной мозг, нет и специальной защиты для мозга – черепа (отсюда и название подтипа). Жизнь ланцетника очень проста. Поэтому едва обозначенный мозг дальнейшего развития не получил. Не нужен ланцетнику «главнокомандующий». Не нужна и очень подробная информация, для которой необходима централизованная обработка сигналов, поступающих от органов чувств. Мы уже упоминали об обонятельной ямке на переднем конце тела ланцетника. А еще у него есть чувствительные к свету глазки, расположенные в нервной трубке. К каждому сегменту тела от нервной трубки отходят парные спинные и брюшные корешки.

Органы пищеварения и дыхания ланцетника начинаются ото рта, который расположен на дне окруженной щупальцами воронки. Пищеварительная трубка сквозная – то есть имеются и ротовое, и анальное отверстия.

Кровеносная система этого животного замкнута. Кровь не имеет цвета. Роль сердца ланцетника выполняет пульсирующий брюшной сосуд, называемый аортой. Обратите внимание, сосуд с таким названием есть и у нас – людей.

Итак, все пока достаточно просто, но с большой перспективой на будущее.

Еще не рыбы, но уже позвоночные (подтип Бесчелюстные)

Подтип Бесчелюстные делится учеными на два класса: Круглоротые и Щитковые. На данный момент Щитковые – это вымерший класс, а единственными представителями бесчелюстных, ныне обитающих на нашей планете, являются круглоротые: миноги и миксины. Миноги живут и в морской, и в пресной воде, миксины – только в море. (Они проще миног по строению.) Как миноги, так и миксины – паразиты рыб, и поэтому они могут наносить вред рыболовству.

Жизнь миног в природе: личинка миноги – пескоройка – в норе, взрослая минога, которая напала на форель

Глубоко погружаясь в тело рыбы, они вводят в него свои пищеварительные соки и заживо высасывают ее. Однако здоровая и сильная рыба, свободно и быстро плавающая, легко избегает подобной участи. Добычей миног и миксин чаще бывает больная рыба. Поэтому в естественных условиях круглоротые освобождают водную среду от больных и слабых, укрепляя жизнеспособность рыбьих популяций. Можно сказать, что миноги и миксины, так же как и другие хищники и паразиты, могут приносить и пользу. Вред от них возникает, когда круглоротые присасываются к рыбе, уже попавшей в сети, то есть они представляют опасность не для природного равновесия, а для рыбного хозяйства. Но, кроме того, сами миноги являются ценной добычей для людей, большинство из которых считает их рыбами.

Миксина – плывет (вверху), завязалась узлом (внизу)

Ученые придерживаются иного мнения: круглоротые еще недостаточно сложны для того, чтобы называть их рыбами. Однако внутреннее строение миног уже сложнее, чем у бесчерепных. Во-первых, у них появляется осевой скелет. Хорда сохраняется в течение всей жизни, но к ней есть существенные добавления. Это, прежде всего, хрящевой череп, который защищает достаточно развитый головной мозг и органы чувств. Есть хрящевая опора и для ротовой воронки, которой минога присасывается к своей добыче. Жабры имеют хрящевой скелет – жаберную решетку. В отверстия этой решетки проходят жаберные мешки. Сердце защищено околосердечным хрящом. И, наконец, появляются зачатки позвонков – небольшие хрящи, охватывающие спинной мозг. Они расположены в каждом сегменте. Итак, мы видим, что скелет круглоротых поддерживает и защищает важнейшие органы и системы органов. Хорда придает телу упругость и играет важную роль в качестве опоры разделенных на сегменты мышц. Защищенные черепом мозг и органы чувств развиты значительно лучше, чем у бесчерепных. Однако по сравнению с другими позвоночными, мозг круглоротых еще невелик. У миног хорошо развиты глаза, на верхней части головы есть одна ноздря. Как мы только что говорили, скелет защищает также органы дыхания и кровообращения, в частности такой важный орган кровообращения, как сердце. Дышит минога, засасывая воду ртом и выпуская ее через жаберные мешки с отверстиями на передней части тела. Жаберные мешки имеют разветвленную сеть кровеносных сосудов. Кровь у миног, как и у всех позвоночных, красная. Именно начиная с миноги, все животные (и человек в том числе) имеют исключительно красную кровь. Такой цвет придает крови гемоглобин – органическое вещество, содержащее в себе железо. Проходя сквозь жабры, кровь насыщается кислородом и приобретает ярко-алый цвет. Далее кровь движется по всему телу, где отдает необходимый для жизнедеятельности кислород. Сердце у миног двухкамерное, то есть имеет два отдела: предсердие и желудочек. Из желудочка кровь по сосудам, называемым артериями, движется к жабрам, затем идет по всему телу и возвращается в предсердие по сосудам, которые называются венами. При таком строении кровеносной системы речь идет об одном круге кровообращения. Запомните, что артерии несут кровь от сердца, а вены – к сердцу. Есть еще капилляры – тончайшие сосуды, которые соединяют артерии и вены. Именно через разветвленную сеть капилляров в жабрах кровь обогащается кислородом. (Так же происходит в любых органах дыхания хордовых: и в наших легких, и во влажной скользкой коже лягушек.) Через капилляры кровь также отдает телу кислород. Следует сказать, что, совершенствуя позвоночных, Природа сделала четкое разделение крови на артериальную (насыщенную кислородом) и венозную (в которой кислорода мало). Это необходимо для того, чтобы разнонаправленные процессы забора и отдачи кислорода не мешали друг другу.

Органы выделения у миног – парные лентовидные почки – расположены вдоль спинной стороны полости тела. Пищеварительная система относительно проста, ведь при их образе питания очень сложный аппарат не нужен. Для размножения миноги заходят в небольшие реки с быстрым течением (оно способствует обогащению воды кислородом). Это делают и морские, и пресноводные миноги. На дне этих рек самки в ямках откладывают икру. Самцы поливают икру молоками. Происходит оплодотворение. Оно внешнее, то есть с момента оплодотворения потомство уже не защищено телом матери. Из отложенной и оплодотворенной икры выводится личинка, которая называется пескоройкой. Пескоройки несколько лет живут в песчаных норках и питаются мелкими беспозвоночными.

Окаменелые останки древних родственников миног и миксин – щитковые

Миксины, как мы уже говорили, живут только в морях и устроены проще, чем миноги. Глаза скрыты под кожей, на голове есть органы осязания – усики. Они очень глубоко проникают в тело рыб и проводят там практически всю жизнь, поэтому им достаточно такого упрощенного строения.

Восстановленный учеными, реконструированный по ископаемым останкам вид древних щитковых

Вымершие представители бесчелюстных, которых ученые относят к классу Щитковые, не были паразитами, поэтому у них было более сложное строение. Щитковые чаще жили на дне морей, имели достаточно прочный наружный скелет – панцирь. Он лучше развился на передней части тела и состоял из отдельных щитков (поэтому и возникло название этих древнейших представителей подтипа Позвоночные). Панцирь защищал щитковых от врагов. Важную роль играли расходящиеся в стороны края панциря. Они работали как крылья самолета, помогая существу быстро подняться вверх, избегая опасности. Помогала в этом также энергичная работа хвостом. Главными врагами щитковых были ракоскорпионы. (Эти ныне вымершие членистоногие сочетали черты раков и скорпионов, достигая в длину 1,8 м.) Сами щитковые питались придонными беспозвоночными животными. Можно предположить, что отсутствие челюстей создавало при этом определенные трудности, поэтому следующей задачей конструктора Природы было создание челюстей.

Созданные для воды (класс Рыбы)

Рыбы – это, возможно, одна из самых совершенных разработок конструктора Природы. Может, поэтому в мире их насчитывается около 20 тысяч видов. Среда обитания рыб – разнообразные водоемы: от океанов до луж. Пожалуй, вас это удивит, уважаемый читатель, но, по нашему мнению, в давние времена самые интересные рыбы жили не в морях и океанах, а именно в лужах. Почему? Потому что лужи, даже большие, иногда пересыхают. Поэтому их жителям, чтобы не погибнуть, надо было двигаться к другим лужам, и двигаться по суше. А для такого путешествия желательно иметь ноги или что-то вроде ног, а также легкие, пригодные для дыхания кислородом воздуха (с помощью жабр можно дышать только кислородом, растворенным в воде). Конечно, у рыб, о которых идет речь, ног не было, были плавники, в чем-то подобные ногам, а легкие – это лишь немного измененные плавательные пузыри знакомых всем нам рыб. Но если имеешь какие-либо средства для передвижения и легкие, можно вообще не возвращаться в воду, а продолжать жить на суше. Таким образом позвоночные животные освоили новую среду обитания, что является одним из важнейших этапов в развитии жизни на Земле. И случилось это благодаря рыбам из луж. От них произошли первые четвероногие: земноводные (такие животные, которые живут в основном на суше, но еще очень связаны с водой), затем рептилии (пресмыкающиеся), птицы, млекопитающие. Именно из-за такого исключительного значения рыб в цепи эволюции мы и начали свой рассказ с тех представителей этого класса, которые стали предками обитателей суши.

Хрящевые рыбы

Но большинство этих рыб все-таки стремились к океану, где их потомки живут и поныне. Живут и не очень отличаются от предков, существовавших несколько сотен миллионов лет назад. Океан – очень удобная среда для «живых ископаемых», потому что оставаться долгое время неизменным можно только в неизменной среде, каковой и являются глубины океана. Чуть позже мы расскажем о «живом ископаемом» – рыбе латимерии (ее иногда называют еще целакантом).

Двоякодышащие рыбы, живущие в небольших пересыхающих водоемах Африки (сверху), Южной Америки (посередине) и Австралии (снизу). В дополнение к жабрам они имеют легкие

Все рыбы имеют плавники. Они, может, и не очень внешне напоминают конечности, но, как и наши ноги и руки, имеют свои мышцы и свой скелет. Скелет у рыб бывает хрящевой или костный. Позвоночник, состоящий из настоящих позвонков, – это одно из главных достижений эволюции, которым мы обязаны рыбам. Его унаследовали также их потомки, которые вышли на сушу. По этому признаку ученые разделяют рыб на два класса – класс Хрящевые и класс Костные. Хрящевые – это акулы и скаты. У них еще нет плавательного пузыря, и это создает им определенные неудобства при плавании, к тому же не из чего возникнуть легким, поэтому у потомков хрящевых нет шанса выйти на сушу.

Наибольшей рыбой на Земле является китовая акула. Она может достигать 20 м в длину, но не представляет большой опасности для человека из-за того, что питается планктоном. Чаще совершают нападение на людей голубые акулы, имеющие длину до 5 м. Самая маленькая из известных ученым рыб во взрослом возрасте имеет длину 8 мм.

К костным принадлежит большинство знакомых вам рыб и множество незнакомых. К костным рыбам также относятся двоякодышащие и кистеперые — ближайшие родственники тех, что когда-то вышли на сушу и стали предками первых четвероногих. У костных рыб тоже бывают в скелете хрящевые элементы, в частности такой хрящевой элемент, как хорда, полученная в наследство от общего предка всех хордовых. У большинства рыб хорда во взрослом возрасте исчезает, у некоторых же, например осетровых, остается на всю жизнь (из хорды, «спинной струны» осетровых, называемой визига, готовится одноименная начинка для пирожков).

Скелет конечностей древних ископаемых существ: А, Б – кистеперой рыбы, В – амфибии

Скелеты рыбы и наземного позвоночного

У всех рыб есть череп с челюстями. Челюсти – это такое устройство для хватания добычи, которое само по себе предполагает активный образ жизни. А он, в свою очередь, требует развитых средств переработки информации – нервной системы. У рыб по сравнению с круглоротыми нервная система совершенствуется. Важнейшие отделы нервной системы – головной и спиной мозг – должны быть защищены. Поэтому вместе с черепом появляются настоящие позвонки, которые защищают спинной мозг. А позвоночник является основой для мощных сегментированных мышц тела. Движение рыб осуществляется преимущественно за счет ритмичных изгибов тела. Обеспечивает эти изгибы как раз сегментированная мускулатура тела. Но хорошо устроенное плавательное средство должно иметь руль. Эту задачу выполняют плавники, которые имеют свои мышцы и кости. Плавники бывают непарными – на спине и вблизи анального отверстия, и парными – грудные и брюшные. Из парных плавников и образовались конечности всех четвероногих.

Древняя гравюра – ужасная пасть акулы и ее зубы (сверху)

Кровеносная система у рыб устроена так же, как и у круглоротых: двухкамерное сердце гонит кровь по одному кругу кровообращения. Жабры у костных рыб имеют жаберные крышки, приводимые в движение специальными мышцами. За счет движения жаберных крышек костные рыбы направляют струю воды с кислородом в жабры. Некоторые рыбы, например толстолобик, через жабры фильтруют питательные частицы – мелкие растения и беспозвоночных животных. У хрящевых рыб вместо крышек имеются лишь жаберные отверстия – по этому признаку они ближе к круглоротым.

Разнообразие промысловых костных рыб

Пищеварительные системы рыб бывают очень разнообразны по своему строению. Это и понятно, ведь среди них есть хищники, а есть и такие, как упомянутый только что толстолобик, который фильтрует через жабры преимущественно растительную пищу. Способы размножения рыб тоже очень разнообразны. Некоторые костные рыбы являются живородящими, то есть их потомство, еще не вышедшее из икринок, защищено телом матери. А некоторые, такие как колюшка, строят гнезда для икры и охраняют ее. Но большинство рыб не заботятся о потомстве. Зато рыбы очень плодовиты, они откладывают тысячи икринок. Из мальков, которые вылупятся из этих икринок, лишь немногие доживут до взрослого возраста.

Предком знаменитой аквариумной красавицы – золотой рыбки является серебряный карась, которого можно встретить во многих водоемах Евразии.

Далее мы увидим, что с усложнением позвоночных на смену такой жестокости появляется забота о потомстве. Мальки рыб обычно бывают мало похожи на взрослых рыб, только со временем они приобретают их черты. Питаются они другой пищей. Это иногда позволяет хищным рыбам, таким как щуки, окуни, существовать в озерах, где нет больше никаких рыб. В таких «щучьих» или «окуневых» озерах рыбья молодь питается беспозвоночными, взрослые – молодью.

Внешний вид и образ жизни

По форме и окраске тела рыбы можно легко определить, какой образ жизни она ведет. Рыбы, живущие на дне, имеют плоское брюхо, они как бы немного придавлены сверху. Те же рыбы, которые свободно плавают в верхних слоях воды, сжаты с боков и сильно сужаются к животу. Если такую рыбу достать из воды и положить на стол, она не будет лежать на животе, а упадет на бок. У придонных рыб цвет спины, как правило, повторяет цвет дна. Их брюшко мало кто видит, следовательно, неважно, какого оно цвета, и чаще всего оно бывает белым. Что касается активно плавающих рыб, в основном они имеют такую окраску: темно-зеленоватую или голубоватую спину, белое брюшко и серебристые бока, отражающие солнечные лучи, как зеркало. Оказывается, что это лучшая защитная окраска для существ, плавающих в воде. Когда мы смотрим на рыбу сверху, с мостика или берега, мы видим только ее темную спину, почти сливающуюся с водой. Заметить ее довольно трудно, для этого нужно пристально вглядываться в глубину. Зеленый, голубоватый или даже желтоватый оттенок окраски зависит от цвета воды. В прозрачных морях чаще встречаются рыбы с голубоватым оттенком. Щука, которая плавает среди водорослей, бывает зеленой с темными полосами. Желтый цвет часто имеют жители мутных прудов. И только когда рыба поворачивается, сверкнув на солнце серебристой чешуей, мы, наконец, замечаем ее. Но хищники, плавающие в реке, чаще видят рыбу не сверху, а сбоку или чуть снизу. В этом случае серебристые бока пригодились больше, чем любой другой «камуфляж». Они отражают подводный пейзаж, и место, где находится рыба, кажется пустым.

Теперь выясним, какую роль играет белая окраска живота рыбы. Приходилось ли вам когда-нибудь изображать на рисунке какой-то выпуклый предмет, например вазу или бутылку? Если приходилось, то вы знаете: более отдаленный от нас край предмета должен быть темнее, чем более близкая к нам середина, хоть весь предмет и окрашен одной и той же краской. Тогда плоский рисунок будет казаться объемным. Когда мы смотрим на рыбу сбоку, нижняя ее часть наиболее удалена. Следовательно, она казалась бы темной, если бы все тело имело одинаковую окраску. Но живот гораздо светлее боков, и поэтому рыба кажется плоской, ее опять-таки трудно заметить. У рыб, которые плавают у самой поверхности, зеркальные бока часто сходятся снизу под острым углом. Это происходит по той причине, что жителям поверхностных слоев водоема чаще угрожает опасность снизу. Если бы эти животные имели другое строение, то хищник, проплывая в глубине, видел бы их четкие темные силуэты на светлом фоне. Но солнечные лучи отражаются от зеркальных поверхностей, расходятся под острым углом, и размывают этот силуэт. Оказавшись под рыбой, наблюдатель видит лишь нечеткую темную линию.

Рыбы необычной формы

Существуют рыбы, которые значительно отличаются своей формой от большинства представителей своего класса. Иногда форма бывает довольно причудливой. Увидев такое создание, вы можете не сразу догадаться, что перед вами именно рыба. К таким рыбам относится, например, рыба-луна. Это странное существо производит большое впечатление еще и потому, что к тому же имеет огромные размеры. Встречаются экземпляры весом до тысячи килограммов! Очень сплюснутая с боков, рыба-луна имеет форму тела, близкую к кругу. У нее нет хвостового отдела, который играет такую важную роль в передвижении других рыб. Туловище очень короткое. Может даже показаться, что тело рыбы состоит из одной головы. Спинной и анальный плавники обычно бывают непарными у большинства рыб, у рыбы-луны они почти одинаковы по размерам и форме. По бокам расположены два слабо развитых грудных плавника. Громадная рыба-луна очень медлительна и неуклюжа в своих движениях. Она питается планктоном, а сама является легкой добычей для многочисленных хищников.

Форму, мало приспособленную для быстрого движения, имеет рыба-еж (не надо путать с морским ежом, который не является рыбой, а относится к типу Иглокожие). Рыбе-ежу и не требуется особой подвижности, она охотится на малоподвижную добычу, а от хищников ее защищают многочисленные иглы. В спокойном состоянии эти иглы прижаты к телу, но как только рыба почувствует опасность, она наполняется водой. Испуганная рыба-еж становится похожей на мячик, из которого во все стороны торчат иглы.

Костные рыбы необычной формы

Очень своеобразный внешний вид имеет морской конек, которого можно встретить в Черном море. Его тело изогнуто в форме буквы S, и конек плавает в вертикальном положении с помощью движений спинного плавника. Таким образом невозможно передвигаться очень быстро, но от многих хищников конька спасает достаточно прочный панцирь, к тому же украшенный шипами. А на свою собственную добычу – мелких рачков – конек охотится, притаившись в зарослях водорослей, зацепившись за стебли длинным тонким хвостом, лишенным хвостового плавника.

Близким родственником нашего черноморского конька является рыба-тряпка, которая живет в морях, омывающих Австралию. Изогнутые очертания рыбки дополняются многочисленными шипами и лентовидными образованиями, которые делают рыбу-тряпку совсем незаметной среди водорослей.

В тропических и субтропических зонах Мирового океана можно встретить рыб, которые научились летать. Конечно, это не настоящий полет, как у птиц или насекомых. Но успехи летучих рыб весьма впечатляющие. Отделившись от воды, они способны пролететь в воздухе до сотни метров. Полет осуществляется с помощью чрезвычайно развитых грудных плавников рыбы, но рыба не взмахивает ими, а держит их неподвижно, наподобие крыльев самолета. Роль пропеллера играет хвост, нижняя лопасть которого значительно больше, чем верхняя. Как и самолет, летучая рыба, для того чтобы летать, нуждается в хорошем разгоне. В течение какого-то мгновения хвост рыбы, которая уже выпрыгнула на поверхность, остается погруженным в воду. Она мчится, словно глиссер, стремительно набирая скорость. Затем отделяется от поверхности и летит несколько секунд, как безмоторный планер. Таким образом рыбы часто спасаются от своих врагов, которые могут преследовать их только в водной среде. Правда, во время полета они часто становятся жертвами альбатросов и других птиц-рыболовов.

Таинственные угри

Среди рыб, обитающих в реках, одной из самых интересных является европейский угорь. Он привлекает к себе внимание прежде всего своим необычным внешним видом. Эта рыба больше похожа на змею как по форме тела, так и по способу плавания. Плавая, угри волнообразно изгибают все тело. Плавники имеют для них сравнительно небольшое значение. Видимо, благодаря такому сходству этих рыб со змеями в средние века возникла легенда, будто ночью угри выползают из реки и направляются на поля и огороды, чтобы полакомиться горохом и бобами. Впрочем, возможно, такие взгляды имеют весьма серьезные основания. Жабры угрей устроены так, что сохраняют влагу очень долго. Итак, возможно, что эти рыбы действительно способны осуществлять небольшие путешествия по суше, хотя, конечно, они это делают не ради бобов. В этом они не уникальны. В Индии можно встретить рыб анабасов, обитающих в мелких прудах и лужах. Когда родной пруд пересыхает, они переползают в другой. В поисках новых водоемов анабасы способны жить, прячась во влажной траве, в течение шести дней.

Развитие угря

Но вернемся к угрям. Еще одна особенность этих рыб стала поводом для многочисленных легенд. В течение многих веков рыбаки вылавливали угрей, но никогда не видели среди них ни самок, готовых к метанию икры, ни мальков, размеры которых были бы меньше 20 см. На этом основании древнегреческий мыслитель Аристотель утверждал, что угри развиваются из дождевых червей, а российские рыбаки прошлых веков считали, что они самозарождаются из речного ила. И только в 20-е годы XX века ученые выяснили, в чем дело.

Однажды был выловлен экземпляр лептоцефала (личинки угря) длиной 184 см. Ученые выдвинули две гипотезы. Первая утверждает, что такие лептоцефалы никогда не превращаются во взрослых рыб, вторая – что они являются личинками еще не открытых исследователями гигантских угрей.

Оказалось, что угри живут в европейских реках около десяти лет, не производя потомства. Затем они отправляются в трудное путешествие. Сначала плывут в моря, оттуда попадают в Атлантический океан и направляются к далекому Саргассову морю, единственному морю на Земле, которое не имеет берегов. Здесь они спариваются, и вскоре на свет появляются многочисленные личинки, совсем не похожие на взрослых рыб. Это плоские прозрачные существа, которых ученые называют лептоцефалами. Они были известны натуралистам и в позапрошлом веке, но их на протяжении длительного времени считали отдельным видом животных. Взрослые рыбы уже никогда не возвращаются в свои реки, а личинки живут в океане около трех лет, дрейфуя по течению Гольфстрим к берегам Европы. Попав из соленой океанской воды в более пресную, они превращаются в молодых угрей, не отличающихся от взрослых по форме, и продолжают свою жизнь в реках.

Живые ископаемые

В декабре 1938 года в музей южноафриканского города Ист-Лондона попала удивительная рыба. Она была обнаружена среди добычи экипажем траулера, который рыбачил в Индийском океане. Рыба имела голубоватую окраску, крупную чешую и своеобразное строение плавников, которые делали ее немного похожей на большую ящерицу. Длина рыбы была 1,5 м, а вес составлял 57,5 кг. Когда рыбу привезли в Ист-Лондон, она уже начала портиться, и директор музея М. Куртене-Латимер позаботилась о том, чтобы хоть частично сохранить этот уникальный экземпляр.

«Живое ископаемое» – современная кистеперая рыба латимерия

Внутренности пришлось выбросить, но из кожи сделали чучело. Через некоторое время с находкой ознакомился известный специалист-зоолог профессор Дж. Смит. Он определил, что таинственная рыба является не чем иным, как целакантом, представителем семейства, которое считалось вымершим много миллионов лет назад. Ближайшие родственники ист-лондонской рыбы жили в древних водах нашей планеты, когда суша была еще необитаема. Именно от целакантов ведут свое происхождение амфибии, первые четвероногие жители суши.

Плавник латимерии довольно похож на настоящие ноги сухопутных позвоночных (таких, как крокодил, например)

Возможность для освоения новой среды предоставили им унаследованные от целакантов особенности: во-первых, то, что рыбы эти были двоякодышащими, то есть могли дышать не только жабрами, но и легкими, следовательно, для дыхания им был пригоден атмосферный кислород; во-вторых, эти рыбы имели особые плавники – мясистые, похожие на лапы, окруженные перьями.

Вымершая родственница латимерии, жившая во времена динозавров

За эти плавники древние рыбы получили свое второе название – кистеперые. Что касается современной представительницы этого древнего семейства, профессор Смит дал ей имя в честь директора Ист-Лондонского музея. Он назвал ее латимерией. Через некоторое время удалось поймать еще несколько таких рыб в районе Коморских островов в Индийском океане, а в 1953 г. был сделан первый фотографический снимок живой латимерии под водой.

Отцы и дети

Рыбы, как правило, не очень заботятся о своем потомстве. Они откладывают тысячи, а некоторые виды даже миллионы икринок и забывают о них. Только из нескольких икринок вырастают взрослые рыбы, остальные погибают. Если бы было иначе, потомство одной пары рыб за несколько поколений заполонило бы все моря и океаны. Но есть и исключения из этого правила. Например, небольшая рыбка колюшка старательно строит гнездо для своей икры, а затем, когда икра уже отложена, самец бережно охраняет ее от врагов. Защищая своих будущих детей, маленькая рыбка способна на отчаянную храбрость. Она может броситься на врага, который значительно превышает ее своими размерами, а также на человека, который приблизился к гнезду. К счастью, самец колюшки неплохо защищен от хищников. Он имеет панцирь с острыми шипами, поэтому в водоеме не много обитателей, которые захотят иметь с ним дело. Из-за описанных обстоятельств часто случается, что колюшки размножаются в водоемах в огромном количестве. И это при том, что они откладывают всего 1300 икринок, очень немного по сравнению с другими рыбами. Так, щука и сазан, которые не заботятся о своем потомстве, откладывают до миллиона икринок, а рыба-луна, которая даже во взрослом состоянии сама о себе не может позаботиться, – 300 миллионов.

Первые четвероногие (класс Земноводные, или Амфибии)

Из названия этого класса животных – Земноводные – видно, что живут они одновременно и в воде, и на суше, ведут двойной образ жизни (их еще называют амфибии, что в переводе с греческого языка означает – «ведущие двойной образ жизни»). Это – первый класс позвоночных, который осторожно и не очень далеко вышел из воды на сушу. На суше обитают только взрослые животные, личинки-головастики живут исключительно в воде и телосложением очень похожи на мальков рыб. Земноводные – не очень большой по числу видов класс (около 4000).

Скелет крокодилоподобной вымершей амфибии – капитозавра

Это в основном небольшие животные, как, например, известные всем нам лягушки и тритоны. Африканская лягушка-голиаф считается великаном среди лягушек – ее размеры достигают 35 см. Для лягушки размеры впечатляющие, но – только для лягушки. Крупнейший представитель ныне живущих амфибий – гигантская саламандра, которая обитает в водоемах Японии и Китая. Ее длина достигает полутора метров, это размеры не очень крупного крокодила. Некоторые вымершие амфибии, внешне очень похожие на крокодилов, достигали в длину трех метров, треть приходилась на голову с зубастой пастью. Животное, как видим, солидного телосложения, но это – чемпион, великан. Напомним, что великанами среди других позвоночных являются киты и слоны, вымершие динозавры весом около 60 тонн и длиной – до 25 метров. Поэтому по размерам земноводные не очень впечатляющий класс.

Развитие бесхвостых амфибий – от рыбообразного головастика, который только что вылупился из яйца (сверху), до взрослого животного, которое еще не успело избавиться от хвоста (снизу)

Но он занимает важное место среди других разработок конструктора Природы, потому что это первый вариант использования четвероногости. Это первые у позвоночных конечности, пригодные для передвижения по суше. И это первые конечности с пальцами, в типичном случае – с пятью пальцами (как у нас с вами, кстати). А именно из пятипалой конечности возникла рука – «помощник и учитель мозга». Чтобы такие конечности выполняли свою задачу, требуются значительные изменения в строении скелета.

Гигантская саламандра

Изменения, ставшие позже полезными не только земноводным. А почему бы и в самом деле конструктору Природе не использовать и дальше такую удачную схему? Любой разумный конструктор от такой возможности не отказался бы. Скелет – опора для мышц. Поэтому появляются развитые мышцы конечностей. Отдельные мышцы прикреплены к определенным костям. Это так называемые скелетные мышцы. Очень мудрая схема и тоже очень похожа на схемы, которые конструктор Природа использовал в дальнейшем. Мышцам для энергичной работы требуется много питательных веществ («горючего») и кислорода. «Горючее» и кислород транспортирует – разносит – по организму кровеносная система. По сравнению с рыбами кровеносная система земноводных имеет уже существенные усовершенствования. Прежде всего, это два круга кровообращения – малый и большой. Малый круг несет кровь к легким, где она обогащается кислородом. (У большинства земноводных есть легкие – органы дыхания, крайне необходимые для жизни на суше.) Большой круг гонит обогащенную кислородом кровь по всему телу. Сердце имеет три камеры – два предсердия и желудочек. Два предсердия позволяют иметь два круга кровообращения. Один общий желудочек не позволяет полностью разделить артериальную кровь (обогащенную кислородом) и кровь венозную (обедненную кислородом). Это, конечно, определенный недостаток: несовершенная система подачи кислорода не позволяет производить нужное для организма количество энергии. А энергия – это, в частности, тепло. Земноводные – животные холоднокровные. Это значит, что они не могут согревать свое тело сами. Точнее – температура их тела очень зависит от внешней температуры. У нас с вами не так. У здорового человека температура тела при любых условиях колеблется в пределах одной-двух десятых градуса. Понятно, что речь идет о температуре головы и туловища. Руки, ноги, нос или уши могут очень сильно охлаждаться. Примерно так у земноводных охлаждается все тело, в частности нервная система. «Бортовой компьютер» амфибий удовлетворительно работает только тогда, когда тепло. Поэтому зимой в наших краях земноводные прячутся, в отличие от теплокровных животных и птиц. А вообще большинство амфибий – жители теплых краев. Из всех животных теплокровными являются только звери и птицы. Поэтому они и заселили всю нашу планету – от Африки до побережья Антарктиды. Но вернемся к амфибиям. Конечно, то, что в их кровеносной системе смешивается артериальная и венозная кровь, не очень хорошо. Такое смешение несколько снижает эффективность этой разработки конструктора Природы. Но в целом система кровообращения у земноводных достаточно удовлетворительная. Следует принять во внимание и то обстоятельство, что легкие – не единственный орган дыхания земноводных. Они также дышат и кожей – влажной и скользкой. Есть среди них и очень небольшие животные, которые не имеют легких и дышат только кожей. Кислород из кожи попадает в большой круг кровообращения, поэтому и венозная кровь у амфибий несет кислород. И следовательно, смешение артериальной и венозной крови в сердце – не очень существенный недостаток. К тому же сердечные сокращения выбрасывают сначала артериальную кровь и только потом – венозную. Заметим также, что легкие есть не у всех амфибий. А у тех, кто их имеет, они появляются только во взрослом возрасте, – головастики же имеют жабры.

Таковы важнейшие особенности земноводных. В остальном они несущественно отличаются от рыб. Как и рыбам, большинству земноводных забота о потомстве не свойственна. Поэтому большая часть вылупившихся головастиков обречена на гибель. А еще больше их погибает, так и не появившись из икринки на свет (оплодотворение происходит вне тела матери).

Древние амфибии

Древнейшим представителем класса Амфибий можно считать ихтиостегу – первое четвероногое животное, которое было способно передвигаться не только в воде, но и в случае необходимости по суше. Выход ихтиостеги на сушу произошел в девонский геологический период.

Скелет древнего земноводного – плагиозавроида

Окаменелые останки древнейшей амфибии были найдены учеными в Гренландии. Это было сравнительно небольшое животное, длиной около 90 см. Впрочем, размер достаточно солидный, если сравнивать с современными земноводными, ведь большинство из них – это совсем мелкие существа.

Ископаемые амфибии – хвостатая (сверху) и бесхвостая (снизу)

Но прежде на Земле жили родственники тритонов величиной с большого крокодила. Крупнейший представитель этого класса достигал в длину 4,5 м, а длина его черепа равнялась 125 см. Из-за такой непропорционально большой головы древние земноводные получили название стегоцефалы. Самые крупные современные амфибии лишь немного превышают размерами длину головы своих ископаемых родственников.

Амфибии-парашютисты

Среди земноводных есть и такие, которые не ограничиваются водой и сушей и посягают на воздушное пространство. Правда, их успехи в освоении воздушного пространства очень скромны, но они имеются. Речь идет о яванской летающей лягушке. Ее можно встретить не только на острове Ява, но и на Калимантане и, вероятно, на других островах Индонезийского архипелага.

Летающая лягушка с острова Ява

Большую часть своей жизни лягушка проводит на деревьях. Конечно, она не имеет крыльев, но при этом у нее очень длинные, широко расставленные пальцы, соединенные прочными перегородками. Когда лягушка прыгает с ветки на ветку или с дерева на землю, она растопыривает пальцы. Площадь перегородок оказывается достаточной, чтобы лягушечьи лапки сработали как парашюты и помогли ей дольше продержаться в воздухе, значительно смягчив посадку.

Рептилии – бывшие властелины суши

Из пресмыкающихся, которые сейчас живут на нашей планете, вам, уважаемый читатель, прежде всего известны такие, как ящерицы, змеи, черепахи и крокодилы. Нашим современником также является гаттерия, невзрачное, похожее на ящерицу животное, обитающее в заповедниках на небольших островках Новой Зеландии. Гаттерия является живым ископаемым. Все ее родственники вымерли сотни миллионов лет назад. Ее родословная уходит в те времена, когда динозавры были еще только «в проекте» Природы. Такая родословная заставила ученых предоставить гаттерии особое место в научной классификации – отряд, состоящий из единственного вида, занял особое место в классификации пресмыкающихся.

Разнообразие современных рептилий

Это невзрачное существо входит в состав отдельного отряда Клювоголовые. Другие отряды – Черепахи, Крокодилы и Чешуйчатые (это ящерицы и змеи) – все вместе насчитывают около 7000 видов. Но когда-то пресмыкающихся было значительно больше, поэтому современных рептилий ученые иногда называют остатками класса. Пресмыкающимися были вымершие динозавры (хоть они и не ползали брюхом по земле, а довольно-таки прилично ходили, некоторые даже на двух ногах).

Первые рептилии появились на Земле около 300 млн лет назад. Их непосредственными предками были примитивные амфибии. Но, в отличие от амфибий, рептилии уже потеряли прочную связь с водной средой и выбрали для существования сушу.

Отдельные виды рептилий, такие как крокодилы, морские змеи и черепахи, ящерицы игуаны, вернулись к жизни в воде. Древние пресмыкающиеся, похожие на крокодилов с плавниками или же на длинношеих, как лебеди, тюленей, обитали в морях. Летающие пресмыкающиеся достигали 11,5 м в размахе крыльев. По данным некоторых инженерных расчетов, это были совершенные «живые летательные аппараты» со скоростью полета до 55 км в час. (Сейчас к планирующему полету способны лишь небольшие ящерицы, обитающие в тропических лесах.) Рептилии – первые из позвоночных, которые в полной мере освоили сушу. До этого на сушу вышли членистоногие – скорпионы, впоследствии насекомые, но таких удивительных «живых конструкций», как, например, динозавры, Природа еще не создавала. Они были разными по размеру и приспособлены к различным условиям жизни. Это свидетельствует о том, что в конструкцию рептилий были заложены очень удачные новые разработки. Что это за разработки?

«Прабабушка динозавров» гаттерия, которая и сейчас живет на островках у побережья Новой Зеландии. Это небольшое (до 65 сантиметров длиной) невзрачное ящерицеподобное животное имеет в своем строении очень древние черты

Ороговевшая сухая кожа защищает тело пресмыкающихся от высыхания (в отличие от скользкой влажной кожи земноводных). Это позволяет уходить на большие расстояния от водоемов, селиться на новых пространствах и территориях (некоторым современным пресмыкающимся, например черепахам в пустынях, хватает воды, содержащейся в растениях, которыми эти черепахи питаются). Еще большую роль играет прочная, плотная скорлупа яиц. Оплодотворение у рептилий происходит внутри тела матери. Оплодотворению часто предшествует ухаживание самца за самкой, а также «турниры» между самцами за право на благосклонность самки. Такие турниры проходят по достаточно благородному «дуэльному кодексу». Например, змеи не используют во время брачных турниров ядовитые зубы.

Скелет ископаемой рептилии – родственника гаттерии

Многим рептилиям свойственно охранять отложенные яйца, а иногда и малышей, из них вылупившихся. Это характерно, в частности, для крокодилов. Ученые считают, что родственники крокодилов динозавры тоже проявляли заботу о потомстве, а значит, эти животные ценили каждого своего представителя, пытались его сохранить. А плодовитость рептилий невелика: черепаха или крокодилица откладывают не сотни и тысячи, а лишь десятки яиц. Яйца эти имеют значительно больший запас питательных веществ, чем икринки. Итак, по сравнению с тысячами лягушачьих или рыбьих икринок рептилии откладывают совсем немного яиц. Но детеныши, которые вылупливаются из них, не такие уж и маленькие, а к тому же – очень похожи на взрослых. Поэтому и войти в жизнь им проще, и путь жизненный для них безопаснее, не такой жестокий, как у мальков рыб или головастиков. Рассказывая о рыбах, мы обращали ваше внимание на то, что чем меньше плодовитость, тем меньше и жестокости во всем, что касается размножения. Подобное мы наблюдаем и у рептилий. Кто знает, может, конструктор Природа больше дорожит теми своими произведениями, на которые потратила больше творческой энергии?

Галапагосских черепах, которые могут длительно существовать без пищи, использовали моряки (пираты и китобои) как «живые консервы». В одном из английских зоопарков еще в ХХ в. жила огромная черепаха, у которой на панцире был автограф автора «Приключений Гулливера» Джонатана Свифта. Писатель, как известно, жил в XVIII в.

Следует сказать, что, создавая пресмыкающихся, Природа использовала многое из того, что было разработано для земноводных. Прежде всего – это четвероногая «ходовая часть». У пресмыкающихся она трансформировалась в ноги самых разнообразных конструкций, а у двуногих динозавров – еще и в верхние хватательные конечности с когтями, а также – в плавники, похожие на ласты, и даже в крылья. Есть, правда, рептилии безногие, такие, как, например, змеи и некоторые ящерицы, но это некоторое упрощение для не очень суровых условий. Змеи – не главное направление конструкторской разработки схемы класса Рептилии.

Некоторые ученые предлагают решить продовольственную проблему тропических стран за счет массового разведения больших ящериц – игуан. Их мясо напоминает по вкусу куриное и считается деликатесом.

Дыхательная и кровеносная системы пресмыкающихся и земноводных подобны: два круга кровообращения, трехкамерное сердце, легкие. Но есть и существенные усовершенствования. Легкие – единственный орган дыхания, их поверхность уже значительно больше, они совсем не похожи на плавательные пузыри рыб. Совершенствование легких понятно – сухая твердая кожа пресмыкающихся для дыхания непригодна.

Сухопутные (слева) и морские черепахи

В трехкамерном сердце рептилий уже есть перегородка, разделяющая желудочек на две половинки – левую и правую. У крокодилов в этой перегородке есть совсем небольшая дырочка, поэтому артериальная и венозная кровь смешиваются меньше, чем у земноводных. Крокодилы – ближайшие родственники вымерших динозавров, поэтому ученые считают, что система кровообращения динозавров была похожа на крокодилью. А такое строение принципиально позволяет животному быть теплокровным – то есть поддерживать постоянную температуру своего тела. Ученые также считают, что динозавры и некоторые другие вымершие рептилии могли быть и теплокровными. Перья или шерсть способствуют сохранению тепла у птиц и зверей. Возможно, что-то вроде перьев имели и некоторые динозавры. Тогда они были больше похожи не на каких-то причудливых крокодилов, а на огромных птиц.

Вес большинства динозавров превышал 2 т. Лишь два процента современных млекопитающих достигают таких размеров. Крупнейшие из известных ученым обитателей суши – динозавры-диплодоки достигали 30 м в длину. Их вес мог достигать 60 т.

Нечто похожее на теплокровность сейчас есть только у кожистых черепах. Поэтому большинство современных пресмыкающихся – жители теплых стран. Насколько совершенной была теплокровность динозавров? Этот вопрос связан с одной из загадок в истории нашей планеты – вымиранием динозавров. Многие ученые полагают, что вымирание динозавров связано с падением на нашу Землю астероида – обломка погибшей когда-то планеты. Скорее это был не один обломок, а несколько – такой «астероидный поезд» недавно врезался в Юпитер, самую большую планету Солнечной системы. Около сотни миллионов лет назад подобная бомбардировка земной поверхности вызвала поднятие в атмосферу большого количества пыли и дыма от лесных пожаров. Солнечным лучам труднее стало достигать земли. От этого климат стал холоднее. Динозавры с их несовершенной теплокровностью к такому климату приспособиться не смогли и вымерли. Их место впоследствии заняли птицы и звери – животные, которые способны хорошо поддерживать нужную температуру своего тела. Относительно теплокровности хотелось бы сделать еще одно замечание. Теплокровность способствует работе мозга. Человеческого мозга тоже. А именно достижения человеческого разума могут защитить человечество от астероидной опасности. Могли ли динозавры достичь уровня развития, подобного человеческому? Этот вопрос наукой окончательно не решен.

Рептилии далекого прошлого

Динозавры известны современной науке с 1824 года. Окаменелые останки представителя этого отряда были найдены на острове Великобритания. Сейчас таких находок в различных частях мира насчитываются сотни. Название «динозавр» в переводе означает «ужасный ящер», но далеко не все они были страшными хищниками. Существовало большое количество видов, которые питались растениями. К таким видам относится и крупнейший среди них – диплодок, который мог достигать 30 м в длину. Хищный тираннозавр, тоже великан, имел значительно меньшие размеры. Он был высотой 6 м, а длиной 10 м, значительно подвижнее диплодока и с острыми зубами. Следует сказать, что огромные размеры не являются отличительным признаком динозавра, их выделяют по признакам более сложным. Конечно, среди представителей этой вымершей группы много фантастических великанов, но существовали динозавры длиной всего 25 см. Это размер не очень большой ящерицы.

Ископаемые морские рептилии

Динозавры

Динозавры

Ископаемые летающие ящеры

Были и так называемые рогатые динозавры, или цератопсы, имевшие не очень большие размеры. Древнейший представитель этой группы, протоцератопс, был величиной с крупную собаку. Его высота составляла 1,2 м. У протоцератопса еще не было рогов, а был лишь толстый и прочный роговой шлем с воротником, который защищал шею. Родственники протоцератопса, появившиеся позднее, внешне были похожи на носорогов и размерами, и острым рогом на носу. Но сходство это сугубо внешнее, ведь цератопсы – рептилии, а носорог принадлежит к классу Млекопитающие. Самую живописную внешность среди рогатых динозавров имел трицератопс. Кроме причудливого воротника и рога на носу он имел два рога на голове, напоминающие коровьи.

Не все гигантские ящеры прошлого относятся к группе динозавров. Особое место среди животного мира занимают летающие ящеры – птеродактили, птеранодоны и рамфоринхи. Среди них были настоящие гиганты, размах крыльев которых достигал 7, а у некоторых даже около 11,5 м. Но были и такие, которые не превышали своими размерами современных летучих мышей. Крылья у летающих рептилий были перепончатыми. Именно с такими крыльями художники обычно изображают сказочных драконов и Змеев Горынычей.

Морские черепахи

Морская кожистая черепаха – крупнейший по размеру представитель своего отряда. Для нас черепахи являются символом неуклюжести и неторопливости. Но если вы увидите морскую кожистую черепаху в ее родной стихии, вы поймете, насколько такое представление не соответствует действительности. Ее тело имеет совершенную обтекаемую форму, а мощные передние лапы, которые больше похожи на широкие плавники, позволяют развивать большую скорость. Всю свою жизнь эта рептилия проводит в открытом море, где охотится на мелких рыб и медуз. Ее можно встретить во всех океанах, кроме Северного Ледовитого. Черепаха не любит холода и держится в более-менее теплых широтах. Впрочем, кожистых черепах можно встретить и на широте Ньюфаундленда и даже во фьордах Скандинавии. На берег кожистая черепаха выходит только тогда, когда ей надо произвести на свет потомство. Самка выползает на сухой песок и выкапывает яму глубиной около 80 см. В эту яму она откладывает яйца, от 50 до 140 штук. Затем она тщательно закапывает яму и пытается уничтожить любые следы своего пребывания на берегу. Через семь-восемь недель из яиц вылупливаются маленькие черепашки, которые сразу же направляются к морю.

Морские черепахи – пример современных рептилий, которые вернулись к жизни в воде

Кожистая черепаха получила свое название из-за того, что ее панцирь не роговой, как у других черепах, а состоит из большого количества небольших костяных пластин, покрытых мягкой и гладкой кожей, но достаточно прочных. Имея такой панцирь и к тому же острые зубы, взрослые черепахи, движущиеся в воде довольно быстро, редко становятся добычей хищников, хотя их вкусное мясо привлекает многих. Иногда жертвами становятся животные, которые, истощенные процедурой откладывания яиц, только что вернулись в водную стихию. Но самый опасный период в жизни морской кожистой черепахи – это короткий отрезок времени, когда только что вылупившаяся черепашка пытается добраться до воды. Спина ее еще мягкая и неокрепшая, а движется на суше черепашка значительно медленнее и более неуклюже, чем в море. Многие из них заканчивают свою жизнь в клювах хищных птиц, так и не попав в родную стихию.

Почти настоящие драконы

«Драконами» острова Комодо часто называют гигантских ящеров-варанов, обитающих на этом острове и на некоторых других островах Индонезийского архипелага. Другие известные нам вараны, например, те, что встречаются в Средней Азии, тоже не мелкие животные, по крайней мере, по сравнению с другими ящерицами. Но вараны острова Комодо могли бы занять достойное место и среди огромных рептилий далекого прошлого. Правда, среди них они не были бы великанами, но и совсем мелкими не казались бы. Самые крупные «драконы» Комодо достигают в длину 3,5 м. Из современных четвероногих пресмыкающихся они уступают в размерах лишь немногим крокодилам. Но надо еще учитывать, что крокодилы – водные животные, а вараны обитают на суше.

В молодом возрасте «драконы» имеют темно-серую окраску с красными или желтыми полосами. Взрослые животные приобретают однородный, почти черный цвет. На родных им островах варанов можно встретить в любой местности: и на побережье, и высоко в горах. Ночью они скрываются в небольших норах, которые роют сами, а днем выходят на охоту. На побережье, где ночи теплые, «драконы» иногда охотятся и при лунном свете.

Дракон не из легенды – варан с острова Комодо. Эти гигантские хищные ящерицы по размерам вполне достойны названия «сухопутные крокодилы»

Гигантские вараны – единственные опасные хищники на островах. Но, как и большинство пресмыкающихся, они не слишком подвижны. Каким же образом им удается поймать таких быстрых животных, какими являются, например, олени?

«Драконы», конечно, не способны догнать оленя, но, двигаясь медленно, они могут, не привлекая к себе внимания, подойти очень близко к животным на пастбище. Неподвижный варан долго и терпеливо ждет, пока какой-нибудь олень подойдет к нему близко, и тогда сбивает его с ног страшным ударом своего мощного хвоста. Зубами варан разрывает жертву на куски по 2–3 кг и заглатывает их. Часто добыча, которую сбил варан, оказывается слишком велика для того, чтобы съесть ее сразу. В этом случае он переваривает пищу где-то неподалеку, чтобы вернуться к добыче, как только снова почувствует, что проголодался. Однако запах мяса привлекает внимание других «драконов», и обычно успешный охотник ничего не имеет против того, чтобы пообедать вместе.

Жители островов утверждают, что варан может напасть и на человека, но таких случаев известно немного. Как правило, вараны избегают встречи с людьми. Если «дракона» поймать, он оказывает яростное сопротивление и способен сокрушить ударами хвоста прочный ящик. Но впоследствии животное привыкает к человеку и становится совсем ручным. Страшные хищники способны различать свое имя, могут угощаться из рук. Некоторых из них научили прыгать через кольцо и выполнять несложные трюки. Таких результатов не удавалось достичь ни с какими другими ящерицами.

Боевой этикет

Некоторые пресмыкающиеся имеют грозное вооружение, поэтому поединок с представителями собственного вида, например поединок за обладание самкой, мог бы иметь самые печальные последствия, если бы не происходил по строгим правилам. Так, гремучие змеи, одни из самых ядовитых среди известных науке пресмыкающихся, никогда не используют свой яд во внутривидовой борьбе. Поединки между самцами похожи на танец. Сначала змеи голова к голове плавно ползут по кругу, тщательно изучая возможности соперника. Зрелище это не лишено своеобразной красоты. Такой вступительный танец длится пять минут. По его окончании враги расходятся в разные стороны боевой площадки, потом сходятся, переплетаясь шеями, и вновь расходятся. На протяжении второй части танца змеи выбирают подходящий момент, чтобы схватить шею соперника. Захват должен быть не только быстрым и прочным, но и осторожным. Он осуществляется с помощью челюстей, но без участия ядовитых зубов, царапины от которых могут быть опасными для жизни побежденного. После того как захват произошел, победитель резким движением переворачивает соперника вверх брюхом и прижимает к земле. «Уложенная на лопатки» змея покидает площадку, а победитель направляется к завоеванной им в честном поединке «даме».

Выяснение отношений

Некоторые неядовитые пресмыкающиеся тоже имеют свой боевой этикет. Так, существует разновидность ящериц, у которых поединки самцов происходят по следующим сложным правилам. После вступительного ритуала одна ящерица хватает вторую зубами за шею и крепко ее сжимает, но так, чтобы не прокусить шею до крови, и при этом вторая ящерица не сопротивляется, а терпеливо ждет окончания испытания. Затем наступает ее очередь сжимать зубы на шее соперника. Такой обмен происходит до тех пор, пока кто-то из соперников не решит, что с него хватит. Об этом он сообщает не после того, как его укусили, а после того, как он укусил сам. Свое нежелание снова подставлять шею под чужие челюсти ящерица показывает с помощью особого танца. Она поворачивается к сопернику хвостом и начинает подпрыгивать на месте. Описанные действия означают, что животное признает себя побежденным, и поединок заканчивается. Очевидно, что главную роль здесь играет не сила челюстей, ведь их действие строго ограничено ритуалом. Победителем выходит тот, кто способен дольше выдерживать испытания.

Большие морские ящерицы Галапагосских островов тоже сражаются по определенным правилам. Каждый самец этого вида имеет собственную территорию, которую он защищает от непрошеных гостей. Когда два самца встречаются на границе своих владений, они становятся друг напротив друга и начинают кивать головами. Это знак готовности сразиться. Затем, упираясь лбами, одетыми в броню, ящерицы пытаются отодвинуть друг друга. Драка может продолжаться в течение нескольких часов. Наконец один из соперников показывает, что устал. При этом он распластывается на земле, и противник его больше не трогает.

Если специально занести самца галапагосской ящерицы на чужую территорию, драка будет происходить по другим, более жестким, правилам. Враг не приблизился к границе чужих владений, издали возвещая о своих намерениях, он появился на чужой территории неожиданно, грубо нарушая боевой этикет. Поэтому его не отталкивают лбом, а больно кусают зубами. Сам нарушитель чувствует себя в этом случае неуверенно и спешит вернуться на свою территорию.

Животные, давшие название авиации (класс Птицы)

Ученые иногда говорят о птицах как о рептилиях, приспособленных к полету. То есть Природа взяла одну, уже готовую конструкторскую разработку и приспособила ее для передвижения в воздухе. Какие проблемы она должна была при этом решить, какие задачи перед собой поставить и выполнить? Давайте немного поразмышляем вместе с конструктором Природой. Подумаем и посмотрим, похожи ли наши размышления на то, что мы имеем на самом деле.

Скелеты конечностей: А – ноги птицы, Б – крылья птицы, В – типичные конечности сухопутной рептилии

Итак, уже есть «конструкторская схема» рептилий. Надо переделать готовую схему таким образом, чтобы сделать ее пригодной к полету. Что для этого нужно?

Это так похожее на птицу ископаемое животное ученые считают рептилией – динозавром

Конструкция для летания должна быть прочной, но легкой, поэтому необходимы материалы с такими свойствами. В авиации вместо железа используют в основном сплавы алюминия. Они прочны, но втрое легче железа. В строении тела птиц конструктор Природа тоже использует материалы легкие и прочные, и прежде всего во всем, что касается полета. Что же это за материалы? Конечно же, перья! Легкость их вошла в поговорку. Но и прочность их достаточно высока – перья часто использовались при изготовлении боевых доспехов как материал для смягчения удара. Ученые считают, что перья птиц происходят от чешуи пресмыкающихся. Чешуя осталась и у птиц – на ногах. Очень легкие у птиц и кости. Внутри в большинстве птичьих костей – воздух, а их внутреннее строение напоминает конструкцию фюзеляжа первых самолетов. Идем дальше. Летающая конструкция должна быть не просто легкой, но и хорошо сбалансированной. Тяжелые ее элементы должны быть сосредоточены у центра тяжести. Череп с толстыми челюстями и зубами весит много. Птичьи черепа легкие и вместо челюстей с зубами имеют роговой клюв. У археоптерикса — ископаемого животного, объединившего в себе черты птиц и пресмыкающихся, – вместо клюва длинные челюсти с зубами. Поэтому он летал еще не очень далеко – перепархивал с ветки на ветку. Для полета нужен руль. У самолетов это – хвостовое оперение. У птиц он называется так же (по-видимому, не птицы позаимствовали название у самолетов, скорее – наоборот). И у самолетов, и у современных птиц хвостовое оперение довольно компактное, то есть не очень длинное и плотно собрано вместе, у птиц – как веер. А вот у археоптерикса был длинный хвост, как у воздушного змея – прапрадеда самолетов. Хвост археоптерикса похож также и на хвост ящерицы, потому что археоптерикс – полуптица-полурептилия. Поэтому и имел он хвост, как у ящериц, только с перьями по бокам. Для полета тяжеловато и не очень удобно. Имел археоптерикс и зубы, похожие на зубы таких ящериц, как варан. А что имеют вместо зубов современные птицы? Хищные птицы раздирают добычу клювом, для этого он у них такой крючковатый – «хищный». Полностью травоядных птиц не бывает: для полета нужно много энергии. Чтобы ее выработать, травы и листьев в качестве пищи мало. Поэтому хищные птицы питаются мясом, рыбой, а все остальные – зерном и мелкими беспозвоночными: червями, насекомыми. Чтобы перетереть зерно, некоторые птицы, голуби например, глотают камни. В мышечном отделе желудка они работают как жернова. Камни в желудке не нарушают равновесия птичьего тела в полете. Сохранению равновесия очень помогает то, что позвонки туловищной части срослись и позвоночник в этой части неподвижен – жестко держит форму тела в полете. Зато у птиц очень гибкая шея, потому что им нужно не только летать, но и кормить птенцов, искать пищу, смазывать свои перья жиром (жир для этого берется из копчиковой железы, расположенной над хвостом).

Археоптерикс – ископаемое животное, сочетающее черты птиц и рептилий: перья, зубы в клюве, когти на крыльях

Для полета нужна не только крепкая сбалансированная конструкция, но и мощный «двигатель». Эту функцию выполняют грудные мышцы, которые прикреплены к специальной кости, называемой килем. Все, кто имел дело с вареной или жареной курицей, с килем достаточно хорошо знакомы.

Ласточки летают со скоростью 110–120 км/ч, но иногда способны развить и большую скорость. Когда сокол-сапсан входит в пике над добычей, его скорость может достигать 350 км/ч, но обычная скорость этой птицы во время перелета около 100 км/ч.

Для мощного двигателя необходима хорошая система подачи «топлива» – питательных веществ и кислорода. Эту задачу выполняют кровеносная и дыхательная системы. Эти системы у птиц довольно совершенны, можно даже сказать, что совершеннее, чем у всех других позвоночных. Дыхательная система, кроме легких, имеет еще и воздушные мешки. Они расположены в полости тела и костях. Дыхание птиц тесно связано с движением крыльев во время полета. Воздушные мешки обеспечивают двойное дыхание – при вдохе и при выдохе. Во время вдоха одна часть наружного воздуха попадает в воздушные мешки, а вторая – в легких насыщает кислородом кровь. Во время выдоха в легкие попадает воздух из воздушных мешков, который тоже насыщает кровь кислородом. Мощному насыщению крови кислородом способствует и строение сердца. Оно у птиц четырехкамерное, в нем два отдельных предсердия и два отдельных желудочка. Поэтому артериальная и венозная кровь движутся отдельно и не смешиваются. За счет этого у птиц довольно совершенная теплокровность. В чем-то она даже более совершенная, чем у нас с вами. В частности, нормальная температура тела у них выше нашей и приближается к наибольшей возможной для живых существ – она достигает 45,5 °C.

Скелет птицы – конструкция, приспособленная для полета. Она устроена по схеме, общей для всех развитых хордовых (и для человека тоже, что действительно заметно при таком ракурсе изображения)

Самолету, кроме двигателя, нужны также пропеллеры. Пропеллерами птицам служат крылья (инженеры с завистью смотрят на это изобретение природы, пытаются его воспроизвести, но пока успехи в этом направлении весьма скромны).

Вот каковы важнейшие черты птиц – рептилий, переделанных для полета. Имеем ли мы право на такое сравнение? Безусловно. Вспомним прежде всего ископаемых животных, которые сочетают черты рептилий и птиц, того же археоптерикса. Ранее его считали прапрадедом птиц. Но сейчас найден еще более древний прапрадедушка – протоавис. Он имеет большее сходство с современными птицами, но при этом протоавис старше археоптерикса. Таким образом, похоже, Природа имела несколько вариантов, когда создавала из рептилий птиц. И археоптерикс оказался вариантом не лучшим, так сказать, неперспективным. А протоависа ждало большое будущее, хотя он и имел еще немало общих с археоптериксом черт рептилий. Прежде всего – это когти на крыльях (из современных пернатых их имеют только птенцы гоацина, который живет в тропических лесах Южной Америки. Взрослый гоацин плохо летает, он может только перелетать с ветки на ветку. Ученые считают, что такой образ жизни вел и археоптерикс). Второй признак рептилий – длинный тяжелый хвост со многими позвонками. У современных птиц все эти позвонки срослись вместе в небольшой копчик, а красивый хвост представляет собой легкое оперение.

Разнообразие современных птиц. Протоавис (в середине) – ископаемый кандидат в прапрадедушки современных птиц

Впрочем, есть современные птицы, которые совсем не летают. Но всем им пригодились разработки, предназначенные для полета. Так, пингвины с успехом используют крылья для плавания. А для страуса крылья – это дополнительный (к хвосту) руль. Руль этот воздушный, но помогает «живой конструкции», которая движется по земле. Такое встречается и в творениях рук человеческих – технике, которая хоть и не предназначена для полета, но очень быстро движется по земле или по воде. Страусиное крыло-руль не требует таких мощных мышц, как крылья, предназначенные для полета.

Житель современных тропических лесов – гоацин, птенцы которого имеют, как археоптерикс, когти на крыльях

Поэтому у страусов нет киля, ведь если нет необходимости в мощном двигателе, не нужна и специальная конструкция для его крепления. Вместо этого – мощные мышцы ног и надежная конструкция их скелета, с деталями, для птиц иногда необычными. Так, ноги страуса заканчиваются чем-то вроде копыт – это удобно для быстрого бега по твердой земле.

В Южной Африке устраивают гонки верхом на страусах.

Перья также нужны не только для полета, но и для сохранения тепла, что очень важно для совершенной теплокровности. Как видите, интересные разработки, созданные для полета, оказались полезными не только в воздухе, но и на земле. (Это часто случается с хорошими конструкторскими разработками.)

Некоторые хищные птицы способны заметить предмет размером 30 см с расстояния в 3 км.

Есть подобные примеры и в технических разработках, созданных человеком. Так что, видимо, крылья и перья заимствованы нелетающими птицами у каких-то летающих птиц – их предков. Однако можно предположить и обратную ситуацию: крылья, перья, совершенная теплокровность были сначала использованы на земле, а потом уже в воздухе.

Птенец гоацина и строение его крыла (внизу)

И несколько слов о «бортовом компьютере» – нервной системе птиц. У них хорошо развиты глаза и части мозга, перерабатывающие полученную при помощи глаз информацию. Это и понятно: сверху видно все, а вот, например, почувствовать добычу обонянием трудно. Очень большое развитие получили части мозга, которые управляют движением. Это тоже понятно: полет – движение сложное, управление им требует совершенного устройства переработки информации (вспомним, что бортовые компьютеры устанавливаются преимущественно на самолетах). Мозг птиц обеспечивает очень сложные формы поведения, в частности поведения, связанного с размножением (например, состязания самцов, такие как соловьиные «концерты» или распускание павлином хвоста), со строительством гнезд, вскармливанием птенцов, их обучением. Всем птицам присуща забота о потомстве.

Неутомимые путешественники

Лишь пятая часть всех птиц никогда не оставляет своей родной местности. Это так называемые оседлые птицы. Большая же часть птиц (около трех пятых общего числа) принадлежит к кочевым, то есть к таким, которые после завершения выкармливания птенцов могут перелетать довольно далеко от места своего гнездования в поисках более благоприятных условий. Еще одна пятая – перелетные птицы. От кочевых они отличаются тем, что начинают свои путешествия в теплые края, когда природа, казалось бы, еще не предвещает будущих изменений к худшему.

Птичьи стаи в полете

Еще ярко светит солнышко и еды вдоволь, но птицы собираются в стаи и направляются к месту зимовки. Часто это место находится на другом конце земли, и, чтобы добраться до него, нужно провести в пути несколько месяцев. Если бы птицы ждали холодов у себя на родине, они бы замерзли по пути. До сих пор ученые ведут споры о том, какие именно признаки побуждают птиц готовиться к перелетам. Это может быть изменение длины дня и ночи или расположения солнца и звезд на небе. То, что птицы способны ориентироваться по небесным светилам, доказано экспериментально. Например, зарянку, небольшую птичку, которая осуществляет дальние перелеты в Африку и летит ночью, выпускали в планетарии под искусственным звездным небом. Она принимала направление, которое, судя по расположению звезд, должно было быть юго-востоком, но на самом деле было западом или севером. Это происходило тогда, когда в планетарии показывали осеннее небо.

Птичьи стаи в полете

Большой интерес ученых всегда вызывал вопрос о происхождении перелетов. Возникновение этого приспособительного механизма можно объяснить так. Оседлые птицы, живущие в средней полосе, размножаются, и на старом участке уже не хватает пищи на всех, тогда часть их улетает севернее, становясь таким образом кочевыми птицами. Наконец, на севере они достигают такой климатической зоны, где можно существовать только летом. Тогда в зимний период они летят на юг и наталкиваются на своих соседей, которые уже заняли экологическую нишу ареала. Еды и для местных жителей, и для прибывших не хватает. Прибывшие летят дальше и вылетают за южную границу первоначального ареала. Здесь можно спокойно провести зиму. Через определенное количество поколений память о маршруте закрепляется генетически путем естественного отбора. Если описанная нами схема поведения верна, то в значительной части случаев место зимовки должно быть расположено тем южнее, чем более северным является место гнездования. И мы действительно можем наблюдать такое явление довольно часто. Наиболее впечатляющими являются перелеты полярных крачек. Они проводят лето вблизи Северного полюса, а зиму в Антарктиде. Длина их маршрута при перелете составляет 20 тыс. км.

Впрочем, не всегда перелеты осуществляются с севера на юг, ведь климат данной местности зависит не только от географической широты, но и от других факторов: расстояния до моря, расположения горных хребтов и так далее. Поэтому и направление птичьих миграций может быть различным. Так, скворцы, которые выводят птенцов в Восточной Европе, пережидают зиму не в Африке, как многие думают, а на западе, в Англии и Германии. Из-за близости моря климат этих, в общем-то, не южных стран значительно мягче, чем в середине континента. Зимой все время идут дожди, но сильных морозов и снега почти не бывает.

Птичьи стаи в полете

А гагары проводят лето на сибирских реках. К месту зимовки они не летят, а плывут по воде. Свое путешествие они начинают довольно поздно осенью и направляются… на север. По течению реки они попадают в холодное Карское море и здесь поворачивают на запад в Баренцево море. Обогнув Скандинавию, птицы наконец разворачиваются на юг и попадают в Северное, а затем в Балтийское море. Именно в Балтийском море гагары пережидают зиму. Длина их маршрута составляет 6 тыс. км.

Многие птицы не предпринимают таких сложных маневров и прокладывают к месту зимовки прямой кратчайший маршрут, пролегающий над горными хребтами и открытым морем. Это очень рискованный путь. Некоторые путешественники теряют силы прямо посреди моря и вынуждены искать себе место для отдыха. Если на пути нет островов, таким местом может быть пароход. Уставшие птицы опускаются на него, совсем забыв о своем страхе перед людьми. Известны случаи, когда птицы, не умеющие плавать, отдыхали на спинах гусей и уток. Лучшие летуны, к которым относится, например, наш аист, способны спать в полете. Ученые закрепляли на аистах специальные датчики, и оказалось, что время от времени пульс летящей птицы замедляется и доходит до частоты, характерной для спящих птиц. В таком состоянии аист находится 10–15 минут, а затем просыпается.

Ласточки, которые испокон веков пролетали над Альпами, покидая зимой Францию, теперь изменили свой маршрут. Сейчас они не летят высоко над горной грядой, а, как и автомобили, сокращают себе путь, пользуясь сделанным людьми тоннелем. Иногда ласточки отдыхают на едущих автомобилях.

Мастера-строители

Многие птицы, создавая дом для своих птенцов, проявляют незаурядное мастерство. Птичьи гнезда бывают самыми разными по размеру и форме. Строительные материалы, если они их применяют, тоже бывают очень разными. Чаще всего это веточки деревьев и растительные волокна, но встречаются и другие варианты. Некоторые птицы используют глину. Наверное, все видели глиняные дома деревенских ласточек, которые обычно ютятся под крышей домов и сараев. Но ласточки не единственные птицы, которые освоили гончарное ремесло. Глину для устройства своего жилья использует и поползень, небольшая серая птичка, которую часто можно встретить в наших лесах. Правда, поползень не строит полностью глиняного гнезда. Как правило, он находит готовое дупло и, если его отверстие оказывается слишком большим, достраивает глиняную стенку. Вход он оставляет такого размера, чтобы ему самому трудно было протиснуться внутрь. Так он чувствует себя безопаснее. Кроме того, глиной поползень замазывает щели, чтобы в жилище не задувал ветер.

В степной полосе Южной Америки живет птичка, которая за свои гончарные способности даже получила имя рыжий печник. Она строит себе прочные, полностью глиняные дома весом от 2 до 7 кг. Толщина стенок гнезда рыжего печника равна 15–20 мм.

Гнезда ткачиков

Все птицы-гончары смешивают глину с собственной слюной. Это придает строительному материалу дополнительную прочность. Но существует птица, которая строит себе гнездо из одной слюны. Это – саланган, ближайший родственник стрижей. Он живет в Юго-Восточной Азии и прилепляет свои необычные гнезда к стенам пещер. Во время гнездования слюнные железы салангана работают в пятьдесят раз интенсивнее, чем обычно. На воздухе слюна быстро превращается в мягкое пластичное вещество светло-желтого цвета. Впоследствии это вещество затвердевает. Гнезда саланганов употребляют в пищу. Они являются одним из самых популярных элементов традиционной китайской кухни. Правда, некоторые говорят, что суп из ласточкиных гнезд вкусен только за счет многочисленных специй.

Строительство гнезда ремезом

Птицы часто имеют название, которое напоминает о каком-то ремесле. Как правило, такое название связано именно со способом построения гнезда. Так, птица-портной сшивает себе гнездо из двух больших листьев. При этом она применяет нить (естественное растительное волокно) и пользуется собственным тонким и острым клювом как иглой.

Очень красивые гнезда строят ткачики, яркие желто-черные птицы, населяющие тропические леса и лесистые саванны. Их крупные (до 1 м в длину) дома будто сделаны из кружева. Волокна, образующие гнездо, сплетаются в самые причудливые узелки. Как правило, на одном дереве размещается несколько десятков гнезд ткачиков, и птицы возвращаются к ним из года в год. Часто они выбирают место, где живут дикие пчелы. Такое соседство помогает ткачикам решить некоторые проблемы. Насекомые охраняют их дом от хищников, которые могли бы разрушить гнезда.

Замечательный дом строит себе небольшая синичка ремез. Ее гнездо напоминает теплую пушистую рукавичку, подвешенную на тонких ветвях над землей или, чаще, над водой. Такое расположение делает дом безопасным. Тонкие ветви не выдерживают тяжелых хищников, и даже крылатые враги ремеза не могут добраться до гнезда. Оно слишком сильно раскачивается. А крошечному ремезу, вес которого всего 8—11 г, пользоваться им очень удобно. Пушистую «рукавичку» ремез сплетает из пуха растений: ивы, тополя, одуванчика и тому подобных. Поэтому эту птичку следует искать в местности, где таких растений много. Строительство требует большого мастерства, следовательно, молодь ремеза начинает тренироваться задолго до того, как наступает время откладывать яйца. Они часто строят себе «игрушечные» гнезда, такие же, как настоящие, но меньшие по размерам.

В кустарниковых зарослях Австралии живет разновидность кур, которые устраивают для своих яиц настоящие инкубаторы. Найдя в зарослях ровную площадку, куры выкапывают большую яму, которую заполняют листьями и травой. Когда растения начинают гнить, температура в яме повышается. Тогда куры откладывают яйца в инкубатор, а яму покрывают еще и слоем песка. В отличие от рептилий, которые, отложив яйца в горячий песок, оставляют их без присмотра, австралийские куры тщательно следят за состоянием инкубатора. Ежедневно самец проверяет в нем температуру. Если она слишком высока, он снимает лишний слой песка, если слишком низка – насыпает его.

Впрочем, существуют птицы, которые не строят гнезда, а откладывают яйца прямо на голых скалах. К таковым относятся кайры, жители суровых скалистых островов. Яйца этих птиц имеют ряд необычных свойств. Во-первых, по форме они немного напоминают грушу. Во-вторых, центр тяжести в них постепенно смещается с развитием птенцов. Зародыш в них расположен ближе к острому концу, а на другой стороне содержится воздушный пузырек. Такая форма предотвращает скатывание яйца со скалы в море.

Кто воспитывает детей кукушки

Не все птицы заботятся о своих птенцах. Есть и такие, которые сваливают заботу о потомстве на других. Самые известные среди них – кукушки.

Птенец кукушки в чужом гнезде

Они стали общеизвестным символом родительской беспечности. Когда наступает время откладывать яйца, кукушка не строит свой дом, а подбрасывает яйцо в гнездо другой птицы. Существует около 150 видов птиц, которые становятся приемными родителями для детей кукушки. Часто это бывают мелкие птички, значительно меньше тех, которых им приходится выкармливать. Поэтому кукушонок, появившись на свет, сразу выбрасывает из гнезда другие яйца и птенцов. Ведь «родители» не смогут прокормить всех. Иногда случается, что птица сразу замечает чужое яйцо в своем гнездышке и выбрасывает его, но чаще садится как на свое собственное. Это происходит из-за того, что кукушки имеют интересный приспособительный механизм. Они откладывают яйца, различные по размеру и окраске, похожие на яйца будущих «воспитателей». Есть кукушки, которые «специализируются» на горихвостках, трясогузках, камышевках. У них яйца очень маленькие по сравнению с их собственными размерами. Небольшая хохлатая кукушка доверяет своих птенцов воронам, и яйца у нее непропорционально большие. Однажды в Англии была устроена выставка, на которой можно было видеть несколько сотен яиц кукушек, собранных в гнездах 76 различных видов птиц.

Птицы, не умеющие летать

Тот, кто читал арабские сказки, в частности истории о Синдбаде-мореходе, наверное, помнит, что там не раз упоминается таинственная птица Рух. Появление этой неслыханной по размерам птицы, заслоняющей своими крыльями небо, часто бывало кульминационным моментом в приключениях главного героя. История о птице Рух не просто сказка. Она имеет свои реальные основания. Правда, тот, кто рассказал ее впервые, пожалуй, никогда не видел самой птицы, но, по крайней мере, видел яйцо, размером со средний арбуз. Видел он его на далеком южном острове Мадагаскаре, расположенном в Индийском океане у восточного побережья Африки. Здесь когда-то жили эпиорнисы, гигантские птицы, вес которых мог достигать 450 кг, а их яйца были 32,5 см в длину и 23,5 см в ширину. Но эпиорнис никогда не летал, заслоняя своими крыльями небо. Он вообще не мог летать, а крылья имел очень маленькие и слабые. Зато у него были длинные и сильные ноги, и он очень быстро бегал. Общим телосложением и способом существования эпиорнис напоминал современных страусов.

Череп с зубастыми челюстями и отдельные зубы древней ископаемой нелетающей птицы

Другая огромная нелетающая птица, диорнис, еще в XVIII в. жила на Южном острове Новой Зеландии. Некоторые представители этого вида достигали 2,55 м высотой. Диорнис был ценной охотничьей добычей для маори, коренных жителей Новой Зеландии, но охотиться на него было опасно. Великан мог убить охотника ударом ноги.

Современные и ископаемые (внизу) нелетающие птицы

Из птиц, которые сейчас встречаются на Земле, самой крупной является африканский страус. Он значительно меньше эпиорниса. Его максимальный вес достигает 150 кг. Страус является одним из лучших бегунов на планете и уступает в скорости только гепарду. Мало кто из летающих птиц способен с ним тягаться.

Млекопитающие – самая совершенная разработка конструктора Природы

В повседневной речи значения слов «звери» и «животные» часто путают. Еще чаще называют зверями самых крупных и опасных животных. Например, так могут назвать крокодила, а по отношению к мыши или зайцу слово «зверь» воспринимается как шутка. Но такое употребление этого слова научно неверно. Люди, знакомые с биологией, называют зверями только теплокровных животных, которые кормят детенышей собственным молоком, представителей класса Млекопитающие.

Череп древнего животного, занимающего промежуточное место между пресмыкающимися и зверями

Собственно говоря, термины «млекопитающие» и «звери» являются синонимами. Итак, крокодил, который относится к классу пресмыкающихся, никак не может быть назван зверем, тогда как мыши и зайцы имеют на это полное право. Известные вам волки, олени, слоны, носороги, львы, жирафы, тигры, а также домашние собаки и кошки, коровы и свиньи, овцы и козы – все это представители класса Звери. Киты – тоже звери, хотя их и считали рыбами. Их прапрадеды были немного похожи на неуклюжих волков.

Кашалоты способны нырять на глубину более 1 км.

На суше им не очень повезло, поэтому они вернулись в воду и отказались от конечностей с когтями и других лишних приспособлений. Оказалось, что решение это очень удачное – киты самые крупные из млекопитающих и самые крупные из всех животных в истории нашей планеты.

Самый большой из сухопутных зверей, которые когда-либо существовали на нашей планете, – вымерший безрогий носорог – индрикотерий

Есть и другие впечатляющие результаты возвращения к воде предков млекопитающих: тюленей, моржей, морских львов, дельфинов (дельфины тоже киты, только маленькие). Но и на суше этот класс имел большие успехи. Мы с вами тоже – звери, то есть принадлежим вместе с ближайшими родственниками – обезьянами – к классу Млекопитающие.

Самым быстрым бегуном среди млекопитающих, как и среди всех других живых существ, является гепард, хищник из семейства кошачьих. Он способен развивать скорость до 128 км/ч.

Звери, как правило, очень заботятся о своих детенышах.

Проще всего выглядит забота о потомстве у представителей подкласса Яйцекладущие, утконоса и ехидны – животных, которые живут сейчас в Австралии. Некоторые ученые даже считают их не зверями, а своеобразными рептилиями. Для этого есть все основания – яйцекладущие не рожают детенышей, а откладывают яйца, подобно крокодилам и динозаврам. Утконосы отложенные яйца высиживают. Ехидны вынашивают яйца в кожаной складке, называемой сумкой. Детенышам под скорлупой яиц всегда тепло. Яйцекладущие – животные теплокровные, они покрыты мехом (у ехидны мех на спине превратился в иглы). Правда, теплокровность яйцекладущих несовершенна – их температура тела ниже, чем у других зверей. К тому же температура тела яйцекладущих не такая постоянная, как у других теплокровных, она довольно сильно колеблется. (Ученые считают, что такая теплокровность могла быть у динозавров и других вымерших рептилий.) Детенышей, которые вылупливаются из яиц, утконос и ехидна вскармливают молоком. Сосков у этих зверей нет, и поэтому детеныши слизывают молоко, которое течет по меху матери (обратите внимание – они все же едят молоко, а, значит, по этому признаку яйцекладущих можно называть млекопитающими).

Ехидна

Вторым, значительно большим по количеству видов подклассом класса Млекопитающие являются Живородящие звери (их еще называют Настоящими зверями). Рождение живых, «готовых» детенышей – важное усовершенствование «конструкторской схемы» класса Звери. Это усовершенствование Природа производила в два этапа.

Утконос

На первом этапе она создала отряд Сумчатые. Их типичным представителем является знаменитый кенгуру. (Действительно, знаменитый – даже попал на государственный герб Австралии.) Рожденных детенышей сумчатые донашивают в особых сумках. Малыши в этих сумках сосут молоко из материнских сосков. Немного повзрослев, они начинают выглядывать из сумки, а затем вылезают из нее и делают первые самостоятельные шаги (или – прыжки!) в жизни.

Большинство зверей хорошо плавают. Одно из немногочисленных исключений – верблюд. Попав на глубокое место, он сразу тонет.

На втором этапе Природа создала модель более совершенную – плацентарных зверей. Это большинство известных всем вам зверей. Свое название эта модель получила от плаценты – органа для питания малыша, который еще находится в теле матери. Плацента соединяет кровеносные системы матери и детеныша. Детеныш получает все необходимое для жизни и роста из материнской крови. Такая система позволяет рождать детей почти подготовленными к взрослой жизни. У некоторых зверей только что родившийся малыш под наблюдением и охраной родителей может бежать вместе с ними. Так бывает, например, у копытных (оленей, зубров, лошадей, верблюдов, свиней). Копытным, особенно живущим на открытых пространствах среди опасных врагов, это крайне необходимо.

В течение 15 мин. летучая мышь способна уничтожить более 150 мелких насекомых.

У других зверей, имеющих укрытие (нору, берлогу, гнездо в дупле), малыши рождаются не такими самостоятельными – ведь в этом нет необходимости. Важно, что общая «конструкторская схема» плацентарных позволяет при любых условиях осуществить защиту детенышей и их относительно безопасный выход во взрослую жизнь. Эта черта сыграла решающую роль в завоевании плацентарными всех континентов Земли – от Африки до Антарктиды. Эта черта обеспечила и победное возвращение предков тюленей, китов, дельфинов, моржей, морских львов в воду. И не только возвращение зверей в воду, но даже овладение ими воздушным океаном (летучие мыши – тоже плацентарные).

Вместе с рождением «готовых» детенышей большое значение для овладения подклассом Настоящие звери нашей планетой имела теплокровность. Совершенная теплокровность есть и у птиц. Она даже совершеннее, чем у зверей. Но звери лучше использовали возможность, предоставленную им теплокровностью, а именно – развитие мозга. Мозг управляет поведением. А без поведения, которое позволяет приспособиться к любым условиям, млекопитающие не покорили бы Землю. Еще раз напомним, что люди – тоже млекопитающие. И благодаря своему уму вышли уже за пределы Земли, в космос.

Самые известные австралийцы и другие сумчатые

У сумчатых животных детеныши рождаются очень мелкими и малоразвитыми, и в течение длительного времени после рождения остаются в специальной кожаной сумке, расположенной на животе самки. У гигантского кенгуру, высота которого достигает двух метров, рождаются детеныши величиной с грецкий орех. Регион, из которого происходят сумчатые, сейчас трудно определить, тем более, что во времена, когда они появились на Земле (около 70 млн лет назад), еще не было современных материков. Африка, Австралия, часть Азии (Индостан), Южная Америка и Антарктида образовывали тогда общий древний континент Гондвана.

Кенгуру – представитель сумчатых, который попал на государственный герб Австралии

Сейчас сумчатых больше всего в Австралии и на окружающих ее островах. Когда 50 млн лет назад Австралия отделилась от Гондваны, на материке сложились уникальные условия для заселения его разнообразными сумчатыми, тогда как на других континентах они были постепенно вытеснены плацентарными млекопитающими. В Америке тоже можно встретить сумчатое животное, например опоссума, но там таких видов совсем немного.

Этот весьма схожий с игрушечным мишкой зверь – коала – тоже достойный представитель сумчатых

Самым известным представителем австралийской фауны и своеобразным символом этой страны является кенгуру. Это животное не похоже ни на каких других животных, населяющих другие части света. Серый кенгуру – самый многочисленный вид этих животных. Высотой серый кенгуру около 1 м. Представители этой разновидности живут в группе, питаются травой и листьями и составляют серьезную конкуренцию ввезенным в Австралию овцам, что вызывает беспокойство австралийских пастухов.

Но представьте себе, некоторые кенгуру питаются… нектаром цветов. В кустарниковых зарослях Австралии встречаются кусты с удивительными соцветиями. Цветы в этом соцветии расположены по кругу, один за другим, по краям «бокала». Из цветов на дно «бокала» выливается сладкий сок, который пахнет сливками. Соцветия расположены на кустах на высоте роста среднего кенгуру и имеют такие размеры, что животное легко может всунуть в «бокал» свой нос. Кенгуру с удовольствием лакомятся нектаром и при этом пачкают свой нос пыльцой. Затем они направляются к другому цветку… Таким образом осуществляется перекрестное опыление этого растения, называемого дриандра.

Кроме всем известных кенгуру, прыгающих по равнине, существуют такие виды, которые живут на деревьях в тропических лесах, и такие, которые выбрали для жизни суровую скалистую местность. «Скалолазы» способны совершать прыжки со скалы на скалу длиной 4 м.

Так выглядел уничтоженный европейскими колонистами тасманийский сумчатый волк

Еще один широко известный житель Австралии – коала, эвкалиптовый сумчатый медведь. В отличие от кенгуру, которые есть почти в каждом зоопарке, этого австралийца мало кто видел. Большинство может себе представить его только по фотографиям и фильмам. Коалу, несмотря на ее спокойный нрав, очень трудно содержать в зоопарке. Причина заключается в особенностях питания этого чрезвычайно симпатичного животного. Зверек питается только свежими листьями эвкалиптов, и то лишь тех деревьев, которые выросли на хорошей плодородной почве, следовательно, богатой питательными веществами. Именно такие листья могут поддерживать жизненные силы коалы.

А это представитель уже американских сумчатых – опоссум

Эвкалиптовый медведь занимает в животном мире Австралии совершенно особую экологическую нишу. У него почти нет естественных конкурентов. Ведь листья эвкалипта не только малопитательны, они еще и ядовиты для большинства животных. В крови же коалы содержатся специальные вещества, которые нейтрализуют яд.

Большинство сумчатых – это небольшие животные с симпатичной внешностью плюшевых игрушек. Но не все. Проворным и опасным хищником был сумчатый волк, которого еще примерно сто лет назад было немало на Тасмании, большом острове у побережья Австралии. Последнего живого представителя этого вида люди видели в 30-е годы XX в. Находки костей и рисунки на скалах свидетельствуют о том, что когда-то этот хищник встречался и на Австралийском континенте, но здесь он вымер 3000 лет назад, и ученые считают, что это произошло без непосредственного участия человека. Что касается тасманийского сумчатого волка, его гибель на совести пастухов, которые, чтобы обеспечить безопасность своих овец, безжалостно истребляли хищников. До наших времен сохранились шкуры, чучела и даже несколько фотографических изображений этого красивого животного. Тасманийский волк по своим размерам напоминал обычного, очень похожими по строению были его голова и челюсти. Но это не означает, что эти животные близкие родственники. Сходство в данном случае обусловлено одинаковым образом жизни. Шкура тасманийского волка была полосатой, как у тигра. В наше время ученые-генетики подумывают о возможном клонировании вымершего хищника.

Еще один представитель подкласса Сумчатые отнюдь не напоминает плюшевую игрушку. Об этом свидетельствует и его название. Речь идет о знаменитом тасманийском дьяволе, который стал героем диснеевского мультфильма. Это небольшое животное имеет неуемный аппетит и очень крепкие зубы, которыми оно способно разгрызать достаточно толстые кости. Как правило, тасманийский дьявол ест мертвых животных, но иногда может и охотиться. Причем не только из засады, но и гнать жертву, пока та не упадет. Бегает он не очень быстро, но благодаря его выносливости жертвами становятся и не очень быстрый вомбат, и больная овца. Хозяева привязанных сторожевых собак в Тасмании иногда находят утром пустую будку с цепью. Они подозревают, что это работа тасманийского дьявола.

Звери, вернувшиеся в море

Внешний вид китов и дельфинов совершенно не соответствует довольно распространенному представлению о зверях. Они не имеют ни теплого меха, ни четырех ног. Тем не менее, эти животные отнюдь не являются рыбами, они принадлежат к классу Млекопитающие, то есть они звери. Много миллионов лет назад их предки вышли из воды на сушу, но впоследствии вынуждены были вернуться в водную стихию, колыбель всего живого на нашей планете. Какие условия заставили их это сделать, сейчас трудно сказать.

Изучая строение кожи дельфина, ученые разработали покрытия для торпед и подводной части судов, существенно увеличивающие их скорость.

Вернувшись в моря и океаны, китообразные потеряли большинство внешних признаков млекопитающих, приобретя строение, удобное для жизни в воде. Об особенностях этого строения было рассказано в разделе, посвященном рыбам. Но многие черты своих четвероногих предков китообразные сохранили. В частности, они не могут все время находиться под водой и дышать кислородом, растворенным в воде. Для дыхания им нужен воздух. Правда, дельфины, и особенно киты, являются чемпионами по нырянию. Они могут находиться под водой очень долго и достигать огромных глубин. Но если что-то помешает животному вовремя подняться на поверхность, оно погибнет от недостатка кислорода.

Скелет гренландского кита: 1 – усы, через которые он цедит криль – мелких рачков, пищу этого крупнейшего из животных, ныне живущих на Земле; 2 – остатки скелета задних конечностей, которые были у сухопутных предков китов

Большую опасность для кашалотов, которые ищут себе пищу на глубине более километра, составляли глубинные телеграфные кабели, обеспечивающие связь через океан. Кашалоты, видимо, принимали кабели за щупальца кальмара, хватали их зубами и запутывались в них. Вследствие этого связь нарушалась, и специальные ремонтные суда поднимали на поверхность поврежденные кабели и погибших кашалотов.

Звери, которые вернулись к жизни в воде

У многих китообразных очень развит инстинкт оказания помощи представителям своего вида. Случается, что ослабленный по какой-то причине дельфин не может вовремя подняться на поверхность. Он подает специальный сигнал, и его здоровые товарищи спешат на помощь, чтобы быстро вытолкнуть пострадавшего на поверхность. Часто они это делают, рискуя своей жизнью.

Кое-что из жизни хищников

Существует устойчивое представление, что гиены, сравнительно небольшие хищники, неспособны сами поймать добычу, поэтому и питаются остатками охотничьей добычи львов. Это представление неверно. Часто даже бывает наоборот: царь зверей не утруждается охотой. Ему легче отобрать трофей у стаи гиен. А иногда мелким хищникам удается дать достойный отпор наглецу. Путешественникам по Африке приходилось наблюдать такие сцены.

Львы на охоте

Волк

Стая гиен после длительного преследования окружила отделенную от стада антилопу гну. Еще несколько минут – и жертва оказалась на земле. И именно в этот момент на месте охоты появилась львица. Рычание гиен стихло, наступила тишина. Еще через мгновение охотники разбежались, оставив свою добычу. Казалось, они потеряли надежду хорошо пообедать. Но прошло совсем немного времени, и ситуация изменилась. Гиены снова собрались в стаю и решительно двинулись на грабительницу. Началась драка. Удары мощных лап львицы часто не попадали в цель, тогда как челюсти гиен причиняли ей большие неприятности. В конце концов, львица оставила надежду на легкую добычу и покинула место драки.

Сейчас львы живут только в теплых краях. Но были случаи, когда эти звери в зоопарках отказывались с наступлением зимы оставлять летние вольеры и охотно качались в снегу. Возможно, они вспомнили времена, когда их предки жили в местах, где снег – обычное явление, в частности – на территории современной Украины.

Но гиены не смогли в полной мере воспользоваться славной победой. Вслед за львицей появились два льва, крупные самцы с длинными гривами. Оценив соотношение сил, мелкие хищники решили на этот раз не принимать бой.

Медведи

Хищники семейства кошачьих

Такие разнообразные представители семейства волчьих

Все вместе они отошли в сторону и легли там, терпеливо ожидая, пока грабители утолят свой аппетит. У наблюдателя, который появился бы в этот момент, конечно, сложилось бы впечатление, что гиены ждут остатков добычи львов.

Зверь с необычным названием

В тропических лесах Азии и Африки встречается животное, называемое ящером. Но, несмотря на такое название, оно не является пресмыкающимся. Ящер – теплокровное животное, которое кормит своих детенышей молоком. По всем основным признакам оно относится к классу Млекопитающие. А необычное для зверя название ящер получил из-за своей внешности.

Панголин схож с игрушечным динозавриком. Но это настоящий зверь, млекопитающее: маленькие панголины появляются на свет «готовыми» и достаточно ловкими, ходят, правда, зачастую держась за материнский хвост, мамы выкармливают их молоком

На первый взгляд, он очень похож на небольшого (около 1 м длиной) бескрылого дракона. Голову, спину, бока и даже хвост ящера покрывает панцирь, состоящий из отдельных пластин. Поэтому он напоминает еловую или пихтовую шишку. Такое строение панциря позволяет зверю свободно двигаться, а в случае опасности свернуться в клубок, защищая мягкий, покрытый редкими волосами живот и лапы.

Вот так за миллионы лет постепенно вырастал хобот у предков и родственников слонов, одновременно совершенствовались зубы, пригодные для перетирания веток деревьев и другого грубого корма

Второе название ящера – панголин. Существуют как разновидности панголинов, обитающие на земле, так и предпочитающие жизнь на деревьях. Жители деревьев имеют особенно длинный и гибкий чешуйчатый хвост, которым они легко цепляются за ветки. Питаются панголины преимущественно насекомыми.

Путешественники-великаны

«Топает, как слон» – часто говорим мы, когда слышим чью-то тяжелую поступь. Но индийцы, которые наверняка знают о слонах больше, чем мы с вами, имеют о них несколько иное представление. Если индиец говорит вам: «Вы идете, как слон», не спешите обижаться, потому что вам сделали таким образом комплимент. Слон в Индии – общепризнанный символ легкой упругой походки.

Слоны во время путешествия

И действительно, это огромное, самое большое и самое тяжелое из животных, обитающих сейчас на суше, с удивительной легкостью перемещается и по саванне, и по лесу, и по гористой местности, и по болотам. В частности, для того чтобы путешествовать по болотам, слоны приспособлены лучше, чем любой из наземных зверей. Опускаясь на зыбкую болотную почву, и без того широкая нога слона еще больше расширяется, принимая на себя огромную нагрузку. Когда ногу надо выдернуть из грязи, она, наоборот, сжимается, становится у́же, значительно облегчая этот процесс.

Взрослый обученный рабочий слон понимает и выполняет примерно около сотни приказов.

Таким образом, многотонные гиганты легко проходят там, где непременно погибла бы легкая и грациозная антилопа. Идя по лесу, слоны почти не поднимают шума, если их, конечно, не напугать. Естественно, что на ровной беговой дорожке слоны проиграли бы соревнование многим животным, но в дальних странствиях по девственным зарослям им нет равных в скорости. Чрезвычайно выносливые, эти звери могут идти целый день, почти нигде не останавливаясь, и всегда выбирают удачный маршрут. Опыт африканских слонов на этом континенте используют строители дорог. Они пытаются прокладывать современные трассы там, где протоптали дорогу слоны.

Наши ближайшие родственники

Сходство человека с обезьяной было замечено людьми задолго до того, как Чарльз Дарвин научно обосновал их родство. Еще три тысячи лет назад финикийские путешественники, проплывая вдоль побережья Африки, приняли за местное дикое племя встретившееся им стадо горилл. «Лесным человеком» называют жители Индонезии и местных обезьян орангутанов. Собственно говоря, так это название и переводится на наш язык. Орангутан означает «лесной человек». Человеческие способности обезьян в древности даже преувеличивались. Так, значительное количество древних источников утверждает, что эти животные способны играть в шахматы. Знаменитый врач античности Гален, создавая трактат о человеческой анатомии, опирался на сведения, которые получил, изучая строение тела обезьяны. Он слишком полагался на сходство этих существ и поэтому, описывая человеческое тело, допустил ряд ошибок, которые были опровергнуты лишь через тысячелетия, ведь в средние века никто не решался поставить под сомнение авторитет непревзойденного врача. Однако тот факт, что различий в анатомическом строении обезьяны и человека долго так никто и не замечал, ярко свидетельствует о сходстве человеческой и обезьяньей анатомии. Еще больше совпадают биохимические процессы человека и человекообразной обезьяны, поэтому именно на этом животном лучше всего проверять новые лекарственные препараты, предназначенные для людей. Некоторые ученые Средневековья и эпохи Возрождения разделяли всех живых существ на три категории: людей, животных и промежуточную категорию, к которой относили обезьян.

Обезьяны – наши ближайшие родственники среди животных

Похожи обезьяны на нас не только телосложением и биохимическими процессами, но и некоторыми чертами поведения, в частности формами общения, особенно когда они хотят продемонстрировать положительное отношение. Так, молодые шимпанзе, приветствуя своего предводителя, спешат ему навстречу, протягивая руки, иногда отвешивая поклоны. Если равные по рангу шимпанзе-приятели встретятся после разлуки, они обнимаются или могут приветствовать друг друга, взявшись за руки.

Недавно в Японии молодой самке шимпанзе была сделана операция, в результате которой она стала способна произносить человечески слова.

У человекообразных обезьян существуют очень сложные ритуалы, связанные с определением ранга. В случае возникновения конфликтной ситуации самцы горилл не дерутся между собой, а меряются взглядами. Если этого недостаточно, одна из горилл бросается на другую с угрожающим рычанием. Более слабый противник не выдерживает и убегает, а победитель гонится за ним, покусывая за пятки. Но если окажется, что соперник имеет крепкие нервы, драки не происходит. Приблизившись вплотную, нападающий вдруг останавливается, и обмен взглядами начинается снова. Большую роль при определении ранга играет способность порождать громкие звуки. Известен случай, когда самец шимпанзе смог значительно повысить свой авторитет среди родственников, завладев несколькими пустыми бидонами. С их помощью он поднимал страшный шум, и это заставляло других шимпанзе относиться к нему с особым уважением.

Маленькие орангутаны

Вообще умение обезьян использовать всевозможные предметы в качестве орудий издавна привлекало внимание ученых. С помощью палки эти животные часто сбивают на землю фрукты, которые не могут достать, просто протянув руку. Если обезьяны находят воду и им неудобно пить ее губами из углубления, в котором вода находится, то они, пожевав листву, изготавливают из нее нечто вроде губки, которая всасывает воду, и таким образом утоляют свою жажду. В последнее время проводились эксперименты по обучению обезьян языку жестов. Эксперимент оказался удачным, он показал, что обезьяны легко усваивают десятки слов и имеют даже что-то вроде начальных навыков абстрактного мышления. Так, если обезьяна выучит слово «кошка», она может понять, что речь идет не о какой-то определенной кошке, с которой ее познакомили, а о любой кошке, например той, что изображена на рисунке в детской книге.

 

Глава 9

Эскизные разработки конструктора природы

Представьте себе животное, из тела которого изъято сердце с кровеносной системой, или органы дыхания, или же система пищеварения. А может, не изъято, а при рождении не заложено. К тому же это животное не единичное, а все его родственники обделены подобным образом. Представьте себе далее, что этому несчастному животному предстоит искать себе место на нашей планете. Место, где бы оно могло существовать, несмотря на отсутствие таких важных частей организма. А если уж никак нельзя обойтись без этих частей, то их берут от животных другого вида. Иногда работу какого-то органа предлагают выполнить другому, совсем на него не похожему. Кошмар, не так ли? И кто же это создал такой кошмар? Эти конструкторские наброски иногда делает не кто иной, как сама Природа. Но результаты этих упражнений конструктора не так ужасны, как может показаться на первый взгляд. Потому что каждое животное, которое сейчас существует на нашей планете, заняло на ней свое место.

Мы уже рассмотрели почти все разнообразие царства Животные. Рассказывали мы в основном о животных весьма приметных, которых все хорошо знают. А сейчас мы поговорим о животных не слишком приметных и не очень известных. Они отличаются от других и известны по большей части только ученым. Это не значит, что их трудно увидеть. Просто на них не обращают особого внимания. Они попадаются на глаза людям, порой даже создают лишние хлопоты. Но этих необычных животных чаще считают червями или моллюсками, или вообще не животными, а растениями – мхом, например. Природа их будто бы не завершила. О таких животных мы уже рассказывали в других главах. Скажем, утконос – о нем говорилось в главе, посвященной зверям (млекопитающим). Утконос, с одной стороны, зверь, потому что покрыт шерстью и выкармливает детенышей молоком. Но не рождает их, а откладывает яйца, как птица или рептилия. Крыльев и других сугубо птичьих признаков у утконоса нет. Так, может, он рептилия? Некоторые ученые так и считают утконоса родственником тех древних, ныне вымерших рептилий, от которых происходят звери. То есть взяла Природа представителя класса Рептилий, стала понемногу его менять, придавая черты нового класса Звери. Увидела, что получается что-то интересное. На время работу прекратила. И получилось нечто: вроде бы и зверь, но во многом еще рептилия. Впоследствии другие звери были «доведены» до совершенства, а утконос остался каким был. Природа в своей работе к утконосу больше не возвращалась – использовала только для того, чтобы посмотреть на него и подумать, как лучше воплотить свою новую задумку – зверей. У людей-конструкторов, а также других творцов: художников, скульпторов, архитекторов – такая черновая разработка называется эскизом. В художественных музеях рядом с выдающимися картинами иногда помещают эскизы к ним. Эскизы выполняются не так тщательно, как сама картина. На эскизах часто отсутствуют детали, которые во всех подробностях выписаны на картинах. Однако следует сказать, что эскизы выдающихся художников имеют большую художественную ценность. А разве такой эскиз Природы, как утконос, по-своему не хорош и не интересен?

В технике эскизными разработками называют такие, которые осуществляются для того, чтобы изучить их и продумать, как выполнять работу дальше. Это так называемые экспериментальные разработки. Их могут выполнять очень тщательно, но в небольшом количестве. Ведь цель их изготовления – взвесить все и решить, как их усовершенствовать. После всех усовершенствований мы получим что-то совсем другое. Оно уже мало похоже на первоначальный эскиз. После завершения экспериментальной разработки изделие производится в большом количестве – большими сериями, как, скажем, автомобили известных марок. А эскиз остается в единственном экземпляре и стоит себе в музее или где-то на заводской территории на почетном месте, на постаменте – некий прадедушка машин, несущихся нескончаемым потоком с заводского конвейера. Иногда сначала изготавливают так называемую экспериментальную малую серию – немногочисленные экземпляры, для того, чтобы, опробовав их на деле, конструкторы могли убедиться, что их следует запускать в большую жизнь.

Утконос – не единственная эскизная разработка конструктора Природы. Целые направления этого великого творца достигали время от времени значительного развития, а затем, не выдержав суровых испытаний, отходили в небытие или причислялись к конструкторским пробам. Именно об этих эскизных разработках Природы и будет идти речь дальше.

Подтип Полухордовые

Полномочным представителем полухордовых является баланглосс – невзрачное животное, похожее на червя. Живет оно в морях возле дна, роется в иле в поисках мелкой пищи. Роет в донном иле ходы. Тело его разделено на три части – хобот, воротничок и туловище.

Баланглосс

На первый взгляд, в нем нет ничего интересного. Но это только на первый взгляд. Потому что, когда ученые присмотрелись к этому животному внимательнее и изучили его строение, они нашли в нем много интересного. Такого, чего нет ни у одного из червей, на которых якобы так похож баланглосс. Что же именно? В глотке у баланглосса имеются жаберные щели. В хоботе – что-то вроде зародыша хорды. Один из нескольких нервных столбов – спинной – имеет внутреннюю полость.

Баланглосс в своей норке

Это и роднит небольшое, внешне неинтересное животное со всем огромным типом Хордовые. А к хордовым относятся такие представительные животные, как киты, слоны, птицы, летающие ящеры, гигантские акулы и вымершие динозавры.

Свободноплавающая личинка полухордовых

Почему же так просто устроен наш родственник баланглосс? Потому что таковы условия, в которых функционирует его организм. Так зачем же его усложнять? Рыбацкий челнок, например, тоже очень прост – имеет всего одну мачту. Зачем ему больше? Но он тоже парусник, полномочный член большой семьи парусников, которые покорили в свое время все океаны нашей планеты. На некоторых из них и сейчас пересекают океаны сотни людей. Для этого такие корабли имеют много мачт и очень сложную систему парусов. А начиналась славная история парусников с совсем простых суденышек – вроде плотов с парусами, сплетенными из бамбука или тростника. Поэтому и большая история хордовых начиналась с полухордовых – простых неприметных животных типа баланглосса.

Подтип Оболочники, или Личиночнохордовые

Оболочники – наши очень не похожие на нас родственники, которые обитают в морях. Этот подтип входит в состав большого и знаменитого типа Хордовые. Подобно полухордовым, представители оболочников создают впечатление очень несовершенных хордовых. Но это касается в основном взрослых экземпляров. А вот личинки оболочников похожи на хордовых, скажем – личинка асцидии. После выхода из яйца она очень напоминает головастика: овальное тело с хвостом, жаберные щели в глотке, хорда, а над хордой – настоящая нервная трубка (отсюда одно из названий подтипа Личиночнохордовые).

Оболочники, наши родственники, которым присуща тихая, спокойная жизнь: взрослая асцидия (внизу) и ее свободноплавающая личинка (вверху)

Но поплавав несколько часов, личинка закрепляется на дне и начинает постепенно превращаться во взрослый экземпляр. Конечно, превращение личинки во взрослое животное сопровождается усложнением строения тела. Но этого не происходит с асцидиями и другими оболочниками. У взрослой асцидии из черт, присущих хордовым, остаются лишь жаберные щели в глотке. Зато появляется оболочка, покрывающая все тело (эта оболочка, покрывающая тело, определила еще одно название подтипа – Оболочники). Она создана из клетчатки – вещества, которое, кроме как у оболочников, больше не встречается в строении тела ни у каких других животных.

Формы тела взрослых прикрепленных оболочников

А вот в организмах растений клетчатка встречается очень часто. Так Природа заимствует конструктивные материалы из одного большого царства живой природы, чтобы наделить ими другое. На верхнем конце тела взрослой асцидии есть два отверстия: через одно вода с питательными частицами попадает в тело, через другое – выходит. Отфильтрованными из воды частицами асцидия питается. Взрослая асцидия ведет неподвижный образ жизни, активно пищи не ищет, потому и имеет упрощенное строение тела. Так же, как и большинство оболочников.

Формы тела взрослых оболочников, которые передвигаются по течению воды

Взрослые особи либо прикрепляются ко дну, либо если и двигаются в воде, то не очень активно. Что нам напоминает преобразование сложно устроенной, способной к активному движению личинки в малоактивный взрослый организм? Как в этом случае можно понять направление творчества Природы? Представьте себе человека-творца, перед которым возникла цель создать что-то не очень сложное. Скажем, легкое сооружение, пригодное под ресторан, кафе или дискотеку. Нашему творцу, как и каждому творцу, присуще стремление делать все интересно. Он не хочет тратить много времени на эту не очень сложную задачу. Поэтому наш творец возьмет что-то уже готовое, безусловно, интересное, и переработает его в кафе-дискотеку. Скажем, возьмет корабль со всеми атрибутами морской романтики: мачтами, капитанским мостиком, штурвалом, якорями, пушками, но без существенных для настоящего корабля конструктивных деталей – киля или прочного корпуса, способного выдержать нашествие неистовой морской стихии. И, взяв за основу настоящий корабль, создаст корабль-дискотеку. Корабль, стоящий на приколе или медленно плывущий по тихой реке с красивыми пейзажами вдоль нее. То есть возьмет творец конструкцию, пригодную для активных действий в сложных условиях, а сделает из нее что-то более простое – для простых условий. Так же, как сделала это Природа, сконструировав оболочников.

Тип Погонофоры

Погонофоры – очень необычная эскизная разработка конструктора Природы. Это единственные многоклеточные животные, не имеющие системы пищеварения. Нет у погонофор ни желудка, ни самой обыкновенной кишки. Даже у губок есть что-то вроде кишки, а уж кишечнополостные имеют, хотя и открытую только с одной стороны, но все же настоящую кишку (поэтому они и называются кишечнополостные), это при том, что погонофоры значительно сложнее губок и кишечнополостных. У них хорошо развиты и другие системы органов, такие как нервная и кровеносная.

Строение погонофор: 1 – щупальца, которые заменяют пищеварительную систему, 2 – сердце, 3 – мозг, 4 – кровеносные сосуды, 5 – нервные стволы

А вот пищеварительной системы нет! Не создал таковую погонофорам великий конструктор Природа. Погонофоры живут на больших глубинах в море, в своеобразных домиках-трубочках. Длина трубочек от одного сантиметра до одного метра. Но трубочки эти очень тонкие. Поэтому, если сопоставить длину с толщиной, погонофор следует признать одними из самых длинных представителей царства животных. А на первый взгляд – ничего особенного: что-то вроде червя, который спрятался в трубочку. Поэтому на погонофор долгое время никто не обращал внимания, хотя их трубочки время от времени забивали тралы рыболовецких и исследовательских судов.

Погонофора, извлеченная из своей трубки

Открыли погонофор только в середине XX века. Когда ученые стали их изучать, выяснилось, что погонофоры устроены значительно сложнее, чем черви. Их тело разделено на три части. Первая, короткая, несет головную лопасть и щупальца. В этой части содержатся головной мозг, сердце, органы выделения. Далее идет не очень обособленная от первой и немного бо́льшая по сравнению с ней часть. На ней снаружи имеются органы прикрепления – с их помощью погонофора удерживается в своем домике-трубочке. В третьей части расположены половые органы. Нервная система кроме головного мозга имеет еще спинной нервный ствол. Это то, что имеется и у хордовых, что дает ученым основания полагать, что погонофоры и хордовые – родственники и имеют общих предков. Кровеносная система погонофор замкнутая, то есть кровь движется только по сосудам. Эта черта присуща высокоразвитым животным. Богатые кровеносными сосудами щупальца служат органами дыхания. Что же касается органов пищеварения, то у погонофор их нет, потому что они имеют уникальное приспособление для получения веществ и энергии. Это редчайший пример животных, которые питаются автотрофно (подробнее об этом написано в соответствующей статье толкового словаря в конце книги). Правда, не сами. В этом им помогают специальные симбиотические бактерии, которых погонофоры поселяют внутри своего тела. Это бактерии хемосинтетики, то есть они производят питательные (органические) вещества за счет энергии, которая выделяется при специальных химических реакциях неорганических веществ. А полученными питательными веществами питаются и бактерии, и погонофоры.

Тип Мшанки

Мшанки живут в морских и пресных водах, образуя наросты на дне водоемов. Внешне эти наросты похожи на мох: отсюда и название типа – Мшанки. Но это не мох. А Мшанки – не представители царства Растения, а принадлежат к царству Животные. Похожие на мох наросты образуют колонии маленьких животных, ближайшими родственниками которых являются кольчатые черви. Но хоть мшанки и родственники кольчатых червей, ученые их выделили в отдельный тип. Потому что это отличное от других направление разработок Природы. Суть этой разработки заключается в том, чтобы сделать несколько довольно простых «конструктивных элементов», из которых строится относительно сложная схема.

Строение тела отдельной особи мшанки:

1 – мышцы, 2 – щупальца, 3 – домик

Что-то вроде сборки различных схем радиоприемников, телевизоров, магнитофонов из стандартных радиодеталей. Конструктивным элементом колонии мшанок являются отдельные особи, живущие всю жизнь в своей каморке. Наружу выглядывают только щупальца. Каморки отдельных экземпляров срастаются, образуя общий скелет колонии (его можно сравнить с монтажной платой редких ныне ламповых радиоприемников или магнитофонов).

Свободноплавающие личинки мшанок

Чаще всего встречается такая разновидность «конструктивного элемента» колонии мшанок как особь, отвечающая за питание. Она имеет мышцы, щупальца, сквозную кишечную полость (с ротовым и анальным отверстиями). Есть и другие «стандартные конструктивные элементы», в частности для защиты колонии от незваных гостей. Эти «конструктивные элементы» похожи иногда на птичью голову с клювом, который служит для сбора всего лишнего (живого и неживого) с общего тела колонии.

Мшанка с клювом, которая защищает колонию от чужаков

Бывают и другие устройства – не для сбора, а для отталкивания. Из таких «стандартных конструктивных элементов» строятся колонии мшанок – нечто не очень заметное, но все же существующее, что не посягает на верховенство в окружающем мире.

Тип Плеченогие

Плеченогие обитают в морях, в основном на дне. Эта разработка конструктора Природы очень похожа на моллюсков (длительное время их и считали моллюсками). Как и у моллюсков, тело плеченогих защищено раковиной. Раковина эта двустворчатая, но немного отличается от раковины двустворчатых моллюсков. Вместо двух боковых створок, как, скажем, у перловиц или мидий, плеченогие имеют верхнюю и нижнюю створки. Они скреплены замком, который приводится в действие сложной системой мышц. Как и моллюски, плеченогие имеют мантию – вырост на спине, который соединен с раковиной. Есть и мантийная полость, которая играет важную роль в жизни этих животных. Есть нога с мощными мышцами. Служит она для прикрепления. Плеченогие, живущие в норах, когда возникает опасность, с помощью ноги втягиваются в эти норы. Есть и безногие плеченогие, которые прирастают к камням на дне непосредственно нижней створкой раковины. В отличие от моллюсков у плеченогих кроме ноги есть что-то вроде конечностей. Это малоподвижные парные выросты со щупальцами. Они крепятся к выступам на раковине, которые похожи на плечи. Эти выросты также называют ногами (иногда руками). С их помощью плеченогие питаются, отфильтровывая из воды мелкие частицы пищи.

Продольный разрез плеченогого

Итак, плеченогие очень похожи на моллюсков, хотя есть между ними и существенные отличия. Значение некоторых из них могут понять только ученые. Но о значении одного отличия можем поразмыслить и мы с вами, уважаемый читатель. Поразмыслить и сделать некоторые предположения. Всего лишь предположения, а отнюдь не категоричные выводы, на которых можно уверенно настаивать.

Ископаемые плеченогие

О каком отличии пойдет речь? На первый взгляд, отличие не очень существенно. А именно – строение раковины, которая имеет две створки – верхнюю и нижнюю. Поэтому снизу плеченогие защищены прочным панцирем. А вот у моллюсков снизу есть нога. А когда ноги расположены под телом, а не сбоку, это предоставляет дополнительные удобства для передвижения. (Посмотрите, как неуклюж на суше крокодил, у которого ноги чуть сбоку, сравните его со зверями – волками, оленями, лошадьми, у которых ноги прямо под туловищем.) Поэтому у плеченогих строение раковины по сравнению с моллюсками имеет серьезный недостаток, который создает препятствия для развития органа движения. А активное движение очень способствует развитию. Конечно, и малоподвижные животные способны к развитию. Так было и с плеченогими – известно более десяти тысяч их ископаемых видов. Но со временем появились более подвижные моллюски и вытеснили плеченогих. Сейчас плеченогих насчитывается около трехсот видов. Вот такая печальная судьба постигла очень перспективную «конструктивную разработку» Природы. И все зависело, казалось бы, от такой мелкой детали – расположения створок раковины. Случается нечто подобное и в творчестве людей-конструкторов. Изменили расположение какой-нибудь части – и появились новые возможности для развития всей машины. Обратимся к примеру из истории развития танков. Один из конструкторов предложил перенести в заднюю часть танка некоторые важные, а к тому же и уязвимые конструкторские узлы. Эта довольно простая смена повысила боеспособность, поскольку появились условия для увеличения броневой защиты передней, направленной во время боя в сторону противника части. Раковины у моллюсков и плеченогих представляют собой бронированную защиту тела. Следовательно, изменение системы бронированной защиты имело большое значение для обеспечения моллюскам преимущества над плеченогими. Преимущества, которое привело к тому, что сейчас плеченогих можно воспринимать лишь как довольно удачную эскизную пробу конструкторской разработки.

Тип Морские стрелки

Как можно понять из названия, морские стрелки живут в море, в толще морской воды. Они мало заметны в воде, потому что невелики (1–9 см) и имеют прозрачное тело. Трудно сказать, на кого или на что похожи морские стрелки. Больше всего, наверное, на торпеды, подводные лодки, реактивные самолеты и крылатые ракеты. На все, что стремительно движется к цели. Вместо боеголовок морские стрелки имеют грозные челюсти с щетинками. За челюстями, конечно же, – ротовое отверстие, а дальше, как и положено, – пищеварительная система.

Морская стрелка, а рядом – подводная лодка «мокрого типа»

Пищеварительная система сквозная, то есть имеет и ротовое, и анальное отверстия. Она дает энергию всему организму, а в частности – мощным мышцам. Эти мышцы обеспечивают стремительное движение морских стрелок. Чтобы сделать это движение управляемым в момент преследования добычи, у морских стрелок есть одна или две пары плавников по бокам тела и еще один плавник – непарный, на хвосте. Эти плавники малоподвижны и выполняют ту же функцию, что у торпед и крылатых ракет – стабилизаторов. Есть у морских стрелок и достаточно мощный «бортовой компьютер» – их нервная система: три узла, которые управляют различными частями тела. Есть и «головка самонаведения» – глаза, которые хорошо видят добычу. Добыча морских стрелок – небольшие, еще более мелкие, чем они сами, животные. А вот органов кровообращения, дыхания и выделения у морских стрелок нет. Это довольно странно для таких уже достаточно развитых и сложно устроенных животных. Как же морские стрелки живут без таких важных систем органов? Дело в том, что эти небольшие животные имеют тонкие покровы тела и, очень быстро двигаясь в чистой морской воде, хорошо насыщенной кислородом, получают его для нужд организма непосредственно из нее. Остатки своей жизнедеятельности могут выбрасывать непосредственно в воду. Как видите, уважаемый читатель, Природа добилась определенной экономии, сконструировав сложных животных без органов кровообращения, дыхания и выделения! Если прибегать к языку техники, можно сказать, что морские стрелки – это упрощенная конструкторская разработка для относительно простых условий. Мы уже говорили, что морские стрелки похожи на подводные лодки. Добавим – они похожи на подводные лодки так называемого «мокрого типа». В подводных лодках «сухого типа» в помещениях для экипажа и вообще во внутренних отсеках воды нет.

Голова морской стрелки вверху – с раскрытыми челюстями, снизу – с прикрытыми

Люди там свободно дышат воздухом, как и на суше. Этот воздух должен обогащаться кислородом. Для этого необходимо сложное оборудование. У живых организмов задачи этого оборудования выполняют дыхательная и кровеносная системы. В подводных лодках «мокрого типа» люди сидят в аквалангах – индивидуальных устройствах для дыхания под водой. Как правило, это один человек, потому что подлодки «мокрого типа» очень невелики. Чаще всего они предназначены для спортивного плавания на небольших глубинах. Поэтому подводные лодки «мокрого типа» не требуют сложного оборудования для снабжения кислородом. Так же не нуждаются в кровеносной и дыхательной системах морские стрелки.

Тип Онихофоры

Онихофоры – небольшие (до 15 см) животные, живущие на континентах южного полушария. Их всего около 70 видов, которые ученые относят к отдельному типу, то есть к одному из крупных направлений разработок конструктора Природы, таких как типы Хордовые, Моллюски или Членистоногие. Больше всего похожи онихофоры на гусениц. Их червеобразное тело покрыто тонкой, но плотной кожей. Онихофоры могли бы дышать через кожу – она тонкая, а животные небольшие по размеру. Но Природа дала онихофорам трахеи – как насекомым (напомним трахеи – это такие трубочки, идущие, разветвляясь, по всему телу и поставляющие в организм кислород). Есть у онихофор и ноги – нечленистые с коготками, которые расположены вдоль всего тела. Голова онихофор, слабо обособленная от туловища, несет органы чувств – глаза и усики, которые нужны животным для нащупывания пути в темноте. Онихофоры активно охотятся на добычу, соответсвующую им по размерам, поэтому на голове у них есть челюсти и сосочки, которые выбрасывают на достаточно большое расстояние липкую слизь. Этой липкой слизью онихофоры «оплевывают» добычу, делая ее неподвижной. А потом уже медленно подползают к своей жертве, чтобы ее съесть.

Онихофора (посередине) – «недоделанное» из червя (снизу) насекомое (сверху)

Обратим внимание на то, что онихофоры подобны гусеницам. А теперь давайте вспомним, что гусеницы – червеобразные личинки насекомых. То есть гусеница – это нечто такое, что еще не успело превратиться во взрослое насекомое и вместе с тем похожее на кольчатых червей, от предков которых, как полагают ученые, возникли насекомые. Итак, онихофоры одновременно имеют черты и кольчатых червей, и насекомых. Такое впечатление, что природа начала перерабатывать «конструкторскую схему» кольчатых червей с целью усложнить ее в том направлении, которое со временем дало схему типа Насекомые, но почему-то эту работу приостановила. Таким образом появились онихофоры. Природа посмотрела на них, поразмыслила над их опытом жизни на планете Земля и использовала выводы из этих наблюдений и соображений, чтобы создать насекомых. Насекомых, которых насчитывается сейчас более миллиона видов. А онихофор оставила такими, какими они есть. Так они и существуют, занимая среди животных определенное место. Это напоминает нам судьбу электромобиля. Лет сто назад электромобили на аккумуляторах казались достойными соперниками автомобилей с бензиновыми двигателями. Создавались экспериментальные модели электромобилей, но аккумуляторы того времени стали слабым местом электромобилей. Они не выдержали соперничества с автомобилями, имеющими бензиновые двигатели. Но опыт создания электромобилей оказался полезным. Теперь, когда есть более совершенные аккумуляторы, снова начинают разрабатывать электромобили, – в частности для передвижения на небольшие расстояния в городах. Но и в эпоху полного господства бензиновых автомобилей электромобили не исчезли совсем. Они существовали в виде скромных электрокаров, которые тихонько ездят по заводским цехам и складским помещениям. Конечно, электрокар по сравнению с автомобилем – нечто простое и невзрачное. Как онихофоры по сравнению с насекомыми. Но есть свое место в жизни и у таких животных – простеньких, невзрачных, но хорошо приспособленных к определенным условиям.