Очень краткая история жизни на Земле: 4,6 миллиарда лет в 12 лаконичных главах - Генри Джи

Астероид ударил в слои, богатые ангидритом, которые когда-то оседали на дно древнего моря. Ангидрит – безводный сульфат кальция, который при ударе выделил огромные количества диоксида серы. Попав в стратосферу, диоксид серы сконденсировался, сформировав облака, которые вместе с выброшенной при ударе пылью закрыли Солнце и погрузили мир в зиму, продолжавшуюся несколько лет. К моменту, когда Солнце вновь засияло в небе, диоксид серы уже пролился обжигающими кислотными дождями, изранив выжившие растения и растворив все морские рифы.

Все нелетающие динозавры вымерли. Последние птерозавры сгинули в ударной волне. В морях погибли наследники триасовых нотозавров – величественные плезиозавры, а вместе с ними и мозазавры – ужасающие морские ящерицы-вараны[205]. Из морских вод исчезли великие аммониты – бороздившие моря в закрученных раковинах родственники кальмаров и осьминогов, достигавшие размеров автобусного колеса. Их родословная тянулась с кембрия и сгорела в метеоритном пламени.

Удар оставил после себя кратер 160 километров в поперечнике.

Но жизнь вновь оправилась от удара, хотя погибло три четверти видов. Уже через 30 тысяч лет подводная часть кратера была заселена планктоном[206], который вскоре засыпал дождем своих меловых останков следы кратера.

Выжившими оказались далекие потомки терапсид, которые, как и динозавры, перешли к быстрому обмену веществ, но использовали его совершенно иначе. Это были млекопитающие, которые наконец вышли на свет из тени, в которой скрывались с триаса.

8

Эти великолепные млекопитающие

Давным-давно, в далеком девонском периоде, была у панцирной рыбы в задней части головы пара косточек, по одной с каждой стороны. Рыба не обращала на них внимания. Рыба была вообще-то очень занята – она поднимала песчаную муть перед немигающими фасеточными глазами преследовавшего ее гигантского морского скорпиона.

Косточки же – расположенные прямо над первой парой жаберных щелей – продолжали делать свое дело, фиксируя мозг в защитной хрящевой капсуле относительно наружной костной брони, за что и получили название подвесок.

Две другие хрящевые детали, отделявшие рот от первой жаберной щели, сложились пополам, обратив новообразованный шарнир – сустав – назад, и стали челюстями. Сустав между челюстями задвинул первую пару жаберных щелей так, что они съежились до маленьких отверстий – брызгалец, расположившихся прямо над челюстными сочленениями с обеих сторон головы. И теперь поддерживающие мозг подвески стали выполнять сразу три задачи. Они по-прежнему остались важными структурными элементами. Но теперь с одной стороны к ним крепились мышцы, открывающие и закрывающие брызгальце, а с другой стороны они оказались плотно прижаты к парным отверстиям в мозговой коробке, ведущим к внутреннему уху.

Внутреннее ухо – это крошечная хрупкая конструкция, без которой рыба полностью теряет ориентацию в пространстве, не понимая, где верх, а где низ. Этот орган состоит из лабиринта заполненных жидкостью трубочек. Колебания жидкости воздействуют на сгустки обогащенной минеральными веществами массы, которые прикреплены к чувствительным волоскам. К другому концу этих волосков подходят нервные волокна. Движение в окружающей среде приводит к движению жидкости в трубочках, сгустки сдвигаются, и вместе с ними смещаются волоски, в результате возникает нервный импульс, который передается по нервным волокнам в мозг, – и рыба сразу же осознает, где она и в каком положении: очень быстро уплывает от прожорливого морского скорпиона, щелкающего клешнями в опасной близости.

Колебания воды воспринимает эта же система каналов, посредством тех же микроскопических клеточных волосков, подобных струнам арфы. Колебания воды «перебирают» эти «струны», каждая из которых настроена на определенный тон, и рыба отчетливо различает зловещий рокот преследователя. А пара уже знакомых нам косточек проводит эти вибрации от внешних покровов прямо к внутреннему уху.

У самых ранних тетрапод – например у акантостеги – подвески (которые еще называют «гиомандибулы») были солидными крепкими костями, которые не очень-то хорошо проводили звуки, особенно если тон был выше басовитого рокота, как у отдаленного грома[207].

Окончательно выйдя на сушу, четвероногие оказались на открытом воздухе, акустика которого была совершенно иной. Хрящи жаберных дуг стали поддерживать язык и гортань, но гиомандибулы остались на своем месте. Но отныне они сосредоточились на восприятии звука. Брызгальца перекрылись тонкими мембранами – барабанными перепонками. Гиомандибулы теперь передавали колебания от барабанных перепонок непосредственно к внутреннему уху. Получив новую роль, гиомандибулы получили и новое солидное имя: columella auris – «ушной столбик». Впрочем, чаще ее называют более приземленным именем – «стремечко». Оно расположено между барабанной перепонкой и внутренним ухом в своем собственном маленьком царстве – среднем ухе[208].

Колебания барабанной перепонки, когда до нее доносится звук, передаются через стремечко на внутреннее ухо. Так и сегодня воспринимают звуки земноводные, пресмыкающиеся и птицы. Со временем стремя стало тонким, как игла, и способным передавать даже шепот. Но даже у такой конструкции есть свой предел. Наш мир наполнен чириканьем, карканьем и воркованием – птицы издают одни из самых громких звуков в природе[209]. Но при этом птицы практически не слышат звуков с частотой больше 10 000 колебаний в секунду – 10 кГц[210].

Иначе обстоят дела у млекопитающих. В их среднем ухе не одна-единственная косточка – стремечко, – а целых три. Стремечко по-прежнему соединено с внутренним ухом, а через него – с мозгом, но между ним и барабанной перепонкой встроены еще две косточки – молоточек, прикрепленный к барабанной перепонке, и наковальня, соединяющая молоточек со стремечком[211].

Такое изменение строения радикально отразилось на слухе млекопитающих. Цепочка из трех косточек усиливает звук и повышает чувствительность внутреннего уха к высоким частотам. Люди могут (по крайней мере, в детстве) слышать звуки с частотой до 20 кГц – гораздо выше, чем способен пропеть жаворонок[212]. Но по сравнению с другими млекопитающими люди просто тугоухи: собаки слышат звуки частотой до 45 кГц[213], кошачьи лемуры – до 58 кГц[214], мыши – до 70[215], а кошки – до 85 кГц[216]. Но по сравнению с дельфинами мы вообще глухие – эти морские млекопитающие слышат звуки частотой до 160 кГц[217]. Эволюция связки трех косточек в среднем ухе млекопитающих открыла им совершенно новую вселенную звуков, недоступную остальным позвоночным.

Млекопитающие словно бы нашли дыру в заборе, окружающем их уютный маленький дворик, и увидели через нее удивительные неизведанные просторы.

Откуда же взялись молоточек и наковальня?

Когда челюсти только появились у рыб, спасающихся бегством от других обитателей глубин, сочленение челюстей оказалось прямо под брызгальцем – остатком первой жаберной щели, которое позже затянется барабанной перепонкой. Челюстной сустав лишь по