ОСНОВНОЕ МЕНЮ

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА

РУССКИЙ ЯЗЫК

ЛИТЕРАТУРА

АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК

ИСТОРИЯ

БИОЛОГИЯ

ГЕОГРАФИЯ

МАТЕМАТИКА

ИНФОРМАТИКА

Часть 9. Получеловек, полурыба

 

Как из рыбы стать четвероногим?

После перехода от неживого к живому выход из океана на сушу, пожалуй, величайшее событие из всех, какие когда-либо происходили. Минули миллиарды лет, прежде чем некоторые морские животные (и растения) сменили знакомую, надежную воду на сушу и воздух. Что до растений, можно, пожалуй, приблизительно представить себе, как все происходило. Иные растения до сих пор живут наполовину в воде, наполовину над водой. У улиток и червей здесь тоже нет проблем.

 


i 082

 Они встречаются и в море, и на суше, причем те и другие похожи друг на друга как две капли воды. А если учесть, что мокрица дышит жабрами, то не приходится удивляться, что происходит она от морского животного. В некотором роде это современный трилобит.

i 083


Насколько необычна рыба с легкими?

А как же мы? Млекопитающие? Как из рыбы стать четвероногим? Это совсем другая история. Достаточно зайти к торговцу рыбой, и сразу увидишь, в чем заключается самая большая проблема для рыб, попавших на сушу. Рыбы не могут дышать воздухом. У них жабры, а не легкие. Поэтому сельди и макрель совсем недолго выдерживают без воды. Пока ученые не занялись эволюцией, вопрос о том, как жизнь вышла из океана на сушу, был покрыт мраком тайны. Но потом немецкие исследователи обнаружили в Южной Америке удивительную рыбу — рыбу с легкими! Вскоре двоякодышащие рыбы были найдены в Африке и Австралии. Отчасти загадка разрешилась благодаря этим необычайным рыбам. Н-да, необычайным… местные жители их попросту ели.

i 084


Как жабры превращаются в легкие?

Однако зачем рыбе легкие? И как это жабры вдруг превращаются в легкие? Ответ: никак. У двоякодышащих рыб есть и жабры, и легкие. Они могут дышать под водой и над водой. Но откуда тогда берутся легкие? Из важного органа, которым пользуются многие рыбы, — из плавательного пузыря. Быстрые рыбы вроде тунцов постоянно в движении; они плывут куда хотят — вглубь или к поверхности. Другие рыбы довольно неповоротливые, их всегда найдешь на дне. Третьи же используют плавательный пузырь. Это что-то вроде находящегося внутри воздушного шара, в который они, когда хотят подняться наверх, могут закачать кислород. Кислород легче воды. И чем «воздушный шар» больше, тем быстрее всплывешь. Захочешь опуститься поглубже — просто выпускаешь часть кислорода. Словом, штука необычайно удобная. Вот из этого органа у некоторых рыб со временем и возникли легкие.


Как у рыбы появляются ноги?

Важнейший вопрос разрешился. Но как в таком случае дело обстояло с ногами? Как плавники превратились в ноги? Ответ опять-таки найдется у самих рыб. Дело в том, что у двоякодышащих весьма примечательные плавники. С одной стороны два плавника и с другой тоже два. Точь-в-точь передние и задние лапы. Некоторые двоякодышащие даже ходят на плавниках. Большей частью под водой, но иной раз и по суше.

Впрочем, как бы хорошо двоякодышащая рыба ни ходила по суше, она все равно была и остается рыбой. А рыба живет в воде. Там двоякодышащие чувствуют себя наилучшим образом. Земноводные (амфибии) — не рыбы. Им суша нужна, чтобы выжить. То есть земноводные и рыбы — совершенно разные виды животных. Значит, некогда определенно существовало «переходное животное» между рыбой и земноводным. Если так, то, наверно, можно найти его ископаемые остатки. А существуют ли они?


А теперь покорнейше прошу меня извинить

Мне бы очень хотелось прямо здесь написать про ископаемых, средних между рыбами и амфибиями. Но вместо этого я должен сперва рассказать о другом и покорнейше прошу вас меня извинить. В главе о возрасте Земли я писал, что в прежние времена геологи определяли возраст того или иного пласта породы на основе ископаемых остатков. Это не совсем полный рассказ. Даже совсем не полный. Ведь возраст окаменелостей определяется на основе породы, в которой они найдены. То есть, в сущности, опять проблема курицы и яйца. Чтобы определить возраст окаменелостей, обращались к виду породы… а чтобы определить возраст породы, обращались к окаменелостям. Точь-в-точь будто ставишь стенные часы по наручным, а наручные — по тем же стенным. И все-таки установить возраст возможно.

i 085


Почему мы пишем ископаемыми?

Установление возраста походило на собирание пазла из множества фрагментов. Чем глубже копаешь, тем древнее пласт. Таким образом, уже по глубине залегания можно было судить о древности. Кроме того, многое сообщал о прошлом и характер породы. Взять хотя бы мел. На французском и английском побережье, например, можно увидеть большие меловые скалы. Мел состоит из раковинок микроскопических морских животных. Эти раковинки опускались на дно, на них падали все новые и новые раковинки и так далее. (Собственно говоря, ты решаешь на доске примеры с помощью окаменелостей, которым сотни миллионов лет.) Большие меловые скалы находятся там, где в незапамятные времена было море.

Понятно, что многометровый слой мела возникает не вдруг. Для этого понадобились миллионы лет. Так что, найдя под метровым слоем мела окаменелость, геолог знал, что этой окаменелости миллионы и миллионы лет. Вот так каждая порода раскрывала свои секреты. Точно так же и с окаменелостями. В какой-то период Земля кишмя кишела трилобитами. Поэтому их и находят в таком изобилии. Но обнаруживают трилобитов только в очень древних пластах, потому что вымерли они давным-давно. И если в одном и том же пласте находили останки трилобита и останки акулы, то было ясно, что в эпоху трилобитов уже существовали акулы. Возможно, акулы даже поедали трилобитов и тем способствовали их вымиранию.

i 086


Где искать окаменелости?

Собрав все сведения об окаменелостях и пластах породы, можно составить наглядную таблицу с последовательностью всех видов. В самых древних и глубоких слоях нет еще ни следа живых организмов. Чуть выше обнаруживаются первые медузы и плоские черви. Затем появляются ракообразные и так далее. Вплоть до современных млекопитающих. Кстати, не воображай, что можно найти разрез, где целиком прослеживается вся эволюция снизу доверху. Окаменелости возникают лишь в весьма особенных обстоятельствах. И потому они тоже явление особенное. Вероятность того, что в течение сотен миллионов лет на одном и том же месте станут возникать окаменелости, крайне мала. Вот и приходится, чтобы сложить пазл, сопоставлять различные пласты по всему свету.

К тому же земные пласты слишком уж подвижны. Подвижны? Ну да. Они не стоят на месте. Сам того не зная, ты медленно куда-то ползешь…


Почему в Америке обнаруживаются те же камни, что и в Африке?

Есть еще один кусочек пазла с информацией о возрасте породы и окаменелостей: сама Земля! Если посмотреть на Землю, сразу видно, что из Африки в Америку так просто не попадешь — надо лететь самолетом. Но было время, когда расстояние между двумя континентами можно было одолеть вплавь. И даже перепрыгнуть! Раньше эти две части света примыкали одна к другой — приглядись, и ты увидишь, что восточная часть Южной Америки в точности подходит к очертаниям западной части Африки. И пласты породы там одинаковые. Если копнуть на двадцать, сто и двести метров в глубину, то на востоке Бразилии обнаружишь в точности те же породы, что и на западе Камеруна. Будто омлет со шкварками разрезали пополам.

i 087


В полярных областях когда-то росли пальмы?

Континенты движутся, потому что земная кора разделена на части (плиты) и на них действуют внутриземные силы. Так, Африка и Америка с каждым днем немножко удаляются друг от друга. Правда, происходит это нестерпимо медленно. Примерно с такой скоростью, с какой растет ноготь у тебя на пальце. Вот и прикинь, как давно континенты удаляются друг от друга. Но есть и части, движущиеся навстречу друг другу, и в итоге одна плита подныривает под другую. Бывает и так, что плиты в движении трутся боками.

Поскольку возраст Земли составляет миллиарды лет, раньше континенты выглядели совершенно иначе. Например, части нынешних полярных областей когда-то находились на экваторе, и наоборот. Мы можем точно представить себе, где и когда располагался тот или иной континент. А это дает нам новую информацию. Обнаружив далеко на Крайнем Севере окаменелости рептилий и пальм, мы знаем, что они лежат там уже сотни миллионов лет — с той поры, когда эти места были ближе к экватору. Хотя полной уверенности такая оценка не обеспечивает. Гренландия, например, расположена довольно далеко на Севере, но на Земле бывало так тепло, что даже там, вблизи Северного полюса, могли расти пальмы.

i 088


Мамонты ходили пешком в Англию?

Вот почему много информации мы получаем также из исследований температурных изменений на Земле — начиная от ледниковых периодов и кончая периодами, когда вся Земля походила на огромный парник. В Нидерландах 250 миллионов лет назад было тепло, как в Испании. А 140 тысяч лет назад летом и зимой стояли трескучие морозы. На севере ледяной панцирь достигал трехсот метров в толщину и было так сухо, что даже Северного моря еще не существовало. До Англии тогда можно было добраться пешком. Потому-то на берегу моря иной раз можно найти зубы мамонта. Стало быть, если находишь пальмы или рептилий, которые любят высокие температуры, то сразу понимаешь, что они не из той эпохи, когда на Земле царил холод.


Сколько лет отпечатку лапы тираннозавра?

По отдельности каждый кусочек пазла дает немного информации. Но все вместе они рисуют ясную картину того, как в определенное время выглядело то или иное место на Земле. Ученые сумели соединить между собой кусочки пазла. Если возраст породы неизвестен, однако в ней найден отпечаток лапы тираннозавра, можно утверждать, что этому пласту приблизительно 70 миллионов лет.

Кроме того, в настоящее время мы знаем и период полураспада радиоактивных элементов, что позволяет еще точнее определить эпоху, к которой относятся горные породы или окаменелости. То есть значительную часть пазла удалось решить.

Уф-ф. Теперь ты понимаешь, почему я не мог изложить всю информацию о возрасте горных пород в нескольких фразах. Знать это важно и необходимо, чтобы понять, как рыба могла превратиться в четвероногое, потому-то я здесь и остановился на этом довольно подробно.


Где можно найти самые красивые окаменелости?

Чем глубже копаешь, тем дальше идешь во времени вспять. Самые красивые и самые древние окаменелости прячутся очень глубоко под огромными слоями почвы и скал. Но это не означает, что на поверхности невозможно найти камни возрастом в сотни миллионов лет. Некоторые пласты породы разрушаются, потому что ветер изо дня в день гонит по ним колоссальные количества песка, действующего как наждачная бумага. В пустыне Марокко, например, можно найти роскошные окаменелости — бери не хочу. На восточном побережье Канады скалы отшлифованы волнами, ветром, льдом и камнями. Там тоже прямо на берегу можно обнаружить множество необычайных окаменелостей. В других местах скальные массивы поднялись на поверхность по причине горообразования. Поэтому в горах можно наткнуться на отпечаток морской улитки или раковину моллюска. Даже на вершинах Гималаев!


Как найти амфирыбу или рыбофибию?

Когда знаешь, что искать, вероятность найти искомое намного возрастает. Хорошие палеонтологи — так называются люди, изучающие окаменелости, — никогда не копают наугад. Сперва они подробно изучают причины и обстоятельства. Именно так поступил палеонтолог Нил Шубин, прежде чем отправился на поиски дотоле неизвестной окаменелости — полуамфибии-полурыбы. Недостающая окаменелость имела огромную важность. Уже были найдены рыбы, похожие на амфибий, например пандерихтис. У этой рыбы голова лягушки, лапы черепахи и длинный хвост, мало похожий на рыбий. В его плавниках находились кости, в точности похожие на пальцы, и тем не менее это была просто рыба. К более позднему периоду относится акантостега. Эта превосходная пловчиха жила преимущественно в воде. И внешне напоминала угря с лапками. Однако представляла собой самую настоящую амфибию. Промежуточную форму не находили ни разу, и Нил Шубин решил отыскать окончательное доказательство, что амфибия происходит от рыбы. Только вот… как это сделать?


Что нужно, чтобы найти окаменелость?

Шубин знал: чтобы найти определенную окаменелость, необходимы три условия. Ты тоже можешь воспользоваться этими знаниями, если когда-нибудь вздумаешь искать окаменелости. Во-первых, искать надо в породе подходящего возраста. Во-вторых, порода должна быть такая, в какой можно найти окаменелости. В-третьих, нужно большое, нет, очень большое везение.

Первое условие выполнить просто. Возраст окаменелостей рыбообразных амфибий и амфибиеобразных рыб составлял от 365 до 380 миллионов лет. Значит, сперва Шубину предстояло отыскать породу возрастом примерно посередине — около 375 миллионов лет. Сейчас с помощью интернета легко выяснить, где встречаются такие породы. Шубин именно так и поступил.

Выполнить второе условие тоже большого труда не составляет. Скажем, нет смысла исследовать породу, которая сперва была расплавленной лавой. При температуре расплавленного камня ни одно ископаемое не сохранится. А вот другие породы, например известняк или песчаник, вполне подойдут. С помощью интернета опять же легко установить, где они встречаются. Шубин обнаружил три больших района, где есть нужная ему порода подходящего возраста. Первый находился под постройками. Под многоэтажным гаражом копать несподручно, стало быть, этот район отпадал. Второй располагался на территории, которую палеонтологи уже изучили вдоль и поперек. Вероятность обнаружить там что-то еще, не замеченное другими, была очень невелика. Так что отпал и второй район. Зато третий оказался огромной арктической территорией, куда никто вообще не совался. Туда-то Шубин и отправился.

i 089


Везение или терпение?

Так близко от Северного полюса морозы стоят почти круглый год. Стало быть, Шубин мог там работать только летом, когда температура поднималась до плюс десяти градусов. В течение нескольких недель ему предстояло искать животное размером чуть больше метра на территории в сотни квадратных километров. Здесь-то и приобретало огромную важность третье условие: без основательной доли везения такую окаменелость нипочем не найдешь.

Шубин оказался прав: окаменелостей в полярной зоне хватало. Но, к сожалению, принадлежали они преимущественно глубоководным рыбам. А животное, обитающее наполовину на суше, наполовину в воде, конечно же должно обитать на мелководье. Из первой экспедиции Шубин вернулся домой со множеством окаменелостей, но без той, какую искал. И на следующий год тоже. И на третий. Но в четвертой экспедиции он сразу нашел животное с плоской, как у крокодила, головой, с чешуей как у рыбы, шеей как у амфибии, плавниками как у рыбы, и ребрами как у амфибии! Нил Шубин нашел то, что искал: ни рыбу, ни амфибию, а то и другое вместе. Он назвал его тиктаалик, что на языке инуитов, обитателей этой полярной зоны, означает «большая пресноводная рыба».

Таким образом Шубин отыскал неопровержимое доказательство того, что амфибии (земноводные) происходят от рыб.


Похож ли Йос Гротьес на акулу?

С тех пор найдено множество экземпляров тиктаалика. Один даже почти трехметровой длины. Но в какой мере мы схожи с «рыбофибией», жившей 383 миллиона лет назад? Пожалуй, сходств больше, чем ты думаешь.


У Йоса Гротьеса из Дрила рука тактаалика?

Рыбы, которым предстояло в конечном счете эволюционировать в амфибий, имели один особый признак, который есть у всех земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Сравнив передние плавники тиктаалика с рукой Йоса Гротьеса из Дрила, ты увидишь, что строение у них одинаковое.

Рука Йоса Гротьеса (и твоя тоже) от туловища начинается с крупной плечевой кости. У локтя она переходит в две кости — локтевую и лучевую. Дальше идет целый набор мелких косточек запястья. И наконец, пястные кости и фаланги пальцев. И вот оно: у всех животных, происходящих от тиктаалика или его собратьев по виду, — от птицы до летучей мыши, от тираннозавра рекса до горлицы и от лягушки до кенгуру — строение «руки» точно такое же. Их передние лапы или крылья начинаются с одной кости, которая продолжается двумя, затем идут всякие мелкие косточки, а дальше косточки, напоминающие фаланги пальцев.

i 090


Чем копыто лошади похоже на руку человека?

Наземные животные имеют схожее строение. Правда, форма и размер их костей сильно различаются, иначе летучей мыши пришлось бы летать, размахивая двумя передними ногами слона. «Рука» летучей мыши устроена иначе, нежели «рука» птицы. У птицы «фаланги пальцев» вполне нормальной длины. Большая же часть крыла состоит из перьев без костей. А крыло летучей мыши, собственно говоря, — это большая рука с очень длинными и тонкими фалангами пальцев. У лошади очень увеличилась одна из пястных костей, фаланги среднего пальца стали намного больше, а остальные почти исчезли. Копыто лошади, по сути, — ноготь твоего среднего пальца! У лягушки срослись и удлинились другие кости, так что нет даже отдаленного сходства с лошадиными конечностями. Однако строение в точности то же самое. Даже у акантостеги, которой 360 миллионов лет, лапы имеют точно такую же структуру, как рука Йоса Гротьеса.


Мы слышим акульими жабрами?

Возвращаясь в эволюции еще дальше вспять, ты увидишь, что такое строение мало-помалу исчезает. Кости рыб состоят в основном из хряща. У рыб есть кости, которые у нас исчезли, а у нас есть кости, которых у рыб не найдешь. У нас есть ребра, защищающие сердце и легкие от травм. Рыбам в воде они совершенно ни к чему. Однако до сих пор между людьми и акулами обнаруживается значительное сходство. Мы, люди, уже не имеем жабр, хотя их остатки по-прежнему сидят у нас в голове.

От рыбьих жабр происходит одна из ушных косточек, помогающих нам слышать. У нас это крошечное стремечко, а у акул — огромный хрящ. И если сравнить эту косточку у акул, современных рыб, земноводных, рептилий и людей, можно четко увидеть, что в ходе эволюции косточка уменьшалась и в конце концов, став очень маленькой, оказалась у нас в голове.

i 091


Почему вы с макрелью некогда были похожи?

Не каждый верит в эволюцию. До сих пор некоторые думают, что Землю и все, что на ней есть, за шесть дней целиком и полностью создал Бог. Самый расхожий аргумент, который выдвигают эти люди, таков: нечто столь сложное, как человек, никак не может возникнуть в результате эволюции одноклеточного организма. Даже за миллиарды лет. Ответ науки прост: «Вот как? Не может? А вы сами? Разве вы возникли не из одной клетки? Разве всего за девять месяцев не превратились из одной клетки в человека?»

i 092


Почему все младенцы похожи друг на друга?

Мы действительно сложные существа. Наше тело — высокотехнологичная машина, каждую минуту выполняющая примерно миллион задач, чтобы поддержать в нас жизнь, причем мы даже спасибо не скажем за это. И как ни хитро мы устроены, все мы берем начало с крохотного одноклеточного. Хотя, если хорошенько поразмыслить, этот ответ все же несколько уклончив. Ведь мы можем развиться из одной клетки в человека только потому, что об этом заботится наша ДНК. А молекула ДНК невероятно сложна. До того сложна, что вполне можно подумать, что ее создал Бог.

Однако в действительности наука все-таки права куда больше, чем кажется на первый взгляд. Ведь как раз в период до твоего рождения прекрасно прослеживается эволюция. Чем дальше ты заглядываешь в собственное прошлое, тем больше сходства с другими животными находишь. В самом начале, когда ты состоишь из одной-единственной клетки, различий вообще нет. Все оплодотворенные яйцеклетки выглядят примерно одинаково — у птиц, у слонов и у рыб. Когда они удваиваются, когда из двух получается четыре, восемь, шестнадцать, тридцать две и так далее, ты по-прежнему видишь все тот же сгусток клеток. Через две недели начинают возникать первые специализированные клетки. Одни становятся сердцем, другие, например, головным мозгом, кишками или мышцами. Через три недели уже бьется сердце, но выглядишь ты пока точь-в-точь как птицы, рыбы или рептилии. Кажется даже, будто ты упорно норовишь стать рыбой…


Куда делись твои жабры?

Хочешь верь, хочешь нет, но когда-то вы с макрелью были здорово похожи. Было это примерно за восемь месяцев до твоего рождения. То место, где у тебя возникли глаза, располагалось еще совсем сбоку, как у макрели. Только позднее глаза переползли вперед. У тебя был длинный хвост, недоставало лишь хвостового плавника. А возле головы у тебя были отчетливо заметные «жаберные дуги». У рыб они станут щелями, которые в итоге полностью откроются, чтобы пропускать воду. У тебя они, слава богу, закрылись. Иногда рождаются дети, у которых жаберные дуги закрылись не полностью. В таких случаях приходится делать операцию. Это один из дефектов, возникающих оттого, что нашими предками были рыбы.

Рыбье прошлое дает о себе знать и в самолете или в лифте, быстро идущем вверх. Тогда, зевнув, ты чувствуешь, как уши «открываются». А все потому, что у тебя внутри головы, возле уха, есть отверстие. У рыб там жаберная щель, через которую они пропускают воду. У нас эта щель превратилась в евстахиеву трубу. Из-за перепада высот давление вокруг тебя меняется, а в голове остается прежним. Когда зеваешь, труба открывается, и давление выравнивается.


Почему у канарейки такая большая голова?

В итоге мы, конечно, превращаемся в совсем иное существо. И здесь опять-таки действует эволюция. Через несколько недель заметны прежде всего отличия от рыб и амфибий. Затем возникает также четкое отличие от птиц. И совсем близко к рождению люди перестают походить на других млекопитающих. Важнейшее отличие состоит в том, что у нас огромный мозг, а потому большая голова. Только птицы имеют пропорционально такую же большую голову, но по совершенно другой причине. У них голова такая не из-за мозга, а из-за глаз, занимающих львиную долю черепа.


Откуда клетка знает, что должна стать зубом, носом или пальцем на ноге?

Итак, не только наша видовая эволюция начинается с рыб. Первые дни своего существования мы тоже проводим как рыбы. Только на более поздних этапах в развитии наших клеток появляются изменения. Но каким образом? Откуда клетка знает, что должна стать рукой, лапой или плавником? Или клеткой мозга либо сердечной мышцы? Благодаря ДНК. В ней заключены все тайны нашего существования. В двухметровой молекуле ДНК хранится вся информация, позволяющая сделать Йоса Гротьеса из Дрила именно Йосом Гротьесом из Дрила, а бегонию — бегонией.

i 093


На что похожа ДНК?

Вообще с чем-либо сравнивать ДНК затруднительно. ДНК немножко похожа на генерала, который отдает приказы армии клеток Йоса Гротьеса или бегонии. Правда, несколькими главами ранее я сравнивал ДНК еще и с комплектом инструкций, где подробно записано, как надо строить Йоса Гротьеса или бегонию. И с кулинарным рецептом по приготовлению Йоса Гротьеса по-дрилски или бегонии по-подоконницки. Но можно рассматривать ДНК и как машину. Машину, которая вымешивает из разных элементов кости, мясо и органы, листья, корни и цветы. Или как компьютерную программу: «Сделай клетку. Удвой клетку. После двадцати удвоений формируй другие клетки». На самом деле ДНК ни то, ни другое, ни третье, ни четвертое, но понемногу от этого всего.

ДНК содержит правила поведения клетки: все задачи, какие клетка должна выполнять, полный комплект чертежей живого существа, или рецепт, по какому его надо «готовить». Она знает все способы построить нужные клетки, изменить их или убить и убрать.


Могут ли клетки общаться между собой?

Важнейшие части твоей ДНК — это гены, короткие участки с информацией в молекуле ДНК. Гены определяют, будут у тебя карие или голубые глаза, мех или перья, будешь ли ты состоять из одной клетки, как инфузория-туфелька, или из сотни квинтиллионов клеток, как человек. У генов есть что-то наподобие включателей и выключателей. С их помощью они запускают или останавливают выполнение задач вроде «сделай из аминокислот вот этот белок» или «уничтожь этот белок». Имея множество таких задач, они могут построить именно ту клетку, которая нужна в определенном месте. ДНК точно знает, в каком месте необходимо включить или выключить те или иные гены. А все потому, что клетки могут «общаться» друг с другом посредством белковых молекул.

Попросту говоря, клетки обмениваются информацией, посылая их друг другу. Так они узнают друг от друга, кто они, что должны делать или чем стать. Благодаря информации от окружающих клеток ДНК, например, «понимает», что определенная клетка должна стать клеткой кожи, разделиться надвое или остаться как есть. Таким образом из клеток вырастает бегония или Йос Гротьес. И не только. Они заботятся и о том, чтобы у тебя зажил порез на пальце. Обнаружив ранку, они обеспечивают поступление веществ, которые свертывают кровь, а затем выращивают новые кожные клетки, «герметизируют» твой палец.

i 094


Как сделать мушку с лишними крылышками?

Ученых очень интересует информация, заложенная в наших генах и ДНК. Им пока неизвестно, для чего конкретно предназначен каждый ген и что делает остальная ДНК. Но в ходе исследований они уже много чего выяснили. В первую очередь благодаря опытам с эмбрионами — так называются еще не рожденные животные. Например, они заставляли гены плодовой мушки, отвечающие за крылышки, заработать совсем в другом месте тельца эмбриона. И на этом месте вырастали крылышки. Или они расщепляли надвое клетки из только что отложенного яйца саламандры. И рождались две совершенно нормальные саламандры.

Всю эту возню с генами и эмбрионами ученые затевают не затем, чтобы мучить животных. А ради большой пользы. Благодаря знаниям, накопленным исследователями, теперь можно выращивать человеческие органы. Уже сейчас, например, есть люди, чей мочевой пузырь или почки были выращены таким образом.


Что вирус рассказывает о нашем прошлом?

ДНК служит не только врачам, желающим вырастить для пациента новую почку или мочевой пузырь. Это еще и удобный способ увидеть эволюцию. Нет, мы не можем извлечь ДНК из древних окаменелостей, потому что минуло очень много времени и ее там не осталось. В лучшем случае ДНК сохраняется несколько тысяч лет, да и то редко. Но можно использовать ДНК нынешних животных. Все очень просто: твоя ДНК больше всего похожа на ДНК твоих родителей. Очень похожа она и на ДНК твоих дедов и бабушек, но уже чуть меньше. Чем дальше вспять во времени, тем больше различия. Иными словами, чем больше у нас общих предков с другими животными, тем больше наша ДНК похожа на их ДНК.

Так, например, наша ДНК во многом совпадает с ДНК шимпанзе бонобо — почти на 99 %. Отсюда следует, что с точки зрения эволюции мы находимся очень близко друг от друга. С кошкой у нас 90 % общей ДНК. И на 60 % наша ДНК совпадает с ДНК плодовой мушки дрозофилы. Можно пойти еще дальше: значительные участки нашей ДНК идентичны участкам ДНК медуз, деревьев, грибов и бактерий.

i 095


Что с нами делает чужой чих?

Есть еще один способ увидеть, как далеко мы отстоим от других животных, правда, не такой удобный. Для него потребуются ретровирусы. Тебе наверняка доводилось болеть гриппом. А вызывает грипп вирус. Вирусы — это крошечные, незначительные частички псевдоДНК. В твой организм они попадают через контакт с кем-нибудь, у кого уже есть этот вирус. Больной чихает в твою сторону, находясь в трех метрах от тебя, — да-да, так далеко разлетается чих. Ты вдыхаешь молекулы вируса, и вирус внедряется в твою ДНК. Если он опасный, можно сильно захворать и даже умереть.

Ретровирус сродни вирусу. Самое большое отличие в том, что он состоит не из ДНК, а из РНК. Ретровирус встраивается в ДНК твоих клеток и более-менее захватывает там власть. Изменяет ДНК и перебирается из одной клетки в другие, что, конечно же, опасно для жизни. Потому-то ретровирусы — грозные враги всего живого. Например, вирус иммунодефицита человек (ВИЧ) — ретровирус, от которого умирает множество людей. К счастью, вирусы вроде ВИЧ через чихание не передаются.

i 096


Болели ли обезьяны тем же гриппом, что и мы?

Ретровирусы существуют уже миллионы лет. И на их счету огромное количество жертв. Но… погибает от них не всякое живое существо. Некоторые находят в конце концов способ их перехитрить — просто живут с ретровирусами в организме. И потомство учат тому же. Ретро-вирус тогда уже не наносит вреда, успев, однако, изменить ДНК.

Можно отыскать в нашей ДНК ретровирусы и посмотреть, у каких животных встречаются такие же. И что тогда окажется? Вот именно: нередко носителями тех же ретровирусов, что и мы, являются шимпанзе. Значит, у нас в большинстве одни и те же предки, пережившие этот самый «грипп». С гориллой у нас общих ретро-вирусов меньше. И еще меньше — с павианом, который не относится к человекообразным обезьянам, хотя и является им родственником.


Почему корова больше похожа на кита, чем на лошадь?

Чем дальше в эволюции отстоит от нас некое животное, тем меньше у нас обнаруживается совпадающих ретровирусов и тем больше различий в ДНК. Можно сравнить ДНК других животных и посмотреть, насколько они родственны друг другу. Это дает невероятно интересную информацию. Хочешь пример? Всем известно, что собака происходит от волка. Однако собаки японской породы сиба-ину как две капли воды похожи на лису. Почему же они должны происходить от волка, а не от лисы? Ведь последнее вроде бы логичнее? Но исследование ДНК показывает, что и эти собаки ведут происхождение от волков. И не только эти, но вообще все собаки.

Еще один пример. Как ты думаешь, кто кому роднее — крупный рогатый скот лошади или крупный рогатый скот киту? Корова лошади? А вот и нет. Кит и корова — дальние родственники, скажем, «четвероюродные братья», а коровы и лошади — куда более дальние, «семиюродные». Киты, коровы, лошади и овцы имеют общего предка. Сперва доказательство тому нашли путем сравнения их ДНК. Лишь позднее было найдено животное, от которого все они происходят, — индохиус. Значит, древнейшие предки китов жили в воде, были рыбами, более поздние предки вышли на сушу (и имели лапы), а затем киты снова вернулись в океан. Вот какие удивительные вещи случаются в ходе эволюции.

i 097


Как бабочка становится похожей на птицу?

В Африке и Южной Америке встречаются совершенно одинаковые лягушки. Одинаковой формы, одинаково яркой расцветки и даже с одинаковым узором на коже. Если толком не знаешь, наверняка подумаешь, что они принадлежат к одному семейству. На самом же деле их предки выглядят абсолютно по-разному. Свою внешность они приобрели в ходе эволюции. Один вид лягушек — в Африке, второй — в Южной Америке. Вроде бы невероятная случайность, но так оно и вышло. Яркая окраска приносит конкретную пользу: предупреждает других животных о том, что ее обладатель ядовит.

Сама по себе эволюция не означает, что животные все больше отличаются друг от друга. Они эволюционируют в сторону самой удобной формы и наилучшей окраски. И порой становятся похожими. Некоторые виды бабочек не принадлежат к одному семейству, но почти неотличимы друг от друга. Есть бабочка, как две капли воды похожая на птицу: бабочка-колибри. В коралловых рифах живут рыбы-чистильщики, которые чистят крупных рыб вроде акул; подобно косметологам они удаляют с их кожи всех паразитов и подобно гигиенистам-стоматологам удаляют остатки пищи, застрявшие в акульих зубах. Все рыбки-чистильщики очень похожи одна на другую — и на креветку-чистильщика, которая занимается тем же, но, разумеется, вовсе не рыба. Или мокрицы и многоножки — они тоже здорово похожи друг на друга. Но и они не относятся к одному семейству.


Умеют ли богомолы играть на скрипке?

Иногда животные становятся похожи друг на друга, поскольку такая форма выгодна им для выживания. А иногда сходство нужно, чтобы вводить других в заблуждение. Рядом с яркими ядовитыми лягушками порой живут другие лягушки, такие же яркие и узорчатые. Они притворяются опасными ядовитыми лягушками, хотя на самом деле совершенно безвредны. По соседству с рыбками-чистильщиками живут псевдочистильщики, как две капли воды похожие на настоящих. Крупные рыбы беспрепятственно подпускают их к себе. Надеются на чистку, а псевдочистильщики вмиг отъедают от них кусок. И удирают.

Притворяться очень удобно. В первую очередь если не хочешь быть съеденным. Ты, наверно, видел мотыльков, здорово похожих на листья. Хитро, ведь поедатели мотыльков листьев не едят. Пока враги думают, что перед ними листик, мотылек в безопасности. Настоящие чемпионы по части подражания другим животным и вещам — это богомолы. Некоторые выглядят точь-в-точь как листья. Других не отличить от веточек. Третьи превосходно изображают кусочек древесной коры. Четвертые ловко прикидываются орхидеей. Есть и такие, что маскируются под сухую деревяшку, муравьев, змей или траву. А один вообще похож на скрипку. Впрочем, это чистейшей воды совпадение.

i 098


Что было дальше с рыбой внутри нас?

Эволюция — штука сложная. Из каждого правила, связанного с эволюцией, существует исключение, и даже из этого утверждения тоже есть исключения. Недаром многие, размышляя об эволюции, приходят к ложным выводам. Наиболее распространенная ошибка — думать, что мы происходим от шимпанзе. Некоторые задаются глупым вопросом: если мы происходим от обезьян, почему тогда обезьяны по-прежнему существуют? И еще одну ошибку допускают весьма часто: если мы происходим от тех же животных, что и другие млекопитающие, почему не найдены ископаемые «кроликолюди» или «медведелюди»?

Мы не происходим от шимпанзе, но у нас с ними общие предки. А это совсем другое дело. Такие предки не очень-то походили на человека, и прямого сходства с шимпанзе тоже не демонстрировали. Это было просто другое животное. Одни его потомки развились в шимпанзе. Другие развивались иным путем и стали человеком. То есть потомство наших общих предков разветвилось. Точно так же обстояло и с предками других млекопитающих. Недаром, говоря о своих предках, мы используем выражение «родословное древо». Мы происходим от той же ветви, что и шимпанзе. А если вернемся на несколько ветвей вспять, то окажемся на одной ветви с кроликами и медведями. Но прямой связи между кроликом и медведем или человеком нет. Потому-то и не существует ископаемых медеведелюдей или кроликочеловеков.

i 099


Большая синица — дальняя родственница тираннозавра рекса?

Если вернешься вспять до самого тиктаалика, то довольно быстро заметишь такое разветвление. От тиктаалика происходят земноводные, чьи пути через несколько миллионов лет расходятся. Одна группа остается земноводными — от нее происходят саламандры, тритоны и лягушки, знакомые нам по сей день. Вторая группа эволюционирует в рептилий. Самая древняя из найденных рептилий — хилономус, животное, похожее на ящерицу.

Сразу после хилономуса и эта ветвь снова разделяется. Одна группа продолжает развиваться как рептилии. Миллионы лет она была невероятно успешной. Подавляющее большинство крупных наземных животных того периода — рептилии. Это и есть период динозавров, а они все рептилии! В эту эпоху живут и процветают чудовищный пирораптор, исполинский диплодок и страшный тираннозавр, а еще ящерица, геккон и змея, которых мы встречаем и теперь. Кроме того, возникает группа динозавров с волосами как у растаманов. Мало-помалу волосы превращаются в перья, и возникают птицы. Очаровательная большая синица у тебя в саду, собственно говоря, дальняя родственница тираннозавра рекса. Конечно, очень-очень дальняя…


Все ли млекопитающие не откладывают яйца?

Вторая ветвь, возникшая от хилономуса, ведет к рептилиям, напоминающим млекопитающих. Очень-очень медленно некоторые рептилии все больше приобретают черты сходства с млекопитающими. Эстемменозух, например, имеет рога, а кожа у него уже лишена чешуи, присущей рептилиям. Немногим позже по джунглям уже бродит тринаксодон. У этого животного нет чешуи, пищу он жует зубами млекопитающего и вероятно, принадлежит к теплокровным. Рептилии — холоднокровные. Чтобы действовать, им необходимо солнечное тепло. Млекопитающие вырабатывают тепло в собственном теле и зачастую обладают мехом, его сохраняющим. Ученые всегда предполагали, что динозавры были холоднокровными. Рептилии как-никак. Но в недавнем прошлом найдены динозавры, покрытые пухом. То есть вполне вероятно, что существовали и теплокровные динозавры.

Еще позднее в джунглях появляется морганукодон. Он очень похож на мышь, с усами и короткой шерсткой. Вероятно, он уже теплокровен, но по-прежнему откладывает яйца, как рептилия. Самки млекопитающих яйца не откладывают, они рождают готовеньких малышей. Но и тут есть исключения. Например, ехидна. И утконос. Все зверообразные рептилии ныне вымерли, однако ехидна и утконос живут до сих пор. Впрочем, они не зверообразные рептилии, а рептилиеподобные звери.

i 100


Отчего сгинули динозавры?

Некоторые шаги в эволюции кажутся почти невозможными. К примеру, шаг от неживого к живому. Или от морского животного к сухопутному. Но нередко все же обнаруживается промежуточная форма, которая и дает разгадку. Переход от яйцекладущих животных к живородящим опять-таки представляется непреодолимой пропастью. Однако и здесь есть промежуточная форма. Переход от яйца к матке произошел через сумку. Предшественники кенгуру, таким образом, дают ответ на вопрос, как млекопитающим удалось перейти от откладывания яиц к живорождению.


Почему люди появляются не из яйца?

Сумка выполняет ту же роль, что и защитная яичная скорлупа. Сумчатые животные рождаются на весьма ранней стадии развития. Они совсем маленькие, как червячки, и в сумке продолжают развиваться. А покидают карман в шубке матери, когда полностью «созревают». До тех пор им в сумке тепло и безопасно. И матери уже незачем сидеть на яйцах. Растить потомство в сумке намного приятнее и удобнее, чем высиживать яйца, как птицы и рептилии. Например, самцы пингвинов в самые холодные месяцы года в самом холодном месте на Земле постоянно держат яйцо на лапах и укрывают своим телом. У сумчатых такой необходимости нет.

Млекопитающие вправду имеют целый ряд преимуществ перед рептилиями. Им не нужно сидеть на яйцах, а значит, они находятся в большей безопасности, так как могут пойти куда угодно, не бросая яйцо остывать. Они не зависят от внешнего тепла, а потому спокойно могут добывать пищу по ночам или жить в более холодных краях. И могут вырастить больший мозг. А растущему мозгу необходимо огромное количество энергии. Поэтому он нуждается в огромном количестве питательных веществ. Даже в самом большом известном нам яйце — страусином — содержится всего 2 тысячи килокалорий. Птенцу страуса для роста больше и не требуется. Человеческая мать, однако, обеспечивает своего ребенка таким количеством калорий за одну неделю. Потому-то у новорожденного страусенка мозг размером всего-навсего с грецкий орех, а у человеческого младенца огромная голова по сравнению с другими животными.


Насколько губителен метеорит?

Тем не менее высокоученых человеческих детей, вероятно, никогда бы не было, если бы Землю не постиг грандиозный катаклизм. В ту пору на планете еще господствовали рептилии. Для крупных млекопитающих просто не было места; только по ночам мышеподобные зверьки могли безопасно выйти наружу. Днем в воде властвовали чудовищные ящеры-мозазавры. В воздухе царили птерозавры, тоже далеко не милашки. А на суше — жуткие динозавры исполинских размеров. Но все изменилось, когда произошел какой-то катаклизм. Мы не знаем точно, какой именно, но он определенно был. Примерно 65 миллионов лет назад случилось что-то, приведшее к вымиранию всех наземных животных весом свыше пяти килограммов.

Большинство ученых исходит из того, что это было падение гигантского метеорита. Следы подобного чудовищного удара, например, найдены в Мексике. Наверно, странно звучит, что один-единственный метеорит способен уничтожить несчетное множество животных. Но ведь дело не только в самом падении. Ударная волна, то есть землетрясение, вызванное метеоритом, убила все живое в радиусе сотен километров. Затем по всей Земле прокатились губительные цунами. Взрыв вызвал лесные пожары такого масштаба, что воздух над всей планетой наполнился частицами сажи. Солнечный свет не мог достичь поверхности земли, и она стала остывать.

Другое объяснение — огромное число мощных вулканических извержений в последние годы господства динозавров. В Индии тогда, к примеру, произошли чудовищные извержения, выбросившие в атмосферу невероятные массы пепла. Некоторые ученые полагают, что этого могло быть достаточно для вымирания динозавров.


Мышь становится тигром

Что бы ни случилось, эра динозавров закончилась примерно 65 миллионов лет назад. Позднее Земля мало-помалу оправилась. Медленно, но верно жизнь снова выбралась на сушу. Однако господству рептилий пришел конец. Лишь самые мелкие из них пережили катастрофу. Началась эпоха млекопитающих. Сперва это были всего лишь мелкие грызуны. Но на суше они вскоре эволюционировали в тигров, слонов, китов, оленей и обезьян с большим мозгом. И это хорошо: будь у тебя мозг рептилии, тебе никогда бы не хватило ума научиться читать.

 

Поиск

ФИЗИКА

ХИМИЯ

Поделиться

Яндекс.Метрика

Рейтинг@Mail.ru