скачать книгу бесплатно
Осьминоги, каракатицы, адские вампиры. 500 миллионов лет истории головоногих моллюсков
Данна Стоф
Книга морского биолога Данны Стоф посвящена теме, которой уделяется не слишком много внимания в научно-популярной литературе, а именно эволюции и биологии уникальных морских беспозвоночных – головоногих моллюсков. Эти существа, появившиеся на заре многоклеточной жизни, породили множество разнообразных форм, завоевали господствующее положение в древних морях, пережили несколько массовых вымираний, в том числе и Великое пермское вымирание, унесшее жизни 96 % видов морских животных, и дожили до настоящего времени в виде таких умных, сложноорганизованных животных, как осьминоги, кальмары и каракатицы. Эволюционная история головоногих рассматривается в тесной связи с развитием многих других существ, в том числе их вечных врагов – рыб и, позже, морских млекопитающих. В своем повествовании автор приводит множество палеонтологических данных, рассказывает о научных загадках и зачастую противоречащих друг другу гипотезах, рассуждает о причинах вымирания аммоноидов и успешной эволюции колеоидов и наутилоидов. Читателей ждет множество удивительных историй об интеллекте и изобретательности осьминогов, чудесах цветовой маскировки каракатиц, мифах, рассказывающих о гигантских морских чудовищах, об исследователях, посвятивших свою жизнь этим удивительным существам.
Данна Стоф
Осьминоги, каракатицы, адские вампиры. 500 миллионов лет истории головоногих моллюсков
Переводчик Анна Петрова
Научный редактор Денис Захаров, канд. биол. наук
Редактор Валентина Бологова
Издатель П. Подкосов
Руководитель проекта А. Тарасова
Ассистент редакции М. Короченская
Корректоры О. Петрова, Е. Рудницкая, Л. Татнинова
Компьютерная верстка А. Ларионов
Художественное оформление и макет Ю. Буга
В оформлении обложки использована иллюстрация из книги Эрнста Геккеля «Красота форм в природе» (Kunstformen der Natur), 1904 г.
Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.
Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.
© Danna Staaf, 2017, 2020
Публикуется по договору с Algonquin Book of Chapel Hill, подразделением Workman Publishing Co., New York, от имени The Eхperiment, LLC., через Игоря Корженевского «Агентство Александра Корженевского».
© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2023
* * *
Посвящается Антону.
Ты мой микроконх,
я твой макроконх
Головоногие, обладающие столь необычными способностями, могли бы стать повелителями морей. На самом деле они ими и были.
Жак Ив Кусто и Филипп Диоле.
Очерки об обитателях подводного мира. Осьминоги и кальмары
Введение
Почему кальмары?
Задолго до того, как в глазах млекопитающих появились первые проблески разума, нашей планетой правили странные и жуткие существа. Некоторые вырастали до исполинских размеров – это были самые крупные животные, когда-либо жившие на Земле. За 400 млн лет своего процветания они достигли большого разнообразия, заполнив все возможные экологические ниши: от кровожадных хищников до мирных травоядных. А потом их почти полностью уничтожила глобальная катастрофа. Сегодня нам составляет компанию лишь горстка их потомков.
Разумеется, речь идет о головоногих моллюсках.
То же самое можно было бы сказать и о динозаврах, за исключением одной детали – невероятно длительного пребывания этой группы животных на Земле. Эпоха динозавров была гораздо короче, чем все время существования головоногих. Тем не менее большинство людей хотя бы что-то знает о динозаврах, но при этом они никогда не слышали о головоногих моллюсках (которых еще называют цефалоподами). Даже те, кто знаком с этими причудливыми созданиями, обычно имеют представление лишь о ныне живущих – осьминогах и кальмарах, – но ничего не знают об их давно вымерших предках (я и о себе до недавнего времени могла бы сказать то же самое).
Своего первого головоногого я встретила во время семейного путешествия, когда мне было десять лет. Я стояла как завороженная в Океанариуме залива Монтерей в Калифорнии, смотрела на подернутую рябью кожу, колыхающиеся щупальца и вглядывалась в мудрые глаза гигантского осьминога. Вскоре после возвращения домой отец помог мне приобрести подержанный морской аквариум, и в школе меня стали называть «девочкой с домашним осьминогом».
Я поглощала всю информацию, какую только могла найти, об этих удивительных животных. В 1990-е гг. это означало взять в библиотеке книги о морских обитателях и внимательно прочитать пару страниц, на которых упоминались головоногие. Я обнаружила лишь одну книгу, полностью посвященную им: «Очерки об обитателях подводного мира. Осьминоги и кальмары» Жака Ива Кусто и Филиппа Диоле[1 - Jacques-Yves Cousteau and Philippe Diole, Octopus and Squid: The Soft Intelligence (Doubleday, 1973). // Кусто Ж.-И., Диоле Ф. Очерки об обитателях подводного мира. Осьминоги и кальмары. – М.: Знание, 1980.]. Именно в ней я впервые прочитала о том, что некогда головоногие господствовали в морях и океанах.
За новой информацией сразу же последовал целый шквал вопросов. Когда именно в океане царили осьминоги и кальмары? На что похоже было их царство? И почему его больше нет? Однако Кусто не углублялся в эти вопросы, а продолжал заниматься увлекательнейшим делом: изучением ныне живущих головоногих. Так же поступила и я.
Я научилась нырять с аквалангом (и снова спасибо отцу – он пошел учиться вместе со мной, чтобы составить мне компанию) и посещала все доступные курсы по морской биологии. Спустя 11 лет я вернулась в Монтерей – уже студенткой магистратуры – и работала на Морской станции Хопкинса при Стэнфордском университете. Об этой морской лаборатории (одной из двух старейших в Соединенных Штатах) мало кто знает, кроме морских биологов, но сразу за ее забором расположен знаменитый Океанариум залива Монтерей, с которым у лаборатории налажены отличные рабочие взаимоотношения.
Я провела шесть лет на станции Хопкинса, изучая репродуктивное поведение перуанско-чилийского гигантского кальмара (кальмара Гумбольдта). Там я научилась управлять лодкой, забрасывать сети, удить рыбу – удочкой и спиннингом в Калифорнии и просто на 100-метровую леску (на поддёв) в Мексике. Я узнала, как стеклянным ножом нарезать шкуру кальмара на листы тоньше бумаги и как написать компьютерную программу, которая может проглотить данные за десятки лет и выдать карту. Кроме того, я поняла, что мне нисколько не утомительно рассказывать о новейших научных открытиях любому, кто о них спрашивал (и многим другим, кто и не думал спрашивать), но зачастую меня тяготила сама научная деятельность. Спустя шесть лет я покинула Монтерей с докторской степенью и пониманием того, что мне больше подходит популяризация науки, а не научные исследования.
За это время вышло несколько прекрасных книг о головоногих[2 - Вот некоторые из замечательных книг о головоногих, вышедших в 2010-е гг., от которых я в детстве была бы в диком восторге, и, если честно, уже повзрослев, я тоже приходила в восторг при виде этих изданий:Roland C. Anderson, Jennifer A. Mather, and James B. Wood, Octopus: The Ocean's Intelligent Invertebrate (Timber Press, 2010).Katherine Harmon Courage, Octopus! The Most Mysterious Creature in the Sea (Current, 2013).Sy Montgomery, The Soul of an Octopus: A Surprising Exploration into the Wonder of Consciousness (Atria Books, 2015).Wendy Williams, Kraken: The Curious, Exciting, and Slightly Disturbing Science of Squid (Harry N. Abrams, 2011).], но ни одна из них не была посвящена их золотому веку, когда они были повелителями морей. В поисках ответов на вопросы, занимавшие меня с детства, я снова была вынуждена довольствоваться парой страниц – на этот раз в книгах о доисторической жизни на Земле. Обычно это были книги о динозаврах. А в таких книгах, как правило, сначала очень коротко сообщается о том, как жизнь развивалась в океане, приобретая разнообразные любопытные формы, затем, наконец, вышла на сушу, и вот там-то все и началось по-настоящему.
Истоки такой предвзятости вполне понятны. Все любят динозавров: малыши играют с пластмассовыми трицератопсами, взрослые смотрят «Парк юрского периода» – я тоже не была исключением. Одно из моих первых воспоминаний о школе – как мы на уроке во втором классе читали книгу стихов «Страшный зверь тираннозавр», а потом получили увлекательное задание: выбрать стихотворение[3 - Jack Prelutsky and Arnold Lobel, Tyrannosaurus Was a Beast (Scholastic, 1988).], чтобы выучить наизусть. Я выбрала «Диплодока», и не слишком захватывающая строчка из него намертво впечаталась в мою память: «Медленно брел по земле диплодок». Любовь к динозаврам глубоко встроена в нашу культуру (особенно детскую): трудно поверить, что так было не всегда. Но на самом деле всю первую половину XX в. динозавров считали медленными, глупыми и скучными – так думали не только обычные люди, но и сами ученые, изучавшие динозавров. Затем, в конце 1960-х гг., легендарный йельский палеонтолог Джон Остром открыл дейнониха и описал его как стремительное, активное, энергичное животное – опровергая устоявшиеся взгляды[4 - John H. Ostrom, "Osteology of Deinonychus antirrhopus, an Unusual Theropod from the Lower Cretaceous of Montana," Bulletin of the Peabody Museum of Natural History 30 (1969). 1–165.]. Ученик Острома Боб Бэккер, такой же стремительный, активный и энергичный, к тому же обладающий ораторским и художественным даром, стал поборником «ренессанса динозавров»[5 - Robert T. Bakker, "Dinosaur Renaissance," Scientific American 232, no. 4 (1975): 58–78.]. Новая точка зрения на динозавров стала популярной в 1970–1980-е гг., хотя периодически выплывали на свет старые представления о том, как они медленно и тяжело «бредут» по земле – как в том стишке про диплодока.
Именно Остром рассказал нам, что современные птицы – это выжившие динозавры, что вынудило нас употреблять более точное название для древних вымерших видов (например, трицератопсов и тираннозавров): нептичьи динозавры. А Бэккер представил нам теплокровных нептичьих динозавров, способных к сложному социальному поведению, которые послужили прототипами для фильмов о «Парке юрского периода». Динозавры – невероятно увлекательная тема, и я ни в коем случае не пытаюсь с этим спорить.
И все же…
История головоногих, записанная в летописи окаменелостей, насчитывает целых 500 млн лет – против каких-то жалких 230 млн истории динозавров. Ископаемые находки головоногих свидетельствуют о самом сокрушительном вымирании в истории Земли (да, оно было гораздо масштабнее, чем мел-палеогеновое вымирание после падения метеорита). Эти находки подарили Земле самые странные и прекрасные камни, в которых люди видели что угодно: змей, пагоды, буйволов. И благодаря замечательному свойству окаменелостей головоногих – хранить в себе всю историю жизни животного от эмбриона до взрослого – их летопись, вероятно, поможет разгадать некоторые из самых непостижимых загадок эволюции.
Кроме того, древние головоногие имеют много общих примечательных черт с динозаврами. Во-первых, огромные размеры: самые длинные ископаемые раковины головоногих достигают 6 м, что сравнимо с ростом (но не с впечатляющей длиной) крупнейших динозавров. При жизни эти головоногие, вероятно, обладали щупальцами, длина которых достигала нескольких метров. Пусть эти древние головоногие и господствовали в морях задолго до того, как предки динозавров вообще выползли на сушу, но, как ни удивительно, и те и другие окончательно вымерли в одно и то же время.
Откуда я все это узнала? Открою вам секрет: хотя библиотечные полки и не забиты доступной информацией о древних головоногих, ее хватает в малопонятных для непосвященных статьях в научных журналах. Каждый год – едва ли не каждый месяц – палеонтологи, специализирующиеся на головоногих, публикуют сведения о новых находках и объясняющие их гипотезы на страницах Acta Palaeontologica и Lethaia. С некоторыми из этих ученых я встречалась в студенческие годы, они любезно направляли меня и к другим корифеям в этой области. В книге я буду ссылаться на интервью с многими из них. От Японии до Германии, от Фолклендских островов до Солт-Лейк-Сити ученые, вдохновляемые страстью к науке, обращают свои взоры назад в прошлое, стремясь познать древний водный мир. Трудно представить более благоприятный момент для ренессанса головоногих.
К сожалению, само название «головоногие моллюски» не слишком понятно. И оно не столь эффектно, как название «динозавр», которое переводится как «ужасная ящерица». Так что же вообще такое головоногие? Давайте в качестве закуски начнем с кальмара (надеюсь, вы простите мне сей гастрономический каламбур!), который проложит нам путь в странный и удивительный мир этих моллюсков.
1. Мир головоногих
Кальмары – настоящее чудо природы: переливающиеся, гуттаперчевые, легко парящие, использующие реактивное движение. Они стремительны: плавают вдвое быстрее олимпийских чемпионов, выстреливают щупальцами прежде, чем вы успеваете моргнуть, и меняют свой внешний вид буквально со скоростью мысли. Они выглядят весьма эффектно: одни отращивают на концах рук-щупалец светящиеся приманки, другие испускают чернильные автопортреты, а кожа их принимает любой оттенок от ярко-красного до радужно-синего.
Однако большинство людей знают о кальмарах очень мало. Мы воспринимаем их сквозь призму либо мифологии, либо гастрономии, видя этих удивительных созданий в основном в роли жуткого Кракена или вкусного блюда.
Если вы относитесь к первым и ваш сон тревожат жуткие монстры из романа «Двадцать тысяч лье под водой» Жюля Верна или фильма «Тварь Питера Бенчли», расслабьтесь и спите спокойно. Гигантские кальмары могут достигать 12 м в длину, но чаще ограничиваются семью, и большую часть их длинного тела составляют гибкие, эластичные щупальца. К тому же нет никаких данных о том, что кальмары – сколь угодно гигантские – нападали на корабли или убивали людей.
В то же время, если все, что вы знаете о кальмарах, – это как их вкуснее приготовить, зажаренными кольцами или сырыми с рисом, – вы не одиноки.
Плавучие протеиновые батончики
Практически любое животное при встрече с кальмаром пытается его съесть. Даже волки и медведи, случается, лакомятся выброшенными на берег моллюсками.
Эти бедняги просто рождены услаждать вкус. Кальмары размножаются в огромных количествах: у одних видов рождаются сотни отпрысков, у других – сотни тысяч. И почти всех их съедают еще до того, как они успеют по-настоящему вырасти. Едва вылупившиеся из яиц детеныши меньше вашего ногтя, поэтому первые охотящиеся на них хищники тоже крошечные: это личинки рыб и морские черви.
Впрочем, кальмары быстро растут, и за считаные дни и недели выжившие берут реванш. Отъевшиеся на своих недавних врагах, кальмары привлекают более крупных хищников: тюленей, морских котиков, птиц, акул и китов. Количество поедаемых кальмаров потрясает воображение. Однажды ученые выкачали содержимое желудков 60 морских слонов на острове Южная Георгия: 96,2 % его веса составляли кальмары[6 - P. G. Rodhouse, T. R. Arnbom, M. A. Fedack, et al., "Cephalopod Prey of the Southern Elephant Seal, Mirounga leonina L.," Canadian Journal of Zoology 70 (1992): 1007–1015.]. По приблизительным подсчетам, популяция морских слонов на острове за год поглощает не менее 2,3 млн т кальмаров и осьминогов[7 - I. L. Boyd, T. A. Arnbom, and M. A. Fedak, "Biomass and Energy Consumption of the South Georgia Population of Southern Elephant Seals," in Elephant Seals: Population Ecology, Behaviour and Physiology, ed. B. J. LeBoef and R. M. Laws (University of California Press, 1994), 98–117.Южная Георгия – субантарктический остров в южной части Атлантического океана. Если представить, что мыс Горн – это щупальце, и найти похожее щупальце, которое тянется навстречу с Антарктического полуострова, то они оба указывают на Южную Георгию. Кроме того (на тот случай, если вам интересно), прежде чем выкачивать содержимое желудков, морских слонов обездвиживали с помощью химических препаратов.]. А один кашалот может съедать 700–800 кальмаров в день.
В этом отношении кальмарам не повезло. Зато они заслужили сомнительную честь называться «ключевым элементом пищевых цепей». Они рождаются такими маленькими, растут так быстро и достигают такой величины, что годятся в пищу морским хищникам любых размеров: по сути, это добыча на все случаи жизни. Таким образом, многие виды кальмаров служат своего рода биологическими конвейерами, перемещающими энергию от крошечного планктона к высшим хищникам. В том числе к людям.
Кальмары и их родственники – осьминоги и каракатицы – служили добычей с тех пор, как люди стали жить невдалеке от моря. Но в последние десятилетия промышленная добыча кальмаров пережила невиданный всплеск, вызванный, возможно, осознанием того, сколько кальмаров уже съедено другими хищниками. Для сравнения: крупнейшее рыбное хозяйство в мире занимается добычей перуанского анчоуса, небольшой рыбки, в основном перерабатываемой в рыбную муку и рыбий жир. В 2014 г. люди выловили более 3 млн т анчоуса[8 - Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO Yearbook: Fishery and Aquaculture Statistics (FAO, 2014).]. Сравните это с 2 млн т кальмаров, съеденных морскими слонами… только на одном острове. В 1980-е гг. ученые подсчитали, что масса головоногих, поедаемых китами, тюленями и птицами, превышает общий объем вылова всех морских животных (включая рыб, головоногих и пр.) всеми рыболовными флотами мира[9 - Peter Boyle and Paul Rodhouse, Cephalopods: Ecology and Fisheries (Blackwell Science, 2005).].
Рис. 1.1. Перуанско-чилийский гигантский кальмар, или кальмар Гумбольдта, может достигать 2 м в длину и откладывать миллионы яиц. Благодаря своим размерам и численности они обеспечивают крупнейший в мире промысел беспозвоночных
Фото: Carrie Vonderhaar, Ocean Futures Society
Те, кому знакомы человеческие слабости, не удивятся, узнав, что это побудило нас вылавливать из океана намного больше кальмаров.
Крупнейшие рыболовные компании в основном нацелены на вылов рыбы – тунца, трески, сельди. Но некоторые занимаются промыслом других морских обитателей, самый масштабный из них – вылов кальмара Гумбольдта у берегов Центральной и Южной Америки. Более 1 млн т гигантского кальмара было выловлено в 2014 г. – намного больше, чем любых других нерыбных морепродуктов: креветок, омаров или морских ушек. С момента появления промысла в 1965 г., когда вылавливалось всего лишь 100 т, он пережил взрывной рост. (В том же 1965 г. родились комик Крис Рок и писательница Джоан Роулинг: предоставляем читателям сравнить их успех с успехом промысла кальмара Гумбольдта.) Рвение, с которым ловят этого кальмара, отражает возросший в последние десятилетия интерес промышленного рыболовства к различным видам кальмаров в целом. Мировая потребность в белках растет вместе с населением земного шара. Ловлей кальмаров занялись, когда стало ясно, что многие традиционные рыбные ресурсы (например, вышеупомянутые тунец, треска и сельдь) добываются на пределе возможностей или даже превышая его.
Кальмары столь привлекательны для человека и других хищников потому, что лишены массивных твердых частей: у них нет ни костей, ни раковин. Безусловно, в океане полно других бескостных и безраковинных животных, например медуз, но большинство из них желеобразны и примерно на 95 % состоят из воды. Кальмары же в основном состоят из плотной мышечной ткани, что делает их намного более питательными[10 - Не все кальмары состоят почти из одних крепких мускулов. Студенистые стеклянные кальмары в основном состоят из воды, а вкус их еще больше портит щедрая доза аммиака. Несмотря на это, поедать стеклянных кальмаров готовы многие морские хищники, но не человек.].
Если вы когда-нибудь ели блюда из кальмаров, то, скорее всего, они были приготовлены из мантии – плотной трубки, составляющей основную часть тела кальмара. У живого кальмара один, вытянутый, конец мантии закрыт и увенчан двумя гибкими плавниками, которыми можно махать, как крыльями. Другой конец открыт: через него кальмар всасывает воду, которую затем выбрасывает через сифон, создавая реактивный поток, позволяющий животному продвигаться сквозь толщу воды, а иногда и подниматься в воздух (не все кальмары умеют «летать», но те, которые способны выпрыгивать из воды, пролетают расстояние до 50 м, прежде чем шлепнуться обратно).
Мантии кальмаров содержат крупнейшие в мире нервные клетки (нейроны), которыми кальмары пользовались тысячелетиями, чтобы удирать от хищников, а ученые, исследуя их на протяжении восьми десятилетий, смогли прояснить почти все, что мы сейчас знаем о нейробиологии. В 1930-е гг. английские ученые Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли научились вводить иглы прямо в эти огромные клетки (они в 50 раз шире, чем самые широкие нервные клетки млекопитающих) и впервые измерили электрические сигналы, при помощи которых осуществляется коммуникация между всеми нейронами[11 - A. L. Hodgkin and A. F. Huxley, "Action Potentials Recorded from Inside a Nerve Fibre," Nature 144, no. 3651 (1939): 710–711.]. В 1963 г., вместе с австралийским ученым Джоном Экклзом (который провел дополнительные исследования), Ходжкин и Хаксли получили Нобелевскую премию. С тех пор исследователи разработали технологии, позволяющие измерять электрические сигналы в гораздо меньших по размеру клетках – например, в клетках нашего собственного мозга. Но именно кальмары указали им правильный путь.
Рис. 1.2. Тело кальмара на человеческий взгляд кажется нелепым: руки крепятся к голове, плавники с противоположной стороны, не говоря о присосках и сифоне, похожем на сопло, но для кальмара такое строение вполне функционально
C. A. Clark
У кальмаров тоже есть мозг, но вместо единого массива, разделенного на два полушария, их мозг состоит из трех частей: зрительной доли за левым глазом, другой зрительной доли за правым глазом и странной формы бублика между ними. Через дырку этого бублика проходит пищевод кальмара. Это прямой путь ото рта к полости мантии, в которой расположены желудок и другие органы, но, как вы можете догадаться, довольно опасно глотать прямо через мозг. Необходимо удостовериться, что каждый кусочек достаточно мал, чтобы не застрять, и в нем нет острых костей. Руки и щупальца, окружающие рот, играют ключевую роль в этой искусной кулинарной операции.
Кальмары и все их родственники обладают общей анатомической особенностью: конечности у них растут прямо от головы. Отсюда и название «головоногие», или по-научному Cephalopoda (от греческих слов, означающих «голова» и «нога»). У осьминога только восемь рук, а у кальмара восемь рук и два более длинных щупальца. Различие между руками и щупальцами легко запомнить по их названиям: как и обозначаемые ими части тела, слово «руки» короче, чем «щупальца». К тому же у нас, людей, тоже есть руки, и с руками головоногих их объединяет обнадеживающее свойство: они не меняют своей длины. Щупальца же у головоногих на удивление эластичны, а когда не используются – сокращаются и втягиваются в специальные потайные сумки.
Руки головоногих все же несколько отличаются от наших: они усеяны присосками. На упругой поверхности щупалец присосок нет: они помешали бы ткани растягиваться. Вместо них на кончике щупальца образуется расширение, так называемая булава, покрытая присосками или крючками (а иногда и тем и другим), позволяющими хватать добычу.
Представьте, что кальмар увидел рыбу. Два щупальца выстреливают за сотые доли секунды. Их плоские окончания присасываются к рыбе и подтаскивают ее к голове кальмара. Затем восемь рук с присосками обхватывают добычу, а похожий на ястребиный клюв разрывает ее позвоночник. Кальмар откусывает по маленькому кусочку, глотая с помощью шершавого языка, так называемой радулы, надеясь при этом не проткнуть свой мозг.
При поедании рыбы кальмарам довольно хорошо удается избегать острых костей, и, подобно любому другому хищнику, они с большим удовольствием едят других кальмаров, у которых уж точно костей нет. Большинство кальмаров, не задумываясь, готовы перекусить своими же собратьями. Доходит до того, что у одного из глубоководных видов каннибализм обеспечивает до 42 % рациона[12 - Henk-Jan T. Hoving and B. H. Robison, "Deep-Sea in Situ Observations of Gonatid Squid and Their Prey Reveal High Occurrence of Cannibalism," Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 116 (2016): 94–98].
Учитывая такую популярность кальмаров в меню, невольно задаешься вопросом: почему же они не приняли те же меры предосторожности, что их не менее мускулистые, но лучше бронированные родственники – двустворчатые моллюски? Почему они не защитили свою соблазнительную плоть твердой раковиной?
Как выясняется, все-таки защитили.
Родословное древо кальмаров
Близкие родственники кальмаров – осьминоги и каракатицы, более дальние – жемчужные наутилусы, еще более дальние – улитки и мидии[13 - Поскольку я пользуюсь словом «осьминоги» (octopuses), придется обратиться и к извечному вопросу: как правильно образовать в английском языке множественное число этого существительного – octopuses или octopi? Или, боже упаси, octopodes? Как вам больше нравится. Серьезно. Что бы вам ни говорили, но octopus – не греческое и не латинское слово. Аристотель называл это животное polypous за его «много ног». Древние римляне позаимствовали это слово и латинизировали его написание, получилось polypus. Намного позднее ученые эпохи Возрождения придумали и ввели в обращение слово octopus, которое состоит из греческих корней слов «восемь» и «нога», но в латинском написании.Если бы это слово происходило из греческого, его бы следовало писать octopous, а во множественном числе – octopodes. Если бы его перевели на латынь, оно могло бы стать octopes, во множественном числе octopedes, но древние римляне скорее бы попросту заимствовали греческое слово – как произошло с polypus. В древнеримских источниках встречаются разные варианты множественного числа слова polypus: те, кто, вероятно, хотел блеснуть эрудицией, использовали греческий вариант polypodes, а иные предпочитали латинское окончание и писали polypi.Носители английского языка используют второй вариант, включая в свой язык octopus со множественным числом octopuses; так предпочитаю поступать я сама. Тот же самый спор может возникнуть и о слове nautilus. На древнегреческом nautilos означало «мореход», а ученые более поздних эпох латинизировали это слово и назвали животное nautilus. Почему-то nautili пользуется меньшей популярностью, чем octopi, – почти всегда в множественном числе пишут nautiluses.Вокруг множественного числа слова «осьминог» (octopus) в английском языке возникают воистину впечатляющие распри. В начале своего увлечения осьминогами я заняла позицию, резко отвергающую вариант octopi, что в целом согласовалось с моим прескриптивистским подходом к языку. С возрастом я смягчилась. Вот лучшие изложения этимологической истории слова «осьминог» (octopus), какие мне удалось найти: http://www.heracliteanriver.com/?p=240 (дата просмотра 22 октября 2016); http://www.grammarphobia.com/blog/2014/02/octopus.html (http://www.grammarphobia.com/blog/2014/02/octopus.html) (дата просмотра 22 октября 2016).Названия кальмаров и каракатиц в английском – squid и cuttlefish – вызывают меньше вопросов, и чаще всего одно и то же слово употребляется для обозначения единственного и множественного числа. Иногда важно различать множество кальмаров (squid) одного вида и множество разных видов кальмаров (squids), но в этой книге необходимости в этом не возникло.]. Все эти скользкие и мягкотелые животные объединены под общим названием «моллюски»: к ним относятся как головоногие, так и все их родственники. Слово «моллюск» происходит от латинского слова «мягкий», поневоле задумаешься – пользовались ли древние римляне одним и тем же словом для обозначения мягкого и склизкого? Тело моллюска делится на две основные части: мускулистая нога и мантия, выделяющая в процессе своей жизнедеятельности раковину. Подобно поэтам, создающим разные вариации в рамках одной стихотворной формы, моллюски приспособили один тип строения тела к разным образам жизни. Улитки скользят по поверхности на мускулистой ноге и тащат на себе закрученную раковину. Клемы[1 - Клемы – собирательное название промысловых закапывающихся двустворчатых моллюсков. – Прим. науч. ред.] зарываются с помощью ноги в донный грунт и прячутся в своей двустворчатой раковине. Кальмары разделили ногу на руки и щупальца, а мантию используют для реактивного движения, избавившись от функции образования раковины.
Рис. 1.3. Раковина современного наутилуса в разрезе выглядит как логарифмическая спираль
Wikimedia commons, Chris 73
Однако жизнь самых первых головоногих без преувеличения определяла их раковина. Все они были потомками существ, похожих на улиток (хотя улитками в строгом смысле не являвшихся), которые ползали по дну океана под грузом своих тяжелых домов-раковин. Затем некоторые из этих неулиток проделали хитрый трюк. Пока остальные существовавшие в те времена животные продолжали зарываться в дно, ползать по нему или плавать прямо над ним, далекие предки современных кальмаров наполнили свои раковины газом и поднялись в толщу воды.
Эти существа плавали медленно, но им и не нужна была скорость. Они могли дрейфовать над изобилующим пищей дном, подобно смертоносным дирижаблям, неспешно выбирая добычу. За 250 лет до появления первого динозавра головоногие стали главными хищниками планеты – и все благодаря плавучим раковинам.
Со временем эти существа разделились на три основные ветви: наутилоиды, колеоиды и аммоноиды[2 - Для группы аммоноидов часто используют название «аммониты», так как Ammonitina – единственный подотряд в подклассе Ammonoidea. – Прим. науч. ред.]. Суффикс «-оид» часто встречается в зоологической номенклатуре. Звучит немного странно, но он важен, так как означает, что речь идет об определенной группе животных. Скажем, «наутилоиды» – это общее название всех видов, которые когда-либо принадлежали к данной ветви развития, в том числе сотен вымерших и нескольких ныне живущих наутилусов – единственных современных головоногих с раковинами.
Вряд ли вы видели живого наутилуса – разве что побывали в одном из немногих океанариумов, в экспозиции которых есть экземпляры этого рода. Скорее всего, вы могли видеть раковину наутилуса – возможно, даже целую, в полосочку, или отполированную до перламутрового блеска, или разрезанную пополам, чтобы было видно изумительную спираль. Раковины наутилусов так красивы, что люди, кажется, просто не в состоянии удержаться и не выловить их из воды. В течение десятилетий росла тревога о судьбе наутилусов, которые могли и не пережить нашего бурного и неограниченного стремления собирать их раковины, и в 2016 г. на международной конференции наконец-то было достигнуто соглашение о наблюдении и контроле за торговлей раковинами наутилусов. Ученые надеются, что Конвенция о международной торговле видами, находящимися под угрозой исчезновения (та самая, что защищает таких всем известных животных, как львы и слоны), защитит древних наутилоидов от преждевременного вымирания.
Родословная этих необычных существ действительно уходит корнями в глубокую древность, но ни известные нам современные наутилусы, ни группа наутилоидов в целом не существовали во времена зарождения класса головоногих. Однако здесь возникает некоторая путаница: раковины современных наутилусов внешне похожи на раковины древних головоногих, поэтому наутилусов иногда называют «живые ископаемые». Даже профессиональные палеонтологи долгое время пользовались словом «наутилоид» для обозначения любых головоногих, не относящихся явно ни к какой другой группе, и в том числе первых плавучих улиток.
Но, несмотря на сходство их раковин с древними ископаемыми, у современных наутилусов развились свои особенности. На головах моллюсков – не 8, не 10, а от 60 до 90 щупалец. Причем это число варьирует даже в пределах одного вида. Словно для того, чтобы еще больше запутать нас, щупальца наутилусов не эластичны и лишены присосок. Каждое щупальце состоит из защитной оболочки и длинной тонкой липкой части, которая может высовываться и втягиваться. Кроме того, в какой-то момент эволюции наутилусов два верхних щупальца, по всей видимости, разрослись и слились, образуя над головой животного защитный капюшон[14 - Lawrence Edmonds Griffin, The Anatomy of Nautilus pompilius, vol. 5 (Johns Hopkins Press, 1903).]. Вышеперечисленного вполне достаточно, чтобы сдаться и начать изучать улиток, у которых всего одна простая нога.
Однако не будем забывать, что отростки на теле любого головоногого – это видоизмененная нога. Если посмотреть на развитие эмбрионов кальмаров и наутилусов в яйце, эта связь хорошо видна. Подобно тому как у эмбриона человека на определенной стадии развития имеется хвост, оставшийся в наследство от наших далеких предков, у эмбриона головоногих проявляется эволюционное наследие моллюсков: на определенной стадии появляется одна нога, которая постепенно разделяется на десять зачатков рук. Даже эмбрионы наутилусов проходят стадию с десятью руками, прежде чем эти зачатки начинают делиться дальше[15 - Shuichi Shigeno, Sasaki Takenori, and S. von Boletzky, "The Origins of Cephalopod Body Plans: A Geometrical and Developmental Basis for the Evolution of Vertebrate-Like Organ Systems," Cephalopods: Present and Past 1 (2010): 23–34.]. Это указывает на то, что у первых головоногих, а возможно, даже у первых наутилоидов, было по десять рук; возможно, некое избирательное давление, возникшее позже в эволюции наутилоидов, постепенно привело к появлению у них многочисленных щупалец.
Палеонтологам теперь совершенно ясно, что в первые несколько миллионов лет истории головоногих не существовало никаких наутилоидов, а были только результаты разнообразных эволюционных экспериментов с труднопроизносимыми названиями – плектроноцериды, эллесмероцериды и ортоцериды (можете сразу их забыть). Термин «наутилоиды» присвоили ветви, из которой выросли современные наутилусы, – ветви, возникшей после того, как многие причудливые древние формы уже вымерли. Так что, хотя родословная наутилоидов довольно древняя, она не восходит к самым истокам.
На самом деле наутилоиды лишь ненамного (по геологическим стандартам) старше первых колеоидов и аммоноидов. Две последние группы, похоже, появились в процессе эволюции в ответ на конкуренцию и преследование со стороны палеозойских выскочек – рыб. Стайки странноватых мелких рыбоподобных созданий вертелись под водой сотню миллионов лет, не создавая особых проблем, но с появлением настоящих рыб обстановка в море кардинально изменилась. Рыбы могли достигать размеров, в несколько раз превышающих размеры крупнейших головоногих, плавать значительно быстрее и прокусывать зубами их раковины. Когда эти костлявые выскочки начали наводить свои порядки в доисторических морях, наутилоиды отошли на второй план, а для колеоидов и аммоноидов как раз настали лучшие времена.
Слово «колеоид» происходит от греческого «ножны». В ножнах скрывается меч, в телах колеоидов скрываются их раковины (если они вообще есть). В число колеоидов, или двужаберных, входят все современные головоногие, кроме наутилусов, это осьминоги, каракатицы и кальмары, а также многие вымершие виды. У мягкотелых, но сильных осьминогов от раковины остался лишь след, у кальмаров и каракатиц сохранились рудиментарные раковины. Тонкая пластинка, ее называют «гладиус», или стрелка, укрепляет тело кальмара и дает его мышцам опору. Каракатица снаружи выглядит очень похожей на кальмара, но внутри у нее расположена более сложная кальцинированная структура под названием «сепион». Вы могли видеть сепионы, подвешенные в птичьих клетках, содержащийся в них кальций служит пищевой добавкой для пернатых.
Может показаться, что отказ от защищающей тело раковины – это крайне недальновидный эволюционный шаг. Однако это позволило животным развить множество замечательных адаптаций, благодаря которым они так хорошо известны сегодня[16 - Roger T. Hanlon and John B. Messenger, Cephalopod Behaviour (Cambridge University Press, 1998).Несмотря на то что формально это учебник, сей небольшой томик читается легко и увлекательно. Дополненное издание готовилось к печати в декабре 2017 г., так что к тому времени, как вы будете читать эту книгу, оно наверняка появится в библиотеках и книжных магазинах, и я, несомненно, с удовольствием его проглочу.]. Аквариумисты давно выяснили, что только размер клюва, единственной несжимаемой части тела осьминога, ограничивает его возможность протискиваться сквозь отверстия. Не одному гордому владельцу живого осьминога, пришедшему проведать своего питомца, приходилось в панике искать беглеца в фильтрах аквариума, трубах или даже на полу вокруг аквариума. Осьминоги могут какое-то время жить без воды, но в конце концов задыхаются, так что охота за беглецом иногда заканчивается вздохом облегчения, а иногда и слезами. Начитавшись предупреждений в журналах по аквариумистике, я щедро снабдила свой аквариум полиэтиленовой пленкой и скотчем, чтобы исключить любую возможность побега, и за все то время, что я держала домашних осьминогов, не произошло никаких потрясений.
Самый знаменитый побег одного из содержащихся в неволе осьминогов из океанариума в Новой Зеландии в 2016 г. закончился его триумфальным возвращением в море. Клякса (так его звали) отыскал просвет в стенах своего аквариума, прошлепал по полу к сточному отверстию и проскользнул по узкой трубе прямо в океан. Побеги из тюрьмы – едва ли единственное проявление способностей осьминога к трюкам, достойным самого Гудини: в новой жизни на воле Клякса будет просачиваться под камни, гоняясь за добычей, и срывать планы хищников на обед, исчезая в расщелинах.
И хищников, и добычу зачастую сбивает с толку кожа колеоидов – самая сложная маскировочная система в природе. Говоря о мастерах маскировки, вместо слова «хамелеон» следовало бы употреблять слово «головоногий»: ведь кальмары, осьминоги и каракатицы умеют сливаться с окружением намного лучше любых рептилий. Механизм смены окраски кожи хамелеона запускается гормонами, которые вырабатываются в мозге, затем, попав в кровь, распределяются по телу. Механизм маскировки головоногих находится под прямым контролем нервной системы. Каждое цветовое пятнышко (число которых может достигать 200 на кв. мм кожи) управляется крошечными нервами, связанными напрямую с мозгом. «Мгновенная» смена окраски у хамелеонов занимает пару минут[17 - Helen Nilsson Sk?ld, Sara Aspengren, and Margareta Wallin, "Rapid Color Change in Fish and Amphibians: Function, Regulation, and Emerging Applications," Pigment Cell & Melanoma Research 26, no. 1 (2013): 29–38.], кальмары же могут перекрашивать свою шкуру до четырех раз за секунду[18 - Hannah Rosen, William Gilly, Lauren Bell, et al., "Chromogenic Behaviors of the Humboldt Squid (Dosidicus gigas) Studied in Situ with an Animal-Borne Video Package," Journal of Experimental Biology 218, no. 2 (2015): 265–275.].
Наблюдая великолепие современных колеоидов, сложно представить их эволюционную историю иначе, чем пример абсолютного успеха. Однако неясно, насколько велико было их изобилие и разнообразие, потому что по ископаемым находкам можно увидеть только эволюционные изменения, в том числе уменьшение раковины, а у некоторых видов и полное ее исчезновение. Мягкое тело имеет гораздо меньше шансов сохраниться в виде окаменелости, чем твердая раковина. Окаменелые раковины головоногих фигурируют в письменных источниках с древнейших времен, но первый ископаемый осьминог был описан учеными только в 1883 г. То немногое, что мы можем узнать об эволюционной истории колеоидов, позволяет предположить, что долгое время они были на вторых ролях по сравнению с аммоноидами.
С момента своего появления и на протяжении многих последующих геологических периодов аммоноиды были главным достижением эволюции головоногих. Пусть они и не дожили до того, чтобы украсить своим присутствием моря наших дней, однако их раковины – одни из самых распространенных и самых красивых окаменелостей в мире. Так как они закручены спиралями, у некоторых народов их называли змеиными камнями, а название «аммоноиды» они получили в честь бога Амона, чья голова увенчана бараньими рогами[19 - Рога Амону достались не от обычного барана, а произошли от слияния его культа с религиозными представлениями завоеванных Египтом территорий. Изначально имя Амун – «сокрытый», «незримый» – было дано египетскому богу, еще когда он считался покровителем темной, незримой части небес. Когда египтяне завоевали царство Куш (Нубию), верховное божество кушитов с головой барана было отождествлено с Амуном. Позже этого бога, наряду с разнообразной египетской интеллектуальной собственностью, присвоили греки, которые стали называть его Амоном.].
Рис. 1.4. «Наутилусообразная» реконструкция ископаемых аммоноидов с толстым капюшоном и десятками щупалец. Ок. 1916 г, автор Генрих Хардер
Фото: C. A. Clark. Tiergarten, Berlin
Поскольку сохранившиеся от них окаменелости представляют собой закрученные внешние раковины, напоминающие раковины современных наутилусов, сначала предполагали, что и мягкие части тел живых аммоноидов по строению были подобны телам наутилусов. В художественных реконструкциях этих существ обязательно фигурируют мясистый плотный капюшон над головой аммоноида и смущающее изобилие щупалец. Дальнейшие исследования родственных связей между древними организмами показали, что аммоноиды по происхождению ближе к колеоидам, и это нашло свое отражение во всех последних художественных реконструкциях.
Рис. 1.5. «Кальмарообразная» реконструкция, опубликованная в 2015 г., на которой у каждого аммоноида 8 рук, 2 щупальца и большая мускулистая воронка
Andrey Atuchin, in A. A. Mironenko, "The soft-tissue attachment scars in Late Jurassic ammonites from Central Russia," Acta Palaeontologica Polonica 60, no. 4 (2015): 981–1000
Диаметр спирали взрослых аммоноидов составлял от нескольких сантиметров до 2 м. В такую крупную раковину мог бы залезть и человек – если, конечно, внутри не находился сам аммоноид. У некоторых витки спирали были расположены довольно свободно, и между ними легко просачивалась вода; у других спирали были закручены так плотно, что кольца срастались между собой. Одни спирали были тонкими, другие толстыми, некоторые – совсем простыми, другие довольно причудливыми.
Аммоноидов было так много и эволюционировали они так быстро, что палеонтологи используют их для определения возраста горных пород. Каждый вид аммоноидов обычно можно привязать к определенному отрезку геологического времени. Например, где бы вы ни обнаружили изящную спираль Dactylioceras athleticum, можно с уверенностью утверждать, что возраст окружающей ее горной породы составляет от 175,6 до 182 млн лет.
Возможно, это кажется вам не слишком полезным? Если так, давайте вернемся немного назад и попробуем разобраться в такой «несложной» теме, как история Земли.
Каменные часы
Окаменелости обычно образуются из самих тел живых существ, но могут возникать и из их отпечатков на грунте или из экскрементов. Мир настолько переполнен телами и отходами их жизнедеятельности, что, казалось бы, мы должны спотыкаться об окаменелости на каждом шагу, но на самом деле это огромная редкость.
