Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

Кривохвостка (Aeoliscus strigatus), обитающая в рифах западной части Тихого океана, тоже не заслужила бы одобрения Джульетты – слишком уж хитро она замаскировалась. Очень вытянутое тело этой рыбы дополнено длинным рылом. Эффект усиливает темная полоса, идущая через глаз к хвосту, который совсем не похож на хвост. Эта рыба напоминает длинную креветку или лезвие опасной бритвы, из-за чего ее называют также рыбой-бритвой. Она покрыта прозрачным панцирем, который (мне рассказал об этом мой коллега Джордж Барлоу, видевший ее в естественной среде) даже на ощупь похож на панцирь креветки. Однако сходство с креветкой вряд ли является частью маскировки этой рыбы. Как и многие другие костистые рыбы, кривохвостки живут сплоченными группами, маневрирующими с армейской синхронностью. Правда, в отличие от других привычных нам костистых рыб, тело кривохвостки при этом направлено строго вниз. Я не хочу сказать, что они и плавают так. Нет, плавают они горизонтально – но с вертикально ориентированным телом. Их стайка напоминает пучок водорослей или, скорее, длинные иглы гигантских морских ежей, среди которых эти рыбки часто прячутся. Однако кривохвостки плавают вниз головой не всегда. Если их потревожить, они переключаются на общепринятый способ плавания и в таком положении развивают удивительную скорость.

А что Джульетта сказала бы, если бы я нарисовал глубоководных угрей – нитехвостого угря (Nemichthyidae) или большерота (Eurypharynx pelecanoides)? Первый карикатурен: на смехотворно длинном, тонком теле располагаются похожие на птичий клюв челюсти, изогнутые вилочкой. Эти челюсти выглядят настолько нефункциональными, что я не могу удержаться от вопроса: видел ли кто-нибудь хоть одного живого нитехвостого угря? Может быть, эти ните-видные челюсти – просто искаженные от пересыхания музейные экспонаты?

Что касается большерота, то он выглядит как персонаж из ночного кошмара. Своими нелепыми челюстями, слишком большими для его тела (по крайней мере, такое они производят впечатление), он способен целиком заглотить добычу крупнее себя. Это одна из нескольких глубоководных рыб с таким талантом. Само по себе это не так необычно: хищники нередко убивают добычу крупнее себя и съедают ее по частям. Так поступают и львы, и пауки. Но целиком проглотить животное крупнее себя? Это трудно представить. Это умеет большерот и некоторые другие глубоководные рыбы, например близкородственный ему мешкорот и неродственный черный живоглот, который не относится к угрям. Они делают это с помощью непропорционально больших челюстей и эластичного желудка, который отвисает вниз при заполнении и становится похожим на большую внешнюю опухоль. После долгого переваривания желудок сжимается. Мне не очень понятно, почему трюк с заглатыванием добычи знаком лишь змеям [83] и глубоководным рыбам. Большерот и мешкорот завлекают добычу при помощи светящейся приманки на хвосте.

План строения тела костистых рыб чрезвычайно гибок, он допускает любую форму, сколь угодно отличную от “стандартной”. Латинское название океанской рыбы-луны, Mola mola, означает “мельничный жернов”, и легко понять, почему. Сбоку эта рыба похожа на диск – до четырех метров в диаметре и весом до двух тонн. Округлость ее очертаний нарушается двумя плавниками двух метров в длину сверху и снизу.

В “Рассказе Гиппопотама” для объяснения отличия гиппопотамов от родственных им китов я ссылаюсь на освобождение от силы тяжести. Должно быть, киты наслаждались приятной легкостью, которую приобрели, порвав связи с сушей. Без сомнения, чем-то подобным можно объяснить и огромное разнообразие форм костистых рыб. Однако, в отличие, например, от акул, костистые рыбы обеспечивают плавучесть способом, о котором расскажет щука.

Рассказ Щуки

В унылом Ольстере, где “горы Морн обрываются в море”, есть красивое озеро. Однажды дети плавали там нагишом, и кто-то из них закричал, что увидел большую щуку. Тотчас все мальчики (но не девочки) выскочили на берег. Щука обыкновенная (Esox lucius) – серьезный хищник, который охотится на мелких рыб. У нее красивая маскировка, но нужна она не для того, чтобы спасаться от хищников. Хищница, которая не особенно быстро плавает на длинные дистанции, “висит” в воде и незаметно подходит к добыче, пока не окажется на расстоянии броска. “Крадется” она, используя спинной плавник.

Такая охотничья стратегия стала возможной благодаря способности щуки “зависать”, как дирижабль: она поддерживает гидростатическое равновесие. Если бы щуке (как и многим акулам) приходилось постоянно плавать, чтобы удержаться на нужной глубине, нападать из засады она не смогла бы. Не требующее усилий поддержание гидростатического равновесия – в этом костистые рыбы искусны как никто другой. Возможно, это ключ к их успеху. Как они это делают? С помощью плавательного пузыря: модифицированного, наполненного газом легкого, которое обеспечивает эффективный контроль плавучести. Плавательный пузырь имеется не только у щук, но и у остальных костистых рыб (за исключением некоторых донных обитателей, которые вторично его утратили).

Плавательный пузырь часто уподобляют так называемому ныряльщику Декарта, но мне кажется, что это не совсем верно. “Ныряльщик Декарта” – это миниатюрный водолазный колокол, который содержит пузырь воздуха и висит в состоянии гидростатического равновесия в бутылке с водой. Когда мы увеличиваем давление (например, нажимая на пробку в горлышке), пузырь сжимается и количество воды, вытесняемое “ныряльщиком”, уменьшается. Поэтому, согласно закону Архимеда, “ныряльщик” тонет. Если же давление на пробку немного ослабить, чтобы давление в бутылке уменьшилось, пузырь в “ныряльщике” расширяется, вытесняя больше воды, и “ныряльщик” всплывает. Так, держа большой палец на пробке, вы можете точно регулировать глубину, на которой зависает “ныряльщик”.

Принципиальное свойство “ныряльщика Декарта” состоит в том, что число молекул воздуха в пузыре постоянно, а объем и давление меняются (согласно закону Бойля – Мариотта, в обратной пропорции). Если бы рыба была устроена как “ныряльщик Декарта”, она с помощью мышц сжимала или расслабляла бы плавательный пузырь, изменяя давление и объем, но сохраняя одно и то же количество молекул воздуха. Теоретически такая схема вполне могла бы работать, но в реальности все не так. Вместо того чтобы сохранять число молекул и регулировать давление, рыба регулирует число молекул. Чтобы опуститься, кровь рыбы поглощает молекулы газа из плавательного пузыря, уменьшая его объем. Чтобы всплыть, она, напротив, выпускает газ в плавательный пузырь.

Некоторым костистым рыбам плавательный пузырь помогает слышать. Тело рыбы, состоящее главным образом из воды, пропускает звуковые волны примерно в той же степени, что и вода. Однако достигая стенок плавательного пузыря, звуковые волны попадают в другую среду – газовую. Таким образом, плавательный пузырь – это своего рода барабанная перепонка. У некоторых видов рыб он расположен напротив внутреннего уха. У других он соединяется с внутренним ухом рядом мелких косточек, которые образуют так называемый Веберов аппарат. Они работают примерно как молоточек, наковальня и стремечко в нашем ухе, но не гомологичны им.

Плавательный пузырь, похоже, эволюционировал из примитивного легкого, которым до сих пор пользуются некоторые костистые рыбы, например ильные рыбы, панцирные щуки и многоперы. Это может показаться странным, ведь мы привыкли думать, что дыхание воздухом – это значительный “прогресс”, достигнутый с выходом на сушу. Можно также предположить, что легкое – модифицированный плавательный пузырь. Но на самом деле, похоже, эволюция примитивного дыхательного легкого пошла в двух направлениях. С одной стороны, легкое продолжило выполнять исходную функцию на суше, и мы до сих пор им пользуемся. А второе направление было необычным: из легкого сформировался плавательный пузырь.

Рассказ Илистого прыгуна

Я думаю, будет уместно посвятить некоторые истории, рассказанные ныне живущими пилигримами, недавним реконструкциям древних эволюционных событий. Костистые рыбы настолько разнообразны, что вполне можно ожидать от них повторения истории лопастеперых рыб и выхода на сушу. Илистый прыгун – как раз такая рыба.

Многие виды костистых рыб обитают в болотной воде, бедной кислородом. Знакомые нам аквариумные рыбки из болот Юго-Восточной Азии, например сиамская бойцовая рыбка (Betta splendens), часто всплывают на поверхность, чтобы глотнуть воздуха, но при этом пользуются все-таки жабрами. Поскольку жабры всегда влажные, я предполагаю, что глотание воздуха аналогично локальному насыщению кислородом мокрых жабр – наподобие того, как мы пропускаем воздух через аквариум. Однако бойцовые рыбки пошли дальше: жаберная полость у них имеет дополнительное воздушное пространство, обильно снабженное кровеносными сосудами. Но эта полость – не настоящее легкое. Настоящий гомолог легкого у костистых рыб – плавательный пузырь.