Автор книги: Хелен Скейлс
Жанр: Биология, Наука и Образование
Возрастные ограничения: +12
сообщить о неприемлемом содержимом
Текущая страница: 4 (всего у книги 19 страниц) [доступный отрывок для чтения: 6 страниц]
К концу XIX в. стало популярным исследовать зародыши животных для того, чтобы понять пути эволюции. Идея заключалась в том, что на первом этапе развития, когда оплодотворенная яйцеклетка делится на клетки, микроскопическое строение эмбрионов животных разных систематических групп различается. Ученые были уверены, что для того, чтобы понять, являются ли многоперовые рыбами земноводными или неким промежуточным звеном, им нужны эмбрионы, а их не так легко найти. Эти животные обитают в водоемах бассейнов рек Конго и Нила, добраться до которых трудно, а возможно, и опасно даже в наши дни. Но это не отпугнуло двух исследователей, которые более века назад были полны решимости заполнить этот зоологический пробел.
Одним из них был англичанин Джон Баджет. Уже в детстве он увлекался зоологией. У него дома было множество разнообразных питомцев, и он построил маленький музей, заполненный чучелами животных и скелетами, которые изготовил сам, включая корову, оленя и семейного любимца – шетлендского пони. Он часто посещал местный зоопарк, чтобы проверить состояние больных животных в надежде на пополнение своей коллекции.
В 1894 г. Баджет начал изучать зоологию в Кембриджском университете, но вскоре его привлекли полевые исследования. Впервые он попробовал работать в поле в 1896 г., когда сопровождал Джона Грэхема Керра, тоже студента Кембриджа, во время годовой экспедиции в Парагвай, организованной для поимки двоякодышащей рыбы (с этой группой рыб мы вскоре тоже познакомимся). Им пришлось много времени провести в болотистой, кишащей кровососущими насекомыми местности – с подобными условиями Баджету еще не раз придется встретиться. Керр и Баджет нашли первую двоякодышащую рыбу, не прилагая никаких усилий: местные жители подали ее на первом же ужине. Керр впоследствии написал, что двоякодышащая рыба была «чрезвычайно вкусной». По возвращении из Парагвая Баджет с грехом пополам сдал выпускные экзамены в Кембридже и организовал собственную экспедицию, на этот раз чтобы найти многоперов.
Тем временем, независимо от Баджета, другой охотник за многоперами отправился на поиски эмбрионов этого потенциального недостающего звена. В 1898 г. Натан Харрингтон из Колумбийского университета в Нью-Йорке провел четыре месяца в Египте, прочесывая Нил в поисках многоперов. Он нашел взрослых особей и множество раз пытался искусственно оплодотворить их яйцеклетки. Он брал яйцеклетки (икру) от самок и помещал их в сперму самцов, но безуспешно. На обратном пути в Египет Харрингтон подхватил лихорадку и в 1899 г. скончался в возрасте 29 лет.
Джон Баджет также собирался поехать на Нил, но вместо этого по рекомендации друга в октябре 1898 г. отправился на другой конец африканского континента в маленькое государство Гамбию, тогда британскую колонию. Он пробыл восемь месяцев в глубине материка на берегу реки Гамбия, часто под проливным дождем, проводя такие же бесплодные исследования, как Харрингтон. По крайней мере, Баджет много узнал о поимке этих необычных ночных рыб и определил сезон их размножения. Теперь он точно знал, когда нужно вернуться в Африку.
После этого первого путешествия Баджет привез в Англию двух живых многоперов, которые прожили еще три года под заботливым наблюдением его брата Герберта. Пойманные рыбы устраивали брачные ритуалы, но так и не произвели потомства.
В 1900 г., несмотря на приступы малярии, которой он заразился в своих путешествиях, Баджет вернулся в Гамбию, в этот раз на пике сезона дождей в июне, когда, по его мнению, был сезон размножения многоперов. И опять, несмотря на три месяца поисков, он не нашел зародышей. Он попробовал опять, в 1902 г., в этот раз в Восточной Африке, в Уганде и Кении, но снова безрезультатно.
Но в следующем году Баджету наконец повезло. Он вернулся в Западную Африку и отправился на колесном пароходе по Нилу. Путешествие было нелегким. «Почти постоянно идет дождь, все в плесени и ржавчине, – написал Баджет в своем дневнике. – Эта паровая баня почти невыносимо угнетает».
Наконец, после четырех изнурительных экспедиций, Баджет нашел, что искал, но ему прошлось слишком дорого заплатить за это. В Нигерии 26 августа 1903 г. его эксперимент по оплодотворению икры многопера завершился успехом, и он смог наблюдать в микроскоп, как прозрачные шарики начали делиться и дробиться на круглые клетки. Через два дня он отправил письмо своему старому другу Грэхему Керру, в котором написал, что получившиеся эмбрионы были «удивительно похожими на эмбрионы лягушек». Деление было полным (то есть поделилась вся яйцеклетка, а не только ее часть) и равным (получившиеся клетки были одинакового размера), и зародыш начал сворачиваться так же, как зародыши лягушек. Баджет был готов отправиться домой со своими бесценными фиксированными эмбрионами, но его опять сразила малярия.
В Кембридже 9 января 1904 г., когда Баджет только закончил подробные рисунки зародышей многопера, у него появились симптомы лихорадки черной воды (гемоглобинурийной), смертельного осложнения малярии, при котором разрушаются эритроциты в крови. Через десять дней, когда он должен был представить свои открытия Лондонскому зоологическому обществу, Джон Баджет умер.
Коллекция фиксированных яйцеклеток и зародышей и несколько подробных рисунков – вот все, что Баджет оставил на память о своих исканиях, в конце концов приведших его к гибели. Не было ни рукописи, ни конспектов. Через четыре года другой ученый Эдвин Стивен Гудрич из Оксфордского университета, собравший все, что было известно о многоперовых рыбах, объявил, что они не прямые предки лягушек, а просто очень странные рыбы. Многие из их необычных признаков эволюционировали независимо в пределах их собственной ветви эволюционного древа, включая эмбриональное развитие, как у лягушек, и способность заново отращивать потерянные конечности.
Значительно позже, в 1996 г., секвенирование ДНК подтвердило, что многоперы не являются недостающим звеном между рыбами и лягушками, но представляют собой самую первую отделившуюся группу лучеперых рыб, у которых плавники состоят из соединенных кожей и расположенных на общем основании шипов, или лучей[20]20
К группе лучеперых рыб относится 95 % всех ныне существующих видов рыб, в том числе и костистые, с которыми мы познакомились ранее.
[Закрыть].
Двоякодышащих рыб долгое время принимали за других животных. Окаменелый зуб двоякодышащей рыбы был описан в 1811 г. как кусочек черепашьего панциря. В 1833 г. швейцарский ученый Луи Агассис, возможно самый большой авторитет в области древних рыб, назвал другую окаменелую двоякодышащую рыбу одним из видов акулы (впоследствии он поменял свое мнение). Когда в 1836 г. в устье реки Амазонки была найдена первая живая двоякодышащая рыба, эксперты в Европе подумали, что это рептилия, из-за кусочка легочной ткани, свисавшего со вскрытого образца. В следующем году еще один вид был открыт в Африке и, на основании структуры сердца, был признан земноводным.
Дебаты о двоякодышащих рыбах продолжались еще три десятилетия, с участием экспертов по обе стороны баррикад. Ричард Оуэн, известный как основатель Лондонского музея естественной истории и автор слова «динозавр», был абсолютно уверен в рыбной, а не рептильной, природе двоякодышащих. «Не из-за жабр или плавательного пузыря… не из-за конечностей, или кожи, или глаз, или ушей, – написал он, – но только из-за носа». Он был уверен, что нос у рептилий имеет два отверстия, тогда как у рыб только слепо заканчивающийся мешок, который, как ему казалось, он видел у двоякодышащих[21]21
На самом деле у двоякодышащих рыб есть две ноздри, соединенные со ртом. Вода омывает слой кожи с рецепторами, которые реагируют на содержащиеся в воде пахучие молекулы. У большинства костистых рыб носы представляют собой слепо заканчивающийся мешок, и две ноздри постоянно закачивают и откачивают воду.
[Закрыть].
На сегодняшний день все шесть известных видов двоякодышащих рыб живут в медленнотекущих реках, болотах и пресных пересыхающих водоемах Африки, Южной Америки и Австралии. У них длинные, напоминающие угрей, тела, которые могут достигать 2 м в длину, и у некоторых имеются тонкие, похожие на спагетти брюшные и грудные плавники. Только у австралийского рогозуба (Neoceratodus forsteri) остались функционирующие жабры, тогда как все остальные двоякодышащие полагаются только на органы легочного дыхания. Поэтому эти рыбы, как и многоперовые, могут утонуть. Однако это также значит, что они могут выжить без воды. В Африке и Южной Америке двоякодышащие рыбы могут пережить длительные засушливые сезоны, выгрызая себе норы в иле, наполняя их слизью и сворачиваясь там; так они могут просуществовать до четырех лет. Когда дожди возвращаются, двоякодышащие выползают из грязи и съедают все, что попадется на их пути, включая других только проснувшихся двоякодышащих. И они могут жить долгие годы – по крайней мере в неволе. Двоякодышащая рыба по кличке Дедушка была поймана в Австралии в 1933 г. и содержалась в Чикагском аквариуме до ее смерти в 2017 г.
Некоторое время предполагали, что существует седьмой вид двоякодышащих рыб. Через несколько лет после открытия первого австралийского вида еще один был обнаружен в 1872 г. в Квинсленде, когда Карл Стейгер, директор Музея Брисбена, съел его представителя на завтрак. Рыба была длиной 45 см, покрыта крупными чешуями и имела уплощенную морду, удивительно напоминавшую утконоса. Стейгер замер с вилкой в руке, дав одному из помощников время, чтобы зарисовать странную рыбу и сделать несколько пометок, а потом продолжил трапезу. Записи и рисунок были отправлены французскому естествоиспытателю Франсису де Кастельно, который назвал новый вид Ompax spatuloides и сравнил его с североамериканским миссисипским панцирником, все же решив, что это новый вид двоякодышащих рыб. Второй образец так и не был найден, но странное существо еще раз было упомянуто почти 60 лет спустя в письме, пришедшем в сиднейскую газету. Правда заключалась в том, что рыбу, поданную на завтрак Стейгеру, сфабриковали, собрав ее из тела кефали, хвоста угря, клюва утконоса и головы рогозуба.
До сих пор двоякодышащие рыбы не могут найти себе места на древе, поскольку по мере развития тех или иных веяний в науке их постоянно перебрасывают из группы в группу, основываясь на новых открытиях в областях исследования ископаемых, эволюции, эмбриологии, молекулярного секвенирования и так далее. До сих пор есть нерешенные вопросы. Например, что возникло у рыб первым: легкие или плавательный пузырь? Появились ли сначала легкие, органы с большим числом кровеносных сосудов, проницаемых для воздуха, а потом они были приспособлены в качестве герметичного устройства для плавания? Являются ли легкие модифицированными плавательными пузырями, или два органа появились в процессе эволюции независимо?
У эмбрионов рыб плавательный пузырь и легкие развиваются из кармана кишечника. Не существует рыб с обоими органами, поэтому, как Кларк Кент и Супермен, скорее всего, они являются версиями друг друга.
Возможно, вы уже решили, что плавательный пузырь – это характерная черта, свойственная всем рыбам, о которых до сих пор шла речь. Однако у двоякодышащих рыб его нет, что указывает на то, что легкие могут быть более древним приобретением.
Проведенные несколько лет назад исследования подтверждают эту идею. Сара Лонго из Корнеллского университета в Нью-Йорке взяла двоякодышащую рыбу, веслоноса, осетра, ильную рыбу, панцирника и нильского многопера и исследовала их в компьютерном томографе[22]22
Эти аппараты используются для медицинской визуализации и на выходе дают срезы живых тканей с большим разрешением; из этих срезов можно составлять трехмерные изображения.
[Закрыть]. Это позволило ей детально изучить расположение кровеносных сосудов, выявив ключевое сходство между рыбами с легкими (двоякодышащими, ильной рыбой и многоперовыми) и рыбами с плавательными пузырями (осетром, панцирником и веслоносом)[23]23
Считается, что «легкие» ильной рыбы на самом деле являются модифицированным плавательным пузырем.
[Закрыть]. Лонго обнаружила, что все эти органы получают питание от пары легочных артерий, тех же сосудов, которые у нас переносят кровь от сердца к легким. У осетров и панцирников эти сосуды рудиментарные, и раньше их не находили. Тот факт, что плавательные пузыри соединены с теми же сосудами, что и легкие у более древних рыб, дополнительно подтверждает, что легкие эволюционировали первыми, а затем превратились в плавательный пузырь.
Двоякодышащие делят свою эволюционную ветвь с двумя близкими родственниками. Вместе эта троица известна как лопастеперые рыбы, и они отличаются от лучеперых рыб в основном тем, что у них мясистые плавники, которые через кость соединяются с позвоночником в области условных бедер и плеч. Как мы увидим, неизвестно, какая группа была первым сучком на этой ветви, но все они играют важную роль в истории рыб.
Целакантообразные рыбы, наверное, наиболее известны тем, что считались вымершими миллионы лет назад. Так было до 1938 г., когда южноафриканский биолог Марджори Куртене-Латимер, как обычно, навестила местные доки, чтобы посмотреть, какие рыбы попались в сети в этот раз. Она заметила нечто странное: огромную розовато-лиловую рыбу с переливающимися серебристыми пятнами, трехлопастным хвостом и четырьмя большими мясистыми плавниками. Она положила двухметровую рыбу на тележку и отправилась на поиски кого-нибудь, кто мог бы ее зафиксировать. Это открытие было не менее неожиданным и драматичным, как если бы из далекой пустыни вышел живой велоцираптор. В конце концов южноафриканский ихтиолог Джеймс Смит идентифицировал эту рыбу как целаканта, описал новый вид и назвал его в честь Марджори – латимерия (Latimeria chalumnae).
Сейчас известно, что на глубоких, пронизанных пещерами подводных вулканических склонах живут по крайней мере два вида целакантообразных рыб. Вид, обнаруженный Марджори, обитает рядом с Коморскими островами, у берегов Мадагаскара, Мозамбика и Южной Африки. Второй вид, Latimeria menadoensis, был замечен в 1998 г. биологом Марком Эрдманом на рыбном рынке в Индонезии. Это единственные известные потомки по крайней мере 80 видов целакантообразных, которые когда-то повсеместно населяли океаны и пресные воды[24]24
Есть риск, что целакантообразные все-таки вымрут. Два вида помещены Международным союзом охраны природы в список животных, «находящихся на грани полного уничтожения», в основном в результате того, что они случайно попадают в сети мелких рыболовных хозяйств. Также растет спрос со стороны недалеких людей, верящих, что употребление в пищу целакантообразных позволит им жить дольше.
[Закрыть].
Со времен открытия целакантообразных стало известно значительно больше подробностей их жизни. В теле самки образуются огромные икринки, крупнее, чем теннисный мяч, но они их не откладывают, а вынашивают внутри в течение трех лет, после чего на свет появляются мальки (этот процесс называется яйцеживорождением). Взрослые целаканты проводят свое время в тесных пещерах на глубине 250 м; неудивительно, что они так долго оставались не замеченными учеными. Ночью они устремляются вглубь до 500 м, охотясь на рыб и кальмаров. Вначале предполагали, что они ходят по дну, опираясь на мясистые плавники, однако видео, снятое с помощью мини-субмарин, показало, что они плавают вдоль дна, загребая плавниками по диагонали, подобно тому как ящерицы двигают ногами. Но целакантообразные не были прямыми предками земноводных, или рептилий, или какого-либо еще четвероногого животного. Для того чтобы найти предка четвероногих, нам нужно взглянуть на еще одну группу лопастеперых рыб, близких родственников двоякодышащих.
В девонском периоде, примерно 380 млн лет назад, целакантообразные и двоякодышащие делили моря с еще одной группой, отколовшейся от лопастеперых, – тетраподоморфов[25]25
Сегодня все тетраподоморфы являются вымершими. Они включали таких чудищ, как Eusthenopteron, Panderichthys, Ichthyostega и Acanthostega.
[Закрыть]. Некоторые были похожи на двоякодышащих и плавали на поверхности открытой воды. Другие больше напоминали огромных саламандр – вместо плавников у них были лапы с пальцами. Они бродили по болотам и могли поднимать голову, смотреть себе за спину и шевелить восемью маленькими пальцами.
Все эти животные, давно вымершие, стали известны палеонтологам в результате нескольких удивительных находок ископаемых. Самым недавним был тиктаалик, найденный на острове Элсмир в арктической Канаде. Он был похож на помесь двоякодышащей рыбы и маленького крокодила. Скорее всего, он обитал на мелководье и выпрыгивал на сушу, чтобы избежать челюстей огромных хищных рыб и ловить насекомых, которые не так давно начали ползать по земле.
Тиктаалик и его девонские родичи представляют собой звено в стройной последовательности животных, сменивших водное существование на наземное. Чарльз Дарвин был бы от них в восторге. Их скелет показывает, что предки четвероногих эволюционировали не сразу, а постепенно, поэтапно, по мере того как эти лопастеперые рыбы все больше адаптировались к жизни на мелководье, а затем и на суше. Вот она, рыба-лягушка, совершившая переход от водного образа жизни к наземному, которую искали палеонтологи.
Точно неизвестно, как рыбы этих переходных форм выползли из воды многие миллионы лет назад, но недавние исследования ныне живущих рыб, включая многоперовых, поиску которых посвятил свою жизнь Джон Баджет, дали несколько интересных подсказок. Хотя многоперовые не являются прямыми предками четвероногих, они помогают понять, как древние рыбы могли научиться ходить.
Когда уровень воды падает, многоперы ползают по поверхности при помощи грудных плавников. В 2014 г. Эмили Станден из Университета Макгилла в Монреале показала, что они могут довольно быстро улучшить свой способ передвижения. Она поселила нескольких многоперов в обычном заполненном водой аквариуме, а других – в аквариуме с тонким слоем воды, в котором плавать было невозможно. Через год у рыб, живших в полусухом аквариуме, ползающие движения заметно изменились: рыбы стали выше поднимать голову, увереннее ставили плавники на дно и реже скользили, чем их плавающие собратья. Помимо этого, по мере адаптации к ходячему образу жизни изменились их кости и мышцы. Сходные анатомические модификации видны в окаменелых костях тиктаалика и его близких родственников по мере их привыкания к жизни на суше. Такое разнообразие в способах движения рыб ранее не наблюдалось, это показывает, насколько пластичными они могут быть, как быстро способны приспосабливаться к меняющемуся миру.
Вопрос о том, кто именно, целакантообразные или двоякодышащие, являются ближайшими ныне живущими родственниками четвероногих, остается нерешенным. Многие десятилетия систематики меняли местами эти сучья на древе жизни, и этот процесс продолжается до сих пор, несмотря на результаты последних генетических исследований. В 2013 г. был секвенирован геном целакантообразных, что дало нам все кусочки головоломки, но общая картина остается неясной. Проблема частично заключается в выборе группы животных, с которой проводится сравнение (так называемой внешней группы). Используя в этом качестве пластиножаберных (акул и скатов), две разных группы ученых определили двоякодышащих как наиболее близкую группу по отношению к четвероногим. Казалось, все стало ясно, но в 2016 г. результаты другого исследования всё поменяли. Группа из Японии взяла костистых рыб в качестве внешней группы и вновь поставила целакантообразных рядом с четвероногими. Однако в 2017 г. те же японские исследователи провели еще один анализ, использовав панцирников и ильных рыб в качестве внешней группы, и на этот раз они снова восстановили родство двоякодышащих и четвероногих. Конечно, и эти результаты могут измениться, но на данный момент ковыряющиеся в иле и дышащие воздухом двоякодышащие считаются ближайшими из всех рыб родственниками человека. Наши с ними общие предки жили примерно 400 млн лет назад.
Если мы продолжим двигаться вниз по эволюционному дереву с того места, где мы остановились, то окажемся на 9-й ветви из 12, которая отделилась не менее 450 млн лет назад. Это единственная группа рыб, помимо костистых, содержащая достаточное количество живущих ныне видов, и до сих пор они терпеливо ждали своего описания. Пришло время официально представить вам пластиножаберных рыб. Их латинское название Elasmobranchii происходит от греческих слов, означающих «кованые металлические жабры», но в том смысле, что кованый металл довольно гибкий и прочный, как эластичные хрящевые скелеты этих рыб.
Сегодня в океанах и морях обитает примерно тысяча видов пластиножаберных рыб. Примерно половина из них акулы, круглые в сечении, вытянутые рыбы с жаберными щелями по бокам. Среди них есть всем знакомые виды, например большая белая акула, тихоокеанская сельдевая акула, акула-мако, синяя акула, или мокой, длиннокрылая акула, различные рифовые акулы и многие серые акулы. И существует множество малоизвестных видов: тупорылая акула, темноперая серая акула, кошачья акула и пятнистая шорная акула – их английское (и русское) название связано с тем, что, когда их поднимают из глубины на яркий свет, они закатывают маленькие глазки и закрывают их толстыми нижними веками. Еще есть акулы с такими необычными названиями, как акула-молот, акула-пила, акула-ангел, акула-домовой, зебровые и кошачьи акулы. Другая половина пластиножаберных рыб состоит из скатов, сплющенных в направлении сверху вниз рыб с жабрами и ртом на нижней стороне тела и дыхалами сверху. Среди них можно найти морских котов и лисиц, электрических скатов, пилорылых скатов и хвостоколов, бычерылов и морских дьяволов. Некоторые из них имеют форму воздушного змея, другие – круга. Многие лежат на дне моря или реки[26]26
В отличие от акул, которые почти все живут в морях, существует множество пресноводных скатов.
[Закрыть], почти полностью покрыв себя илом, за исключением торчащей вверх пары глаз. Некоторые, такие как манты и скаты-орляки, плавают в толще воды, размахивая широкими грудными плавниками, как крыльями.
Среди акул тоже встречаются плоские рыбы, они лежат на животе, подобно скатам. Ковровые акулы имеют пеструю окраску и мшистые бороды, делающие их незаметными среди рифов, в которых они прячутся в ожидании добычи. У пилоносых акул есть напоминающее пилу длинное плоское рыло с крупными зубами по бокам, они используют его для поиска жертв, закопавшихся в морское дно. Они очень похожи на рыбу-пилу, но их можно различить по жабрам: рыба-пила – это скат с жабрами снизу, пилоносые акулы – это акулы с жабрами по бокам.
С тех пор как я начала плавать с аквалангом, я мечтала увидеть акулу. Они меня никогда не пугали. У меня вызывают особый трепет крупные дикие животные, которых я не вижу дома в Британии, за исключением, пожалуй, редко встречающегося оленя. Я также хотела доказать неправоту людей, включая некоторых моих друзей и родственников, которые считают, что все акулы – это опасные чудовища, только и желающие отведать человеческой плоти.
Когда я отправилась в Белиз в двухмесячную подводную экспедицию, то была уверена, что непременно увижу акулу. Но после погружений два-три раза в день на расположенных вдали от берега рифах я начала терять надежду. Затем, всего за пару дней до отъезда, я наконец-то оказалась в нужном месте в нужное время. Ожидание сделало этот опыт еще более приятным, но в глубине души я понимала: редкое появление здесь акул – результат чрезмерного вылова.
Мой первый опыт общения с акулой состоялся, когда я занималась дрифт-дайвингом[27]27
Дрифт-дайвинг – это погружение, когда дайвера подхватывает течение, и он, практически не двигаясь и не затрачивая сил, плывет и наблюдает за подводной жизнью. – Прим. ред.
[Закрыть], плывя в быстром течении со значительно большей скоростью, чем обычно. Впереди я заметила огромного ската-хвостокола, и рядом с ним на песке мирно дремала усатая акула-нянька (доказательство того, что по крайней мере некоторые акулы не задыхаются, когда перестают плавать). Проплывая мимо, я успела заметить, что акула была крупнее меня, с гладкой серой кожей, маленькими глазками и аккуратными усами, свисавшими с ее тупого носа. Она подняла голову и, медленно двигая хвостом, вплыла в течение и скрылась из виду.
Акулы-няньки обычно активны ночью, когда они обыскивают рифы в поисках прячущихся на дне крабов и моллюсков. Как и все пластиножаберные, акулы-няньки обладают чувствительными порами, которые улавливают слабые электрические поля живых организмов. Когда они не охотятся, акулы-няньки просто лежат, ничего не делая. Такое безделье минимизирует затраты энергии и позволяет им выживать в отсутствие еды. По сравнению с костистыми рыбами у акул очень низкий уровень метаболизма: они потребляют меньше кислорода, сжигают меньше топлива и могут есть значительно меньше. Пожевав дрейфующий труп мертвого кита, большая белая акула может не есть еще шесть недель. Лососю необходимо в четыре раза больше еды, чем акуле такого же размера. И акулы-няньки отличаются минимальным уровнем потребляемой энергии и самым низким уровнем метаболизма из всех акул. В опубликованном в 2016 г. исследовании было показано, что они потребляют примерно на 80 % меньше кислорода в час на килограмм веса, чем быстрые акулы вроде мако.
Такая стратегия экономии энергии характерна для биологии всех пластиножаберных, и это залог их успеха. Они облегчили свои скелеты, заменив тяжелые кости на легкие хрящи, такую же эластичную ткань, из которой сделаны наши носы и уши. Акулы также увеличили эффективность плавания при помощи своей огромной жирной печени, которая замедляет скорость погружения и помогает им держаться на плаву, аналогично плавательным пузырям костистых рыб. Гигантская акула на сухом воздухе весит тонну, а под водой, благодаря своей плавучей печени, – всего 3,3 кг. В XX в. охотились за печенью гигантских акул, которая является источником витамина А и использовалась в качестве высококачественной смазки в авиационной промышленности[28]28
Сейчас гигантские акулы защищены законодательством Европейского союза.
[Закрыть]. Даже сейчас многие виды глубоководных акул находятся в опасности, так как их добывают ради жира, обогащенного скваленом, веществом, использующимся для производства косметики и мази от геморроя[29]29
Медицинские компании также продают сквален в виде капсул, несмотря на то что очень мало данных о его полезности.
[Закрыть].
Эффективность пластиножаберных также объясняется строением их кожи. В отличие от костных рыб, они покрыты маленькими плакоидными чешуями – модифицированными зубами, – которые уменьшают трение и помогают им скользить в толще воды. Это не только делает их тело более обтекаемым, но и позволяет тихо и незаметно подкрасться к жертве.
Сверхэффективная жизнь пластиножаберных может быть долгой. Пилорылы живут до 80 лет, катран около 70 лет, а гренландские полярные акулы в 2016 г. были признаны самыми долгоживущими позвоночными. Эти акулы обитают в глубоких арктических водах. Они могут достигать в длину до 7 м, отличаются пестрой серой кожей и очень маленьким спинным плавником и больше похожи на тюленей, чем на акул. Их огромный возраст определили по глазам. Атмосферные испытания термоядерного оружия в 1960-е гг. повлияли на все морские экосистемы. Радиоактивная метка отложилась в хрусталике гренландских полярных акул и помогла ученым установить их точный возраст, а затем путем экстраполяции высчитать, что акулы этого вида могут жить по крайней мере до 270 лет, а может быть, и до 400, если представится такая возможность. И в своей долгой размеренной жизни многим акулам требуется немало времени, чтобы достичь половой зрелости. Большие белые акулы начинают размножаться лет в 30, а гренландские акулы могут первый раз произвести потомство в 150 лет.
Когда наступает время приступить к созданию себе подобных, пластиножаберные обычно собираются группами, формируют пары и спариваются, чего большинство других рыб, включая костистых, не делает[30]30
За несколькими исключениями, у рыб обычно самки откладывают икру в воду, а самец орошает ее спермой для экстракорпорального (внешнего) оплодотворения.
[Закрыть]. Иногда дайверы оказываются в нужном месте в нужное время, и им удается понаблюдать за ритуалами ухаживания. Рифовые манты устраивают парады с готовой к спариванию самкой во главе и десятками страстных самцов позади. Самка резко меняет направление и даже выпрыгивает из воды, по-видимому испытывая своих женихов, чтобы найти самого сильного. В конце концов она выберет себе партнера и позволит ему коснуться ртом одного из ее грудных плавников, после чего он вопьется в него своими маленькими зубами (которые не использует для еды). Другой самец может попытаться его стряхнуть, но если он держится крепко, то переместит свое тело под самку и сблизится с ней животом к животу.
Как у всех самцов пластиножаберных, у мант снизу свисает пара модифицированных брюшных плавников – птеригоподиев. Они похожи на растянутую мошонку, но играют роль пениса, вводящего сперму в тело самки. Подобно целакантам, манты являются яйцеживородящими: оплодотворенные яйцеклетки развиваются внутри самки и остаются там. Через год вынашивания рождаются полностью сформированные детеныши мант, обычно один или, редко, близнецы, завернутые в свои длинные плавники, как в одеяло[31]31
Название «манта» происходит от испанского слова, означающего «одеяло».
[Закрыть].
Акула-молот, синяя акула и многие другие виды являются живородящими, то есть самки обеспечивают будущее потомство пищей и кислородом благодаря структурам, аналогичным плаценте и пуповине у млекопитающих. Они также рождают небольшое число полностью сформированных детенышей. Третий способ размножения у пластиножаберных – это образование яйцевой капсулы, которую они откладывают на дно (в отличие от яйцеживорождения это просто яйцерождение – откладывание яиц). Также известные как «русалочьи кошельки», кожистые яйцевые капсулы акул выглядят как огромные пельмени, и их часто вымывает на берег после того, как из них вылупились детеныши. По форме и размеру яйцевой капсулы можно определить вид акулы. Яйцевые капсулы кошачьих акул несут на концах длинные завитые «усы», привязывающие их к водорослям. Вблизи побережья Австралии австралийские бычьи акулы откладывают спиральные яйцевые капсулы, которые они затем берут в рот и прячут среди камней. Через десять месяцев из них вылупляются детеныши длиной примерно 20 см.
У самок нескольких видов пластиножаберных есть четвертый способ: сделать все самим. Самки акулы-лопаты (малоголовой рыбы-молота), зебровой акулы, калифорнийской раздувающейся акулы, азиатской кошачьей акулы и пилорылов способны заводить детенышей без участия самцов. Были случаи, когда их неоплодотворенные яйцеклетки развивались в зародыши, давая генетически идентичное потомство – полезная тактика, когда сложно найти партнера. Насекомые, как и некоторые рептилии, птицы и земноводные, часто используют этот трюк (насколько нам известно, млекопитающие так не умеют без помощи современных технологий клонирования).
Вне зависимости от способа появления на свет для всех пластиножаберных очень важным условием их выживания – каким бы очевидным это ни казалось – является большой размер. Многие хвостоколы размером с крышку от мусорного бака, но они могут быть и гораздо крупнее. В 2015 г. в реке в Таиланде был пойман пресноводный скат (Urogymnus polylepis) шириной более 2,4 м и длиной 4 м. Он выглядел так, будто слона расплавили, слепили из него шар, а затем раздавили в лепешку. На конце его хвоста был шип длиной 38 см, полный яда, сформированный из разросшейся и видоизмененной плакоидной чешуи, зубоподобной структуры, обычно покрывающей кожу пластиножаберных. Вопреки общепринятому мнению скаты используют свои шипы только для защиты и никогда для нападения.
Что касается акул, то среди них есть такие крошки, как карликовая колючая акулка (Squaliolus laticaudus), достаточно маленькая, чтобы положить ее в карман, однако большинство взрослых акул гораздо крупнее. Акулами являются и три самых больших ныне живущих рыбы: китовая, гигантская и большеротая акулы (которые в длину могут быть от 7 до 20 м). Тем временем более половины новорожденных акулят оказываются в воде, когда они уже крупнее годовалого ребенка.
Пластиножаберные не одиноки на этой ветви эволюционного древа. В глубине океана плавают рыбы с головами, похожими на кроличьи, маленькими ртами и зубами в виде жующих пластин. Их тело сужается к концу, а хвост похож на ленту. Иногда их называют «морскими крысами», но обычно зовут химерами[32]32
Это единственный современный отряд из подкласса цельноголовых, включающего десятки вымерших видов. Вместе с пластиножаберными они образуют класс хрящевых рыб.
[Закрыть]. Примерно 420 млн лет назад, в силурийский период, эта сестринская группа отщепилась от пластиножаберных. Многие химеры носят на головах странные украшения, включая носы, выглядящие так, будто кто-то за них крепко ухватился и повернул. Самцы химер обычно имеют выдвижной орган на голове, используемый во время размножения; на его конце расположен крючок, который помещается в желобок на голове самки и не дает ей уплыть, когда начинается самое интересное.
Правообладателям!
Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.Читателям!
Оплатили, но не знаете что делать дальше?