В далеком прошлом многие из организмов, населявших Землю, были гораздо крупнее нынешних животных. Встречались и монструозные тысяченожки, и гигантские акулы. Парад гигантов представил корреспондент BBC Earth.
Самым тяжелым животным из всех, когда-либо обитавших на Земле, является синий кит, вес которого превышает 150 тонн. Насколько нам известно, ни один живой организм в истории не обладал сходной массой. Но некоторые существа могли похвастаться более крупными размерами.
Саркозух императорский вполне мог питаться мелкими динозаврами
Динозавры пользуются, пожалуй, незаслуженно пристальным вниманием публики, ведь кроме них на Земле жили и многие другие животные огромных размеров, которых нам никогда не доведется увидеть во плоти.
Некоторые из них являются гигантскими предками ныне живущих существ, другие же не оставили потомства, и потому представляются особенно удивительными.
Останки доисторических гигантов способны пролить свет на постепенные изменения условий жизни на Земле, поскольку размеры животных зачастую напрямую зависят от окружающей среды.
Кроме того, есть что-то завораживающее в вымерших исполинах, внешний вид которых мы можем себе лишь представить.
Предлагаем нашим читателям десятку наиболее удивительных существ, встретить которых в живой природе нам уже не суждено.
Эгирокассида (Aegirocassis benmoulae)
Эгирокассида фильтровала морскую воду, поглощая планктон
Как мог бы выглядеть плод любви кита и омара? Если бы такое создание существовало на свете, не исключено, что оно напоминало бы эгирокассиду.
Эта доисторическая креветка двухметровой длины обитала на Земле около 480 млн лет назад. Она принадлежала к ныне вымершему роду Аномалокарис.
Животное смахивало на космического пришельца. При помощи сетчатых отростков на голове оно выцеживала из морской воды планктон.
Жизнь эгирокассид пришлась на период роста видового разнообразия планктона. В результате эти животные не составляли конкуренции в поисках пищи большинству других аномалокарисов — плотоядных хищников с острыми зубами.
Не исключено, что эгирокассида поможет нам выяснить, как развивались конечности членистоногих, представленных современными пауками, насекомыми и ракообразными.
Ископаемые останки эгирокассиды
Изучая окаменелые останки эгирокассиды, ученые пришли к выводу, что та имела парные лопасти
До недавних пор, основываясь на находках не полностью сохранившихся окаменелостей, ученые полагали, что у аномалокарисов было лишь по одной паре гибких боковых лопастей на каждый сегмент тела. Однако анализ останков эгирокассиды указывает на то, что на каждом сегменте этих существ имелись две пары лопастей, использовавшихся для плавания.
Ученые еще раз изучили найденные ранее окаменелости других видов рода аномалокарис и пришли к выводу, что и у тех имелись парные лопасти. Они пришли к заключению, что у некоторых видов в процессе эволюции произошло сращивание лопастей.
Это подтолкнуло ученых к выводу о том, что аномалокарисы являлись доисторическими членистоногими. Данная идея ранее подвергалась критике из-за странного строения тела представителей этого рода.
Вплоть до 1985 г. палеонтологи полагали, что отростки на головах аномалокарисов являлись креветками, их усеянные зубами ротовые придатки принадлежали медузам, а туловища — морским огурцам.
Ракоскорпион (Jaekelopterus rhenaniae)
Так, вероятно, выглядел доисторический ракоскорпион
Ракоскорпион — самый жуткий ночной кошмар арахнофоба (человека, испытывающего патологическую боязнь пауков). Этот гигант длиной в 2,5 метра претендует на звание крупнейшего из членистоногих, когда-либо населявших Землю.
В английском языке существо известно как «морской скорпион».
Это название неточно. Ракоскорпион не было скорпионом в прямом смысле этого слова, да и водился, скорее всего, не на дне морей, а в реках и озерах. Жил он около 390 млн лет назад и питался рыбой.
Впервые этот вид был описан в 2008 г.: в карьере неподалеку от немецкого города Прюм нашли окаменелую клешню длиной в 46 см — все, что осталось от животного. Однако соотношение между размерами клешни и всего организма у ракоскорпионов весьма постоянно, поэтому исследователи пришли к выводу, что J. rhenaniae достигал в длину от 233 до 259 см.
Эта находка — еще одно доказательство того, что доисторические ракоскорпионы были очень крупными.
Никто достоверно не знает, почему ракоскорпионы вырастали до таких гигантских размеров.
Некоторые ученые предполагают, что разгадка кроется в составе атмосферы Земли: в некоторые периоды прошлого уровень кислорода в ней был гораздо выше, чем сейчас.
Другие же указывают на относительно небольшое разнообразие живших тогда позвоночных хищников, включая рыб.
Артроплевра (Arthropleura)
Тысяченожка
Современная тысяченожка помещается на ладони; теперь вообразите такую же в 2,6 м длиной — это будет подобие артроплевры
Еще один претендент на титул крупнейшего членистоногого в истории - артроплевра из рода тысяченожек, достигавшая 2,6 м в длину.
Артроплевры жили в период от 340 до 280 миллионов лет назад и не исключено, что они были обязаны своими гигантскими размерами высокому содержанию кислорода в атмосфере.
Никому пока не удалось найти окаменевшую артроплевру целиком. Фрагменты скелетов до 90 см в длину были обнаружены на юго-западе Германии, а следы, которые, как предполагают ученые, были оставлены этими тысяченожками, обнаружены в Шотландии, США и Канаде.
Исследователи полагают, что туловище артроплевры состояло примерно из 30 сегментов, покрытых сверху и с боков защитными пластинами.
Поскольку ископаемых останков челюстей артроплевры пока не обнаружили, трудно сказать наверняка, чем она питалась.
Палеонтологи, изучавшие окаменевшие экскременты этого существа, выявили в них споры папоротника, что указывает на вероятность присутствия в их рационе растительной пищи.
Популяризацией артроплевры занялись кинематографисты — она упоминается научно-популярных сериалах BBC «Прогулки с чудовищами» (2005 г.) и «Первая жизнь» (2010 г.).
Меганевра (Meganeura)
Представтье себе насекомое, похожее на стрекозу, с размахом крыльев 65 см, — примерно такой могла быть меганевра
Впервые гигантизм среди членистоногих связали с высоким содержанием кислорода в атмосфере в 1880 году после обнаружения останков меганевры во Франции.
Эти существа, внешне похожие на стрекоз, жили около 300 миллионов лет назад и питались земноводными и насекомыми.
Размах их крыльев достигал 65 см. Речь идет об одном из самых крупных видов летающих насекомых, когда-либо населявших Землю.
Строго говоря, меганевры относились к роду стрекозоподобных насекомых. От известных нам стрекоз их отличали некоторые особенности строения туловища.
Ограничения на размеры насекомых накладывает способ доставки кислорода из воздуха к внутренним органам. Роль легких у них выполняет трубчатая трахейная система.
В каменноугольный период, 359-299 миллионов лет назад, содержание кислорода в воздухе достигало по крайней мере 35%. Возможно, благодаря этому обстоятельству меганевре удавалось извлекать больше энергии из воздуха и сохранять способность к полету даже по мере увеличения в размерах.
Эта же гипотеза объясняет, почему меганевры не выжили в более поздние периоды, когда содержание кислорода в воздухе понизилось.
Саркозух императорский (Sarcosuchus imperator)
Саркозух императорский скелет Саркозуха императорского называют еще «суперкрокодилом»
В процессе эволюции измельчали не только насекомые. Палеонтологи, искавшие останки динозавров в Нигере в 1997 г., с удивлением обнаружили окаменевшие челюстные кости крокодила, длина которых была сравнима с ростом взрослого человека.
Впоследствии оказалось, что ученые нашли наиболее хорошо сохранившийся на сегодняшний день экземпляр саркозуха императорского - доисторического гигантского крокодила, обитавшего в полноводных реках северной части тропической Африки 110 миллионов лет назад.
Животное, которое неофициально называют суперкрокодилом, достигало 12 метров в длину и весило около восьми тонн, то есть было вдвое длиннее и в четыре раза тяжелее, чем крупнейшие из ныне живущих крокодилов.
Вполне возможно, что помимо рыбы саркозух питался и небольшими динозаврами.
Его узкие челюсти достигали 1,8 м в длину и были усеяны сотней с лишним зубов. На оконечности верхней челюсти имелся массивный костяной нарост.
Глаза саркозуха двигались в глазницах вертикально. По всей видимости, этот монстр внешне напоминал обитающего в Индии и Непале ганского гавиала, который занесен в Красную книгу.
Несмотря на свое неофициальное название, саркозух императорский не являлся прямым предком 23 видов современных представителей отряда крокодиловых. Он принадлежал к вымершему семейству рептилий — фолидозавров.
Были найдены и другие, не менее крупные ископаемые останки доисторических крокодилообразных рептилий, в том числе относящиеся к вымершему роду дейнозухов.
Они были родственниками современных аллигаторов и, возможно, достигали в длину 10 метров.
Крокодилы могли вырастать до таких размеров, поскольку жили преимущественно в воде, которая поддерживала их вес — на суше это было бы невозможно.
Кроме того, крокодилий череп очень крепок. Соответственно велика и сила сжатия челюстей, что позволяет рептилии охотиться на крупную добычу.
Метопозавр (Metoposaurus)
Двухметровый метопозавр имел широкую плоскую голову с пастью, усеянной сотнями зубов
Доисторическим рыбам приходилось опасаться не только крокодилов. На Земле в незапамятные времена водились также гигантские плотоядные земноводные, внешне похожие на огромных саламандр.
Окаменевшие останки метопозавра были найдены в Германии, Польше, Северной Америке, Африке и Индии.
Метопозавр имел весьма отдаленное отношение к нынешним саламандрам
Большинство доисторических видов исчезли с лица Земли около 201 миллиона лет назад. Тогда вымерли многие позвоночные, включая крупных земноводных, что дало динозаврам возможность установить свое господство на планете.
Метопозавр был описан в марте 2005 г. Стивеном Брашеттом из Эдинбургского университета и его коллегами. Его назвали Metoposaurus algarvensis в честь региона Алгарве на юге Португалии, где были найдены останки.
У двухметрового метопозавра была широкая плоская голова с пастью, усеянной сотнями зубов. Небольшие, слабо развитые конечности указывают на то, что он проводил не так много времени на суше.
Метопозавр являлся прародителем современных земноводных, таких как лягушки и тритоны. Несмотря на свой внешний вид, метопозавр имел весьма отдаленное отношение к нынешним саламандрам.
Мегатерия (Megatherium)
Мегатерии считаются предками современных ленивцев, броненосцев и муравьедов
На что была бы похожа помесь медведя и хомяка размером со слона? Возможно, на мегатерию.
Этот вымерший род гигантских ленивцев обитал преимущественно в Северной Америке в период от 5 млн до 11 000 лет назад.
Хотя мегатерии были мельче динозавров и шерстистых мамонтов, они являлись одними из крупнейших наземных животных. Длина их достигала шести метров.
Мегатерии были родственниками современных ленивцев, броненосцев и муравьедов.
Скелет мегатерии был чрезвычайно крепким. Вероятно, животное обладало большой силой, но не отличалось скоростью передвижения.
Многие ученые полагают, что мегатерии использовали свои длинные передние конечности, снабженные крупными когтями, чтобы срывания с деревьев листву и обдирать кору на высоте, недоступной для более мелких животных.
Однако высказывается и предположение, что мегатерии могли питаться и мясом. Форма их локтевых костей предполагает способность к быстрому движению передними конечностями. Не исключено, что мегатерии убивали свою добычу взмахом лапы.
«Ужасные птицы» (Фороракосовые — Phorusrhacidae)
Нелетающие птицы могли одним махом проглотить собаку средних размеров или похожее животное
В последние годы ученые предпринимают попытки клонирования вымерших видов животных, включая пиренейского козерога, сумчатого волка, странствующего голубя и даже шерстистого мамонта.
Будем надеяться, что им не придет в голову экспериментировать с ДНК представителей семейства фороракосовых — или, как их еще называют, «ужасных птиц» из отряда журавлеобразных.
Эти нелетающие птицы достигали три метра в высоту, бегали со скоростью до 50 км/ч и могли одним махом проглотить собаку средних размеров.
Благодаря своей высоте и длинной шее такая «ужасная птица» могла обнаружить добычу на большом расстоянии, а длинные, мощные ноги позволяли им развивать необходимую для охоты высокую скорость.
Своими изгибающимися книзу клювами форарокосовые рвали добычу примерно так же, как это делают современные хищные птицы.
«Ужасные птицы» жили в период между 60 и двумя мимллионами лет назад. Большинство из известных нам окаменелых останков найдены в Южной Америке, а часть — в Северной.
В свое время некоторые ученые утверждали на основании находок во Флориде, что эти птицы вымерли лишь 10 000 лет назад, но впоследствии оказалось, что возраст найденных останков гораздо древнее.
Считается, что самые близкие родственники форарокосовых из существующих птиц — это обитающее в Южной Америке семейство кариамовых, представители которого достигают 80 см в высоту.
Мегалодон (Carcharodon megalodon или Carcharocles megalodon)
Ископаемый мегалодон был гораздо крупнее современной белой акулы
Возможно, вам приходилось слышать истории о гигантских акулах втрое длиннее большой белой акулы и в 30 раз тяжелее ее. Можете не волноваться: таких чудовищ давно не существует.
Их называют мегалодонами, и никто точно не знает, насколько крупными они были в действительности. Как и у всех акул, скелет мегалодона состоял из хрящей, а не из костей, поэтому окаменелостей до нашего времени почти не сохранилось.
В результате приходится делать выводы о размерах этой рыбы лишь на основании обнаруженных зубов, от которых и происходит греческое название чудовищ, означающее в переводе «огромный зуб», и отдельных фрагментов позвонков.
Мегалодон получил свое название от гигантских зубов
По последним оценкам ученых, длина мегалодона составляла 16-20 м. Для сравнения, длина самой крупной современной рыбы - большой белой акулы — не превышает 12,6 м.
В гигантских челюстях мегалодона насчитывалось свыше 200 зазубренных зубов, каждый длиной до 18 см. Сила сжатия челюстей составляла 11-18 тонн — в 4-6 раз выше, чем у тираннозавра.
Предположение о том, что мегалодон дожил до наших дней, было высказано в фильме «Акула-монстр: Мегалодон жив», показанном в 2013 г. по каналу Discovery.
Фильм подвергся уничтожающей критике из-за того, что в нем использовались фальсифицированные видеокадры и комментарии актеров, выдававших себя за ученых.
Настоящие же ученые считают, что мегалодон жил в период от 15,9 до 2,6 млн лет назад. После этого, согласно научной работе, опубликованной в 2014 г., крупнейшими обитателями океанов стали киты.
Позвонок Титанобоа и современной средней змеи
Эта колоссальная змея выглядела, как современный обыкновенный удав, но действовала больше, как сегодняшняя анаконда, обитающая в джунглях амазонки. Это был скользкий обитатель болота и огромный хищник, который в состоянии съесть любое животное, на которое он охотился. Диаметр его тела был близок к объемам талии человека нашего времени.
В болотистых джунглях жизнь титанобоа была удивительно долгой из-за постоянного непрекращающегося дождя, обильной растительности и живности. Глубоководные реки позволяли змее как уходить на глубину, так и ползать вокруг пальм и холмистых джунглей.
Бассейн реки, в котором титанобоа питался, был переполнен гигантскими черепахами и крокодилами по крайней мере трех различных разновидностей. Также здесь проживала гигантская рыба, в три раза больше нынешних обитателей Амазонки.
22 марта 2012 года 14-метровая реконструкция скелета титанобоа, созданная для посвящённой титанобоа научно-популярной программе Titanoboa: Monster Snake производства Smithsonian Channel, была представлена на Центральном вокзале Нью-Йорка.
Эволюция живого на Земле содержит немало загадок. Одна из них — эволюционные скачки, в ходе которых за небольшое по палеонтологическим меркам время появлялись новые группы живых существ или новые признаки, кардинально меняющие« конструкцию» организма. Пример — происхождение птиц от динозавров. Но есть примеры и противоположного свойства: на сотни миллионов лет эволюция будто бы останавливалась.
Подводный корабль Наутилус – обитатель глубин Тихого и Индийского океанов – один из самых эффектных представителей «живых ископаемых». Он относится к наутилоидеям (Nautiloidea) – надотряду головоногих моллюсков, ископаемые представители которого известны еще с кембрия (500 млн лет назад). В отличие от других головоногих типа осьминогов или кальмаров, наутилусы за полмиллиарда лет сохранили удивительной красоты раковину. Из всего многообразия наутилоидей осталось лишь несколько видов.
Олег Макаров
Феномен «живых ископаемых» остается в современной биологической науке одним из дискуссионных, а тем и материала для обсуждения накопилось огромное количество. Одну из хрестоматийных историй мы знаем со школьной скамьи: до конца 30-х годов XX века надотряд кистеперых рыб считался вымершим еще в меловом периоде. Однако в 1938 году из Индийского океана, с глубины 70 м вытащили удивительное существо, названное позже латимерией. Оказалось, рыбы, в плавниках которых имелись мышечные лопасти, дожили до современной эпохи. Особо острый интерес к находке был вызван тем фактом, что кистеперых рыб наука считала переходной формой от рыб к земноводным, а «мускулистые» плавники воспринимались как шаг к лапам, с помощью которых можно передвигаться по суше.
Также у кистеперых, как выяснилось, был близкий общий предок с рыбами надотряда двоякодышащих — то есть умеющих дышать как кислородом, растворенным в воде, так и атмосферным воздухом. Эта ветвь оставила потомков в современной фауне в виде рогозубых рыб — и они тоже могут считаться своего рода живыми ископаемыми, ведь остальные многочисленные представители надотряда существуют только в геологической летописи. Таким образом, к живым ископаемым обычно относят ныне живущих существ, которые либо морфологически почти не отличаются от известных древних животных (растений, бактерий), либо унаследовали от дальних предков некие архаические признаки.
Что случилось с часами?
Существование таких «близнецовых пар», объединяющих обитателей древней Земли и наших современников, стало одним из трудных вопросов эволюционной теории. Ведь эволюция, согласно современным представлениям, имеет в основе некие биологические часы. На больших временных масштабах в геномах должно накапливаться сопоставимое количество мутаций. И если какие-то существа на протяжении сотен миллионов лет остались практически неизменными, значит, их «часы» остановились. За феномен «живых ископаемых» ухватились креационисты, отрицающие выявленные наукой эволюционные механизмы. Пусть за сотни миллионов лет генетические мутации и естественный отбор превратили какую-то ветвь динозавров в орлов и синиц, но почему же эти объективные законы природы оставили кистеперых пусть в относительной, но неизменности?
Как бы в ответ на такого рода рассуждения многие биологи сегодня склонны вообще считать термин «живые ископаемые» (восходящий, кстати, к самому Дарвину) неправильным. И потому, что у него нет четкого определения, и потому, что он неточно обозначает суть явления. Ведь ни о какой остановке эволюции речи не идет. Совсем недавно было опубликовано исследование, подготовленное учеными Университета штата Мичиган и посвященное осетрам, обитающим в американских Великих озерах. Эта имеющая довольно архаичный вид рыба считалась одним из кандидатов в живые ископаемые — осетры существуют на нашей планете около 100 млн лет. Однако, как удалось выяснить, обитатели Великих озер на протяжении истории демонстрировали колоссальные темпы эволюционных изменений — сохраняя основные морфологические признаки, они постоянно меняли размеры. В Великих озерах обитали как карликовые, так и гигантские рыбины, а также осетры множества промежуточных размеров.
Подводный корабль Наутилус — обитатель глубин Тихого и Индийского океанов — один из самых эффектных представителей «живых ископаемых». Он относится к наутилоидеям (Nautiloidea) — надотряду головоногих моллюсков, ископаемые представители которого известны еще с кембрия (500 млн лет назад). В отличие от других головоногих типа осьминогов или кальмаров, наутилусы за полмиллиарда лет сохранили удивительной красоты раковину. Из всего многообразия наутилоидей осталось лишь несколько видов.
Те же выводы были сделаны современной наукой и для классических примеров «живых ископаемых» — тех же латимерий. Патрик Лоренти, эволюционный биолог из французского национального научного фонда CNRS, был одним из тех, кто установил, что между целакантами — представителями кистеперых рыб мелового периода — и современными латимериями существуют заметные анатомические различия в размерах, в строении черепа, позвоночника и других морфологических элементах. И главное, темпы изменения генома вполне сравнимы с изменениями в ДНК существ, претерпевших в ходе эволюции радикальные метаморфозы.
Щитни — небольшие пресноводные ракообразные подотряда Notostraca — впервые появились на Земле приблизительно 265 млн лет назад и с тех пор сохранили свой внешний вид в неизменности. Однако предположение об остановившейся эволюции не сработало и здесь. Исследователи из Университета британского города Гулль секвенировали несколько генов из ДНК около 270 особей ныне живущих щитней. В результате этой работы выяснилось, что щитни образуют на сегодня не 11, как считалось ранее, а 38 отдельных видов, причем эти виды относятся к двум разным ветвям, разделившимся еще в юрском периоде — около 184 млн лет назад. При этом активное видообразование и соответствующие ему изменения в геноме происходили регулярно, не затрагивая базовую морфологию.
Зеленый континент стал тем местом на Земле, где в изоляции долгое время эволюционировали самые необычные группы млекопитающих.
Тихое местечко и тонкая настройка
Но если эволюция регулярно вносит пусть не сразу заметные, но постоянные конструктивные изменения, отчего же возникает феномен «живых ископаемых»? Чтобы проиллюстрировать этот механизм, обратимся к человеческой истории. Большие миграции вроде Великого переселения народов, образование государств и империй, распространение мировых религий — все это приводило к перемешиванию этносов и постоянному изменению образа жизни людей от поколения к поколению. Но известны случаи, когда в результате макропроцессов какое-нибудь отдельное племя оказывалось на отдаленном острове, или в глубине джунглей, или в других условиях, приводивших к изолированному существованию, но не очень способствовавших развитию цивилизации. И пока где-то прокладывались железные дороги, строились современные города, поднимались в небо самолеты, изолированное племя продолжало жить так, как жили его предки, возможно, тысячи лет назад.
Примерно то же самое, только в других временных масштабах, происходило в истории живой природы. Предки большинства «живых ископаемых» относились в далеком прошлом к гораздо более обширным родственным группам существ. Эта многочисленная в прошлом родня, попав под топор естественного отбора, либо приспосабливалась к изменившимся условиям, постепенно преображаясь до неузнаваемости, либо вымирала, превращаясь в тупиковые ветви. И только небольшая часть группы по воле обстоятельств становилась палеоэндемической. Она попадала в условия, которые, во‑первых, практически не изменялись с течением миллионов лет, а потому не требовали радикального приспособления, а во-вторых, изолировали эту популяцию от естественных врагов. В этих эволюционных лабораториях генетические часы шли с той же скоростью, однако естественному отбору не оставалось ничего другого, как заниматься тонкой подстройкой некогда сложившейся морфологии.
Библия и рок-н-ролл
С феноменом «живых ископаемых» тесно связаны и некоторые другие палеонтологические феномены. «Эффект Лазаря» назван по имени библейского персонажа, воскрешенного Христом. Речь идет о видах, которые, будучи однажды зафиксированными в палеонтологической летописи, затем как бы исчезают на долгое время, а после объявляются («воскресают») снова. Чаще всего это связано просто с недостаточностью палеонтологических данных: ведь образование окаменелости — это не столько норма, сколько редкий случай, и если для данной эпохи останков какого-либо существа не обнаружено, это не значит, что его не было. Возможно, ему просто «не повезло» оставить следы в окаменелостях, или эти следы до сих пор не найдены. К эффекту Лазаря относят также редкие случаи, когда животное, считавшееся вымершим, вдруг объявляется среди живых.
Латимерия благодаря своему крайне «доисторическому» виду долго считалась классическим примером «живого ископаемого». Однако со временем были выявлены существенные различия между этой обитательницей Индийского океана и древними целакантами. В частности, некоторые особенности обмена веществ указывают на то, что ископаемые родственники латимерии жили в пресноводных водоемах, где, возможно, мускулистые плавники помогали им передвигаться, опираясь на дно мелководья. Кроме того, современная латимерия больше древних кистеперых рыб.
Классический пример «таксона Лазаря» — обитающая на Южном острове Новой Зеландии нелетающая птица такахе. Останки птицы были обнаружены в середине XIX века, и хотя ее вид не относится к особо древним, в течение 100 лет такахе считали окончательно вымершей. Но воскресение все же последовало. Примерно такая же судьба постигла чакского пекари — шерстистого свиноподобного обитателя Южной Америки. В 1930 году были обнаружены его кости, причем еще не ставшие окаменелостями, что указывало на сравнительно недавнее исчезновение вида. И лишь 45 лет спустя выяснилось, что никакого исчезновения и не было — просто животное хорошо спряталось от любопытных глаз.
О своего рода научном заблуждении свидетельствует и «эффект Элвиса». Как известно, после преждевременной кончины короля рок-н-ролла находилось немало людей, которые видели Элвиса живым в разных точках Америки и мира. Точно так же разделенных большими временными промежутками существ с очень похожими морфологическими признаками порой принимали за один и тот же биологический вид, переживший эпохи. Характерный пример можно привести из мира морских беспозвоночных животных, известных как плеченогие, или брахиоподы. В окаменелостях позднего триаса был зафиксирован вид брахиоподов, названный Rhaetina gregaria. За триасом примерно 200 млн лет назад последовало событие, известное как триасовое (или триасско-юрское) вымирание, — оно привело к исчезновению многих видов беспозвоночных.
Однако и в окаменелостях, относившихся к юрскому периоду, обнаружились останки существа, очень схожего с Rhaetina gregaria. Тем не менее дальнейшие исследования показали, что юрский брахиопод — это тот самый «воскресший Элвис», то есть существо, являющееся не потомком триасского плечеголового, а представителем другой ветви, обретшим схожесть в результате конвергентной эволюции — явления, что подарило крылья птицам и летучим мышам, не имеющим никакого близкого родства.
Список существ, переживших как бы в неизменном виде целые геологические эпохи, обширен и включает в себя млекопитающих, рыб, птиц, моллюсков, а также растения и бактерии. Но, как показывают данные науки, ни одно из этих существ не может быть доказательством «остановки эволюции». Просто нам не всегда ведомы ее пути.
На небольших скалистых островках Новой Зеландии живет удивительная трехглазая , или туатара, - самое древнее на Земле сухопутное позвоночное, родная «тетушка» . Динозавры давно уже вымерли, а туатары, которые появились раньше их, еще живут. Другое, еще более древнее существо - мечехвост, полурак-полускорпион, и сейчас благополучно ползает по дну океана у берегов Индонезии, Китая, Карибского моря. Четыреста миллионов лет назад на суше жили только скорпионы. В море тоже «скорпионов» было немало. Большие, иные метра два длиной, бронированные чудовища - ракоскорпионы. Их потомки, мечехвосты, дожили до наших дней и почти не изменились. Местами мечехвостов так много, что их ловят сетями, сушат, толкут и вывозят на поля как удобрения.
По соседству с мечехвостами по волнам Тихого океана плавают похожие на сторуких улиток наутилусы - прародители и каракатиц. Переживших свою эпоху животных, таких, как гаттерия, мечехвост и наутилус, ученые называют реликтовыми видами, а люди, склонные к метафорам, - живыми ископаемыми.
Но чтобы увидеть живых ископаемых, так сказать, в натуре, совсем не обязательно путешествовать далеко. У порога нашего дома, на чердаке, в погребе сотни живых ископаемых деловито ткут свою паутину. Ведь все пауки - животные древнейшие. За 400 миллионов лет, с тех пор как появились они на Земле, восьмирукие ткачи почти не изменились.
Часто думают, что живые ископаемые уцелели лишь в небольшом числе и близки к вымиранию, потому что плохо переносят современные условия жизни. Это правило, может быть, и верно по отношению к некоторым из них, но не ко всем. Каждый день миллионы людей моются, например, скелетом живого ископаемого, которое и не думает вымирать. Живет в море всюду. Это губка - причудливое создание, самое древнее из древних многоклеточных животных. Еще миллиард лет назад жила она в океанах.
Живые ископаемые - почти всегда обитатели уединенных островов, плоскогорий, пустынь, озер, морей, так или иначе отрезанных от мира небольших районов. Обычно условия жизни в местах их обитания за миллионы лет почти не изменились. В этом и секрет удивительного консерватизма реликтовых животных. Раз не менялись внешние условия, следовательно, и не было причин приспосабливаться, приобретать новые привычки и органы.
Но мы знаем, что сотни видов других животных, которые жили бок о бок с живыми ископаемыми в тех же, по существу, относительно постоянных условиях, за миллионы лет своей истории сильно изменились. Так сильно, что теперь совсем не похожи на своих древних предков, что общего, например, между маленьким эогиппусом, ростом с лису и похожим на тапира древним зверем, и его потомком - современной ? Близкие родичи той же гаттерии за двести миллионов лет, пока она прозябала в своем однообразии, неузнаваемо изменяясь, произвели на свет и гигантов динозавров, и , и змей, и птиц, и зверей.
В чем дело? Почему одни животные так консервативны, что веками сохраняют свой облик и инстинкты, а другие легко теряют их в перипетиях эволюции, образуя все новые и новые формы, виды и разновидности? Одни миллионами лет попирают землю ногами своих однообразных потомков, другие совершенно исчезают с лица Земли.
Для объяснения этой загадки в разное время было придумано много всевозможных и часто фантастических гипотез. Вот одна из них.
Возможно, все дело в наследственности. Законы ее у всего живого на Земле одинаковые, но свойства вещества, определяющего наследственные задатки, разные: у одних гены более устойчивые, у других менее.
Каждый вид животных, как бы тщательно просеянный через сито естественного отбора, оставившего ему лишь наиболее подходящие для жизни качества, за миллионы лет своей эволюции отлично приспосабливается ко всему, что его окружает. Ну и хорошо: казалось бы, жить бы ему теперь да жить, ни о чем не тужить. Но есть две естественные и неизбежные причины, которые постоянно стремятся разрушить благоденствие.
Во-первых, условия жизни все время меняются. Во-вторых, с каждым поколением постоянно меняется и наследственность. Так что изо дня в день, из века в век в самих организмах идет тайная работа стихийных сил, меняющая наследственность. Поэтому даже если окружающий мир и не изменился, природные свойства организмов перестают со временем ему соответствовать, как соответствовали раньше, и естественный отбор своим авторитетным вмешательством должен снова и снова исправлять неполадки, отбирать, сортировать, уничтожать негодных.
В ядрах клеток животных и растений в особых микроскопических нитях - , как печенье в пакетах, плотно упакованы гены - небольшие группы атомов, которые управляют развитием из семени или яйца всего живого на Земле. План строения организма, цвет каждого его волосика и чешуйки, форма каждого лепестка и каждое инстинктивное движение психики закодированы тайнописью химических радикалов в молекулах. Наследственную информацию, записанную языком химии в генных структурах, они проносят через тысячелетия.
Гены очень малы: в человеке, например, во всех клеточках его тела (а их 60 триллионов!) генов не больше, чем молекул в двух с половиной кубических сантиметрах воздуха. Из-за малых размеров своих они с трудом противостоят тепловым ударам атомов. Действуют на них и космические, ультрафиолетовые и рентгеновы лучи, некоторые вещества, например иприт, перекись , кумарин. Высокая температура тоже нарушает нормальную структуру генов. После этих нарушений возникают так называемые мутации, то есть внезапные изменения наследственности.
У одних животных и растений мутации появляются чаще, у других реже. Зависит это и от условий, в которых они живут, и, конечно, от свойств их наследственного вещества. У плодовой мухи дрозофилы, например, каждый ген, мутируя, изменяется приблизительно один раз в 40 тысяч лет. Но так как генов очень много, то получается, что каждый двадцатый ее потомок несет в своей наследственности хотя бы один изменившийся ген. Примерно такая же частота мутации, по-видимому, и у человека. Вдвое выше она у всем известного полевого цветка - львиного зева. А вот у ячменя, пшеницы и овса мутации очень редки.
Некоторые ученые доказывают, что у древних животных, доживших до наших дней без особых изменений, и у животных, чей эволюционный путь еще молод, наследственное вещество отличается некоторыми деталями своего строения. Русский биолог Б. Медников, например, установил, что у таракнов, поденок, стрекоз, которые появились на Земле 300 миллионов лет назад, больше в РНК гуанина и цитозина, а у мух, и слепней (их эволюционный возраст не превышает 100 миллионов лет) - аденина и урацила. А известно, что наследственное вещество, в котором преобладают гуанин и цитозин, более стойко переносит повышение температуры и другие «неприятности». Значит, у древних животных оно более устойчиво и с меньшей легкостью изменяется под ударами разнородных стихий.
Естественно, что и мутаций в их клетках меньше, а потому такие животные лучше сохраняют от поколения к поколению свои старые признаки. А теперь представьте, что условия жизни на Земле быстро изменились. Что произойдет с животными?
Очевидно, те, у которых мутации редки, получат меньше шансов выжить, чем виды с большой изменчивостью. Первые, скорее всего, вымрут. Среди потомков вторых, наверное, найдутся такие мутанты, которым нетрудно будет приспособиться к новым условиям. Эти «выродки» с точки зрения нормы прежнего вида и дадут начало поколениям молодых разновидностей, которые выживут в новых условиях борьбы за существование и с веками произведут новый вид животных.
Нелегкую задачу задали ученым своим внезапным, как взрыв динамита, исчезновением мамонты и динозавры. Много было придумано разных гипотез, чтобы как-то понять и объяснить их дружное вымирание. Некоторые полагали, что динозавры - вегетарианцы. Гигантские (и маленькие!) ящеры, заполонившие всю нашу планету 100-150 миллионов лет назад, съели всюду хвощи, папоротники и другие древние растения, которыми они питались. Есть им стало больше нечего, и от голода они начали вымирать. А потом погибли будто бы и хищные динозавры, которые питались вегетарианцами.
Другие думают, что, может быть, взрыв сверхновой звезды или другие какие-нибудь космические явления погубили ящеров. Третьи обвиняют маленьких насекомоядных зверьков, родившихся в ту эпоху и пожиравших, надо полагать, немало динозавровых яиц.
Возможно, все это было на самом деле и ускорило вымирание ящеров, но главная причина их массовой гибели, наверное, все-таки не в этом. Скорее всего, произошли какие-то вредные изменения в самой наследственности динозавров. Ведь мутации с определенной частотой шаг за шагом изменяли и их наследственность. А многие из мутаций очень опасны, летальны, как говорят, генетики. Появившись у потомков, они быстро их губят (часто еще в зародыше), если сразу проявляют свое зловредное действие. Но многие его сразу не проявляют, потому что рецессивны, то есть до поры до времени скрыты в хромосомах, подавленные действием более сильных нормальных генов. Но как только одинаковые рецессивные гены-мутанты попадут к какому-нибудь потомку одновременно от двух родителей (то есть, говоря языком генетики, станут гомозиготными), они тут же обнаруживают дурной нрав, извращая на свой лад развитие и обмен веществ несчастного существа, получившего их в дар ко дню рождения.
Значит, так: наследственность каждого вида и каждого существа в отдельности несет в себе тайный груз до времени безвредных, но потенциально очень опасных рецессивных генов. А хромосомы иных видов буквально перегружены ими.
Если у каких-нибудь процветающих животных мало врагов в природе (как было, например, у динозавров), в их наследственности накапливается много вредных генов, так как естественный отбор в лице хищников, пожирающих, как теперь установлено, в первую очередь больных и ненормальных животных, не выметает сразу из жизни все мелкие недостатки, вызванные прямо или косвенно этими генами. И тогда при размножении чаще случаются встречи двух однотипных рецессивных генов в наследственности потомков. Наконец, многие из них так часто станут соединяться в гомозиготном сочетании, что почти каждый детеныш будет рождаться бесплодным, уродливым, так или иначе нежизнеспособным. Тут и наступит роковое и неизбежное вымирание даже в условиях, вполне благоприятных для гибнущего вида.
Такое несчастье, по-видимому, и случилось с динозаврами и другими животными, внезапно и бесследно исчезнувшими.
P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, много интересных научных трудов по этой более чем занимательной теме опубликованы исключительно на английском языке, так что для углубленного изучения живых ископаемых придется заодно углубленно изучить и английский язык. Правда сделать это не так уж трудно, например на сайте voxmate.ru множество интересных и увлекательных методик по изучению английского языка как для начинающих учеников, так и его совершенствования для продвинутых знатоков.
Реликты - это организмы, сохранившиеся на Земле на определенных территориях с древности, несмотря на изменение условий существования. Они являются остатками предковых групп, широко распространенных в прошедших геологических эпохах. Слово «реликт» произошло от латинского reliquus, что в переводе означает «оставшийся».
Реликтовые растения и животные представляют большую научную ценность. Они являются носителями информации и могут очень многое рассказать о природной обстановке минувших эпох. Давайте познакомимся с растительными организмами, отнесенными к реликтовым.
Географические реликтовые растения
К географическим реликтовым растениям относят виды, сохранившиеся в определенном регионе как остаток прошедших геологических эпох, в которых условия существования значительно отличались от современных. Так, к неогеновым (третичным) реликтам относят лесообразующие породы деревьев (каштан, дзельква и некоторые другие), ряд вечнозеленых кустарников (горянка колхидская, самшит, иглица колючая, рододендрон понтийский и др.), а также травянистые растения, произрастающие в Колхиде. Это достаточно теплолюбивые виды реликтовых растений, поэтому сохранились они в местах с теплым климатом.
Примерами ледниковых реликтов являются произрастающий на Кавказе, и сохранившаяся в центральной Европе.
Филогенетические реликты (живые ископаемые)
Эти существующие в настоящее время виды относятся к крупным таксонам, практически полностью вымершим миллионы лет назад. Сохранились они, как правило, благодаря изолированности ареала их обитания от более прогрессивных групп. К филогенетическим относят такие реликтовые растения, как гинкго, метасеквойя, хвощ, сциадопитис, воллемия, ликвидамбар, вельвичия.
Гинкго
Реликтовое дерево, являющееся одним из самых древнейших на Земле. Исследования ископаемых образцов показывают, что возраст гинкговых составляет не менее 200 миллионов лет. Появились они в начале поздней перми, а в середине юры произрастало уже как минимум 15 родов гинкговых.
Гинкго двулопастный ) - единственный вид, сохранившийся до настоящего времени. Это лиственное растение, относящееся к голосеменным. Его высота достигает 40 метров. Деревья характеризуются хорошо развитой корневой системой, устойчивы к неблагоприятным погодным условиям, в частности к сильным ветрам. Встречаются экземпляры, достигшие возраста 2,5 тыс. лет.
Поскольку кроме гинкго к голосеменным принадлежат сосны и ели, ранее рассматриваемое нами растение тоже относили к хвойным, хотя оно очень от них отличается. Однако на сегодняшний день существуют предположения, что предками гинкговых являются древние семенные папоротники.
Раньше увидеть эти так называемые живые ископаемые можно было лишь в Китае и Японии. Но сегодня растение культивируется в парках и ботанических садах в Северной Америке и субтропической зоне Европы.
Метасеквойя
Относится к роду хвойных деревьев семейства Кипарисовые. В настоящее время существует в единственном сохранившемся реликтовом виде - Метасеквойя глиптостробовидная (Metasequoia glyptostroboides). Широкое распространение растения этого вида имели в лесах на территории Северного полушария. Вымирать начали из-за смены климатических условий и конкуренции с широколиственными породами. Живые экземпляры этого дерева были обнаружены в 1943 году. До этого метасеквойя встречалась лишь в виде окаменелостей и считалась вымершей.
На сегодняшний день эти реликтовые растения в диком виде сохранились только в провинциях Сычуань и Хубэй (Центральный Китай) и занесены в Международную Красную книгу, поскольку находятся на грани вымирания.
Благодаря внешней привлекательности метасеквойю выращивают в садах и парках Средней Азии, Украины, Крыма, Кавказа, а также в Канаде, США и в ряде европейских стран.
Ликвидамбар
Ликвидамбар (Liquidambar) относится к роду семейства Аптингиевые, включающего пять видов. Широкое распространение данные реликтовые растения имели в третичном периоде. Причиной их вымирания на территории Европы стало масштабное обледенение во времена ледникового периода. Изменение климата поспособствовало и исчезновению вида с территорий Северной Америки и Дальнего Востока.
На сегодня ликвидамбары распространены в Северной Америке, Европе и Азии.
Представляют собой довольно крупные листопадные деревья, вырастающие до 25-40 метров, с пальчато-лопастными листьями и мелкими цветками, собранными в шарообразное соцветие. Плод имеет вид деревянистой коробочки, внутри которой находится множество семян.
Хвощи
Данные реликты - рода сосудистых, сохранившиеся в большом количестве и насчитывающие на сегодняшний день около 30 видов. Все произрастающие ныне разновидности являются многолетними травами. В высоту могут вырастать до нескольких метров. Самым крупным видом является Хвощ гигантский (Equisetum giganteum). При диаметре ствола, не превышающем 0,03 м, его максимальная высота может достигать 12 метров. Растет гигантский хвощ в Чили, Мексике, Перу и Кубе. Там же произрастает и самый мощный вид - хвощ Шаффнера (Equisetum schaffneri). При высоте 2 метра его диаметр достигает 10 см.
Стебли хвощей характеризуются высокой жесткостью, что объясняется наличием в них кремнезема. Также растения имеют сильно развитые корневища с придаточными корнями в узлах, благодаря которым являются очень устойчивыми к различным неблагоприятным факторам и могут пережить даже лесной пожар. Хвощи широко распространены на большинстве материков, исключением являются лишь Австралия и Антарктида.
Воллемия
Хвойное реликтовое дерево, представленное единственным видом - Воллемия благородная (Wollémia nóbilis). Является одним из древнейших растений. Произрастало еще в юрском периоде. Растение считалось давно вымершим. Однако в 1994 году воллемия была обнаружена одним из сотрудников Австралии Дэвидом Ноблом, в честь которого и был назван вид (nobilis - "благородный"). Была найдена практически целая реликтовая роща. Возраст самого старого из обнаруженных деревьев составляет якобы более 1000 лет.
Воллемия является довольно высоким деревом. Так, оно может достигать 35-40 метров. Листва растения полностью идентична листьям Агатиса юрского, произраставшего около 150 миллионов лет назад и являющегося предполагаемым ископаемым предком воллемии из позднего юрского периода.
Сциадопитис
Существует в единственном виде - Сциадопитис мутовчатый (Sciadopitys verticillata). В прошлых геологических эпохах этот род деревьев имел огромнейшее распространение. Об этом свидетельствует тот факт, что их останки были обнаружены в меловых отложениях в Японии, Гренландии, Норвегии, Якутии, на Урале.
На данный момент в природных условиях сциадопитис произрастает лишь на некоторых островах в Японии, где он сохранился на высоте 500-1000 м над уровнем моря во влажных горных лесах, а также на склонах, в глухих ущельях, в рощах.
Сциадопитис - вечнозеленое дерево, имеющее пирамидальную крону. Может вырастать в высоту до 40 м. Размер ствола в обхвате - до 4 метров. Характеризуется очень медленным ростом. Дерево часто называют «зонтичной сосной» из-за уникального строения хвои. Ее уплощенные иголки, имеющие длину в среднем до 0,15 м, образуют ложные мутовки и раздвинуты в стороны, словно спицы у зонтика.
Плодами сциадопитиса являются шишки овальной формы, срок созревания которых составляет два года.
Поскольку сциадопитис может долгое время произрастать в контейнерах, его часто используют в декоративном садоводстве в качестве комнатного и оранжерейного растения. Как парковая культура введен в Европе с 19 века.
Вельвичия
Вельви́чия удиви́тельная (Welwítschia mirábilis) — единственный сохранившийся до наших дней вид. Один из трех представителей бывшего довольно многочисленным класса гнетовых, которые встречаются и сегодня. Свое названиеВельви́чия удиви́тельная получила благодаря необычному внешнему виду.
Растение не похоже ни на траву, ни на куст, ни на дерево. Представляет собой толстый ствол, на 15-50 сантиметров выступающий над поверхностью почвы. Остальная же его часть скрывается под землей. И при этом листья реликта достигают 2 м в ширину и 6 м в длину. Возраст некоторых экземпляров превышает 2000 лет.
Местом произрастания вельвичии является юго-западная часть Африки, а именно каменистая пустыня Намиб, расположенная вдоль побережья Атлантического океана. Растение очень редко можно встретить дальше, чем в 100 м от берега. Это объясняется тем, что именно такое расстояние могут преодолеть туманы, которые для вельвичии являются источником живительной влаги.
Что общего между гинкго, целакантом, мечехвостом и наутилусом? Оказывается, все они принадлежат к группам животных и растений, обитающим на Земле вот уже многие миллионы лет. Все они претерпели очень мало изменений за эти бесконечно долгие геологические эпохи, и у всех у них есть своеобразные черты, кажущиеся примитивными в сравнении с большинством современных групп растений и животных. И наконец, у всех у них крайне мало ныне живущих родственников. Все они - живые ископаемые. В 1938 г., 23 декабря, молодую хранительницу одного из южноафриканских музеев Маржори Куртней-Латимер срочно вызвали на пляж - взглянуть на некую странного вида и весьма скверного нрава рыбу, только что пойманную местными рыбаками. Это оказалась крупная рыбина длиной метра полтора, однако первое, что поразило Маржори, была ее окраска - синевато-бледно-лиловая с серебристыми отметинами. Ничего подобного ей в жизни видеть не приходилось. Но как доставить рыбину в музей? Было Рождество, и местный таксист наотрез отказывался везти в своей машине "эту вонючку". В конце концов угроза вызвать другое такси возымела-таки свое действие, но перенести рыбу даже на короткое расстояние оказалось непросто: она весила целых 58 кг. В Южной Африке Рождество приходится на летнее время, а холодильники тогда были еще большой редкостью. Не удивительно, что рыба начала с угрожающей скоростью разлагаться. Маржори отослала срочное письмо с рисунком загадочной рыбы известному ихтиологу, профессору Джеймсу Леонарду Бриерли Смиту, который жил за 400 км от нее в Грейамстауне. Однако профессор получил письмо и рисунок лишь 3 января 1939 г. Бриерли Смит недоуменно разглядывал рисунок. Он определенно уже видел нечто подобное... Но где и когда? И вдруг ученого озарило: он смотрел на пришельца из далекого прошлого, на нечто такое, что прежде попадалось ему лишь на иллюстрациях к книгам о давно исчезнувших животных! Короче, перед ним было изображение существа, считавшегося вымершим почти 100 млн лет назад. Целакант! Догадка профессора полностью подтвердилась в феврале, когда он наконец-то добрался до рыбы. Телеграфные агентства разнесли по всему миру сенсационную новость: "НАЙДЕНО НЕДОСТАЮЩЕЕ ЗВЕНО!"
Разыскивается целакант!
Если уж в руки ученых попал один целакант, значит, должны быть и другие. Начались лихорадочные поиски новых сведений о целакантах и, главное, новых экземпляров. Нашедшему было обещано солидное вознаграждение. Плакаты и листовки с изображением целаканта рассылались по всей Южной и Восточной Африке. Но больше целакаптов не попадалось. Смит был в недоумении. Если целаканты в самом деле обитали у побережья Южной Африки, то рыбаки должны бы были вылавливать и другие экземпляры. Может, этот целакант отклонился от привычного маршрута? Или же места его обитания находились далеко отсюда? Профессор внимательно изучил карту океанических течений и обнаружил, что от берегов Восточной Африки к югу устремляются сильные подводные течения. Возможно, целаканты живут севернее и искать их нужно в другом месте. Внимание Смита привлекла группа островов между Мадагаскаром и Африканским материком. Их называют Коморскими. Профессор решил отослать на Коморские ские острова дополнительную партию листовок с предложением вознаграждения. Практически немедленно он получил телеграмму следующего содержания: "ИМЕЕТСЯ ПЯТИФУТО- j ВЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР ЦЕЛАКАНТА. 1 СДЕЛАЛ ИНЪЕКЦИЮ ФОРМА- Д ЛИНА НА МЕСТЕ. ДОБЫТ Д 20-ГО. ТРЕБУЕТСЯ СОВЕТ. ОТ- Ц ВЕТЬТЕ ХАНТУ ДЗАУДЗИ". Любопытно, что второй целакант, подобно первому, объявился опять-таки на Рождество. Да, был канун Рождества, и с момента находки первого живого целаканта прошло ровно 14 лет. А Бриерли Смит находился от вожделенной добычи в тысячах километров. В полном отчаянии он обратился за помощью к премьер-министру Южно-Африканского Союза Даниэлю Малану, и тот согла сился предоставить в его распоряжение правительственный самолет для перевозки нелаканта.
"Золотая жила" для рыбаков
Вскоре в морях стали вылавливать все новых и новых целакаитов. Теперь они пользовались огромным спросом у местных рыбаков. Музеи предлагали за них большие деньги, а вскоре их как редкую диковинку стали продавать и частным лицам. Больше того, кое-кто даже утверждал, что из целакантов можно приготовлять любовный напиток.
Ученые установили, что целаканты обитают на значительной глубине-от 183 до 610 м. Они встречаются только в тех местах, где пресная вода, содержащаяся в толще
горных пород, просачивается через подводные пещеры в океан крайне специфическая среда обитания. Это означает, что ареал (область распространения данного вида животных) иелакантов может быть очень невелик, а стало быть, их популяция, скорее всего, довольно-таки немногочисленна. По злой иронии судьбы, сам факт открытия живых целакантов может оказаться для них роковым. Ведь целаканты размножаются крайне медленно. Самка производит громадные яйца - величиной с грейпфрут - и носит их в себе до тех пор, пока детеныши не вылупятся. Это значит, что общее количество яиц у самок целакантов сравнительно невелико, и их потомство немногочисленно. Даже если шансы выжить у вылупившихся из яиц миниатюрных целакантиков окажутся неплохими, столь медленное размножение делает их вид в целом крайне уязвимым, и усиленная охота за целакантами может привести к тому, что их всех выловят.
Реконструкция древнего цепаканта (вверху). Целаканты мало изменились за миллионы лет. На скелете ископаемого целаканта (внизу) можно видеть массивную голову, туловище поддерживают толстые плавники и длинная центральная часть хвоста - все напоминает особенности современного целаканта.
Старина четвероног
Целаканты принадлежат к очень древней группе кистеперых рыб, или саркоптери-гий. Парные грудные и тазовые плавники (то есть плавники, расположенные сразу за глазами и на брюхе) целаканта растут на концах особых выступов, похожих на недоразвитые ноги. Хвостовой плавник состоит из трех частей, из них средняя крепится к короткой ножке.
Главное отличие целакантов от прочих рыб как раз и заключается в их плавниках. Ученым удалось заснять целакантов в естественных условиях и увидеть, как они плавают и добывают корм. Выяснилось, что целаканты используют парные плавники так же, как современные тритоны, ящерицы и собаки - ноги при ходьбе: сперва одна пара ног, расположенных по диагонали, делает шаг, затем вторая пара. Вся разница лишь в том, что целакант пользуется своими конечностями не для ходьбы по земле, а для плавания. Он как бы загребает ими, когда охотится на рыб или на головоногих моллюсков. Иногда целакант плавает даже задом наперед или кверху брюхом.
Вот так плавает живой целакант. Обратите внимание, что один из передних плавников направлен вперед, а другой- назад. Целаканты используют свои мясистые плавники примерно так же, как четвероногие животные - свои ноги, то есть так же двигают ими вперед-назад, только их конечности играют роль гребных весел. Существует теория, согласно которой все четвероногие позвоночные- земноводные, рептилии и млекопитающие - произошли от прямых предков современных целакантов.
Недостающее звено или эволюционный тупик?
Никто толком не может сказать, какое место занимает целакант на шкале эволюции. Некоторые палеонтологи полагают, что он - близкий родственник предков первых земноводных, своего рода недостающее звено между рыбами и земноводными. Другие считают его представителем тупиковой ветви эволюционного процесса, которая принадлежит к особой древней группе, почти целиком вымершей в давнюю геологическую эпоху.
В девонский период истории Земли, 400 млн лет назад, целаканты были широко распространены. Они жили и в пресноводных озерах, и в открытом океане. До сих пор для нас в прошлой и настоящей жизни целаканта много неясного и загадочного. Почему почти все целаканты вымерли? И почему немногие из них уцелели именно у побережья Коморских островов? Что такого особенного было в этом месте? Согласитесь, будет очень жаль, если целаканты, просуществовав на Земле 400 млн лет, бесследно исчезнут из-за причуд богатых туристов и непомерных аппетитов некоторых музеев.
Лес араукарий. Эти древние хвойные деревья впервые появились на Земле в триасовый период. Сегодня они произрастают в Южной Америке, Австралии и на Новой Гвинее; такое их распространение говорит о том, что в свое время их предки обитали на древнем сверхматерике Гондвана. Эти ранние семеноносные растения вырабатывали свои семена на внутренней стороне древесных чешуйчатых листьев, образовавших хвойные шишки (врезка на рисунке).
Растения из прошлого
Самое большое живое существо на Земле - гигантское мамонтовое дерево, или секвойя-дендрон, - произрастало на нашей планете еще в эпоху динозавров. Возможно, когда-то стада длинношеих динозавров - зауроподов паслись посреди рощ из мамонтовых деревьев, отдаленные потомки которых ныне - самые высокие деревья на Земле. Одна из разновидностей мамонтовых деревьев была известна только в ископаемом виде вплоть до 1948 г., когда в Центральном Китае обнаружили живые экземпляры.
У так называемого "папоротникового дерева", или гинкго, еще более древняя история. Похожие деревья в изобилии произрастали еще в пермский период, около 280 млн лет назад. В наши дни на Земле сохранился лишь один вид гинкговых де-
ревьев. Его "примитивные" веерообразные листья, жилки па которых образуют причудливый узор в виде ряда Y-образных веточек, практически одинаковы с ископаемыми листьями из триасовых горных пород, чей возраст оценивается в 200 млн лет. Из-за их съедобных семян гинкго столетиями культивировались в Китае и Японии.
Еще один пример живых ископаемых - деревья рода араукария. Окаменевшую древесину со схожей структурой обнаружили в палеозойских горных породах.
Первые "загрязнители"
Самые древние живые ископаемые на Земле обитают в заливе Шарк у побережья Австралии. Там на мелководье растут странные слоистые холмики высотой до 1,5 м, зачастую обнажающиеся при отливе. Они - продукт жизнедеятельности синезеленых водорослей, чьи переплетенные волокна удерживают осадочный материал и каким-то образом выделяют из воды известняк. Подобные холмики - их называют строматолиты - состоят из слоев водорослей и цементирующей их осадочной породы.
Подобные структуры были широко распространены по всему земному шару еще в докембрийскую эпоху. Собственно говоря, ископаемые останки почти точно таких же строматолитов обнаружили в горных породах возрастом аж в 3 млрд лет. Древние строматолиты вызвали поистине революционные изменения на Земле, обогатив ее атмосферу кислородом (путем фотосинтеза, см. с. 52). Судя по всему, это было равносильно сильнейшему "загрязнению" окружающей среды для многих живых организмов того времени, приспособившихся к жизни в бескислородной среде. Тем не менее в дальнейшем развились новые жизненные формы, сумевшие с помощью кислородной "подпитки" перейти к новому, куда более энергичному образу жизни, что придало мощнейшее ускорение эволюционному процессу.
Большинство строматолитов вымерло примерно 80 млн лет назад. Возможно, их численность резко сократилась в результате оледенений или каких-либо других климатических изменений, а может, их в больших количествах поедали ранние многоклеточные животные. В наши дни строма-толиты встречаются лишь в немногих местах на Земле. Одно из них - залив Шарк. Это чрезвычайно специфичное место. Там очень жарко и при этом выпадает крайне мало осадков, а вода практически неподвижна. Из-за сильного испарения на поверхности залива вода в нем сделалась такой соленой, что в ней не могут жить брюхоно-гие моллюски и прочие хищники, обычно кишащие на мелководье. Очевидно, прежде в мире также существовали подобные укромные места, свободные от всяких хищников, и это позволило строматолитам выжить на нашей планете в течение нескольких миллиардов лет (см. также с. 52).
Живые (слева) и окаменевшие (справа) листья дерева гинкго. Гинкго появились на Земле примерно 280 млн лет назад и с тех пор почти не изменились.
Последние из аммонитов
У побережья острова Вануату, расположенного в Тихом океане, в одну из тихих лунных ночей вам может посчастливиться увидеть бледные спиралевидные раковины, болтающиеся в воде примерно в метре от поверхности. Из-под этих раковин в темную толщу воды всматриваются большие глаза. Перед их взором когда-то нескончаемой вереницей проносились странные и жуткие создания - ихтиозавры, плезиозавры, панцирные рыбы. Они появлялись и исчезали без следа, а вот наутилусы, обладатели этих глаз, пережили их всех. В целом животные глубоководные, наутилусы по каким-то им одним ведомым причинам временами поднимаются на поверхность в этом самом месте и охотятся здесь на омаров и прочих ракообразных, хватая их своими щупальцами, напоминающими осьминожьи. Глядя на их охоту, поневоле представляешь себе, что сидишь на берегу доисторического моря за 200 млн лет до собственного рождения.
Строго говоря, наутилусы не аммониты. Они близкие родственники аммонитов, чьи ископаемые останки впервые появляются в отложениях ордовикского периода. Науке известны свыше 3000 ископаемых видов наутилусов, однако до наших дней дожили всего лишь шесть из них. Каким-то образом им удалось пережить грандиозную катастрофу, стершую с лица Земли в конце мелового периода их родственников - аммонитов, а также динозавров и многих других животных. Возможно, наутилусы уцелели потому, что жили на больших глубинах: последствия
мерли примерно 345 млн лет назад. Ученым эти небольшие животные были известны многие годы. Однако в 1992 г. был открыт новый вид цефалодисков, очень похожий на граптолитов. Эти малютки размещаются в собственных "чашечках", образующих жизненные сообщества с другими такими же "чашечками". Каждый цефалодиск днем прячется в своей чашечке, а по ночам выбирается наружу по выступам на чашечке, чтобы добыть себе пищу. Похожие выступы обнаружены у многих ископаемых граптолитов.
Самец и самка наутилусов вместе закусывают.
Наутилусы - морские хищники, родственные спрутам и осьминогам. Их раковины разделены на отдельные камеры. Некоторые камеры наполнены газом, что помогает животным удерживаться на плаву. Когда наутилус желает подняться или опуститься, он регулирует содержание газа внутри своей раковины. В ордовикский период океаны Земли буквально кишели наутилусами, однако впоследствии их численность начала сокращаться, и к настоящему времени большинство из них вымерло.
Другие старожилы океанских глубин
Некоторые живые ископаемые вплоть до самого последнего времени оставались неизвестны науке, скрываясь в бездонных глубинах океана. В их числе - небольшие моллюски, очень схожие по своему строению с первыми моллюсками, когда-то обитавшими в древних морях, а именно пять ныне здравствующих видов моноплакофор, или неопи-лин. Вплоть до 1952 г. считалось, что эта группа моллюсков полностью вымерла около 400 млн лет назад. Затем в одной из глубоководных впадин Тихого океана на глубине 3750 м обнаружили живых неопилин. С тех пор были открыты еще четыре вида этих животных, причем все они обитают в глубоководных впадинах. На первый взгляд моноплакофоры (так называется эта группа моллюсков, к которой относятся неопилины) напоминают блюдечки, однако их органы, заключенные внутри раковин, - жабры, нервная система, выводные протоки и половые железы имеют парную структуру, наподобие внутренних органов кольчатых червей и членистоногих. Это позволяет предположить, что кольчатые черви, моллюски и членистоногие произошли от общих предков.
В глубинах Тихого океана обитает и еще один претендент на звание живого ископаемого - цефалодиск. Это потомок древней группы животных, возникшей еще в кембрийский период, свыше 500 млн лет назад.
Повелитель древних морей
Еще один "гость" из далекого прошлого нашей планеты - мечехвост (его называют еще королевским крабом). Эти животные ежегодно в больших количествах заполоняют североамериканские песчаные пляжи, чтобы отложить там свои яйца. Это живое ископаемое очень трудно не заметить. Даже поверхностного взгляда па него достаточно, чтобы обнаружить его несомненное сходство с гигантским трилобитом. Молодняк мечехвостов еще больше походит на трилобитов, только крохотных.
Собственно говоря, мечехвосты не трилобиты, однако принадлежат они к не менее древней группе животных, а именно к артроподам (членистоногим), которые появились на Земле около 550 млн лет назад. Мечехвосты пребывают в почти неизменном виде вот уже по меньшей мере 300 млн лет. Отличаются они незаурядными приспособляемостью и жизнестойкостью. Питаются мечехвосты практически любой доступной им добычей, даже падалью (мертвыми животными).
Мечехвосты легко переносят самые резкие колебания температуры воды и ее солености и способны жить даже в сильно загрязненной среде. Более того, они могут несколько дней обходиться без воды. Это означает, что им доступны такие места обитания, как прибрежное мелководье и даже морское побережье, где очень суровые условия жизни существенно ограничивают численность их потенциальных врагов. Впрочем, в любом случае закованные в прочный панцирь голова и тело мечехвостов ставят перед многими хищниками трудноразрешимые проблемы.
В самых глубоких местах Тихого океана, в нескольких километрах от его поверхности, живут крохотные моллюски неопилины, не претерпевшие, по всей видимости, никаких существенных изменений за многие миллионы лет. Хотя внешне они очень похожи на маленькие блюдечки, их внутренние органы имеют парную структуру, напоминающую строение кольчатых червей и членистоногих; возможно, примерно так же выглядели общие предки червей, членистоногих и моллюсков.
Ключ к прошлому
Мечехвосты обитают в основном на морском дне, однако они умеют и плавать: переворачиваются на спину и гребут своими конечностями. Наблюдая за передвижениями мечехвостов в песке и иле, ученые смогли выяснить значение многих следов и отпечатков, сохранившихся в древних осадочных породах. Мечехвосты прокладывают себе дорогу через верхние осадочные слои, при помощи хвостового шипа зарываясь в песок и разгребая его одной парой двигательных конечностей. Другие двигательные конечности мечехвостов снабжены похожими на челюсти клешнями, которыми они хватают добычу и раскалывают ее раковину или панцирь.
Туатара, отрезанная от внешнего мира в Новой Зеландии, благополучно дожила со времен динозавров до наших дней. Это единственный ныне живущий представитель древней группы рептилий, у которого скелет и сердце примитивные, а барабанная перепонка и настоящие зубы отсутствуют - вместо зубов лишь зубцы на челюстной кости.
Внимание: драконы!
Представьте себе маленького такого дра-кончика, длиной около 65 см, вдоль спины которого проходит устрашающего вида гребень из зазубренных роговых пластин. Жил он 140 млн лет назад, в самый разгар эпохи динозавров. По сравнению с современными рептилиями это весьма примитивное создание. Сердце его устроено крайне просто, а расположение костей черепа напоминает строение черепов крокодилов и динозавров, но не современных ящериц. Тем не менее у этого существа, подобно ныне живущим ящерицам, есть так называемый "третий глаз" - светочувствительный орган, скрытый под кожным покровом на макушке.
А теперь вернемся в сегодняшний день и заглянем на вершины утесов, высящихся на некоторых островах неподалеку от побережья Новой Зеландии. Точно такой же дракончик греется на солнышке у входа в норку морской птицы - норку он захватил по праву сильного. Это туатара, или гаттерия, единственный уцелевший представитель древней группы рептилий, возникшей свыше 200 млн лет назад. Туатара ведет ночной образ жизни, поэтому ее глаза содержат яркий отражательный слой, помогающий ей хороню видеть в сумерках. Она питается насекомыми, червями, слизнями и улитками, а также птенцами и яйцами морских птиц, среди которых живет, и даже своими более мелкими сородичами.
Как же туатаре удалось выжить? Новая Зеландия оказалась изолированной от остального мира около 80 млн лет назад, задолго до появления на Земле многих современных хищников. Хотя туатара откладывает одновременно не более 15 яиц, а детеныши вылупляются из них почти через 15 месяцев, живет эта рептилия, возможно, дольше 120 лет, так что времени для размножения у нее более чем достаточно.
Насколько важны для нас живые ископаемые?
Живые ископаемые как бы позволяют нам заглянуть в поразительный мир давно минувших геологических эпох. Иногда они снабжают пас ценной информацией о древних группах животных, когда-то населявших Землю. Одни из них, например нео-пилин и туатары, возможно, являются не- кими промежуточными формами между различными группами животных - моллюсками и кольчатыми червями, ящерицами и динозаврами. Другие, к примеру целакант, больше вызывают вопросов, чем дают ответов. Кто они - недостающее звено или эволюционный тупик?
Мечехвосты, или королевские крабы, откладывающие яйца на пляже в штате Нью-Джерси, США. Эти существа, более родственные паукам и скорпионам, чем собственно крабам, практически не изменились за последние 300 млн с лишним лет. Подобную картину, вероятно, можно было бы наблюдать на каком-нибудь пляже каменноугольного периода.
