Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
Большинство земных животных обладают билатеральной симметрией: у них есть передний и задний конец, левая и правая сторона. Морская звезда обладает радиальной симметрией: рот у нее посередине нижней стороны, а анальное отверстие – посередине верхней. Большинство иглокожих похожи друг на друга, однако сердцевидные и плоские морские ежи обладают некоторой двусторонней симметрией: у них есть передний и задний концы тела (благодаря чему они могут рыть ходы в песке). А у морской звезды пять концов тела (или даже больше), а не два, как у большинства земных животных (если вообще можно говорить здесь о концах тела). У земных животных, как правило, есть кровь. А морская звезда вместо нее прокачивает сквозь себя морскую воду. Большинство земных животных передвигаются с помощью мышц. А морские звезды двигаются с помощью уникальной гидравлической системы, в которой используется морская вода. Их органы движения – сотни крошечных “амбулакральных ножек”, которые расположены рядами вдоль лучей на нижней стороне тела. Каждая ножка выглядит как щупальце с маленькой круглой присоской на конце. Одной ножки недостаточно, чтобы переместить животное, но слаженная работа множества ножек обеспечивает медленное, но уверенное движение. Амбулакральная ножка растягивается гидравлическим давлением, которое производит небольшая ампула у ее основания. Каждая амбулакральная ножка обладает циклической активностью, работая как крошечная нога. Приложив усилие, ножка освобождает свою присоску, поднимается и перемещается вперед, после чего снова хватается присоской за опору и повторяет цикл.
Тем же способом перемещаются и морские ежи, и морские огурцы. Однако роющие виды передвигаются как земляные черви: они вытягивают тело вперед с помощью сокращения мышц, а затем подтаскивают заднюю часть. Офиуры вместо амбулакральной системы используют для передвижения пять изгибающихся лучей, которые расходятся от практически круглого центрального диска. У морской звезды тоже есть мышцы, которые могут двигать лучами. Они используются, например, чтобы обхватывать добычу или раскрывать раковины мидий.
У “марсианских” животных (включая офиур, большинство морских ежей и морских звезд) понятие “переднего” конца тела неопределенно. В отличие от большинства земных животных, имеющих выраженный передний конец тела, на котором расположена голова, у морской звезды “ведущим” может быть любой из пяти ее лучей. Сотни амбулакральных ножек ухитряются согласованно двигаться курсом, избранным ведущим лучом. Однако роль ведущего может передаваться от одного луча к другому. Координация движений достигается благодаря нервной системе, однако она совсем не похожа на привычные нам. У большинства животных основой нервной системы служит длинный нервный тяж, который проходит вдоль спинной стороны тела (как наш спинной мозг). Иногда тяж проходит вдоль брюшной стороны, и в этом случае он нередко двойной, с лестничными перетяжками между правой и левой сторонами (как у червей и всех членистоногих). У обычного земного животного от главного продольного тяжа отходят боковые нервы, нередко расположенные парами в каждом сегменте тела. Кроме того, в типичной нервной системе есть ганглии – локальные утолщения, крупнейшие из которых удостаиваются звания мозга. Нервная система морской звезды устроена совсем иначе. Как нетрудно догадаться, она радиальная. Вокруг рта у морской звезды сплошное кольцо, от которого расходятся пять (или больше, в зависимости от числа лучей) нервных тяжей, по одному на каждый луч. Амбулакральными ножками каждого луча управляет расположенный в нем нервный тяж.
Помимо амбулакральных ножек, у некоторых видов есть также сотни педицеллярий, рассеянных по нижней поверхности лучей. На конце педицеллярий расположены крошечные щипчики для ловли добычи и защиты от мелких паразитов.
Хотя Ambulacrana похожи на марсиан, они, тем не менее, наши близкие родственники. Лишь 4 % земных животных ближе к нам, чем морские звезды.
Первичноротые. К 60 тыс. известных видов вторичноротых присоединяется более миллиона первичноротых. Учтены недавние радикальные перестановки, внесенные генетическими исследованиями. Две основные группы сейчас считаются общепринятыми, но порядок ветвления в них остается неопределенным. Особенно сомнителен порядок ветвления семи линий слева (спиральные, Lophotrochozoa).
На рис. (слева направо): пескожил (Arenicola), виноградная улитка (Helix aspersa), мшанка, гастротриха (Chaetonotus simrothi), плоский червь-зебра (Pseudoceros dimidiatus), антарктическая бделлоидная коловратка (Philodina gregaria), нематода, муравей-листорез (Atta), онихофора (Peripatopsis moseleyi), тихоходка.
Рандеву № 26
Первичноротые
В ГЛУБИ ВРЕМЕН, ГДЕ ИСКОПАЕМЫЕ ПОЧТИ НИЧЕМ не в состоянии нам помочь, мы можем положиться лишь на “молекулярные часы”. К счастью, эта техника совершенствуется. “Молекулярные часы” подтверждают правоту специалистов по сравнительной анатомии, точнее, по сравнительной эмбриологии. Согласно этой точке зрения, царство животные разделено на два подраздела: вторичноротые (Deuterostomia) и первичноротые (Protostomia).
Здесь на помощь приходит эмбриология. Большинство животных в своем эмбриональном развитии проходит стадию гаструляции. Выдающийся эмбриолог и ниспровергатель авторитетов Льюис Уолперт говорил:
Самым важным моментом в вашей жизни является не рождение, не брак и не смерть, а гаструляция.
Гаструляция – один из ранних этапов развития животных. Как правило, перед гаструляцией эмбрион представляет собой полый шар из одного слоя клеток – бластулу. Во время гаструляции стенка этого шара вминается, образуя чашу с двуслойными стенками. Затем просвет чаши сокращается, образуя маленькое отверстие – бластопор. Эту стадию проходят эмбрионы большинства животных, следовательно, это очень древний признак. Вы, наверное, догадались, что бластопор впоследствии становится одним из двух основных отверстий тела животного. В том, как это происходит, и заключается разница между вторичноротыми (пилигримы, с которыми мы встретились до рандеву № 26, включая нас самих) и первичноротыми (огромная группа пилигримов, которая присоединяется к нам на рандеву № 26).
В эмбриологии вторичноротых бластопор в конечном счете становится анальным отверстием (по крайней мере, анальное отверстие развивается в непосредственной близости от бластопора). Рот развивается позднее, как отдельное отверстие на другом конце пищеварительного канала. У первичноротых все иначе: у некоторых бластопор становится ртом, а анальное отверстие развивается позднее, а у других бластопор сначала представляет собой длинную щель, которая впоследствии замыкается посередине, так что на одном конце образуется рот, а на другом – анальное отверстие. Protostome означает “сначала рот”, а Deuterostome – “рот потом”.
Эта традиционная эмбриологическая классификация животных подтверждается современными молекулярными данными. Животные действительно делятся на вторичноротых (мы и похожие на нас животные) и первичноротых (все остальные). Однако сегодня некоторые типы животных, прежде относившиеся к вторичноротым, на основе молекулярных данных включены в группу первичноротых. Это три типа лофофоратов (Lophophorata): форониды (Phoronida), плеченогие (Brachiopoda) и мшанки ((Bryozoa). Сейчас их объединяют с моллюсками и кольчатыми червями в группу спиральные первичноротые (Lophotrochozoa). (Не утруждайте себя запоминанием слова “лофофораты” – я упоминаю его лишь потому, что некоторые зоологи удивились бы, не обнаружив его в главе, посвященной вторичноротым.) Некоторые животные не принадлежат ни к первичноротым, ни к вторичноротым, но о них – позднее.
Рандеву № 26 – самое крупное из всех. Это даже не рандеву, а гигантский съезд. К сожалению, настолько древние события очень трудно датировать. Мое предположение – 590 млн лет назад, однако у этой оценки большая погрешность. Сопредок № 26 является нашим прародителем в 300-миллионном поколении – однако не стоит забывать, что эта оценка также приблизительна. Первичноротые составляют подавляющее большинство животных. Поскольку мы принадлежим к вторичноротым, в книге я уделил им особое внимание. Первичноротые же присоединяются к нам все разом. Однако сами первичноротые расставили бы приоритеты иначе – и любой беспристрастный наблюдатель тоже.