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

class="a">[63]. А вот их ближайшие родственники – позвоночные – проявили оригинальность: они превратили инструмент панического бегства – хвост с хордой – в специализированный аппарат направленного движения. Катаймирус и сходные животные пользовались хордовым хвостом только для очень коротких рывков. У оболочников укрепленный хордой хвост есть только у личинок, которые пользуются им (если вообще пользуются) почти исключительно при поиске будущего местообитания. Найдя же его, они прикрепляются и остаются там навсегда. Такие животные могут обходиться минимальной информацией о том, куда они направляются. Хвост им нужен лишь для того, чтобы побыстрее завершить и без того недолгое путешествие.

В противоположность этому ни одно позвоночное не проводит заметную часть своего жизненного цикла в прикрепленном состоянии[64]. Им, находящимся в постоянном поиске, необходим гораздо более развитый комплекс куда более разнообразных органов чувств. Позвоночные в процессе эволюции обзавелись крупными парными глазами, усовершенствованным обонянием и сложной системой обнаружения движений воды[65]. Позвоночные стали куда более чувствительны к окружающей их среде и своему месту в ней, чем кто-либо из последователей саккорита – будь то оболочники, ланцетник, ветуликолии, иглокожие и прочие. Развитой системе органов чувств требовался сложный централизованный мозг. И действительно, мозг позвоночных не уступал, а зачастую и превосходил по сложности мозг других подвижных животных – ракообразных, насекомых и даже такого гроссмейстера конечностей, как осьминог, несмотря на то что мозг у всех этих животных развивался совершенно по-разному.

Из мрака кембрийских морских глубин, сверкая, словно проблески солнечного света в воде, появились рыбы, такие как Metaspriggina[66], Myllokunmingia и Haikouichthys[67]. Останки этих созданий свидетельствуют о том, что к середине кембрия позвоночные уже существовали и были широко распространены. У этих самых первых рыб были рты, но не было челюстей и были глотки, хотя они уже не были фильтраторами. Гораздо более активные, чем родственники-оболочники, позвоночные нуждались в большем количестве кислорода. Древние глоточные окна, происхождение которых прослеживается до саккорита, превратились в жаберные щели. Всасываемая ртом вода мускульным усилием выбрасывалась через жаберные щели. Богатые кровеносными сосудами перистые жабры извлекали из воды кислород и сбрасывали в нее углекислоту. Следовательно, позвоночные усовершенствовали свою глотку: поля нежно колышущихся ресничек заменили ряды мышц – для воздухообмена (то есть дыхания) и для захвата добычи[68].

Позвоночным нужно больше энергии, чем другим животным. Отчасти потому, что позвоночные в среднем довольно крупные. Киты и динозавры – и те и другие позвоночные – крупнейшие из когда-либо существовавших на Земле животных, но ими дело не ограничивается. Не будем забывать о рыбах – китовой акуле и гигантской акуле; пресмыкающихся – питонах и удавах и комодском варане; млекопитающих – слонах и носорогах. Редкие беспозвоночные могут сравниться с ними в размерах. Мы, люди, – тоже довольно крупные животные[69]. Конечно, есть и крохотные позвоночные, лишь несколько граммов весом, но все позвоночные различимы невооруженным глазом. А вот многих беспозвоночных без лупы или микроскопа не разглядеть[70].

Среди беспозвоночных самые многочисленные – насекомые, тело которых поддерживается наружным скелетом, построенным из гибкого хитина. Чтобы вырасти, насекомое сбрасывает весь свой наружный скелет, увеличивается в размерах, а затем ждет, пока новый скелет, все еще мягкий, затвердеет – и только тогда вновь начинает активно двигаться. Это одна из причин, почему насекомые маленькие: стоит превысить размерный предел – и без экзоскелета животное будет раздавлено собственным весом. Ракообразные, близкие родственники насекомых, тоже линяют, но они обитают преимущественно в воде, которая принимает часть их веса. Поэтому ракообразные могут вырастать больше насекомых – например, крабы или омары бывают гораздо крупнее любого насекомого. Но даже самый большой омар – блоха по сравнению со многими позвоночными.

Самые примитивные из ныне живущих позвоночных – миноги и миксины. Наружной брони у них нет, и, по-видимому, ни у кого из их предков брони тоже никогда не было. Как и метасприггина и другие древнейшие рыбы, миноги и миксины лишены челюстей и парных плавников. Однако другие позвоночные обзаводились толстыми панцирями из бронированных пластин. Панцирные рыбы появились позже, в кембрии. В броню было заковано большинство древних рыб, которые тоже не имели челюстей, а основой их внутреннего скелета оставалась хорда[71]. Обычно голова и глотка были укрыты сплошными пластинами, которые к заднему концу тела уменьшались, а связи между ними становились подвижнее, позволяя животному свободно двигать хвостом. Эти пластины строились не из кальцита (одна из разновидностей карбоната кальция), а из другого минерала – гидроксиапатита, одной из форм фосфата кальция. Позвоночные – единственные животные в мире, строящие броню из фосфата кальция[72].

Броня древнейших рыб напоминала слоеный пирог из разных форм гидроксиапатита: внизу находился губчатый слой, в середине гидроксиапатит был уложен плотнее, а сверху это все было покрыто тонким слоем очень плотного, очень прочного гидроксиапатита. Эти формы известны нам под названиями «кость», «дентин» и, наконец, «эмаль» – самый твердый материал, вырабатывающийся в живом организме. У нас с вами и кость, и дентин, и эмаль – причем именно в такой последовательности – можно найти только в зубах. Так что можно сказать, что те бронированные позвоночные были просто покрыты зубами по всей поверхности тела. И даже в наши дни акульи чешуйки выглядят, словно миниатюрные зубы, поэтому акулья кожа столь шершава, что когда-то ее использовали вместо наждачной бумаги.

Кембрийские позвоночные обзавелись броней по тем же самым причинам, что и прочие животные той эпохи – для самозащиты[73]. Эволюция панцирных рыб происходила в тот же период, когда появились хищные наутилоиды и гигантские морские ракоскорпионы – эвриптериды[74], самым ужасным среди которых был живший в девоне Jaekelopterus. Этот оживший кошмар с большими выпученными глазами и громадными клешнями достигал 2,5 метра в длину и, скорее всего, каждый его день был рыбным[75].

Первыми из рыб броню надели птераспиды. Головной щит у них иногда имел выступы по бокам, делавшие их обладателя похожими на гидроплан, но парных гибких плавников у птераспид не было. О внутреннем строении этих тяжело бронированных существ известно очень мало, потому что у них были хрящевые черепные коробки, а опорой внутренних органов служила губчатая, но от этого не менее упругая хорда, окруженная хрящевыми элементами. Впрочем, у некоторых панцирных рыб мягкий головной хрящ минерализовался, поэтому очертания мозга, сосудов и нервов сохранились в деталях. По этим окаменелостям стало ясно, что эти бесчелюстные бронированные рыбы были устроены по тому же образу, что и миноги – бронированные миноги.

Бесчелюстные бронированные рыбы заполняли древние моря с позднего