Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных - Андрей Юрьевич Журавлёв

Некоторые губки умеют разрушать не только известняк, но и кремнезем, на что не способны почти никакие другие животные. Вместо того чтобы образовывать собственные спикулы, они собирают кварцевые песчинки и, доведя их с помощью аскорбиновой кислоты до округлой формы и мелкого размера, закрепляют на коллагеновом скелете. (Сама кислота выделяется губкой при образовании коллагена.)

Под конец каменноугольного периода, когда под сенью лесов из древовидных папоротников, хвощей и плаунов образовались долговременные пресноводные водоемы, обыкновенные губки проникли и туда. Это была всего одна группа – спонгиллины (Spongillina) со скелетами из плотно упакованных одноосных мегасклер, но к настоящему времени они смогли приспособиться к самым разным условиях – от промерзающих до дна пойменных озер Арктики до пересыхающих на несколько лет речек Центральной Австралии. В неблагоприятные времена спонгиллины упаковывают «щепоть» клеток под плотную оболочку из особых мелких спикул – геммулосклер, похожих на кровельные гвозди (только шляпки у них с двух сторон, чтобы упаковка получилась двойной). Клетки внутри такой упаковки – геммулы – не простые, а тотипотентные. Когда суровые дни минуют, они способны превратиться в хоаноциты или в любые другие губочные клетки, а потом делиться и быстро разрастаться, образуя «ткани».

История шестилучевых пошла совершенно иным путем: их покровные клетки (пинакоциты) сформировали единую многоядерную массу – синцитий (от греч. συν – общий и κυτοσ – сосуд), то же произошло с хоаноцитами. Единые пинакодерма и хоанодрема ускорили прохождение химических сигналов для координации работы всех клеточных элементов. (Наша нервная ткань, мускульные волокна позвоночных и каракатиц, листья стыдливой мимозы тоже отчасти являются синцитиями, поэтому они так слаженно и быстро срабатывают.) Внешняя оболочка – пинакодерма – получилась настолько плотной, что у нее есть шанс уцелеть в ископаемом виде. А для «общения» с подвижными амебоцитами в синцитии сидят отдельные округлые пористые уплотнения – мембранные розетки, к которым свободно ползающие клетки периодически «подключаются».

Возможно, благодаря синцитию стеклянные губки способны строить очень большие (до 2 м высотой) инженерные сооружения в глубинах океана, сравнимые по сложности с башнями Эйфеля и Шухова (в зависимости от того, какие элементы губка использует – прямые «балки» или параболические). Неслучайно одна из таких губок названа «кубком Венеры».

Все древние кремневые губки обходились только макросклерами и лишь со временем начали вставлять в скелет укрепляющие его микросклеры. Сравнение губочного ячеистого каркаса, состоящего из сдвоенных диагональных креплений, расположенных в шахматном порядке, и усиленного внешним спиральным гребнем с искусственно созданными и, казалось бы, более изощренными конструкциями из железобетона, показало, что первые надежнее. Притом что и материал (кремнезем) используется губками более экономно. Невероятно сложные конструкции, рассчитанные на предельное сопротивление давлению, скорее всего, понадобились гексактинеллидам при переходе к жизни на глубине 600–8000 м. «Скрыться» в пучине в юрском периоде их вынудило бурное развитие планктонных одноклеточных, использующих дефицитный в океаническом растворе кремнезем для образования своих скелетиков. Прежде чем «залечь на дно» в юрском периоде, стеклянные губки стали авторами еще одного грандиозного сооружения: на тихоокеанском внешнем шельфе Северной Америки они создали протяженную (7000 км) полосу кремневых рифов, часть из которых продолжает надстраиваться до сих пор.

В глубины отправились и некоторые демоспонгии. Последним очень пригодились микросклеры в виде рыболовных крючков: одной фильтрацией в кромешной тьме на самом дне сыт не будешь, и губки стали хищниками. С помощью светящихся бактерий они приманивают любопытных рачков, которых ловко подсекают с помощью изощренных снастей (спикул-крючков и органических нитей). Затем к добыче медленно подползают амебоциты, разбирают рачка на кусочки и разносят их другим, неподвижным, клеткам. Перейдя на столь не свойственный губкам образ жизни, хищники утратили основные губочные черты – водоносную систему и воротничково-жгутиковые клетки. В итоге очаги разнообразия губок сегодня сосредоточены именно в глубинах океана: на площади 400–500 м2 можно встретить от 100 до 200 видов этих удивительных существ.

В палеозойскую эру были и другие скелетные организмы, напоминавшие губок. Особенно необычный облик приобрели рецептакулиты (Receptaculita; от лат. receptaculum – вместилище), которые представляли собой известковые яйце- и грушевидные тела (до 0,3 м в диаметре), покрытые ромбическим узором (рис. 12.12, 12.13). Их даже поначалу приняли за ископаемые шишки. Рецептакулиты жили на морском дне, лежа в иле или прирастая одним концом к твердому грунту. Клетчатый рисунок поверхности объясняется тем, что скелеты у них состояли из ромбических табличек, образующих правильные спиральные ряды. От каждой таблички внутрь отходит стержень, на противоположном конце которого тоже есть пластинка. Внутренние ромбики спаяны в еще одну, внутреннюю, сферу. С наружной стороны под табличкой от головки стержня расходятся четыре правильных луча, придавая этому элементу вид спикулы. Несмотря на это, сравнивать рецептакулитов с губками и в голову бы не пришло, если бы не их раннекембрийские предшественники – радиоциаты (Radiocyatha; от лат. radius – луч и греч. κυαθοσ – кубок). Они представляли собой точно такие же известковые сферы, только пористые, потому что вместо ромбических табличек стрежни у них заканчивались многолучевыми звездочками (рис. 12.14, 12.15). У самых древних, раннеордовикских, рецептакулитов дырки по краю табличек еще сохранялись. Позднее они исчезли совсем. Губки, которые эволюционировали в непористые шары? Маловероятно. Известьвыделяющие водоросли? Таких и близко нет. В общем – настоящие сфинктозои, если образовать это название от слова «сфинкс» (греч. Σϕιγξ).

Кто были предки и потомки самих губок? Предками могли быть воротничковые жгутиконосцы – колониальные одноклеточные, очень похожие, даже на ультраструктурном уровне, на важнейшие для губок воротничково-жгутиковые клетки. Поскольку основную клеточную массу некоторых губок составляют бактерии, предполагали даже, что губки появились благодаря слиянию таких существ и бактериальных колоний. У губочных бактерий много занятий: они обеспечивают дополнительное питание, управляют общим обменом веществ, освобождают губку от мусора, ускоряют обызвествление скелета и вырабатывают яды, отпугивающие хищников. И в нашем теле своих, человеческих, клеток всего одна из каждого десятка, и наши бактерии тоже выполняют многие важные функции – от пищеварения до иммунной защиты, но вряд ли мы произошли в результате слияния шимпанзе и бактерий. Впрочем, не будем торопиться с выводами: процесс образования колонии у некоторых воротничковых жгутиконосцев запускают… бактерии! Причем даже не симбиотические, а съеденные этими организмами. При переваривании бактерий выделяются серосодержащие жиры, которые воспринимаются жгутиконосцем как сигнальные молекулы, т. е. как руководство к действию по переходу в многоклеточное состояние. (Кстати, именно симбиотические бактерии отвечают за формирование кишечника у ряда животных – за создание своего жизненного пространства. Может, все животные, и мы в том числе, не более чем транспортные и защитные средства для бактериальных поселений, своего рода космические станции в чуждом им мире?)

Правда, если обратиться к «внутреннему содержанию» клеток – генным