Книга о самых невообразимых животных. Бестиарий XXI века - Каспар Хендерсон

Грубо говоря, губки отличаются от хоанофлагеллят только тем, что помимо хоаноцитов на «рабочих» концах губки (там, где губка питается или избавляется от отходов) имеется ряд других клеток, их менее десяти разновидностей. Эти клетки выполняют специфические задачи: в частности, отвечают за образование и сохранение структуры с коллагеновым или кремнеземным скелетом, за подавление патогенов и производство новых клеток. Первые многоклеточные животные имели всего несколько типов специализированных клеток, которые легко развивались из одного базового типа. Эти животные были очень похожи на губок, только меньше и проще, чем, например, современные гиганты – бочкообразные губки, адаптировавшиеся к современным условиям. Так что получается, что губка вполне наглядно демонстрирует процесс эволюции первых многоклеточных из одноклеточных. Эуметазои, более сложные по сравнению с губками животные, развили внеклеточное пищеварение, эпителий, настоящую нервную систему, мезодерму, симметричное строение и специальный кишечник.

Нужно помнить, что обитающие в современном мире «примитивные» организмы (например, губки) отличаются от своих предков. Несмотря на многочисленные сохранившиеся с древнейших времен свойства, эти организмы тоже эволюционировали и адаптировались к современным условиям. По словам Мартина Бразье, современные губки приспособились к миру, в котором обитают черви, креветки и офиуры.

Взаимодействие между клетками многоклеточного организма – одно из самых поразительных явлений в природе. В теле человека насчитывается несколько десятков триллионов клеток примерно 200 разных типов (и еще примерно в десять раз больше микроорганизмов), которые по большей части годами безупречно взаимодействуют друг с другом. Но пусть этот феномен и кажется нам удивительным и достойным восхищения, не стоит игнорировать и мир одноклеточных организмов, в котором хоанофлагелляты при всей своей многочисленности составляют лишь небольшую часть. Простейшие (Protozoa, от греч. «первые животные») в огромных количествах обитают в том числе и в теле всех животных, перечисленных в этом бестиарии. В этих организмах столько удивительного, что для их описания вряд ли хватило бы целой книги. На первый взгляд может показаться, что простейшие еще скучнее и непритязательнее, чем губки, и уж никак не заслуживают собственного фан-клуба. Лучше всего известны простейшие, вызывающие болезни: например, амебную дизентерию, лейшманиоз или малярию. Но большинство простейших безвредны, а многие даже играют важную роль в функционировании планетарных экосистем. Другим свойственны свои чудесные особенности. Например, слизевик (Physarum polycephalum), у которого и нейронов-то нет, обладает памятью. Ночесветка (Noctiluca scintillans), микроскопический морской жгутиконосец, светится в темноте благодаря тысячам округлых биолюминесцентных органелл, которыми заполнена его цитоплазма; миллионные скопления ночесветок могут освещать ночами всю поверхность моря. Фораминиферы тщательно выбирают цвет и форму песчинок, которые они прикрепляют к своим раковинам. У инфузории Tetrahymena thermophilia не два, а целых семь полов. Каждый пол способен скрещиваться с любым другим, кроме своего собственного: получается, что у тетрахимены 21 сексуальная ориентация. (Подробнее об одноклеточных морских организмах в главе 19 «Крылоногие моллюски».)

«Когда взаимодействие между клетками нарушается, как происходит при раке, болезнь является патологическим отражением нашего организма. По своей молекулярной природе клетки рака – это гиперактивные, приспособленные к выживанию, агрессивные, плодовитые, изобретательные копии нас самих» (Сиддхартха Мукерджи).

Тысячи лет назад люди научились нырять в синие глубины вод за кораллами, жемчужинами и губками. Сегодня мы можем «погружаться» не только в пространство, но и вглубь времен. Отслеживая в ретроспективе происхождение губок, мы можем лучше уяснить масштабность настоящего времени. Но как далеко в прошлое нам необходимо отправиться?

Мысль о том, что наш мир уже очень стар, укоренилась в сознании западной цивилизации после публикации в 1795 г. книги Джеймса Хаттона (Геттона) «Теория Земли» (Theory of the Earth). Хаттону удалось доказать, что диастрофизм – процесс сжатия и сдвигов земной коры, в ходе которого формируются континенты, горы и океаны, – начался когда-то очень давно в прошлом. Он не мог сказать определенно, насколько давно, только отметил в известном своем высказывании, что «мы не находим ни следов начала, ни признаков конца», но он точно знал, что это было гораздо больше, чем несколько тысяч лет, как тогда полагало большинство европейцев.

Идеи об исключительной древности мира появились раньше европейской традиции XVIII в. О том, что геологическое время крайне долгое, размышляли уже Авиценна (или Ибн Сина, 973–1037) и Шэнь Ко (1031–1095). Об этом же писал и Леонардо да Винчи. В индуизме считается, что один день для Брахмы тянется несколько миллионов лет. Греческие философы полагали, что мир бесконечно стар.

Открытие «глубокого времени», как мы сейчас называем этот феномен, позволило, в свою очередь, и Дарвину прийти к важной идее, опубликованной через 66 лет после хаттоновской «Теории»: с течением времени всего из одной или нескольких форм жизни может развиться бесконечное множество форм. Но геологическая летопись содержала и неразрешимую, казалось, загадку, которая стала известна как «дилемма Дарвина». Ее суть в следующем: самые древние ископаемые (принадлежащие периоду, который сегодня носит название кембрий) уже предлагают многообразие форм и зачастую имеют очень сложную анатомию. Неужели подобные формы жизни могли возникнуть из ничего?

Идеи об истории Земли Хаттона и дилемма Дарвина вызывают большой интерес. В последние два десятилетия XX в. ученые научились делить историю Земли на периоды столь же уверенно, как португальские и испанские короли когда-то делили мир за пределами Европы, – правда, делают они это более обоснованно и точно. Все имевшиеся в распоряжении Дарвина и его современников ископаемые принадлежат фанерозойскому эону – эпохе «явной» жизни, начавшейся немного позже 543 млн лет назад. Фанерозою предшествовал протерозойский эон, продолжавшийся почти в четыре раза дольше, – период «более древней жизни». Именно следы жизни, обнаружение которых стало возможно благодаря появившимся в XX в. технологиям, помогли разрешить сомнения Дарвина. Период до протерозоя, архей, начался около 3,8 млрд лет назад, когда из жидкой лавы была сформирована континентальная кора. А период до архея называется катархей – первый геологический эон после образования Земли (нынешнего размера), причиной которого, возможно, послужило столкновение с Тейей, планетой размером с Марс, более 4,5 млрд лет назад. Тейя врезалась в Землю, в результате от нее откололся «кусок», сформировавший Луну, а скорость вращения самой Земли значительно увеличилась.

Схему геохронологической шкалы см. в приложении II.

В самом общем виде стадии возникновения жизни на Земле в докембрийский период выглядят так. Первые эукариоты, вероятно, появились более 2,7 млрд лет назад. Можно предположить, что они начали образовывать колонии где-то между 2,1 млрд и 1,9 млрд лет назад. В течение следующего миллиарда лет или около того (его иногда называют «скучный миллиард») глубинные воды океана были наполнены отходами жизнедеятельности бактерий, серой, так что сфера обитания эукариотов ограничивалась тонким слоем воды на поверхности. Но даже там жизнь была далеко не простой из-за пониженного содержания кислорода, нехватки пищи и периодических выбросов токсичной воды из глубин океана, что приводило к массовому уничтожению эукариотов. С течением времени, однако, условия стали несколько более благоприятными, что привело к возникновению простых губкообразных многоклеточных организмов. Эти многоклеточные отличались от колоний наличием различных типов специализированных клеток в пределах одного организма. Есть несколько мнений по поводу того, когда именно это произошло, но некоторые свидетельства указывают на период около 900 млн лет назад. Вполне вероятно, что возникновение многоклеточных организмов происходило несколько раз – каждый раз независимо друг от друга; так появились растения, животные, грибы и хромисты.

Даже если принять идею глубокого времени, понять ее все равно трудно, так как наше сознание не привыкло оперировать такими масштабами. Обычно пытаются это сделать с помощью аналогий. Например, если представить, что история Земли – это один 24-часовой день, то анатомически современный человек появился секунды за три до полуночи, а первое известное нам письменное литературное произведение – Эпос о Гильгамеше – менее десятой доли секунды назад. А если представить историю Земли равной старому английскому ярду (как известно, составлявшему расстояние от носа короля до кончика среднего пальца его вытянутой руки), то одно движение пилки для ногтей по ногтю среднего пальца сотрет всю историю человечества. Или еще: история человечества по отношению к истории развития жизни на Земле составляет такую же пропорцию, что объем воды, вытесненной самой маленькой из морских птиц, плавающей на поверхности самой глубокой части океана, по отношению к толще воды под ней.