СРАЖЕНИЕ КОНСТРУКТОРОВ ПРИРОДЫ 3 страница
Жизнь в могиле
Захоронением нематод не закончилась история 'посмертных мучений' скорпиона. Штёрмеру удалось рассмотреть, что срезы некоторых нематод пронизаны тончайшими нитями, во много раз более тонкими, чем канал внутри нематоды. Произведя ряд последовательных срезов и восстановив по ним картину пространственной ориентировки нитей, Штёрмер обнаружил сходство в их расположении с распространением гифов (нитей) грибов, развивающихся на падали. Гифами были частично уничтожены не только нематоды, но и часть хитинового покрова скорпиона.
Между гифами грибов оказались крошечные тельца, менее микрона диаметром, представившие для исследователя новую загадку.
Штёрмер обратился за помощью к профессору Муру из Шеффилдского университета (Англия), и тот высказал предположение, что эти тельца являются частями бациллоподобных форм, принадлежащих к актиномицетам ‑ лучистым грибкам, низшим растительным организмам, похожим и на бактерии и на простейшие грибы.
В наши дни некоторые из актиномицетов служат для получения лекарств‑антибиотиков. С их помощью изготовлен стрептомицин, подавляющий туберкулезные палочки, микробы чумы, туляремии и дизентерии.
Конечно, нам неизвестно, жили ли 350 миллионов лет назад такие актиномицеты, которые подавляли болезнетворные микробы, но не исключена возможность, что именно они сыграли какую‑то роль в консервации органической массы скорпиона и приостановлении процессов гниения.
|
|
|
Профессору Муру удалось найти такие же акти‑номицеты и в других образцах пород из Шотландии, одновозрастных с породами, содержащими скорпиона.
Так было доказано, что актиномицеты не были занесены в тело скорпиона в наши дни, а пролежали в земле также сотни миллионов лет.
Еще более удивительные образования встретились Штёрмеру внутри хитинового слоя скорпиона рядом с гифами грибов и комочками актиномицетов. Эти образования были кристаллическими. Размер кристалликов не превышал 25 микрон, и поэтому подвергнуть их обычным методам изучения минералов и кристаллов было невозможно. Штёрмер обратился за помощью к ученым, владеющим более тонкими методами исследований.
Еще в начале нашего века русскому ученому Е. С. Федорову удалось доказать связь химического состава вещества с кристаллографической огранкой.
Так возникла кристаллохимия. После этого открытия учеными других стран была доказана возможность изучения кристаллохимических особенностей вещества с помощью рентгеновских лучей. Рентгенограммы позволяют точно рассчитать структуру кристалла и его атомный каркас и дать ответ на вопрос о химической природе вещества.
|
|
|
Результаты рентгеновского изучения не заставили долго ждать. Рентгенологи определили, что кристаллы принадлежат пропионовому барию и кальцию. Кристаллы такого состава возникают как конечный продукт сложных реакций, идущих под воздействием особого вида бактерий, живущих и ныне.
Деятельность пропионовых бактерий в настоящее время люди используют в промышленных масштабах для производства негорючей кинопленки, особых лаков, искусственного шелка.
Итоги анализа
Благодаря комплексным усилиям коллектива ученых, привлеченных Штёрмером для изучения тела скорпиона, выявилась сложная картина событий, окутывающих прошлое гиганта из мира насекомых.
Обычную жизнь вел в прибрежно‑морских зарослях наш скорпион. Он так же, как и все скорпионы Земли, любил свою подругу, исполнял с ней замысловатый танец любви, сражался со своими противниками...
Но вот пришла смерть. Скончался скорпион на берегу моря. Прибой уничтожил хвостовую часть его тела. Но волны принесли и тонкую глинисто‑песчаную муть, прикрывшую остальное тело насекомого. Понемногу накапливалась толща песчано‑глинистых пород, надежно закрывая скорпиона от разрушения прибоем.
|
|
|
Но и под покровом породы, в своем 'загробном существовании', скорпион не нашел покоя. Немедленно собрались у трупа черви‑нематоды.Oни, конечно, съели бы скорпиона, но сами нашли преждевременную смерть, придавленные хитиновыми пластинками.
Итоги анализа
И после этого жизнь в теле скорпиона продолжалась. Но жили уже не черви, а грибы, разъедавшие и насекомое и нематод. В свою очередь, их уничтожали актиномицеты, возможно, тут же выделявшие свои секреты ‑ антибиотики, стерилизовавшие среду. Все это пожиралось пропионовыми бактериями, строившими на чужих телах свою жизнь.
А потом все эти существа окаменели. Некогда живые и активные, они замерли на сотни миллионов лет. Казалось, они обрели вечный покой.
В наши дни их разбудил человек. Началась новая жизнь и скорпиона и всей колонии, занявшей его тело. Скорпион привлек внимание палеонтологов, биологов, микологов (специалистов по изучению грибов), бактериологов, рентгенологов и людей многих других профессий. Они помогли доктору Л. Шгёрмеру восстановить далекое прошлое, казалось, бесследно исчезнувшее в пучинах миллионолетий. Но гений человеческой мысли смог из‑под савана прошлого извлечь картину жизни, смерти и нового бытия одного из обитателей нашей планеты.
|
|
|
Скорпионы ‑ это потомки еще более удивительных существ из мира членистоногих. Их предки были когда‑то великими и нераздельными властителями нашей планеты. Вот о них‑то мы и поведем далее наш рассказ.
ПЕРВЫЕ ВЛАСТИТЕЛИ ЗЕМЛИ
Начало эры
Крик, страшный беззвучный крик, разнесшийся над безмолвной прежде акваторией, был необычен. В нем звучал сигнал опасности, вопль о спасении. Все, все, все предупреждались этим криком, что свершилось нечто невиданное, неотвратимое, ужасное...
'Спасайся, спасайся, спасайся!' ‑ разносилось над илистым дном.
И все, кто слышал этот сигнал, зарывались в ил, залезали в глубокие норы или просто удирали без оглядки.
Паника не была напрасной. За миллиарды лет существования Земли ничего подобного никто никогда не видел.
Полчища пришельцев ‑ бронированных чудовищ ‑ неотвратимо захватывали метр за метром жизненное пространство. Ничто живое не могло им противостоять! Пути расселения этих чудовищ никому точно не известны. Поэтому для каждого района они были действительно пришельцами.
Вот группа приземистых страшилищ, одетых в тяжелые доспехи, подняв кверху 'антенны', выползла на пологий бугор. Вот их уже можно рассмотреть в мерцающем свете придонной части моря. В этом призрачном свете они казались гигантами.
На коротких, многократно сочлененных ногах сидело прочное туловище, защищенное гибким панцирем. Тело чудовища казалось трижды надломленным, отчленяя этим голову, туловище и хвост. Это были трилобиты ‑ трехчленные твари. Против них не было ни у кого оружия. Голова и хвост трилобитов были одеты плотной, непробиваемой броней из ороговевшего кожного слоя, пропитанного для прочности солями фосфорнокислого кальция. Средняя часть ' тела была гибкой. Панцирь здесь был так ловко расчленен на части, наползавшие друг на друга, что трилобит мог изгибаться и перед броском свертываться в комок.
Гордостью пришельцев были глаза, сидевшие на роговом панцире головы. Они были выпуклыми и состояли из тысяч маленьких фасеточек. С их помощью трилобит видел сразу всю полусферу.
Вдруг в поле зрения одного из трилобитов попала какая‑то тень. Мгновенно последовала реакция. Упруго сжалось его тело. Мощный удар хвостом о воду. Резкий бросок ‑ ив лапах пришельца забилась, извиваясь, очередная жертва. Насытившись, захватчики устраивались на отдых тут же, на бугорке, чуть‑чуть прогретом лучами солнца, пробившимся сквозь толщу воды. Набитый желудок отягощал голову. Не нужно было ни от кого прятаться. Можно было и отдохнуть.
Трилобиты
Пришельцы, получившие название трилобитов, появились на Земле 570 миллионов лет назад, в самом начале палеозойской эры.
До их прихода мир был населен в течение многих сотен миллионов лет мирными существами. Черви, медузы, водоросли, строматолиты, бактерии без особых раздоров находили себе пропитание в водах Мирового океана. Природа делала еще робкие шаги, приспосабливая живые организмы к сложным условиям существования.
Даже не все специалисты ‑ палеонтологи знают о существовании типа мягконогих, или малакопод, населявших илы морских бассейнов до палеозойской эры и в начале палеозоя. Это были странные существа, одетые в мягкий хитиновый покров. В длину они достигали 15‑20 сантиметров. Тело их было разделено на сегменты. Короткие мягкие лапки (не менее 10 пар) с трудом передвигали по илистому дну такое тело. Голову малакопод украшали 'антенны'. Как и их прародители ‑ кольчатые черви, малакоподы заглатыва‑вали ил, пережевывая его своими челюстями. В морских слоях Швеции найден отпечаток малакоподы, названной 'ксенусионом'. Некоторые палеонтологи пытались считать это существо за предка трилобитов, но ныне окончательно доказано, что малакоподы не являются прямыми предками членистоногих. Это стало очевидным после детального изучения современной малакоподы, обнаруженной среди илистых осадков современных теплых морей.
Трилобиты
И вот в мирную идиллию допалеозойских существ вторглись одетые в панцирь трилобиты, явившиеся неведомо откуда. (Это действительно так. Предыстория трилобитов пока еще остается загадкой для палеонтологов.) В кратчайшее время они завоевали весь обитаемый мир. На суше жизни еще не было.
Многое отличало пришельцев от всех живых существ. Но главными отличиями были органы (именно органы!) зрения, осязания, вкуса, ориентировки в пространстве.
Глаза трилобитов вызывали удивление многих исследователей. На окаменелых отпечатках хорошо сохранившихся древних трилобитов можно видеть фасеточное строение глаз этих существ.
Фасетки ‑ мелкие линзы, посаженные в трубочках, отделенных друг от друга светонепроницаемыми оболочками. Таких фасеток в каждом глазу насчитывается от нескольких сотен до 15 тысяч!
Фасеточные органы зрения теперь хорошо изучены. Оказывается, такие глаза обладают рядом преимуществ перед глазами позвоночных.
Свет от блестящей точки попадает только в ту фасетку, которая точно направлена на источник света. В соседних фасетках луч света попадает только на светонепроницаемую оболочку.
Значит, первый вывод напрашивается сам собой: это органы ориентации. Можно точно держать определенное направление, если луч света пойман только одной или группой фасеток!
Потомком древних трилобитов является современный мечехвост. Изучение мечехвостов ‑ это ключ к прошлому. Американский ученый Хартлайн установил у мечехвостов цветовое зрение! Удалось обнаружить у них способность различать окраску в инфракрасных и ультрафиолетовых частях спектра! А американский зоолог Уотерман обнаружил способность мечехвостов видеть поляризованный свет!
Второй вывод отсюда еще более ошеломляющий. Трилобиты могли ориентироваться и по ультрафиолетовым, и по инфракрасным сигналам, и, что особенно важно, по поляризованным лучам.
Зарывшись в ил, трилобит видел окружающее пространство в яркой цветовой тональности. Чешуйка слюды ‑ биотита, отразившая поляризованный свет, воспринималась трилобитом как ориентир темно‑зеленого цвета, а рядом могло располагаться зеленое пятно роговой обманки.
Существа, жившие более полумиллиарда лет назад до появления человека, умели видеть цветовые следы поляризованного, ультрафиолетового, инфракрасного света ‑ тот многокрасочный мир, который открывается нам только с помощью сложных приборов.
В темный, непогожий день ориентиры, отражавшие солнечный свет, не выделялись. Но это не смущало трилобитов. Невидимый человеческому глазу поляризованный свет отлично служил для ориентировки.
У мечехвостов обнаружена еще одна особенность глаза. Клетки зрительных нервов соединены перекрестно. Взаимодействуя друг с другом, подавляя слабые сигналы, такие соединения способствовали увеличению контрастности изображения. Этот принцип недавно использован в телевидении.
Исследование свойств глаз трилобитов продолжается. В 1965 году Е. Н. Кларкзон опубликовал интересную заметку о том, как он изучал глаза силурийских трилобитов. На специальном столике, приделанном к бинокулярной лупе, ученый измерял положения в пространстве оси каждой фасетки глаза трилобита. Результаты измерений наносились на стереографическую сетку, позволяющую фиксировать положение зрительной поверхности в пространстве. Изучались и личиночные и взрослые формы.
В результате оказалось, что, несмотря на рост глаза при росте трилобита и увеличение с возрастом количества фасеток, углевой размер зрительного поля оставался постоянным. Удалось установить также, что глаза трилобитов были приспособлены к восприятию движущихся объектов.
Еще нет пока научных исследований, посвященных изучению органов осязания и вкуса у трилобитов. Об этих органах можно судить только по аналогии с другими существами.
Исследователи не раз отмечали наличие чувствительных волосков ‑ щетинок, сохранившихся иногда на 'антеннах', иногда на головных щитках трилобитов.
Что воспринимали эти чувствительные рецепторы? Пока мы вряд ли ответим удовлетворительно на данный вопрос. Можно лишь сказать, что волоски 'антенн' таких животных могли служить и для целей осязания, и для определения вкуса, и, возможно, для передачи и приема других сигналов.
А дальше можно говорить и о координации систем биоориентации этих удивительных существ.
В предисловии к книге по проблемам бионики академик А. И. Берг рассказывает, что у некоторых насекомых (бабочек, жуков) имеются особые органы ‑ гиротроны. Устройство этих органов весьма просто и гениально. Пара усиков таких животных все время колеблется в строго горизонтальной плоскости. Если животное сбивается с курса, то концы колеблющейся системы вызывают силовые напряжения, воздействующие на нервные клетки, расположенные у основания усиков. Автоматически, после сигнала того или иного усика, нервный центр дает команду, как следует поступить, чтобы выправить курс.
По типу этих аппаратов созданы современные гиротроны, применяемые в самолетах. Роль усиков в них выполняют камертоны, приводимые в движение электромагнитными импульсами.
Единая система ориентации предусматривает учет и определение скорости передвижения. Эти функции легко выполняет фасеточный глаз. Система ориентации и определила то, что у многих насекомых средством передачи информации стал танец.
У нас нет оснований сомневаться в том, что у трилобитов было что‑либо иное. Ориентироваться во время передвижения в море им помогали гидрогиротро‑ны. Их роль могли исполнять и 'антенны' и любая пара конечностей.
У нас нет оснований сомневаться в том, что у трилобитов было что‑либо иное. Ориентироваться во время передвижения в море им помогали гидрогиротро‑ны. Их роль могли исполнять и 'антенны' и любая пара конечностей.
Трилобичество, для чего оно?
Hа самом деле: для чего? Прошло почти полмиллиарда лет. Забылся даже облик некогда грозных властителей Земли, царствовавших на планете более ЮО миллионов лет. Невольно встает вопрос: можем ли мы сейчас осветить смысл существования всего трилобичьего племени? Каков итог их многомиллионолетнего владычества? Что дала нашей планете жизнь всех трилобитов? Можем ли мы сейчас разрешить те проблемы, которые, конечно, не могли поставить и на которые не могли дать ответ сами трилобиты?
Однажды, лет сорок назад, я шел в Ленинграде мимо Таврического дворца. Засмотрелся. Споткнулся. Вывернул из тротуара плитку известняка. Поднял ее. На ней был четкий отпечаток трилобита.
Тротуары Петербурга‑Ленинграда в свое время мостили известняком ‑ плитняком из каменоломен, заложенных в известняковых массивах. Плитняки эти накопились на дне древнего моря, некогда покрывавшего территорию Ленинградской области.
Такие трилобитовые известняки можно встретить почти на всех материках, там, где распространялись полмиллиарда лет назад морские бассейны. География в то время была иной. Вот и находим мы на нынешней суше слои с окаменелыми трилобитами.
Значит, первый ответ на вопрос о том, какую роль сыграли трилобиты в жизни Земли, напрашивается сам собой. Они изменили состав верхних слоев земной коры. Возникли слои с окаменелыми остатками этих животных. Для геологов это очень важно. Найдешь в земных слоях окаменелого трилобита и знаешь, что в великой летописи планеты ты столкнулся с весьма древними слоями.
Палеонтологи совместно с геохимиками точно определяют этапы палеонтологической летописи, выделяя слои с предковыми формами трилобитов, с высокоразвитыми экземплярами и слои с вымирающими представителями этого племени.
Не гладко развивалась жизнь трилобичества. Особые потрясения они перенесли на рубежах в 70 миллионов лет после их массового появления, а также в 100 и 160 миллионов лет от этой же даты.
Для геологов такие рубежи, сопровождавшиеся массовым вымиранием старых видов и появлением новых, являются хорошими реперами на великой лестнице развития жизни. По трилобитам очень удобно выделять первые ступеньки палеозойской эры: кембрийский период ‑ 570‑500 миллионов лет, ордовикский период ‑ 500‑440 миллионов лет, силурийский период ‑ 440‑410 миллионов лет. И для каждого из названных периодов характерен свой комплекс трилобитов, различать который геологи научились.
А для эволюции жизни на Земле особенно велика была роль трилобитов как мощного фактора борьбы за существование, выработки жизнестойкости и своих отрядов и тех, кто им противостоял. В жестокой битве за жизнь выживали наиболее приспособленные. В этом второй и самый главный смысл существования не только трилобитов, но и других групп живых существ.
СРАЖЕНИЕ КОНСТРУКТОРОВ ПРИРОДЫ
У власти голова и ноги
Тысячами радужных искр отвечало голубому небу и ярким солнечным лучам морское дно. Ничем не омрачалась морская гладь. Лишь легкая тень от отряда трилобитов прошла по разноцветному дну. Тень не задержалась и прошла мимо.
И вдруг дно зашевелилось. Поблекли краски. Отчетливо стали видимыми какие‑то уроды, копошившиеся на дне.
Так или примерно так приспосабливалась к борьбе с врагами одна из прогрессивных групп организмов, вступившая в борьбу за жизнь.
Что могло противостоять обостренному цветовому зрению царей природы ‑ трилобитов?
И жизнь четко ответила на этот вопрос. Есть два пути: либо столь же яркая защитная окраска, либо создание полного затемнения.
Во всякой войне побеждает тот, кто применяет новое тактическое или стратегическое оружие.
Я видел современных головоногих моллюсков, изменяющих свой цвет.
Мы расположились на пляже курортного города Саранды, в Албании, на берегу Ионического моря. Купались. Дурачились. Прозрачная вода давала возможность рассмотреть мельчайшие детали и яркие краски морского дна.
Тихо проплыла лодка. Морской охотник‑рыболов был вооружен острогой. Миг... Удар... И там, где мы только что видели чистое разноцветное дно, затрепыхалась добыча.
Это был небольшой осьминог. Мы бросились на помощь рыбаку. С трудом отцепили от бортов лодки щупальца‑присоски. А осьминог на наших глазах становился то серым, то коричневато‑пурпурным.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 59; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!