Жизнь на Земле. Естественная история

Облачко пыльцы над мужскими цветками сосны

4. Несметные полчища

Членистое строение насекомых, бесспорно, оказалось самым удачным анатомическим решением. Насекомые в изобилии населяют и безводные пустыни, и влажные леса; они плавают в воде и пресмыкаются в вечной тьме глубоких подземных гротов. Они перелетают через Гималайские хребты и всем на диво преспокойно обитают в царстве вечного льда. Есть такая мушка, которая выводится в лужах неочищенной нефти, просачивающейся из земли; другая живет в обжигающе горячей воде гейзеров. Одни виды выбирают в море места с наиболее высокой концентрацией солей в воде, другим не страшна опасность вмерзнуть в льдину. Насекомые роют себе норы в коже животных и пробуравливают длинные запутанные ходы в толще зеленого листа. Общее число насекомых в мире не поддается никакому учету, но все-таки попытки такие делались и позволили заключить, что в каждый данный момент времени на Земле обитает порядка миллиарда миллиардов насекомых. Иначе говоря, на каждого живущего человека приходится около миллиона насекомых, и весят они, вместе взятые, в двенадцать раз больше, чем он.

Считается, что число видов насекомых в три раза превосходит общее число видов всех остальных живых существ. Специалисты на сегодняшний день описали и наименовали примерно 700 тысяч видов, но существует еще по меньшей мере трижды или четырежды столько же, и все они ждут, когда найдется кто-то, у кого хватит времени, терпения и эрудиции сесть за их систематизацию и описание.

Но все эти бесчисленные формы являются вариациями одного анатомического принципа — трехраздельного членения тела. У насекомых отчетливо различаются голова, несущая ротовое отверстие и большинство органов восприятия; грудь, содержащая мускулатуру, с помощью которой приводятся в движение три пары ног, находящихся снизу, да еще, как правило, одна или две пары крыльев сверху, и брюшко, в котором находятся органы пищеварения и размножения. Все три раздела заключены во внешний скелет, состоящий главным образом из хитина. Хитин — это коричневое волокнистое вещество, которое было впервые выработано свыше 550 млн. лет назад древними членистыми существами — трилобитами и ракообразными. По химическому составу оно идентично целлюлозе и в чистом виде мягкое и непрочное. Однако у насекомых хитин сверху покрыт белком под названием склеротин, который придает ему большую прочность и жесткость. Из хитина состоят и тяжелая несгибаемая броня, и челюсти такой остроты и крепости, что способны прогрызать древесину и даже такие металлы, как медь и серебро.

Наружный хитиновый скелет оказался очень податлив к требованиям эволюции. Его поверхность может изменяться, не затрагивая внутреннего строения, его пропорции варьируются, образуя новые формы. Так, жующие челюсти ранних тараканоподобных насекомых у их потомков приняли вид сифонов и стилетов, пил, зубил и щупов, которые в развернутом виде бывают длиннее, чем все туловище. Ноги, удлинившись, превратились в катапульты, способные перебросить насекомое на расстояние в сто раз больше его собственной длины, или видоизменились в широкие весла, чтобы передвигаться в воде, или же образовали высокие, оканчивающиеся волосками растопыренные ходули, на которых можно бегать по водяной поверхности. У многих конечности снабжены специальными орудиями из того же хитина: карманами — для пыльцы, щетками — для протирания сложного глаза, шипами наподобие кошек — для карабканья, зазубринами, которые служат музыкальными инструментами.

Но в то же время наружный скелет представляет собой нераздвижимое узилище. Трилобиты в водах древних морей нашли выход в линьке. Так же решают эту проблему насекомые и сегодня. Способ сам по себе, конечно, расточительный, но делается это очень экономно. Под старым хитиновым покровом образуется новый, весь сморщенный, сдавленный. Между старым и новым покровами выделяется жидкость, которая растворяет хитин верхней оболочки, покуда от нее не остаются только самые жесткие склеротинированные части, соединенные тончайшей пленкой. Затем обогащенная хитином жидкость сквозь все еще проницаемую внутреннюю оболочку всасывается обратно в тело насекомого. Старая броня лопается, обычно по спине, и насекомое выбирается наружу. При этом его освобожденное тело раздается вширь и заполняет морщины и складки новой кожи. В кратчайший срок хитин твердеет и бронируется свежими отложениями склеротина.

Примитивные насекомые вроде щетинохвосток и ногохвосток почти не изменяют формы тела в процессе роста. Они просто, линяя, увеличиваются в размерах. Даже половозрелые особи продолжают линять. Так же происходит рост и у древнекрылых насекомых: тараканов, цикад, сверчков и стрекоз; их ранние формы мало чем отличаются от взрослых, они только бескрылые. Крылья появляются по завершении последней линьки, а мухи-красотки должны еще пройти две линьки одну за другой, прежде чем их крылья достигнут совершенства. Даже в тех случаях, когда насекомые этой группы в бескрылой стадии ведут совершенно иной образ жизни, формы их тела остаются почти неизменными. Так, личинки цикад, стрекочущих на деревьях, проводят свою жизнь под землей, высасывая сок из корней. А личиночные формы стрекоз охотятся, ползая по дну водоемов и хватая червей и другую мелкую живность длинными вытягивающимися челюстями. Но по виду в них легко можно угадать их будущий взрослый образ.

Другое дело — более развитые насекомые. Они подвергаются таким глубоким изменениям, что узнать, какому насекомому принадлежит личинка, можно, только проследив, кто из нее выведется. «Черви» превращаются в мух, гусеницы — в бабочек или жуков. У мясных «червей», опарышей, личинок жуков и гусениц только одна задача в жизни — есть. Ей полностью подчинено их тело. Поскольку в этой стадии они не размножаются, половых органов у них нет, а поскольку им не надо привлекать партнера, они лишены приспособлений для подачи сигналов, зрительных, обонятельных или звуковых, равно как и органов для восприятия таких сигналов. Так как их родители хорошо позаботились о том, чтобы, появившись на свет, они оказались окружены щедрыми запасами необходимой им пищи, не нужны им и крылья. Единственное их надежное орудие — челюсти. А за челюстями идет туловище, мало чем отличающееся от обыкновенного мешка. Для того чтобы этот мешок свободно раздувался, вмещая накапливающиеся ткани, его покрывает не тяжелая склеротинированная броня, а довольно тонкая и даже слегка растяжимая оболочка. Когда же она больше растянуться не способна, она лопается и скатывается с личинки, как нейлоновый чулок с ноги.

Не имея внешнего скелета, к которому могла бы крепиться мускулатура, и ничего жесткого в теле, чтобы работать как рычаг, личинки плохо двигаются. Они не могут совершать прыжков, ни больших ни малых, и даже бегают неважно, потому что ногами им служат короткие мягкие трубки, которых, впрочем, вполне хватает на то, чтобы перемещать эти «машины для еды» по мере поглощения пищевых запасов.

Отсутствие твердого покрова делает личинку легко уязвимой. Это не имеет значения для личинок мух и жуков, потому что свое вечное пиршество они вершат тайно, выгрызая сердцевину яблока или точа ходы в древесине и отгораживаясь при этом от мира как раз тем, что едят. А вот гусеницы, те пируют по большей части на просторе, и должны заботиться о собственной безопасности.

Среди них встречаются непревзойденные мастера камуфляжа. Например, гусеницы баб очки-пяденицы окрашены и расчерчены так, что похожи на сучок, и, когда они застывают, держась за ветку одним концом и вытянувшись точно под тем же углом, что и настоящие сучки, которые торчат рядом, отличить их просто невозможно. Гусеница махаона, правда, выделяется на зеленом листке, потому что у нее по зеленому фону разбросаны неправильные белые крапины, однако заметить ее трудно, так как она похожа на пятнышко птичьего помета. Если же маскировка не удалась, у большинства гусениц ecfb еще вторая линия обороны. Гусеница гарпии большой кормится листьями, вися вниз головой. Тело у нее такого же цвета, что и пища, но если ее потревожить, тряхнув ветку, гусеница перестает кормиться и, внезапно подняв голову, обращает к врагу малиновую физиономию. Одновременно из хвоста у нее выдвигаются два кроваво-красных выроста и выстреливают муравьиной кислотой. Другая южноамериканская гусеница еще того грознее. У нее по бокам головы по большому круглому пятну; приходя в возбуждение, она поднимает в воздух всю свою переднюю часть и раскачивает ею из стороны в сторону, удивительно напоминая рассерженную глазастую змею.

Некоторые гусеницы сделались несъедобными. Они либо покрыты жгучими волосками, либо же их ткани содержат какое-нибудь особенно едкое вещество. Этим существам, наоборот, выгодно быть очень заметными. Волосатые гусеницы носят «усы» и «бороду» самых ослепительных оттенков, невкусные щеголяют в нарядах контрастных цветов — красных, желтых, черных, фиолетовых. Все это — предостережение для случайного охотника, что, мол, обнаруженная дичь в пищу не годится. А есть гусеницы, которые на самом деле совершенно безобидны, но избрали для самозащиты такой замысловатый способ: они подражают раскраске своих ядовитых собратьев, и хищники их, как и тех, предпочитают обходить стороной.

Многие насекомые почти всю жизнь проводят в стадии личинок, только растут и накапливают в тканях питательные вещества. Личинки жуков могут до семи лет буравить древесину, извлекая питание из такого неудобоваримого продукта, как целлюлоза. Гусеницы жуют и жуют месяц за месяцем, поглощая свои любимые листья. Но рано или поздно все они достигают предельного роста и кончается предопределенный срок их личиночной жизни.

И тут совершается первая из двух потрясающих метаморфоз. Некоторые виды проходят ее тайно. У насекомых паутинные железы, выделяющие шелковую нить, имеют только личиночные формы. Они уже строили из нее общие гнезда, тянули нити, по которым перебирались с растения на растение или спускались вниз. Теперь же многие плетут из щелка укрытие, чтобы спрятаться от посторонних глаз. Гусеница шелкопряда обматывает себя беспорядочным мотком нитей, гусеница сатурнии мастерит кокон с серебристым металлическим блеском, плодовая моль строит изящную кружевную коробочку. А гусеницы дневных бабочек обычно никаких укрытий не делают. Просто плетут шелковую петельку и подвешивают себя к сучку.

Устроившись, гусеницы сразу же сбрасывают гусеничные одежды. Кожа у них лопается и скатывается прочь, обнажая твердое коричневое тело — куколку. Куколка неподвижна, словно каменная, единственное, что она может, — это слегка вилять заостренным кончиком. Сбоку в ее панцире ряд специальных отверстий-дыхалец, она дышит, но не питается и не испражняется. Жизнь в ней словно бы остановилась. Но внутри свершаются глубочайшие перемены. Все тело личинки распадается и как бы составляется заново.

Когда личинка только начинает развиваться в яйце, все клетки ее тела разделены на две группы. Одни через несколько часов перестают делиться, остаются неспециализированными и собраны в плотные группы. Другие участвуют в строительстве тела гусеницы. Но когда она вывелась и начала кормиться, деление клеток, составляющих ее тело, прекращается. Дальше они просто увеличиваются в размерах, растягиваются, и к тому времени, когда гусеница достигает предела своего роста, клетки у нее оказываются огромными, во много тысяч раз больше, чем вначале. Все это время другая часть клеток, собранная в крохотные пучки, покоится в бездействии. Теперь же внутри куколки пробивает их час. Гигантские клетки гусеницы умирают, а спящие в пучках начинают лихорадочно делиться, питаясь при этом продуктами распада отмерших клеток. Иными словами, насекомое как бы поедает само себя. И медленно выстраивает новое тело совершенно другой формы. Общие его контуры находят отражение во внешнем облике коричневой куколки, как контуры мумии угадываются под ее пеленами и даже в форме саркофага. Само название «куколка» (по-латыни pupa — «кукла») подразумевает, что в этой стадии насекомое словно бы спеленуто игрушечными свивальниками.

Выводится насекомое обычно под покровом темноты. Куколка дневной бабочки, висящая под сучком, начинает трястись. Со свободного конца ее показывается голова с двумя огромными глазами и прижатыми назад усиками. Выпрастовываются ноги, отчаянно цепляясь за воздух. С трудом, то и дело останавливаясь перевести дух, насекомое выбирается наружу. Появляется грудной отдел, на нем сверху примяты крылья, сморщенные, как ядро грецкого ореха. Еще рывок, и бабочка высвобождается целиком. Она повисает на опустевшей оболочке куколки, и все тельце ее сотрясается. Это она накачивает кровь в сеть жилок, пронизывающих мягкие мешки крыльев. Мешки медленно натягиваются. Неопределенный узор на их наружной стороне распяливается, проясняется. Бесформенные пятна оказываются сказочными разноцветными «глазами». За полчаса крылья расправляются полностью, стенки мешка смыкаются. Жилки внутри его еще мягкие, если повредить уголок крыла, из жилки покажется капелька жидкости — крови. Но постепенно кровь затягивается обратно в тело, а жилки твердеют, образуя жесткий каркас, придающий крылу прочность. Все это время крылья сложены, как два листа в книге. Теперь же, подсохнув и затвердев, они медленно распахиваются, и бабочка предстает перед миром во всем девственном совершенстве блистательных красок, готовая встретить рассвет своего первого дня.

Теперь насекомое может расходовать калории, которые так старательно копило, пока было личинкой. Для взрослой стадии кормление — забота неглавная. У поденок и некоторых молей вообще нет рта. Другие виды сосут нектар на своем недолгом веку, но только чтобы подкрепить силы и накопить строительный материал для образования яиц, а для собственного тела никому из них пища не требуется; их рост уже завершился. Теперь главная цель их жизни — найти себе пару.

Бабочки для этого выставляют на обозрение удивительные, замысловатые узоры своих крыльев. Это их опознавательные знаки, по ним особи узнают тех, с кем спаривание будет плодотворным. В отличие от гусениц у дневных бабочек превосходные сложные глаза, у самца они обычно еще больше, чем у самки, гак как поиски— это его дело. А поскольку бабочки воспринимают некоторые части спектра, невидимые для нашего зрения, узоры на их крыльях, как и на цветках, в действительности гораздо сложнее, чем видит наш слепой к ультрафиолетовым волнам глаз. Оттенки и линии образуются крохотными чешуйками, уложенными внахлестку, как черепица на крыше; цветовой эффект иногда дают пигменты, а иногда игра микроскопических структур, разлагающих цвета и отражающих только часть лучей. Если капнуть на пестрое крыло бабочки какой-нибудь летучей жидкостью, вся пестрота сразу исчезнет, так как жидкость закрывает физическую структуру поверхности, но стоит пятну испариться, и свет снова разлагается.

Великолепные крылья бабочек с длинными язычками и прозрачными оконцами, с прожилками и бахромками, испещренные пятнышками и точечками чистейших тонов, представляют собой самое сложное во всем мире насекомых средство визуального призыва. Другие насекомые обращаются к другим органам восприятия и тоже подают таким образом сложные призывные сигналы. Цикады, сверчки и кузнечики полагаются на звук. Большинство насекомых вообще глухи, так что этим видам потребовалось обзавестись не только «голосами», но и «ушами». У цикад круглые барабанные перепонки по обе стороны груди. Кузнечики слышат ногами. У них на передней паре бедер есть по две прорези, ведущие в глубокие карманы, их общая стенка представляет собой мембрану, которая служит своего рода барабанной перепонкой. От того, под каким углом звук падает на прорези, зависит сила воздействия на мембрану, и кузнечик может, размахивая ногами в воздухе, определять, откуда к нему доносится призыв.

Некоторые кузнечики издают свои стрекочущие трели тем, что пилят зазубренной стороной задней ноги по выступающей жесткой прожилке крыла. Однако цикады, самые громкие среди насекомых-«певцов», располагают для этого гораздо более хитроумным устройством. У них в брюшке по бокам есть пустые камеры. Донышки этих камер жесткие, и, прогибаясь, они издают щелчок, как жестяная консервная крышка. А изнутри к ним прикреплена специальная мышца, которая способна втягивать и отпускать эти донца до 600 раз в секунду. Производимый таким образом звук еще значительно усиливается благодаря тому, что в брюшке позади вибрирующих перепонок имеются пустоты и два больших жестких квадрата на брюшной стенке работают как резонаторы. Сверху на них надвигаются края грудного отдела, и насекомое может сжимать их или раздвигать, регулируя силу звука. Каждый вид стрекочет на свой особый лад. У одних звук такой, будто пила нашла на гвоздь, у других — словно нож визжит на точильном кругу или жир капает на раскаленную сковородку. Призывы эти звучат так громко, что отдельное насекомое мы можем услышать на расстоянии в полкилометра, а от хорового стрекота звенит и гудит целый лес.

Отнюдь не все подробности этих пронзительных песен доступны нашему слуху. Если пауза между звуками длится меньше десятой доли секунды, мы ее не улавливаем. А цикады слышат перерывы в звучании даже в сотую долю секунды! Цикада варьирует частоту своего стрекота, скажем, от 200 до 500 биений в секунду и делает это ритмично, через равные промежутки времени. Благодаря такому ритмическому рисунку, совершенно недоступному для нашего восприятия, особь узнает по голосу себе подобных: самец поспешит убраться с участка другого самца; самка устремляется ему навстречу.

Комары тоже пользуются звуковыми брачными сигналами, но они издают и улавливают звуки на свой особый манер. Самка бьет крылышками с частотой 500 взмахов в секунду, производя тот характерный тонкий писк, который так неприятно действует, когда пытаешься уснуть под открытым небом без накомарника. А самец улавливает ее голос с помощью барабанной перепонки, которая у него находится у основания усиков; она резонирует только с этой частотой и позволяет самцу находить дорогу к источнику звука.

Есть насекомые, прибегающие для привлечения пары к третьему чувству — обонянию. Самки некоторых ночных бабочек испускают запахи, которые самцы воспринимают своими длинными опушенными усиками. Эти органы обоняния настолько чувствительны, а запахи так специфичны и сильны, что известны случаи, когда самка призывала к себе самца за 11 км. На таком расстоянии в воздухе не может быть больше одной молекулы пахучего вещества на 1 куб. м, и однако же такой концентрации довольно, чтобы самец устремился разыскивать источник запаха. Для этого ему нужны оба усика. С одним усиком он не способен определить направление, но два дают ему возможность оценить, с какой стороны запах сильнее, и он без колебаний летит в нужную сторону. Самка бабочки малый ночной павлиний глаз, оставленная в клетке среди леса, испуская нечувствительный для человека запах, за три часа приманила к себе более 100 крупных самцов!

Так, своим видом, голосом или запахом взрослое насекомое привлекает к себе пару. Самец схватывает самку и держит иногда одно мгновение, а иногда несколько часов кряду. Случается, спаренные насекомые даже летят по воздуху эдаким неуклюжим тандемом. Потом самка откладывает оплодотворенные яйца и обеспечивает будущее потомство кормом. Бабочка оставляет кладку на том единственном растении, листья которого только и годятся в пищу ее будущим гусеницам; жуки зарывают в землю навозные шарики и откладывают яйца в них; мухи мечутся, отыскивая для этой цели падаль, а одиночные осы ловят пауков, парализуют их своим ядом и располагают вокруг отложенных яиц, чтобы вылупившиеся личинки имели в запасе свежее мясо. У самки осы-наездника яйцеклад как кинжал, она пробивает им дырку в древесине точно в том месте, где заприметила личинку короеда, и откладывает яйцо прямо в ее мягкое тело. Когда выведется личинка осы, она сгложет личинку жука заживо. И так весь круг: яйцо — личинка — куколка — взрослая стадия (имаго) — начинается заново.

Разнообразие форм, достигнутое в ходе эволюции насекомыми, поистине бесконечно. Кажется, единственное, в чем им природой поставлен предел, — это размеры. Крупнейшие из ныне существующих насекомых не превышают ни в одном параметре 30 см — таковы размах крыльев у самых крупных бабочек вида павлиний глаз и длина тела самых длинных палочников. Самый большой жук, жук-голиаф, тоже имеет размеры такого порядка и вес до 100 г. Но это всего лишь размеры мыши. Почему же нет жуков величиной с барсука или бабочки с орлиным размахом крыльев? Ограничивающий фактор здесь — их способ дыхания. Насекомые, так же как их ближайшие родичи, древние двупарноногие, дышат с помощью трахей — системы трубок, открывающихся наружу рядом дыхалец по бокам тела и доходящих другим концом до всех органов и частей тела. Их действие основано на принципе диффузии газов. Кислород воздуха, наполняющий трахеи, диффундирует через стенки в конце трубки. И так же через стенки из тканей выходит и рассеивается углекислый газ. Такая система надежно работает при малой длине трубок, но чем трахеи длиннее, тем она менее удобна. Некоторые насекомые способны улучшать циркуляцию воздуха, раздувая и сплющивая мышцы брюшка наподобие своего рода насоса. Стенки маленьких трахей, армированные колечками, при этом не сплющиваются, а то удлиняются, то укорачиваются, как гармошки. А у некоторых насекомых трахеи даже раздуваются в виде тонкостенных мешков под действием брюшка-насоса. Но и со всеми этими усовершенствованиями система трахей после некоторого предела размеров становится неэффективной; вот почему существование гигантских тараканов, ос-людоедов и прочих кошмарных фантазий невозможно с физиологической точки зрения.

Однако насекомые сумели превзойти этот предел иным способом. В тропиках повсюду возвышаются конусы термитников. Иногда они стоят группами, сгрудившись по нескольку сотен, словно стадо антилоп на пастбище. И такое сравнение не совсем произвольно. Отдельный термитник заключает в себе колонию в несколько миллионов насекомых. И это не просто существа, вздумавшие поселиться в некоем общем жилище, как люди в небоскребе. Начать с того, что все они — одна семья, потомки одной пары половозрелых особей. Кроме того, все они — существа неполноценные, не способные к самостоятельной жизни. Рабочие, торопливо бегущие по термитным тропам среди корней, слепы и бесплодны. Солдаты, стерегущие входы в термитник и готовые ринуться на защиту, где бы ни образовалась брешь в стене, вооружены такими массивными и грозными челюстями, что уже не способны сами брать пищу, и рабочие должны их кормить. А в самом центре колонии лежит царица-матка. Она заточена в толстых глиняных стенах, из которых ей никогда не выбраться на свободу, потому что ее тело таких грандиозных размеров, что нипочем не пролезет в ходы, проложенные в термитнике. Ее брюшко раздулось в огромную дергающуюся белую колбасу 12 см длиной, из которой в невероятных количествах все время извергаются яйца — до 30 тысяч штук в день. Она тоже умрет, если за ней не ухаживать. Бригады рабочих с одного конца подносят ей пищу, а с другого подбирают яйца. Единственный в колонии активный в половом отношении самец, царь термитника размером с осу, постоянно находится при царице, и его тоже кормят рабочие.

Все эти особи связаны между собой в единый суперорганизм превосходной системой коммуникаций. Термиты-солдаты подают сигнал тревоги, колотя тяжелыми жесткими головами по стенам. Рабочие, наткнувшись на новый источник пищи, метят след запахом, по которому легко находят дорогу их слепые товарищи. Но самый главный и общий механизм общения основан на действии химических веществ, так называемых феромонов. Они разносят приказы по колонии с огромной быстротой. Все члены колонии постоянно обмениваются друг с другом пищей и слюной. Рабочие передают куски изо рта в рот или же подбирают экскременты друг друга, чтобы еще раз переварить недопереваренную пищу и извлечь из нее до последней крохи все питательные вещества. Они же кормят личинок и солдат. И они же ухаживают за царицей, постоянно облизывая ее содрогающиеся бока и подбирая капли влаги у нее из анального отверстия. При этом они получают выделяемые ею феромоны и немедленно разносят их по всей колонии. Личинки являются потенциальными самцами или самками, но феромоны царицы, которые они получают от рабочих с пищей, подавляют их развитие, и молодые термиты вырастают бесплодными, слепыми и бескрылыми. Солдаты тоже вырабатывают свой феромон и добавляют его к смеси, циркулирующей в колонии, со своей стороны, не давая личинкам развиться в солдат.

Но феромоны сохраняют активность только в течение короткого времени. Если число солдат в колонии сокращается, соответственно падает и количество их феромонов в циркуляции. Царица-матка не только вырабатывает феромоны, но и получает их с пищей, а с нею и всю информацию. То ли она реагирует тем, что производит яйца особого рода, из которых выводятся только солдаты, то ли рабочие кормят определенным образом уже существующих личинок, пока окончательно не выяснено. Возможно, что для разных видов по-разному. Но как бы то ни было, в ответ на изменение ситуации появляются все новые и новые солдаты, покуда не восстанавливается первоначальное соотношение. Царица тоже время от времени меняет характер экскреции своих феромонов, и тогда развитие личинок не подавляется, они достигают половой зрелости. Ходы термитника наполняются шуршащими толпами молодых крылатых половозрелых насекомых. У некоторых видов рабочие делают в стенах термитника специальные пробоины и строят перед ними «стартовые площадки». Выходы эти охраняются солдатами. В один прекрасный день, вскоре после начала дождей, солдаты отступают в сторону, из щелей, как дым, валят летучие термиты и, клубясь, поднимаются в небо.

То-то радость для окрестной живности! Лягушки и рептилии толпами собираются у этих отверстий, наперебой норовя сцапать вылетающих насекомых. А исход продолжается, и воздух наполняется летучими полчищами. Термиты обычно далеко не отлетают. Они опускаются на землю, и крылышки у них обламываются у самой груди — они отслужили свою службу. Теперь самцы гоняются за самками по земле в строго ритуальном танце. Те немногие, кто после всего этого остаются в живых, разбиваются на пары и отправляются искать место для нового термитника — какое-нибудь углубление в земле или трещину в стволе дерева. Здесь они строят небольшую царскую ячейку и в ней спариваются и откладывают яйца. Первых выведшихся личинок родителям приходится выкармливать самолично, но как только те подрастут и смогут сами добывать пищу и возводить глиняные стены, царская чета целиком посвящает себя делу размножения, и новая колония вступает в свои права.

Термиты находятся в близком родстве с такими архаичными насекомыми, как тараканы. У тех и других туловище без перетяжки на поясе и личинки выводятся очень похожие на взрослые крылатые формы. В процессе роста они проходят несколько линек, но стадии куколки и метаморфоза у них отсутствуют. Питаются они тоже как тараканы, почти исключительно веществами растительного происхождения. В природе их насчитывается около 2000 видов. Как правило, их пища — листья, трава, тонкие прутики. Некоторые виды специализировались на питании древесиной, они точат изнутри столбы и бревна, покуда не остается один только наружный слой: тронешь пальцем — и проткнешь насквозь.

Термиты из всех насекомых сооружают самые большие постройки. На сооружение их замка-термитника, со стенами, зубцами и башнями, уходит до Ют глины; высотой он в три-четыре раза превосходит рост человека. Несколько миллионов обитателей, деловито снующих внутри термитника, способны вызвать значительный перегрев и привести к тому, что воздух в жилище будет спертый и бедный кислородом, поэтому там очень важно хорошее проветривание. Вот почему у стен термитника насекомые прокладывают длинные тонкостенные трубы, выступающие по бокам, точно ребра. В этих длинных, гладких ходах никто не живет. Они служат только для вентиляции. Когда солнце нагревает их тонкие стенки, температура воздуха в них становится выше, чем внутри термитника. Разогретый воздух поднимается, и на его место поступает использованный воздух из глубинных галерей. Так возникает циркуляция. Тонкие внешние стенки труб имеют пористое строение, и кислород из атмосферы проникает сквозь них внутрь. Освеженный воздух восходит к верхушке термитника и оттуда спускается к внутренним ходам. В жару рабочие сбегают по подземным галереям вниз к водоносному слою и возвращаются с полными зобиками воды, которой они смачивают стены наземной части термитника. Вода от жары испаряется и понижает внутреннюю температуру. Такими ухищрениями рабочие добиваются постоянства температуры в своем жилище.

В Австралии компасные термиты строят свои замки в форме огромного плоского клина, всегда протянутого с севера на юг. Благодаря такому расположению в полдень жаркие лучи солнца падают на наименьшую площадь стены, зато слабые утренние и вечерние лучи улавливаются максимально, что дает термитам, особенно в холодное время года, необходимое дополнительное тепло. В Западной Африке и других районах, где бывают сильные дожди, термитники имеют вид большого гриба, у которого шляпка служит «зонтиком». Специалисты добились немалых успехов в выяснении механизмов воздействия феромонов на жизнь колонии, но пока никто еще не сумел объяснить, каким образом миллионы слепых рабочих термитов, неся каждый по крошечной лепешке глины, умудряются, трудясь в полной согласованности, возводить такие замысловатые, совершенные и огромные сооружения.

Есть еще одна группа насекомых, которые живут колониями подобно термитам, — это перетянутые в талии, обладающие двумя парами прозрачных крыльев и свирепо жалящие осы, пчелы и муравьи. На примере ос можно наблюдать некоторые промежуточные стадии становления колониальности у насекомых. Некоторые хищные осы ведут исключительно одиночный образ жизни. Самка после спаривания самостоятельно строит из грязи ячейки, в каждую откладывает по яйцу и запас пищи в виде нескольких парализованных пауков, после чего оставляет гнездо на произвол судьбы. У других видов она остается поблизости и, когда выводится молодь, каждый день приносит свежий корм. У третьих видов самки строят гнезда, каждая свое, но располагают их поблизости одно от другого; при этом некоторые бросают собственное строительство и подключаются к работе соседок. В конце концов одна самка оказывается доминирующей и откладывает яйца во все ячейки, а остальные занимаются только тем, что строят новые ячейки и приносят ей пищу.

Пчелы взяли такой образ жизни за основу, но развили его до крайней степени и живут многотысячными колониями. Единственная царица-матка находится на сотах и откладывает яйца в ячейки, выстроенные специально для этого рабочими пчелами. Все жители пчелиной колонии, точно так же как термиты, связаны между собой системой химической сигнализации. В улье тоже постоянно циркулируют феромоны, оповещающие его обитателей о плотности населения улья и о наличии или отсутствии в нем матки. Но пчелы пользуются и другими способами общения. Поскольку в поисках пищи они летают по воздуху и не могут оставить своим товарищам пахучий след, им для передачи информации служит танец. Когда рабочая пчела обнаруживает новый медоносный цветок и возвращается после этого в улей, она исполняет на прилетной доске перед летком особый танец. Сначала она, мелко семеня, описывает круг, потом рассекает его пополам, подчеркивая значение второго па нарочитым вилянием брюшка и особо возбужденным жужжанием. Направление секущей точно указывает, в какую сторону надо лететь к источнику пищи. Наблюдающие за танцем другие рабочие пчелы, собравшиеся на фуражировку, немедленно улетают в указанном направлении. А танцорка забирается внутрь улья и там повторяет свой танец. Чем глубже она при этом располагается от входа в улей, тем дальше, стало быть, находится обнаруженный ею цветок. Соты в улье и у диких, и у домашних пчел ставятся вертикально, поэтому теперь вихляющие шажки вестницы не могут показывать направление к источнику пищи. Они теперь соотносятся с солнцем. Если пчела пересекает описанный ею круг вертикально, значит, цветок находится на одной линии с солнцем. Если он, скажем, на 20° правее, пчела протанцует вправо под углом в 20° к вертикали. Окружающие рабочие внимательно следят за ее танцем, запоминают и летят прямо к цветку. Возвратившись с медом, они тоже танцуют, и через короткое время почти вся рабочая сила в улье уже брошена на сбор в новом месте.

Но самые сложные и развитые колониальные формы в мире насекомых создали родичи ос и пчел — муравьи. Некоторые из них живут внутри растений, обеспечивая себе жилище тем, что определенным образом воздействуют на ткани, вызывая рост галлов, пустотелых стеблей или шипов с раздувшимся основанием. В Южной Америке муравьи-листорезы строят обширные подземные гнезда и оттуда днем и ночью тянутся бесконечными колоннами, уничтожая деревья; они сгрызают кусочек за кусочком побеги, листья и черенки и так же, крохотными порциями, переносят все это к себе в подземелье. Растительную массу они не едят, а пережевывают и образуют своего рода компост, на котором выращивают особый вид плесени. Белые плотные тельца этой плесени составляют их пищу. Древесные муравьи в Юго-Восточной Азии строят гнезда посредством сшивания листьев. Артель рабочих муравьев стягивает края двух листов, вцепившись в один челюстями, а в другой задними ногами. Тем временем другие, находясь внутри, приступают к шитью. Взрослые муравьи не способны выделять паутину, поэтому они приносят туда личинок и держат их в челюстях, слегка надавливая им на брюшко, отчего личинки выпускают паутину. Строители водят этими живыми тюбиками с клеем в месте соединения листов, и края оказываются скреплены паутинным швом. В Австралии муравьи-кувшинчики собирают нектар и принудительно кормят им рабочих особой касты, покуда у них брюшки не растягиваются до размеров горошины, а кожа истончается и делается прозрачной. Тогда рабочие подвешивают эти живые бурдюки за передние ноги в подвалах своего муравейника. Однако большинство муравьев плотоядны. Многие виды питаются термитами. Они нападают на термитники, ведут сражения с солдатами. И если одерживают верх, поедают беззащитных рабочих и личинки. Другие отличаются совершенно фантастическими формами общественного поведения: обращают в рабство муравьев другого вида. Они нападают на муравейник и уносят оттуда куколок к себе. Выведшиеся в неволе муравьи добывают пищу и скармливают своим хозяевам, потому что у тех слишком громоздкие челюсти и они не способны питаться сами.

Но самые грозные муравьи вообще не живут в муравейнике, а блуждают в поисках поживы. Это — южноамериканские и африканские бродячие муравьи. Они движутся колоннами, иногда такими длинными, что часами тянутся через одно какое-нибудь место. В головной части колонны солдаты расходятся веером в поисках пищи. А за ними по 10–12 в ряд движутся рабочие, и многие еще несут личинок. Когда колонна пересекает открытое место, с флангов ее охраняют солдаты, вооруженные огромными челюстями и совершенно лишенные зрения. Они стоят плечо к плечу, грозно вытянувшись во весь рост и раздвинув челюсти, готовые вцепиться во всякого — только суньтесь. Но вот охотники во главе колонны натыкаются на пищу; тут же собирается все войско, наползают со всех сторон и разносят добычу по кусочкам. Кузнечики, скорпионы, ящерицы, птичьи гнезда с птенцами — все, что не успевает сойти с дороги, подвергается нападению. В Западной Африке, если хочешь стреножить или запереть какое-нибудь животное, необходимо помнить про муравьиную опасность. Я однажды собрал там большую коллекцию змей. У меня были габонские гадюки, шумящие гадюки, ошейниковые кобры, а также безобидные виды вроде древесных змей и питонов. Мы содержали их в глинобитной хижине и у входа поставили караульщика с банкой керосина под рукой. Только разлитый и подожженный керосин способен остановить муравьиное нашествие. Но несмотря на все меры предосторожности, в один прекрасный день к змеям через дырку в задней стене все-таки проникла колонна муравьев. К тому времени, когда мы обнаружили случившееся, муравьи уже пробрались сквозь марлю, которой были затянуты ящики, и десятками ползали по змеям. Разъяренные болезненными укусами змеи напрасно пытались наносить ответные удары по крохотным агрессорам. Их пришлось одну за другой вынимать из ящиков и, держа врастяжку, обирать муравьев, которые вонзили свои маленькие жадные челюсти между змеиными чешуйками. Как мы ни старались, все-таки несколько змей подохли от муравьиных укусов.

Бродячие муравьи находятся на марше в поисках пищи несколько недель подряд. Личинки выделяют феромоны, которые циркулируют по всей армии и побуждают ее к движению. Но потом личинки начинают окукливаться и перестают издавать свои химические приказы. Тогда армия останавливается и разбивает лагерь. В ней может насчитываться до 150 тысяч особей, но все они сбиваются в один большой ком где-нибудь в корнях дерева или под нависшим камнем. Цепляясь друг за друга, они образуют своими телами настоящее живое гнездо, с ходами, по которым движется матка, с камерами для куколок. Теперь яичники царицы быстро развиваются, брюшко ее сильно раздувается. И примерно через неделю она начинает нести яйца. За несколько дней она откладывает до 25 тысяч яиц. Из них очень скоро вылупляются личинки, и одновременно из заложенных в камеры куколок выводится новое поколение рабочих и солдат. Личинки опять выделяют феромоны, и армия, сильно пополнившая свои ряды новыми рекрутами, снова отправляется в поход.

Если суперорганизм, образуемый колонией термитов, можно сравнить с антилопой, то организованные агрессивные колонны бродячих муравьев представляют собой как бы насекомый эквивалент хищного зверя. Ненасытные и неотвратимые, несущие смерть любому животному, которое не смогло спастись от них бегством, они — подлинная гроза буша. Малые размеры отдельной особи ничего не значат. Тысячи могут полечь, а мощь армии в целом не потерпит никакого урона. В своих колоннах насекомые образуют суперорганизм, который принадлежит к самым свирепым, самым сильным и самым долговечным обитателям леса.

Насекомые населили Землю раньше, чем позвоночные, им и сегодня отведена на ней выдающаяся роль. Нет такого вида растений, которыми так или иначе не пользовались бы насекомые. В некоторых районах Африки они постоянно уничтожают три четверти урожая, выращенного человеком. Даже в Соединенных Штатах Америки, где, казалось бы, в распоряжении фермеров — самые современные меры защиты, насекомым все равно достается десять процентов урожаев. Хлопковый долгоносик заражает хлопковую плантацию — и миллионеры оказываются банкротами. Колорадский жучок распространяется по посадкам картофеля — и люди голодают. Насекомые не только отнимают у человека пищу, они сосут его кровь, зарываются ему под кожу и заражают его всевозможными опасными болезнями. В отместку человек обрушил на насекомых все мыслимые способы ведения войны. Он палит по ним из огнеметов. Он бомбардирует самцов радиоактивными частицами, стерилизует их, а затем выпускает в огромных количествах на волю, обрекая целые поколения самок на бесплодие. Он синтезирует все новые химические яды самого убийственного действия и опрыскивает ими целые районы. И все-таки, несмотря на колоссальные затраты труда и денег, человеку не удалось до сих пор истребить ни один вид насекомых[2]

Златоглазка в полете

Эпитафитная орхидея брассия, похожая на пчелу

Жук на цветке магнолии

Розовый богомол-цветок (Малайзия)

Гусеницы бражника молочайного

Бабочка-репейница выходит из куколки

Крыло бабочки-махаона

Жук-голиаф

Царица-матка в термитнике, окруженная рабочими особями

Танец пчел

Стая саранчи

5. Завоевание вод

На морских побережьях, там, где при отливе на камнях обнажаются обмякшие тела актиний, очень часто можно встретить и другие студенистые комки. Актиния, если ее сдавить, выделяет из сердцевины несколько капель воды. Такие же бесформенные создания, асцидии, под ногой выстреливают кверху тонкой струйкой, за что и получили по-английски наименование «морские спринцовки». Под водой их отличие от актиний и вовсе бросается в глаза. У актинии вокруг одного центрального отверстия собраны в виде цветка щупальца; у асцидий щупалец нет, а отверстий два, и они соединены между собой U-образной трубкой. Вся эта конструкция одета толстым студенистым слоем. Под водой в расправленном виде эти бесформенные комки становятся по-настоящему красивыми. Один европейский вид почти совсем прозрачен, вокруг обоих отверстий — переливчатые нежно-голубые круги, а внутри просвечивают тонкие мускульные кольца трубки, и все животное в целом похоже на изящное изделие из венецианского стекла. У других видов студенистое тело бывает матовым, розовым или золотистым. Некоторые растут гроздьями, как виноград; другие, покрупнее и более вытянутые, живут в одиночку.

Все это — фильтрующие организмы, они втягивают воду через одно отверстие, пропускают ее через полость с щелями в стенках, а затем снова выбрасывают в море через второе отверстие. Частицы пищи, пристающие к стенкам полости, сдвигаются с помощью специальных ресничек на дно, попадают в маленькую кишку, которая отходит от дна, загибается кверху и открывается в отводящее колено внутренней трубки, и таким образом удаляются.

Простое устройство, скромное существование. Но у этих существ родственные связи в самых изысканных сферах. Их древнейшие предки — родня иглокожих. Но гораздо интереснее, что от их, так сказать, кузенов пошли первые в мире позвоночные. Конечно, в современной взрослой асцидии трудно усмотреть признаки такого родства, однако в личинке они заметны. Личинка асцидии похожа на крохотного головастика. Ее шаровидная передняя часть содержит трубку-полость и зачаток кишки. А для перемещения в воде ей служит подвижный хвостик с жестким тяжем внутри, доходящим до середины тела. Этот тяж представляет собой некий намек на спинной хребет. Но личинка владеет им очень недолго. По прошествии нескольких дней она приклеивается носом к камню, теряет хвост и начинает вести сидяче-прикрепленный образ жизни.

Личинка асцидии — не единственный представитель фильтрующих, которые обладают этим многообещающим стерженьком в спине. Такой же есть и у чуть более крупного студенистого существа — ланцетника. Это создание, имеющее форму узкого листка сантиметров шести длиной, живет, полузарывшись в песчаное дно моря. Передний его конец, торчащий наружу, снабжен венчиком из щупалец, расположенных вокруг отверстия, через которое он всасывает воду. Тело у него тоже устроено примитивно. Какое бы то ни было подобие головы отсутствует, есть только небольшое светочувствительное пятно; нет сердца — только несколько пульсирующих артерий; нет ни плавников, ни конечностей, есть лишь небольшое расширение на заднем конце наподобие оперения стрелы. И однако же в этом примитивном организме можно усмотреть первые намеки на будущую рыбу. К гибкому стержню, который тянется во всю длину его спины, прикреплены поперечные полосы мышц. Животное ритмично сокращает их, и по бокам его пробегают волны, они отталкивают воду назад, а ланцетник продвигается вперед. Он плавает.

Заметим, что для установления родства строение личинки так же важно, как и строение взрослой особи. А часто даже важнее, потому что в своем индивидуальном развитии животные склонны повторять основные эволюционные стадии, пройденные их предками. Личинки термитов оказываются похожими на самых примитивных насекомых, щетинохвосток; личинки мечехвоста имеют выраженное членистое строение и демонстрируют близость с трилобитами, которую трудно проследить у взрослых особей. Свободно плавающие личинки моллюсков очень похожи на сегментированных кольчатых червей и представляют как бы связующее звено между этими группами. Так что у нас есть все основания считать сходство между ланцетниками и личинками асцидии доказательством их родства. Но кто из них предок, а кто потомок? То ли развитие шло от древней асцидии к более подвижному ланцетнику — сначала были личинки, которые освободились от сидяче-прикрепленного образа жизни, а потом они начали и размножаться в своей личиночной стадии. То ли, наоборот, форма ланцетника является первоначальной, а сидяче-прикрепленные виды развились из нее — приклеились носами к камням, утратили мышцы и ведут самый непритязательный образ жизни, какой только может им предоставить морская стихия.

Много лет считалось, что справедливо первое предположение. Но сегодня сравнительное изучение всей группы асцидий, очень обширной и разнообразной, дает основание считать верной вторую теорию. А совсем недавно подтверждение ей было найдено среди окаменелостей в Канадских Скалистых горах, в глинистых сланцах Берджесса, этой знаменитой палеонтологической сокровищнице. Там, среди трилобитов, плеченогих, многощетинковых червей в топких отложениях, образовавшихся ita дне моря, существовавшего 550 млн. лет назад, когда пловцов, вооруженных плавниками и костяком, еще не было и в помине, обнаружен отпечаток существа, совершенно подобного современному ланцетнику!

Следующий этап в истории позвоночных иллюстрирует личинка другого животного. В реках Европы и Америки обитает существо, похожее на ланцетника, только покрупнее, до 20 см в длину. Оно тоже зарывается в донный ил и кормится, фильтруя воду. Нет у него ни челюстей, ни глаз, ни плавников, помимо небольшой оборки вокруг хвоста. Это животное много лет считалось взрослым, имело свое название — пескоройка (аммоцета) и классифицировалось как очевидный родич ланцетника. И вдруг обнаружили, что это всего-навсего личинки всем хорошо известного животного. Они в конце концов вылезают из своих ямок, обзаводятся глазами и узким колышащимся плавником вдоль всей спины, вырастают с угря величиной и оказываются… миногами.

На первый взгляд миногу вполне можно ошибочно принять за настоящую рыбу. У нее есть своего рода спинной хребет в виде длинного гибкого тяжа, однако нет челюстей. Голова миноги представляет собой большой плоский диск, в центре которого находится язык, усеянный острыми шипами. Есть у нее два маленьких глаза, а между ними — единственная ноздря, ведущая в слепую полость, и по обеим сторонам шеи — ряды жаберных щелей. Передним плоским концом минога присасывается к боку рыбы и, зазубренным языком сдирая мясо, поедает рыбу заживо. Миноги и их полностью морские сородичи — миксины и сегодня встречаются достаточно часто. Иногда в реках Америки их разводится столько, что это уже напоминает стихийное бедствие. Они так и кишат в воде, пожирая не только дохлую или больную рыбу, но и нападая на вполне здоровую. Внешность у миноги — маленькие глазки, жесткая присоска рта, змеевидное туловище — довольно отталкивающая, на взгляд человека. Но по справедливости это существо заслуживает внимания и даже уважения, так как его предки были некогда самыми передовыми и совершенными обитателями морей. Их остатки найдены в породах, насчитывающих 450 млн. лет, то есть почти таких же древних, как глинистые сланцы Берд-жесса. Новые находки представляют собой всего лишь фрагменты отдельных чешуек, но они вполне поддаются определению, так как полностью совпадают с более поздними отпечатками, где в распоряжении палеонтологов — целые скелеты.

Эти бесчелюстные рыбообразные (или панцирные „рыбы") были, как правило, совсем мелкими, с большого пескаря, и при этом несли на себе тяжелую броню. У некоторых форм все туловище вместе с головой было заключено в панцирь из костяных пластин. Спереди, как у современной миноги, были два глаза и одна ноздря посредине. А сзади из панциря торчал мускулистый хвост, отороченный плавником. Ударяя хвостом, они могли передвигаться в воде, но тяжелая бронированная голова, должно быть, тянула книзу и заставляла их держаться у самого дна. Правда, у двух-трех видов в плечевой области имелась простая кожная складка, но большинство этих животных еще не обзавелись плавниками и вынуждены были двигаться и маневрировать с помощью одного только хвоста. По-настоящему плавать, не касаясь дна, они вначале совсем не умели — толща воды оставалась в распоряжении медуз и других беспозвоночных. Рыбообразные, лишенные челюстей, были не способны охотиться на моллюсков, имеющих раковины. Им оставалось шарить носом по морскому дну, всасывать круглым ртом песок и органические остатки и, отцедив съедобные частицы, выбрасывать остальное через щели, расположенные по обеим сторонам горла.

Но, как бы то ни было, маленькие первичные рыбообразные выжили, умножились в числе и достигли внушительного разнообразия форм. Тяжелый панцирь у них на теле, быть может, возник в результате отложения солей, поступающих в организм с пищей. При этом он, однако, послужил им необходимой защитой, ведь в те времена в морях владычествовали гигантские хищники — двухметровые ракоскорпионы с массивными челюстями, и они питались именно мелкой живностью со дна морского.

Благодаря мощным костным покровам головы у некоторых видов панцирных «рыб» мы получили возможность детально изучать их строение. Делая серию тонких срезов окаменелого черепа, ученые получают рисунок полостей, в которых проходили нервы и кровеносные сосуды. Этим способом было обнаружено, что у некоторых рыбообразных был мозг, совершенно такой же, как у современных миног. Еще у них был орган равновесия, состоявший из двух изогнутых трубочек, расположенных под прямым углом одна к другой по вертикальной оси. По перемещению жидкости внутри трубок с чувствительной внутренней поверхностью панцирная «рыба» определяла свое положение в воде. Почти такое же устройство имеется и у современных миног.

Потом некоторые из этих существ обрели внушительные размеры — свыше полуметра. Многие были вполне подвижны, покрытые гибким чешуйчатым панцирем, и, вероятно, могли всплывать высоко над дном моря. Но по-настоящему умелых пловцов среди них все-таки не было. Одинокий срединный плавник вдоль спины или внизу под брюхом препятствовал вращению вокруг своей оси и придавал рыбообразным некоторую устойчивость, но раздвоенного хвостового плавника у них еще не было.

Так продолжалось добрую сотню миллионов лет. В течение этого необозримого времени в морях возникли кораллы и стали строить рифы, а членистые животные создали новые формы, которым предстояло вскоре выйти из моря и установить форпост на суше. Существенные изменения произошли и у рыбообразных. Стенку щелей, которые имелись у них с обеих сторон на шее и служили фильтрами для выбрасываемой воды, пронизала сеть тонких кровеносных сосудов, так что они смогли выполнять и функции жабр. Со временем мягкую мышечную перемычку между щелями укрепили костные распорки, и первая пара этих костей понемногу, медленно-медленно, за тысячелетия, вытянулась и изогнулась вперед. Вокруг кости образовались мышцы, теперь передние концы этих выступов получили возможность двигаться вверх-вниз. Так образовались челюсти. Покрывавшие их костные чешуйки постепенно выросли, заострились и стали зубами. Отныне морским тварям, имеющим спинной хребет, больше не нужно было скромно держаться у дна, процеживая песок и воду. Теперь они могли кусать. На брюшной стороне у них с двух сторон образовались кожные складки, с помощью которых они могли управлять своим движением в воде. Складки в конце концов превратились в плавники, и эти существа научились по-настоящему плавать. Так впервые позвоночные-хищники в морях стали искусными пловцами.

По дну древних морей, плескавшихся 400 млн. лет назад, мы сегодня можем ходить. В северо-западной Австралии на одной плоской безводной равнине, где теперь пасутся стада, неподалеку от места, которое аборигены называют Гого, стеной подымается ряд крутых каменных скал высотой до 300 м. Геологи и картографы, производя съемку местности, никак не могли взять в толк, что за эрозионные процессы привели к образованию этих скал. Но при ближайшем рассмотрении выяснилось, что их отвесные, изрезанные водостоками склоны сложены из остатков кораллов. Некогда эти места покрывало море, а скалы были коралловыми рифами, ограждавшими глубокую, изобилующую рыбой лагуну. Пересекая кольцеобразный коралловый островок-атолл, в море стекали ручьи, и их пресные замутненные воды, губительные для кораллов, вымывали в рифах трещины. Со временем лагуны заполнились морскими отложениями и сравнялись с сушей. Море отступило. Постепенно почва всего Австралийского континента поднялась. Дожди и реки размыли и унесли мягкий песчаник, некогда заполнявший впадины лагун, и тогда бывшие рифы опять обнажились. Теперь отвесные их борта возвышаются не над морем, а над безводной пустыней, поросшей пучками колючей травы да низкорослыми, узловатыми австралийскими акациями. У их подножия, где раньше было дно моря, можно видеть куски песчаника. Из некоторых торчат пучки костей. Это остатки погибших в лагуне рыб, которые послужили фокусом окаменения. Окружающий их песок и ил затвердевали, превращались в камень, а остальные осадочные породы разрушались. Геологи подобрали несколько таких камней и у себя в лабораториях месяцами обрабатывали их уксусной кислотой. В конце концов каменная порода отпала, и обнаружились великолепно сохранившиеся, цельные и неповрежденные скелеты первых настоящих рыб.

Их было множество видов. Многие, как и их предшественники, имели панцирь — толстые костные пластины, так или иначе прикрепленные к коже, — и полный рот ужасных зубов. Обзаводились они понемногу и внутренним скелетом и даже начатками позвоночника, протянутого вдоль тела и включающего в себя первоначальный гибкий спинной тяж — хорду. У всех были развитые боковые плавники, обычно две пары: грудные, там, где кончается голова, и брюшные, вблизи анального отверстия. Но были и вариации. У одной формы боковые плавники составляли одну плавную линию; у другой грудные плавники заключались в костяные трубки и походили больше на щупы или подпорки. Некоторые жили на дне, но были и свободно плавающие, а встречались и настоящие гиганты, метров шести-семи в длину. Перед лицом такой конкуренции почти все бесчелюстные панцирные «рыбы» вымерли.

Примерно в эту эпоху в династии рыб произошел заметный раскол. Одна группа утратила почти все скелетные кости, но взамен приобрела хрящи, гораздо более гибкие и легкие. Потомки этой группы — акулы и скаты. Оттого что у них стало меньше костей, они при тех же размерах оказались гораздо легче, чем были их предки. Но все равно мягкие ткани и хрящи тяжелее воды, и акула, чтобы не опуститься на дно, должна совершать поступательные движения. Современные акулы передвигаются в воде точно таким же способом, что и их предки: извивая заднюю половину туловища и мощно ударяя хвостом. Но поскольку толчок приходится сзади, голова перевешивает и имеет тенденцию зарываться. Для противодействия этому у акулы есть два горизонтальных грудных плавника, которые работают как стабилизаторы подводной лодки или крылья ракетного самолета. Эти плавники практически несгибаемы. Акула не может резко повернуть их на 90° и использовать как тормоза: нападающая акула не в состоянии остановиться, она может только свернуть в сторону. Двигаться задом наперед она тоже не может. А стоит ей перестать бить хвостом, и она пойдет на дно. Есть даже такие виды, которые по ночам укладываются на дно спать.

Одна ветвь хрящевых рыб вообще отказалась от трудной непрерывной работы хвостом и располагается более или менее постоянно на дне моря. Это — скаты. Их тела сильно сплющены, грудные плавники приобрели форму больших колеблющихся треугольников и взяли на себя двигательную функцию. Так что бить хвостом им больше незачем, и он у них утратил всю мускулатуру, стал тонким, как прут или плеть, иногда с ядовитым шипом на конце. Такая конструкция вполне надежна, но не дает скорости, доступной свободно плавающим акулам. Впрочем, скатам она и ни к чему. Они не охотники за дичью, их пища — моллюски и ракообразные, которых они подбирают со дна моря и уминают своими ртами, расположенными у них с нижней стороны. Рот снизу — это удобно для кормления, но затруднительно для дыхания. Акулы вбирают воду ртом, пропускают по жабрам и выпускают через жаберные щели. Если бы скаты дышали так же, к ним через рот попадало бы слишком много ила и песка. Вместо этого они втягивают воду через два отверстия, расположенные на голове сверху и непосредственно соединенные с жабрами, а выпускают через жаберные щели, которые у них находятся внизу.

Один род скатов, манта, снова научился плавать у поверхности воды. Туловище манты так растянулось в стороны, что ей почти не составляет труда держаться на плаву, опираясь на воду, как планер опирается на воздух. Но колышащиеся бока-крылья не такие мощные двигатели, как ударяющий по воде, извивающийся хвост. Поэтому манта плавает медленнее своих родичей — акул и соперничать с ними в охоте не может. Она медленно передвигается в воде, едва помахивая широко раскинутыми (до 7 м!) крыльями, и, разинув огромный щелеподобный рот, выцеживает из воды взвешенных мелких ракообразных, а также рыбешек.

Вторая большая группа рыб сохранила костный скелет, и именно ее потомки сейчас господствуют во всех водах земного шара. Они, хотя и кружным путем, по-своему, но очень успешно разрешили сложную проблему веса. На раннем этапе, когда у большинства рыб в коже были тяжелые пластины на костном основании, несколько семейств перешли из открытых морей в прибрежные воды, а потом и в мелководные лагуны, в болота. В таких местах рыбе трудно дышать. Чем сильнее нагрета вода, тем ниже в ней содержание растворенного кислорода. На мелководье в отличие от открытого моря температура воды легко поднимается и кислород теряется. Поэтому рыбам пришлось овладеть дополнительными способами добывания кислорода. Что это были за способы, сегодня можно видеть на примере реликтовой рыбы многопера, или бишира, обитающей в реках и болотах Африки. Время от времени эта рыба всплывает на поверхность и заглатывает ртом воздух. Он идет по пищеводу и попадает в специальный пузырь, образованный из складки в переднем отделе кишечного тракта. Стенки этого пузыря пронизаны кровеносными сосудами и поглощают газообразный кислород. В сущности, у бишира помимо обычных жабер есть еще и легкое.

Однако наполненный воздухом пузырь полезен и в другом отношении: он увеличивает плавучесть. И это обстоятельство для потомства первых дышащих воздухом тяжелых рыб оказалось еще более важным. Имея в теле воздушный пузырь, рыбы могли держаться в воде и не тонуть уже без помощи постоянно работающего хвоста. В конце концов костистые рыбы с плавательным пузырем появились не только у берегов, но и в открытых морях. Представители многих видов, обладавших таким усовершенствованием, плавали и в лагуне у подножия рифов Гого вместе со своими более старомодными сородичами.

Со временем появились и такие рыбы, которые наполняли свои воздушные пузыри, не поднимаясь на поверхность, чтобы глотнуть воздуха, а прямо выделяя его из крови. Трубка, соединяющая воздушный мешок с кишечником, утончилась до того, что вообще превратилась в нить без просвета. Так рыбы обзавелись плавательными пузырями.

Техника плавания подверглась коренным изменениям. Нагнетая воздух в пузырь из кровотока или через трубку, рыба могла по мере надобности менять свое положение в воде. А грудные плавники, которым больше не нужно было поддерживать рыбу на плаву, превратились в тонкие орудия управления, и рыба достигла в искусстве плавания высокого совершенства.

Вода в 800 раз плотнее воздуха, у движущегося в воде всякий выступ, всякая неровность на теле создают сопротивление еще более ощутимое, чем у птицы или самолета. Поэтому у быстро плавающих океанических рыб — тунца, скумбрии, марлина, макрели — тела удивительно обтекаемой формы, спереди заостренные, быстро утолщающиеся до максимального диаметра и затем изящно сужающиеся к двухлопастному симметричному хвостовому плавнику. Вся задняя половина тела у рыбы представляет собой как бы двигатель, от которого работают эти лопасти. К позвоночнику прикреплены группы сильных мышц, и рыба может всю жизнь неустанно водить хвостом из стороны в сторону. Чешуя, у ранних форм такая тяжелая, жесткая, стала тонкой и плотно прилегающей или же совсем утратилась. Сверху она смазана слизью. Пластины, прикрывающие жаберные щели, вплотную прилегают к телу, глаза почти не выступают из гладких контуров. Грудные и брюшные плавники, как и спинной плавник, тянущийся по кромке спины, никакого участия в поступательном движении не принимают. Они служат только рулями, стабилизаторами и тормозами. Когда рыба плывет на большой скорости, они складываются вдоль боков и входят в углубления, имеющиеся в этих местах на теле рыбы. А у хвоста, сверху и снизу, маленькие треугольные плавнички служат гасителями, предотвращающими завихрения.

Такая конструкция близка к идеальной, о чем свидетельствует то обстоятельство, что ею воспользовались рыбы самых различных видов и приобрели в результате разительное сходство между собой. Стоит какому-то виду выйти в открытый океан и положиться на высокие скорости для того, чтобы есть и не быть съеденными, как эволюционный отбор неумолимо приближает облик рыб этого вида к описанной, самой удобной и математически безупречной форме.

Некоторые виды рыб под угрозой проигрыша в гонках со смертью стали использовать грудные плавники для совсем особых целей. Преследуемые хищником, они научились выпрыгивать из воды и широко растопыривать большие грудные плавники, которые до этого мгновения были сложены и прижаты к бокам. Воздух натягивает перепонки, подхватывает и несет рыбу, она планирует над водой на расстояние в сотни метров, оставляя преследователя ни с чем. Иногда во время полета такие рыбки опускают туловище вниз хвостом и успевают несколько раз ударить по воде, еще больше разгоняясь и продлевая свой полет.