Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные
Шрифт:
Личинки некоторых видов миног совершенно неотличимы друг от друга. Такие виды называют парными: проходной паразит и постоянный кроткий обитатель пресных вод, например речная и ручьевая миноги. Паразит заметно крупнее двойника, и зубы у него острее. Парные виды свободно гибридизируют в природе, а молекулярные биологи нашли сходство и в генетике каждой пары. Возможно, что непаразитические виды появились в ледниковом периоде, когда из-за наступления или, наоборот, таяния ледников образовывались многочисленные изолированные пресноводные бассейны, где непросто было отыскать жертву. Вот и приходилось миногам отказываться от пищи на взрослой стадии и большую часть жизни проводить в образе пескоройки. Нет пары только у украинской миноги: возможно, ее предок вымер…
В XIX в. морская минога, прозванная черным бичом, по каналам, проложенным человеком, пробралась в американские Великие озера и уничтожила почти всего лосося. Ихтиолог Харви Сёрфейс из Корнеллского университета писал: «С экономической точки зрения было бы полезно полностью очистить мир от миног… Однако потеря столь интересной и познавательной формы опечалила
И это действительно так. Личинки, вылупляющиеся из икры, настолько непохожи на родителей, что вплоть до середины XIX в. их считали совершенно другими организмами – аммоцетами. (Авторы средневековых бестиариев вообще мнили миног порождением змей.) У полупрозрачных пескороек не развиты глаза, присоска и плавники, а на месте жаберных отверстий проходят две бороздки. Пескоройки скатываются в тихие заводи, ввинчиваются в ил и, лишь по ночам высовывая оттуда голову, выцеживают из воды диатомовые и другие мелкие водоросли. Спустя пять-шесть лет они накопят жирок и превратятся во взрослых миног меньшего, чем личинки, размера. Те перестанут питаться и отправятся вверх по речке к месту нереста.
2
Цит. по: Surface H. A. Removal of lampreys from the interior waters of New York // 4th Annual Report of the State of New York Commissioners of Fisheries, Game and Forests, Albany, NY, 1899. P. 191–245.
Поскольку пескоройки и ланцетники похожи друг на друга и внешне, и образом жизни, допускалось, что так и должен был выглядеть общий предок всех позвоночных, подобный юньнанозоону. Тем более что и его жаберная решетка так напоминает миножью: несколько тонких, слегка волнистых жаберных дуг, соединенных продольными элементами. Маленький безобидный фильтратор…
И до поры до времени нечастые находки ископаемых миног в верхнедевонских – нижнемеловых лагерштеттах, казалось бы, не противоречили такой догадке. Похоже было, что эти существа ни капельки не изменились за прошедшие 360 млн лет. Так выглядели, например, позднедевонский прискомизон (Priscomyzon riniensis) из местонахождения Ферма Ватерлоо на юго-востоке ЮАР (рис. 3.4) и среднекаменноугольный майомизон (Mayomyzon pieckoensis) из лагерштетта Мэзон-Крик в американском штате Иллинойс – две древнейшие известные миноги. Родовое название первой из них означает «древняя присоска» (лат. priscus и греч. µ????), вторая получила имя в честь коллекционера Стивена ЛеМайя, передавшего образец в музей. Те же хорошо узнаваемые фамильные черты миног: ротовая воронка с околоротовыми зубчиками и мягкой при жизни губой, язык в виде терки, большие глаза, назогипофизарная полость, семь пар овальных жаберных мешков и удлиненные спинной и хвостовой плавники при отсутствии каких-либо парных.
Поэтому миног даже хотели «назначить» живыми ископаемыми, подобно знаменитым целакантам. (На самом деле современные глубоководные целаканты далеко не такие, какими были их мелководные мезозойские предки, что мы обсудим в следующей части.) Но не успели…
Поскольку глаза хорошо выделялись на общем фоне совершенно плоских окаменелостей, что указывало на сохранность меланосом, палеонтологи решили отыскать и другие следы прежней окраски круглоротых. Меланосомы – это клеточные органеллы, микроскопические (0,2–2 мкм) пигментные тельца, содержащие меланин. Данный пигмент защищает кожные покровы от ультрафиолетового излучения и настолько устойчив, что практически не разрушается за сотни миллионов лет. Используя вторично-ионную масс-спектрометрию для исследования сначала ископаемой сетчатки глаза, а затем и тела, удалось выявить весь спектр частиц, характерный для меланина. Сами же меланосомы узнаваемой формы и размера прекрасно видны на сканирующем электронном микроскопе. Оказалось, что спинка древних миног была покрыта широкими поперечными полосами, как, например, у щуки. Щука, правда, засадный хищник, которому есть что скрывать. А что скрывали палеозойские круглоротые, если их современные родственники либо паразиты, либо фильтраторы, и только пятнистые?
Рис. 3.4. Малек миноги прискомизона (Priscomyzon riniensis) с присоской и желточным мешком, вид с брюшной стороны; длина 1,4 см; позднедевонская эпоха (360 млн лет); Ферма Ватерлоо, ЮАР (Музей Олбани, Грейамстаун)
И к первым миногам решили присмотреться попристальнее. Особенно заинтересовал прискомизон: зачем ему при длине всего 4,2 см такие большие глаза, рот и зубы? Да, именно этот предсмертный вопрос глупой, но верной своему долгу (донести давно остывшие и зачерствевшие пирожки через глухой лес старушке, которой и жевать-то нечем) Красной Шапочки задали прискомизону палеонтологи. Прискомизон, конечно, вежливо промолчал, но ясно и так: под темными полосками скрывался глазастый хищник. Правда, маленький: совсем мелкие прискомизоны (1,4 см длиной) плавали с желточным мешком под белым брюшком, т. е. были личинками. Но ведь не пескоройками! У мальков имелись единая хрящевая жаберная решетка и ротовая воронка, окруженная зубчатыми лопастями. (Жаберный аппарат пескороек неслитный, вместо воронки вперед выдвигается что-то вроде нависающего капюшона, а глаз совсем нет.) По мере роста прискомизона его ротовая воронка только увеличивалась в размерах. Так же выглядели личинки майомизона и прочих палеозойских
Жизнь обоих видов проходила в морских эстуариях – там, где пресные течения уходят далеко в океан, растекаясь тонким приповерхностным слоем. На границе двух водных масс всегда есть чем и кем поживиться. Вот и вблизи среднекаменноугольного эстуария Мэзон-Крик, существовавшего 309–307 млн лет назад на тогдашнем западе суперконтинента Пангеи (ныне центральная часть Северной Америки), можно было встретить множество хищников – от медуз и многощетинковых червей до ракоскорпионов, головоногих моллюсков и акульих предков. Пресные воды кормили, они же и убивали: во время паводков и сильных штормов приспособленные к нормальной солености животные, оказавшись в пресной линзе, гибли от безвозвратной потери соли в клетках. Раздел двух сред и вынос обильных илистых частиц способствовали захоронению тамошних обитателей и быстрому осаждению минералов. Они буквально обволакивали трупики и создавали вечные саркофаги из сидерита (карбоната железа), образующегося в бескислородной среде.
Пресноводные и проходные виды круглоротых появились к концу юрского периода, обосновавшись в том числе и на северо-востоке Китая в знаменитых озерах Яньляо, по берегам которых 160 млн лет назад бродили пернатые динозавры. Расположение зубчиков у взрослых особей – кругами, окаймляющими развитую ротовую воронку, – было все еще таким же, как у морских паразитических миног. (У речных и ручьевых видов зубчики образуют более сложный рисунок.) Роговые пластинки шириной 1 см, которые сидели на языке в виде мощных трезубцев, могли раскрошить даже рыбий череп. Их обладатель – полуметровый яньляомизон (Yanliaomyzon) – был крупным хищником. А вот рот мезомизона (Mesomyzon), обитавшего в тех же краях через 40 млн лет, прикрывала кожистая бахрома, и внутри, кроме роговых зубов, сидели чувствительные сосочки, как у кровососущих видов (рис. 3.5). Все эти приспособления нужны таким миногам, чтобы крепче впиться в тело жертвы. Вряд ли мезомизону были доступны динозавры, но досаждать местным осетровым, саламандрам и полуводным млекопитающим из группы эутриконодонтов он мог.
Тогда, видимо, из-за необходимости выживать в пресных водоемах и возникли долгоживущие пескоройки с маленькими глазками, ротовым капюшоном и сдвинутыми назад жаберными щелями, чтобы было удобнее фильтровать, ввернувшись головой в ил или песок. Жизнь взрослых особей сократилась до нескольких месяцев, связанных с нерестом. Ведь к другим по химическому составу водам требовалось приспособиться. Скажем, решить проблему дефицита йода, которым так замечательно пахнет море. Пескоройки справились с ней, концентрируя йод в эндостиле – желобчатом органе на дне глотки, выстланном ресничными клетками и выделяющем слизь для сбора пищи. Эндостиль одновременно вырабатывает особые стероидные гормоны, запускающие личиночный метаморфоз, и, по сути, подменяет щитовидную железу. В последней образуются йодтиронины, стимулирующие развитие эмбриона. (У нас они синтезируются там же)
Рис. 3.5. Минога мезомизон (Mesomyzon mengae) с присоской, глазными капсулами и семью жаберными мешками в передней части тела, многочисленными мышечными блоками и пищеварительной трубкой – в средней и задней; длина 8 см; раннемеловая эпоха (130–120 млн лет); Чжэхоль, пров. Ляонин, Китай (Пекинский музей естественной истории)
С ланцетником, кстати, все тоже оказалось непросто. По крайней мере, молекулярные биологи считают, что его место находится дальше от ветви позвоночных, к которой примыкают оболочники, или морские спринцовки (Tunicata). Причем у оболочников признаки хордовых, включая хорду, спинную нервную трубку и жаберные щели, заметны только на личиночной стадии. В ископаемой летописи асцидии тоже отметились позже позвоночных – ближе к 500-миллионолетнему рубежу. И, глядя на то, как в ходе эволюции изменились морские спринцовки и круглоротые, можем ли мы быть уверены, что ланцетник сохранил до наших дней все предковые черты? Не стоит забывать и о крайне высокой изменчивости этого животного: ланцетники из одной популяции генетически отличаются друг от друга больше, чем люди от шимпанзе.
Круглоротые в прошлом могли выглядеть совсем какими-то монстрами. Одного из них, обнаруженного опять же в Мэзон-Крик, так и назвали – туллимонстром (Tullimonstrum gregarious – в честь его первооткрывателя коллекционера Франсиса Тулли). Видовое имя (в переводе с лат. «кучный») указывает на сотни конкреций, в которых навсегда застыли остатки этого существа, ставшего теперь официальным символом Иллинойса. Несмотря на обилие образцов, солидные размеры (10 см и длиннее) и более полувека изучения туллимонстра, его родство с другими животными остается одной из самых непостижимых палеонтологических тайн. И правда, есть чему удивляться: длинный хоботок с зубастыми челюстями, глаза на поперечной перекладине и ромбовидный хвост. С кем его только не сравнивали – от кольчатых червей и плавающих голожаберных моллюсков до конодонтофорид и головоногих. Многочисленные экземпляры (всего 1200) помогли увидеть у туллимонстра остатки хорды, шевроновидных мускульных блоков, хрящевых позвоночных дуг, жаберных мешков, одиночного носового отверстия, а также сферических и эллиптических меланосом, уложенных отдельными слоями в сетчатке. Кроме того, в зубах сохранились следы распада молекул кератина – белка, характерного для твердых тканей позвоночных, а не хитина – полисахарида, усиливающего покровы членистоногих, моллюсков, кольчецов и других беспозвоночных. Несмотря на более чем необычный облик, монстр вполне может быть родней миногам и миксинам из того же Мэзон-Крика.