Книга Отпечатки жизни. 25 шагов эволюции и вся история планеты - Дональд Протеро

Линька — основной ограничивающий фактор у членистоногих. Она может давать большие преимущества и имеет значительные недостатки. Например, форма тела у некоторых насекомых может полностью измениться после линьки: гусеница превращается в куколку, куколка — в бабочку или мотылька, чьё тело устроено принципиально иначе, чем у гусеницы.

Именно линька — причина миниатюрности. Членистоногое достигает определённых размеров и больше расти не может. В противном случае, после очередной линьки оно превратилось бы в кисель. Причиной тому является растущая сила тяжести, действующая на крупных животных. Вот почему на суше никогда не существовало насекомых крупнее гигантской стрекозы меганевры (Meganeura) с размахом крыльев один метр или многоножки артроплевры (Arthropleura), которая могла вырасти до трёх метров. Хотя морские членистоногие и бывают чуть крупнее наземных (их поддерживает вода), они тоже не вырастают крупнее крабоида и некоторых гигантских ракоскорпионов, обитавших в силурийском периоде и достигавших трёх метров в длину. В следующий раз, когда будете смотреть дешёвый ужастик про гигантских муравьёв или богомолов, можете посмеяться, поскольку по законам биологии такие твари существовать не могут. К сожалению, очень немногие сценаристы разбираются в зоологии настолько, чтобы знать об этом.

Бархатные черви и членистоногие

Большинство из нас никогда не видели живого бархатного червя — если, конечно, вы не из тех людей, кто живёт в тропических джунглях Южного полушария и любит по ночам ворошить кучи гнилых листьев (рис. 5.5). Тем не менее есть целый тип таких существ, называемых онихофорами. Около 180 их видов обитают в лесах Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии. Большинство — крошечные по размеру (полсантиметра в длину), но есть и те, кто достигает 20 см. Они отдалённо напоминают гусениц: по нижней стороне длинного червеобразного тела находится множество коротких ножек, и на конце каждой — твёрдый крючковатый коготь, примерно как у насекомых и других членистоногих. На голове у онихофор есть ротовые придатки и усики (имеются у многих насекомых, но отсутствуют у червей). Их примитивные глаза напоминают оцеллии (простые глазки) членистоногих. Такой глаз худо-бедно даёт картинку, но онихофорам и не требуется острое зрение в тёмном влажном мире, где они обитают.

Рис. 5.5. Онихофора, или бархатный червь (из коллекции IMSI Master Photo Collection)

Бархатные черви — это хищники-засадники, питающиеся мелкими насекомыми, многоножками, улитками и червями, живущими в палой листве. Как правило, они засекают жертву по изменению потоков воздуха, подползают к вероятной добыче, мягко и грациозно извиваясь, а затем несколько раз осторожно к ней прикасаются, чтобы определить, достаточно ли она мелкая и годится ли в пищу, либо это крупное существо, которое может оказаться хищником. Если это потенциальная пища, онихофоры выделяют из желёз, идущих у них вдоль тела, зловонную слизь, с помощью которой захватывают и подавляют жертву. Кроме того, благодаря слизи онихофоры неаппетитны для хищников. Напав на жертву, животное любой ценой найдёт её, если той удастся ускользнуть. Как только добыча обездвижена, бархатный червь убивает её ударом мощных челюстей, после чего дожидается, когда содержащиеся в слизи ферменты частично не переварят её внутренности, подготовив к употреблению.

У онихофор, в отличие от членистоногих, нет твёрдой хитиновой оболочки. Вместо неё у них обычная кожа, состоящая из дермы и эпидермиса, а форма тела (как у большинства червей) поддерживается благодаря давлению жидкости во внутренних полостях. Эластичная кожа позволяет забиваться в крошечные трещины, прячась от хищников.

Такая стратегия защищает бархатных червей и от высыхания, либо они могут закопаться в почву. Кожа онихофор покрыта сотнями крошечных мягких волокнистых щёточек, благодаря чему червь и кажется бархатистым на ощупь. Они настолько мелкие, что газообмен происходит в основном через кожу. Простые трахеи на коже служат дыхательными органами, но в отличие от обычных членистоногих, способных закупоривать свои трахеи, у онихофор они всегда открыты. Поэтому животные могут обитать только во влажных тропических регионах, где им не грозит высыхание.

В принципе бархатные черви непримечательны, если не считать их размножения. Многие виды онихофор вынашивают яйца внутри тела и являются живородящими. У самцов некоторых видов семя выделяется из специального органа на голове, поэтому, чтобы оплодотворить самку, они засовывают голову ей во влагалище.

Макроэволюция от типа к типу

Почему бархатные черви так интересны и важны? Это стопроцентная переходная форма от червей к членистоногим. У онихофоры — длинное мягкое тело, как у большинства червей, но при этом имеются многие более совершенные признаки членистоногих. Частичная сегментация тела, глаза и усики, напоминающие аналогичные органы членистоногих, крючковатые «коготки» на неуклюжих лапках, как у гусеницы, — вот лишь некоторые примеры анатомического сходства.

Ещё важнее, что онихофорам приходится линять, чтобы расти. Эта черта роднит их с членистоногими и несколькими группами беспозвоночных: тихоходками, круглыми червями (нематодами) и некоторыми другими. Эта характеристика настолько фундаментальна с точки зрения эмбриологии и строения тела многих животных, что убедительно доказывает их близкое родство. На самом деле, большая группа типов, включающая всех подобных животных (членистоногих, онихофор, круглых червей, тихоходок и др.), была названа линяющими (Ecdysozoa). Мало того, в последние годы внимательно изучают ДНК и иные молекулярные системы этих животных. Удалось выяснить, что для всех линяющих характерны общие последовательности в ДНК, а также другое молекулярное сходство, указывающее на их близкое родство.

Окаменелости примитивных членистоногих, а также крошечные пластинки лобоподов встречаются в двух самых ранних ярусах кембрия — немакит-далдынском и томмотском, — сформировавшихся задолго до атдабанского, к которому относится Кембрийский взрыв. Но тогда как членистоногие уцелели? Сначала в кембрии, из которого вышли трилобиты, а затем в силуре, когда первые многоножки, скорпионы и насекомые выбрались на сушу; лобоподы вымерли в девоне. Однако незадолго до того их потомки, «бархатные черви», тоже обосновались на суше. Эти мягкотелые существа почти не фоссилизировались, но «бархатный червь» илиод (Ilyodes), найденный в отложениях карбона, свидетельствует, что они обитали на суше уже 360 млн лет назад. С тех пор онихофоры и ведут в джунглях планеты свою неприметную жизнь.

Лучше один раз увидеть!

Сланцы Бёрджесс расположены на территории национального парка Йохо в Британской Колумбии. Добраться туда нелегко от любой дороги, поэтому они открыты лишь для профессиональных исследователей. Однако окаменелости из сланцев Бёрджесс экспонируются в некоторых музеях. В Музее естественной истории под открытым небом Чикаго можно посмотреть компьютерную анимацию, выводимую сразу на три экрана, где демонстрируется, как могла бы выглядеть фауна сланцев Бёрджесс в кембрийском океане. Там вы увидите плывущую пикайю, ползущих галлюцигению и виваксию; опабинию, пытающуюся поймать червя-приапулиду оттойю; рой марелл, а также аномалокариса, охотящегося на трилобита. Под этой анимацией — пояснительные панели и 24 окаменелости из сланцев Бёрджесс.