Четыреста миллионов лет безмятежно плавали по волнам аммониты и наутилусы. Затем вдруг неожиданно вымерли (все, кроме шести видов). Случилось это восемьдесят миллионов лет назад, в конце мезозойской эры.
Гидра и оригинал из хохлаткиной родни
Жила она, гидра, в болоте около города Лерны и, выползая из своего логовища, пожирала целые стада, опустошала всю округу.
И вот выползла последний раз, «извиваясь покрытым блестящей чешуей телом», поднялась на хвосте, а Геракл наступил ей на туловище и придавил к земле. Как вихрь, засвистела в воздухе его палица. Но тут Геракл заметил, что у гидры на месте каждой сбитой головы вырастают две новые.
– Иолай! – закричал сын Зевса. – Жги огнем ей шеи! Иолай поджег рощу и горящими стволами деревьев стал прижигать гидре шеи, с которых Геракл сбивал палицей головы. Новые головы перестали вырастать у гидры, и пришел ей конец.
Сказка – ложь, но в ней намек…
A если вооружимся мы микроскопом, то этот намек разгадаем.
Пройдем на болото, в «логово» гидры. Зачерпнем воду: вот она, гидра, в стакане!
Простым глазом ее не увидишь – так мала. Комочек слизи на зеленом листочке. Вот комочек вытянулся в столбик. Вот раскинул во все стороны щупальца. Схватили они рачка циклопа, и рачок забился в конвульсиях. Вот щупальца подтянули его ко рту – круглой «дыре» на верху столбика, и… циклоп исчез в ней, словно в пропасть провалился.
Как и фантазия древних греков, сочинивших мифы о Геракле, микроскоп увеличил гидру в тысячу раз.
У нашей гидры определенное сходство со сказочной тезкой: ее так же трудно убить. Можно резать на куски, но из каждого куска вырастет новая гидра!
Можно протереть через терку. Останутся от нее одни крошки. И каждая крошка породит гидру!
Можно вывернуть гидру наизнанку, как чулок, – и гидра будет жить, есть и расти!
Поистине чудеса, которые творит природа, чуднее чудес сказочных!
А теперь – об оригинале.
Чтобы познакомиться с ним, из Европы перенесемся мысленно в Южную Америку.
Вид у него, у оригинала, хищный, но нрав безобидный. Ведь гоацин сродни курице, а не орлу.
Спина допотопной птицы зеленая, а живот красный. На голове желтый хохол. Вроде бы птица как птица, но вот что странно: у птенцов гоацина на крыльях… когти. На двух первых пальцах. Цепляясь когтями за сучья, птенчики лазают по веткам. Забираются на самую макушку дерева. И оттуда ныряют прямо в реку. (Гоацины вьют гнезда на деревьях, нависающих над водой.) Плавают и ныряют молодые гоацины очень ловко. Когда они ловят головастиков или карабкаются по сучьям, то похожи на рептилий, а не птиц. Черты родства с пресмыкающимися у молодых гоацинов особенно заметны. А когти на крыльях – очевидное доказательство древности их рода. Ведь первоптицы, археоптериксы, обитавшие на земле более ста миллионов лет назад, носили на крыльях такие же когти – утраченное ныне наследство, ненужный дар ящероподобных предков. Только молодые гоацины сохранили этот атавизм.
У взрослых гоацинов на крыльях уже нет когтей: лишь небольшие бугорки там, где в юности росли когти. Повзрослев, и плавать они разучились. Всю жизнь прячутся теперь на деревьях, клюют листья. Гоацин – птица несъедобная: как от крокодила, пахнет от нее мускусом. Гоацин и кричит не по-птичьи, а квакает, как лягушка.
От древних эпох сохранились не только реликтовые виды птиц, ящериц, моллюсков, но и целые семейства «живых ископаемых» (новозеландские бескрылые птицы киви, опоссумы), отряды (скорпионы, пауки), подклассы и даже целые классы (сумчатые, утконосы и ехидны, голотурии, морские лилии, панцирные моллюски и кистеперые рыбы).
О последних стоит рассказать подробнее, ибо они, эти рыбы, сделали историю: не политическую, конечно, зоологическую.
Как любознательный фермер обогатил науку
История рыб, «которые сделали историю», началась с того дня, когда Уильям Форстер решил прогуляться по городу. Он был скватером, разводил овец и жил на ферме, далеко от цивилизованного мира, на Бенет-Ривер в Квинсленде. Потом это дело ему надоело, и он приехал в Сидней, чтобы там поселиться. В один из дней 1869 года Форстер решил осмотреть город.
Зашел, конечно, и в музей.
Здесь он встретил Герарда Крефта, куратора музея, и они разговорились. Форстер спросил между прочим:
– Сэр, почему нет в вашем музее ни одной из тех больших рыб, что живут у нас в Бенет-Ривер?
– Больших рыб? Каких больших рыб?
– А баррамунда. Мы зовем их еще бенетскими лососями.
– Где Бенет-Ривер – я не знаю?
– На севере, сэр. В Квинсленде. Там много этих рыб. Они похожи на жирных угрей. Зеленые – футов пять длиной. Чешуя у них толстая, крупная. И представьте себе – у этой баррамунды только четыре плавника. Все на брюхе. Да, только четыре, я хорошо помню: сам не раз ловил.
– Знаете, Форстер: понятия не имею, о какой рыбе вы говорите. Я о вашей баррамунде ничего не слышал. Может быть, это какая-нибудь неизвестная еще науке разновидность. Хорошо бы достать нам для музея парочку таких баррамунд.
– О конечно, – любезно согласился Форстер. – И это можно сделать. Мой кузен еще живет на ферме. Я напишу ему.
И вот через несколько недель в Сиднейский музей почтальон привез бочку, а в бочке были рыбы, очень крепко посоленные.
Крефт буквально остолбенел, когда увидел их. Форстер не ошибся: рыбы совершенно невероятные и плавников у них «только четыре». Все на брюхе. И все похожи скорее на короткие лапы, но без пальцев. И хвост совсем особенный: не вильчатый, как у многих рыб, а словно бы оперенный, как птичье перо. Зоологи хвосты такого типа называют дифицеркальными. Это, пожалуй, наиболее древняя форма из всех рыбьих хвостов.
Но самая большая неожиданность ожидала Крефта во рту у рыбы. Заглянув туда, он увидел на нёбе и нижней челюсти четыре большие пластинки сросшихся между собой зубов, похожие на петушиные гребни.
Такие же вот зубы-терки давно уже попадались палеонтологам среди древних окаменелостей, но ни у одной живой рыбы их еще не нашли. Обладателей этих странных зубов профессор Агассиц, большой знаток ископаемых рыб, назвал цератодами, то есть рогозубами {61}. Бесчисленные их стаи 70 и 100 миллионов лет назад населяли пресные воды нашей планеты.
И вот теперь Крефт держал в руках этого самого цератода! Так он решил, внимательно рассмотрев зубы баррамунды, и потому без колебаний окрестил бенетских лососей цератодами. Но позднее палеонтологи нашли не только зубы, но и кости настоящих ископаемых цератодов, и они оказались не совсем похожи на скелет бенетского цератода. Поэтому некоторые ихтиологи предложили к его научному имени прибавить приставку «нео» (то есть «новый») или «эпи» (что значит «после»).
Но часто баррамунду по-прежнему называют просто цератодом, без всяких приставок.
Исследуя рыб, Крефт разрезал одну из них и нашел в утробе ее еще нечто поразительное… легкое! Настоящее легкое в рыбе! У нее были и жабры, но было и легкое. Значит, баррамунда дышала и жабрами и легким, значит, это двоякодышащая рыба!
До того как Форстер решил посетить музей в Сиднее, зоологи знали только двух двоякодышащих рыб: лепидосирена, или по-местному карамуру, и протоптеруса (он же комток). Первого открыл в 1833 году в Южной Америке (в Бразилии и Парагвае) австрийский исследователь Иоганн Наттерер. Второй несколькими годами позже был описан знаменитым британским палеонтологом Робертом Оуэном. Рыбу поймали в Белом Ниле, но обитает она во многих реках Африки от Сенегала до Нигерии и дальше до озера Чад и Восточной Африки (на юг до Замбези).
У лепидосирена и протоптеруса по два легких, у неоцератода только одно {62}. Лепидосирен крупнее протоптеруса: 1 метр 25 сантиметров – длина самых больших карамуру, а протоптерусов – лишь 65 сантиметров.
Оба, и лепидосирен-карамуру, и протоптерус, похожи на угрей, чешуя у них очень мелкая (у неоцератода – помните? – крупная!), хвост дифицеркальный, а вместо грудных и брюшных плавников – гибкие, тонкие «усы». Оба живут в заросших травой и водорослями болотистых заводях, которые часто наполнены водой только в периоды дождей. Но наступает засуха, и вода уходит. Речные старицы и болота пересыхают, и, чтобы не погибнуть, рыбы, которых природа кроме жабр наделила и легкими, зарываются в ил и впадают в спячку, как медведь в берлоге. Но методы спасительного «консервирования», к которому они прибегают, чтобы уберечь себя от гибели, у двоякодышащих кузенов разные.
Протоптерус, забравшись в норку, вырытую в иле, окружает себя пенной слизью. Из слизи и слипшейся с ней грязи вокруг рыбки образуется скорлупа (с дыркой для воздуха, которым рыба теперь дышит) {63}. Скорлупа плохо пропускает влагу, и протоптерус в этой капсуле, словно под стеклянным колпаком, спокойненько спит себе всю засуху. Когда вновь польют дожди и размокнет ссохшийся камнем ил, протоптерус вылезает из скорлупы. Дожди «размачивают» и саму рыбу, потому что рыба во время спячки сильно высыхает, теряет в весе в… два? три? четыре раза? В десять раз! Напитав свои ткани водой, протоптерус, извиваясь, плывет у самого дна. Проголодался: ищет лягушек и улиток, раков и водяных жуков – свою любимую добычу.
Раньше думали, что и лепидосирен, зарывшись в ил, тоже окружает себя слизью. Но, когда более внимательно исследовали его норки на дне пересохших болот, убедились, что лепидосирен «консервирует» себя совсем иначе, чем его африканский собрат.
Лепидосирен (не забудьте – это всего только рыба!) строит искусную крышу у себя над головой. Скатывает ил в круглые комочки и укладывает их над норкой (как он это делает, никто, кажется, еще не видел). В промежутки между «ядрами» земляного наката в сырое подземелье, где спит в анабиозе {64} чудо-рыба с легкими, легко проникает воздух.
Если земля, иссушенная зноем, теряет последние капли влаги даже и там, в глубине под толстой коркой затвердевшего ила, где лежит, свернувшись, лепидосирен, рыба, пробудившись, зарывается еще глубже. Но прежде чем снова уснуть, строит над головой из шаров-кирпичей еще одну пористую крышу, этажом ниже первой. Если иссушающий зной доберется и туда, рыба с легкими копает ил глубже и снова отгораживает себя от мира решеткой из глиняных ядер.
Самцы двоякодышащих рыб Америки и Африки о потомстве своем заботятся не менее ревниво, чем прославленный морской конек – самый примерный в рыбьем царстве отец. Икру, отложенную самками в ямках на дне (у лепидосирена в норках), они бдительно стерегут, смело кидаясь на врагов. А так как рыбы они злые и крупные, враги предпочитают держаться подальше от двудышащих отцов.
Американец лепидосирен и африканец протоптерус, рыбы-уникумы, разделенные океаном, – близкие родственники. Ихтиологи, исследовав их, объединили и того и другого в одно рыбье семейство. Но двоякодышащий австралиец, открытый Форстером и описанный Крефтом, представляет в системе зоологической классификации другое семейство, потому что и внешностью своей и повадками не совсем похож на заморских сородичей {65}.
Он в большей степени вегетарианец, чем они: верный традициям предков, ест и растения, от которых другие двоякодышащие рыбы теперь отказываются. Свою очень крупную икру неоцератоды откладывают не в норках и ямках на дне, а каждую икринку в толстой студенистой оболочке по отдельности прикрепляют к подводным растениям. И главное – в засуху, когда родные их реки пересыхают, неоцератоды не закапываются в ил. Рыбы просто собираются в лужах и дышат здесь своими легкими, так как в обмелевших ручьях кислорода им всем не хватает. Они ползут туда, где под густым покровом кустов сохранились капли влаги, где тень и не так палит солнце, и лежат там без движения. И дышат, и дышат. И ждут дождей. Но долго, конечно, так продержаться не могут. В большие засухи много неоцератодов погибает. Поэтому (и еще потому, что они очень вкусные) эти рыбы сейчас очень редки, уцелели, лишь в реках Бенет- и Мэри-Ривер.
Филогенез в онтогенезе
К тому времени, когда бочка с солеными неоцератодами попала с Бенет-Ривер в Сиднейский музей, Эрнст Геккель и Фриц Мюллер уже сформулировали свой знаменитый биогенетический закон: филогенез повторяется в онтогенезе. Эти несколько слов значат очень много. Филогенезом биологи называют вековую эволюцию растений и животных. А онтогенезом – эмбриональное и послеэмбриональное развитие каждого отдельного организма.
Так вот, согласно биогенетическому закону, всякое животное, развиваясь от яйца до новорожденного, в ускоренном темпе проходит основные стадии эволюции своего вида, за несколько недель повторяя в общих чертах узловые фазы филогенетического метаморфоза, длившегося сотни миллионов лет. Вот почему зародыши птиц, лягушек, рыб, зверей и людей на определенных этапах развития похожи друг на друга.
Человеческие зародыши в возрасте нескольких недель ясно свидетельствуют о том, что дальние наши предки когда-то были… рыбами. В этом юном возрасте шеи зародышей всех людей наделены жаберными щелями, с которыми акулы до сих пор не желают расстаться.
Нам они совершенно не нужны, эти щели, и, появившись на время, как древний бесполезный атавизм, потом навсегда зарастают (у некоторых, впрочем, остаются незаросшие шейные фистулы). С открытием биогенетического закона теория Дарвина получила мощное подкрепление. Теперь, не забираясь даже далеко в глубь геологических напластований, оставшихся от минувших эпох, можно было по эмбрионам животных судить об их доисторическом прошлом: кто от кого произошел. Кардинальная формула демократов «все произошли от всех» нашла свое реальное выражение и в биологии: все мы, дети Земли, одетые в шерсть, перья и чешую, произошли от одного корня – от рыб.
Но от каких рыб? И кто породил самих рыб?
Это и хотел установить знаменитый немецкий биолог и дарвинист Эрнст Геккель, когда снаряжал экспедицию в Австралию: на охоту за эмбрионами неоцератода. Ведь эта древняя рыба, как тогда решили, наиболее близка по крови к тем загадочным существам, которые триста миллионов лет назад стали нашими предками.
У Геккеля был друг Пауль Риттер, богатый фабрикант из Базеля. Он обычно финансировал исследования Геккеля. Он дал деньги на экспедицию. Ученик Геккеля профессор Рихард Семон согласился возглавить ее.
В августе 1891 года Семон прибыл в Австралию. Доктор Крефт, описывая неоцератода, уверял, что тот живет в солоноватой воде, ест растения и в засуху закапывается в ил. Все это оказалось неверным. И Семон потратил только даром время, поверив Крефту и охотясь за рыбой в устьях рек Бенет- и Мэри-Ривер, где вода была солоноватой. Там никто и не слышал о такой рыбе.
Тогда, покинув побережье, Рихард Семон отправился в глубь страны. Он знал, что неоцератоды откладывают икру на растениях. Икра крупная, почти сантиметр в поперечнике.
Казалось бы, нетрудно ее заметить. Но Семон ее не находил. День за днем, неделю за неделей обшаривал он водоросли и подводные травы, но икры не было. Теперь искал он уже не один: профессор Спенсер, биолог из Мельбурна, решил провести отпуск в охоте на неоцератода. Но прошел месяц, отпуск кончился, и Спенсер вернулся в Мельбурн. А Семон все лазил по тростникам по пояс в воде: искал драгоценную для науки икру.
И наконец – о удача! Три икринки! Вот они – три матовые бусинки на зеленом стебле! Сначала он не поверил своим глазам. Но сомнений не было: это икра баррамунды!
– Баррамунды? Нет, мистер, дйелле.
Австралийцы, которые помогали одержимому чужеземцу искать иголку в стоге сена, дружно качали головами.
– Нет, не баррамунды. Это икра дйелле.