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.

© 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

© Электронное издание. ООО «Альпина Диджитал», 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]. 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], 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], 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]. Ученик Острома Боб Бэккер, такой же стремительный, активный и энергичный, к тому же обладающий ораторским и художественным даром, стал поборником «ренессанса динозавров»[5]. 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 бóльшую 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]. По приблизительным подсчетам, популяция морских слонов на острове за год поглощает не менее 2,3 млн т кальмаров и осьминогов[7]. 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]. 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].

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].

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]. 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].

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]. 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} 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}. 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]. 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]. 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]. 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], кальмары же могут перекрашивать свою шкуру до четырех раз за секунду[18].

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].

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.

Вспомните последний труп, который вы видели. Скрюченный паук на подоконнике, скорее всего, высохнет и распадется в пыль. Сбитый машиной зверек, валяющийся на обочине дороги, станет пищей хищников, а оставшиеся от их трапезы кости будут поломаны, иссушены, развеяны ветром.

Эти примеры описывают то, что случается после смерти с большинством животных, по крайней мере с теми, которых не полностью съедят и переварят. Животные, которых постигнет такая судьба, не оставят после себя окаменелостей.

Крайне редко ископаемые животные сохраняются в неизменном виде, исключение составляют люди, у которых существуют определенные обычаи погребения умерших. Для образования хороших окаменелостей нужны особые обстоятельства. Извержение вулкана, смоляная (битумная) топь, сход селей. Даже янтарь, окаменевший сок деревьев, в котором сохранилась знаменитая (на самом деле выдуманная) ДНК динозавров в фильме «Парк юрского периода», однажды стал хранилищем раковины аммонита — вероятно, потому, что смола с дерева накапала на берег[20]. К сожалению, мягкие части тела аммонита уже были съедены или сгнили, так что находка в янтаре не привела к новым анатомическим открытиям.

Но даже те редкие окаменелости, которые образуются, остаются невидимыми, пока не окажутся на поверхности. Обычно это происходит в результате многолетней эрозии в сочетании с оползнями или землетрясениями, ускоряющими ход событий. Обнаруживаются окаменелости также и в результате раскопок и разрушения горных пород взрывами, и хотя мы, люди, преуспели в рытье котлованов и взрывных работах, но в общем геологическом контексте это лишь незначительные зарубки на поверхности Земли. Бóльшая часть всех окаменелостей мира залегает глубоко под нашими ногами или под океанским дном и никогда не увидит свет.

Рис. 1.6. Коллекция ископаемых аммоноидов рода Dactylioceras (ранний юрский период)

Istvan Takacs

Поскольку большинство живых организмов не оставляют окаменелостей и большинство окаменелостей так и остаются не найденными, геологи и палеонтологи проявляют объяснимый интерес к тем организмам, которые, как аммоноиды, в изобилии встречаются в виде окаменелостей. Если их много и они достаточно разнообразны, по ним можно отсчитывать время.

Люди давно знают, что горные породы Земли залегают слоями. Представление о том, что верхние слои — самые недавние, а нижние — самые старые, возникло по меньшей мере в XVI в. Но поскольку ни в те времена, ни в последующие четыре столетия никто не мог хоть сколь-нибудь достоверно оценить возраст Земли, разделение ее истории на основе слоев горных пород проводилось совсем не так, как деление дня по часам и минутам. Слои классифицировались, скорее, по своему составу: меловые, угольные или известняковые, а называли их в честь мест, где ученые впервые их описали: пермский — в Перми (Россия), девонский — в Девоне (Англия). Оба эти периода были определены и получили свое название в 1840-е гг. Вначале слои пород из разных мест казались совершенно не похожими друг на друга. Ископаемые послужили для стандартизации геологической летописи и позволили расширить употребление этих названий на весь мир.

Ученые заметили, что одни и те же окаменелости или их сочетания, в том числе многие аммоноиды, часто появлялись в разных местах. По ним, как по отпечаткам пальцев, можно было определять тот или иной отрезок геологического времени. К середине XIX в., благодаря упорному труду нескольких самоотверженных геологов и множеству давно исчезнувших головоногих, Земля обрела геологическую шкалу времени. Сотню лет спустя, благодаря уже радиометрическому датированию, мы наконец смогли нанести на нее точные даты.

Чтобы разобраться в том, что такое радиометрическое датирование, сначала вспомним, что геологические породы состоят из химических элементов: углерода, кислорода, кальция и так далее. Ряд элементов (например, уран) встречаются в более легкой и более тяжелой форме. Некоторые из последних неустойчивы и выплевывают небольшие кусочки самих себя, пока не достигнут более стабильной, легкой формы. Для каждой формы мы можем вычислить скорость плевания. Потом мы (под «мы» я имею в виду «другие представители моего биологического вида, которые умеют это делать намного лучше меня») берем кусок камня, измеряем относительные количества устойчивых и неустойчивых форм элементов и по ним высчитываем, как давно неустойчивые формы плюются, чтобы стать устойчивыми. Основываясь на этих расчетах, мы можем определить, когда сформировалась данная горная порода и сколько ей лет.

Для геолога слово «эон» (англ. «вечность») имеет значение несколько более конкретное, чем просто «очень-очень долго». Эоны — крупнейшие единицы, на которые делятся примерно 4 млрд лет земной истории. Эоны подразделяются на эры, а эры — на периоды. Из всех единиц геологического времени люди чаще всего слышат именно о периодах; среди них, например, юрский и меловой (а также упомянутые ранее пермский и девонский).

Для целей этой книги нам потребуется только один эон: тот, в котором мы с вами живем сейчас, эон «явной жизни», или по-гречески фанерозой, продолжительностью всего полмиллиарда лет. В него входят три эры: эра «старой жизни» (палеозой), «средней жизни» (мезозой) и «новой жизни» (кайнозой), каждая из которых делится на периоды. Ученые, одержимые страстью к точности, разделили периоды на эпохи и ярусы (века), но нам здесь они не понадобятся — разве только для того, чтобы увидеть, что в значительной степени этой точностью мы обязаны аммоноидам.

Аммоноиды выступают в роли идеальных меток геологического времени. Их необычайно стремительная эволюция выражалась в том, что новый вид возникал практически каждую геологическую «минуту». Изобилие ископаемых аммоноидов означает, что вы можете обнаружить один и тот же «отпечаток пальца» во многих породах в самых разных местах планеты. Существует лишь один прискорбный момент: мы так долго рассматривали аммоноиды исключительно в качестве каменных часов, что перестали видеть в них все остальное.

«Аммониты воспринимались скорее как окаменелости, чем ископаемые организмы: ученые рассуждали о том, как один вид порождал другой и как они распределялись по планете. Но что делали аммониты, когда были живы, — ответ на этот вопрос оставался предельно туманным», — пишет Нил Монкс[21], автор книги об аммоноидах (несмотря на название «Аммониты»[22]). Это происходит потому, что когда люди обсуждают аммоноиды, то, даже если эти люди — профессиональные палеонтологи, они чаще используют более знакомое и часто употребляемое слово «аммониты», хотя, как отмечает Монкс в предисловии к своей книге, «строго говоря, название „аммонит“ используется для единственного подотряда Ammonitina в подклассе Ammonoidea»[23]. Надеюсь, меня простят за употребление более редкого и официального названия «аммоноиды», которое порождает красивую параллель с наутилоидами и колеоидами.

Хотя Монкс и работал какое-то время в области палеонтологии, начал он с увлечения аквариумистикой, и первой его университетской специальностью была зоология. Он привык думать о животных в своих аквариумах как о существах, которые живут, дышат, испражняются, и, когда он поступил на палеонтологический факультет, его слегка ошарашило, что в научных кругах к аммоноидам относятся главным образом как к весьма полезным камням.

Увлекшись вопросами биологии аммоноидов, Монкс нашел единомышленника, Филипа Палмера, куратора отдела ископаемых моллюсков в лондонском Музее естественной истории. В какой-то момент они решили изложить на бумаге свои многочасовые беседы, и в 2002 г. вышла в свет книга «Аммониты», в которой Монкс и Палмер заявили: эти камни когда-то были живыми. Вот где эти животные могли жить, как могли двигаться, вот что они могли есть.

Впрочем, Монкс прекрасно понимал ограниченность такого рода предположений. В статье 2016 г. под названием «Аммонитовые войны» (Ammonite Wars) он рассуждал, почему так трудно было разобраться в биологии окаменелых аммонитов: «Кости позвоночных тесно связаны с прилегающими к ним мускулами. Если посмотреть на скелет динозавра или мамонта, можно многое понять о строении животного, о том, как оно выглядело при жизни. А вот раковины аммонитов в этом отношении немы. По ним мало что можно выяснить о размере и форме мягких частей тела живого аммонита — на раковине видны лишь несколько неясных следов прикрепления мышц»[24].

Однако недостаток информации о мягких частях тела ископаемых аммонитов с лихвой компенсируется изобилием данных об их рождении, росте и зрелости. В том, что касается развития организма в течение жизни, раковины аммоноидов могут многое рассказать. И в этом случае развитие оказывается одним из ключевых факторов — едва ли не единственным — для понимания их эволюции.

Новый символ эволюции

Мы многое знаем об эволюции. Мы знаем, что все живое на планете взаимосвязано и что родственные связи можно проследить по ДНК. Мы знаем, что естественный отбор приводит к тому, что каждый вид приспосабливается к своей экологической нише, а в результате массовых вымираний периодически опустошается множество ниш, давая выжившим видам новые возможности для адаптации. Мы знаем, что и эволюция, и вымирание могут происходить очень быстро — мы видели, как насекомые и бактерии развивают способность сопротивляться нашим попыткам их уничтожить, и видели, как это не удалось птицам додо и стеллеровым коровам.

Но нам предстоит еще многое изучить.

Одна из важнейших задач в исследовании эволюции — разобраться в том, что служит источниками новшеств. Откуда берутся новые формы, новые паттерны, новые привычки — в масштабах, необходимых для того, чтобы создать ошеломляющее разнообразие жизни вокруг нас. Естественный отбор, о котором мы узнали благодаря блестящему озарению Дарвина, можно сравнить с работой скульптора. Так откуда же этот скульптор берет глину?

На данный вопрос с некоторых пор отвечает новая область науки, известная сегодня как эво-дево: похоже на название инди-рок-группы, но на самом деле это просто сокращение от evolution and development («эволюция» и «развитие»). Корнями она глубоко уходит в генетику[25].

Оказывается, что наша ДНК — не линейное пошаговое руководство по сборке. Она больше напоминает электрическую схему — сеть взаимодействующих соединений. Каждый организм в начале своей жизни представляет собой практически одно и то же: единственную клетку, готовую делиться и расти. И множество генов внутри такой клетки более или менее похожи у всего царства животных. Регуляторные механизмы более высокого уровня в каждой клетке определяют, какие шаги построения организма будут пропущены, какие выполнены, а также когда, в каком порядке и сколько раз они будут выполнены. Незначительные изменения в этих регуляторных механизмах могут приводить к возникновению радикальных новшеств: другое количество конечностей, другая форма тела, другой тип чешуи пресмыкающихся, по сути превратившейся в перья.

Наше современное, все еще ограниченное, понимание эволюции сравнимо с неполными представлениями древних ученых об изменениях физического облика планеты. Они знали, что Земля за свою историю менялась, но не могли понять, как и почему, — до тех пор, пока не утвердилась концепция тектоники литосферных плит. Как только мы поняли, что кора планеты состоит из плавающих плит, то соединяющихся, то расходящихся, — все нашло свое объяснение, от очертаний континентов до расселения сумчатых[26].

Вполне возможно, мы сейчас наблюдаем подобный же прорыв в эволюционной биологии, о чем может свидетельствовать удивительный пример четырехкрылых динозавров[27].

Динозавры — излюбленный пример для объяснения эволюции и вымирания в крупных масштабах. Очень многие из нас увлекаются этими существами, едва научившись задавать вопросы: «А они правда были такие большие? А почему? И все они умерли? А как это произошло?» Над теми же вопросами бьются и взрослые палеонтологи в неустанных поисках новой информации, которая позволила бы уточнить ответы.

Конечно, не все они умерли. Теперь мы знаем, что птицы — современные динозавры, но по привычке продолжаем называть динозаврами лишь гигантских древних существ, вымерших в конце мелового периода. Ведь даже если у них были перья, они совсем не походили на привычных нам дроздов и зябликов. Начнем с того, что у древних пернатых динозавров, вполне возможно, было по четыре крыла. А среди современных птиц нет ни одной четырехкрылой.

Хотя, вообще-то… можно вывести породу домашних голубей с перьями на ногах. Причем не с мягким пухом, а длинными маховыми перьями, и с появлением таких перьев и кости ног у птиц развиваются больше похожими на кости крыльев. Ноги остаются ногами, не пригодными для полета. Но на их примере можно увидеть, каким мог быть промежуточный шаг на пути от четырехкрылых динозавров к двукрылым птицам. Разница между голубями с обычными ногами и голубями с ногами-крыльями возникает с помощью регуляторных механизмов в ДНК, которые изменяют экспрессию двух конкретных генов[28]. Эти гены есть у всех птиц и даже у всех позвоночных, так что, скорее всего, у динозавров они тоже были. Простое изменение в их экспрессии, начавшееся в яйце, приводит к существенным различиям между взрослыми животным. Вот вам пример эво-дево.

Рис. 1.7. Аммоноид криоцератит (Crioceratites) жил в раннем меловом периоде. В этой прекрасно сохранившейся окаменелости запечатлелись этапы роста животного

Franz Anthony

В отношении головоногих тоже стали применять подобные методы исследования: изучение регуляции и экспрессии генов у эмбрионов, чтобы разобраться, что происходит в процессе их развития. Эрик Эдсингер-Гонсалес, биолог из Лаборатории морской биологии в Вудс-Хоуле (штат Массачусетс, США), работавший с эмбрионами разных видов головоногих, утверждает, что в ближайшие несколько лет ученые смогут генетически изменять головоногих, чтобы создавать линии, подобные породам голубей. Мне стало интересно, какие открытия, наподобие выведения голубей с ногами-крыльями, могут ждать нас впереди. Эдсингер-Гонсалес предположил, что при соответствующей небольшой генетической манипуляции у осьминога может появиться не восемь, а десять ног. Можно представить, что даже у эмбриона наутилуса может возникнуть всего десять рук, как у их предков, наглядно демонстрируя нам, какие изменения происходили в ходе эволюции головоногих.

К сожалению, мягкие ткани рук сохраняются в окаменелостях гораздо хуже, чем кости ног и крыльев, и, вероятно, мы никогда не узнаем наверняка, сколько конечностей было у древних головоногих. И все же с точки зрения изучения эволюции у ископаемых головоногих имеются два явных преимущества перед динозаврами. Во-первых, их раковины хранят информацию об их росте, начиная с эмбриона, так что изменения в развитии (многие из которых могут быть вызваны регуляторными механизмами ДНК) можно проследить на протяжении всей жизни одной особи. Во-вторых, их гораздо больше.

Эти преимущества привлекли американского палеонтолога Пег Якобуччи, на сегодняшний день ведущего специалиста в области ископаемых головоногих. Она охотно признает: «Конечно, в детстве я была без ума от динозавров!»[29] В 1980-е гг. старшеклассница-«ботаник» увлеклась новой захватывающей гипотезой вымирания динозавров в результате падения астероида. Якобуччи вспоминает, что, когда неподалеку от ее дома читал лекцию знаменитый палеонтолог Джек Сепкоски, «я заставила мою бедную маму отвезти меня в музей науки, чтобы послушать его доклад. Она там крепко заснула».

Сепкоски изучал не динозавров, а массовые вымирания. Чтобы разобраться в закономерностях вымираний, он исследовал морских ископаемых животных, в том числе головоногих, а также более мелких моллюсков и еще менее привлекательных созданий, таких как планктон[30]. Они весьма разнообразны, встречаются в изобилии, и, в отличие от динозавров, от них осталось много окаменелостей. Несмотря на изобилие динозавров на книжных полках и в магазинах игрушек, в полевых условиях их окаменелые остатки встречаются очень редко.

В конце лекции Сепкоски пригласил слушателей прийти на следующий день, чтобы услышать рассказ о процессе, противоположном вымиранию, — об эволюции. Якобуччи уговорила маму свозить ее на лекцию еще раз и была еще больше очарована. Она вспоминает, что Сепкоски говорил, по сути, следующее: «Уничтожить кого-нибудь довольно просто, но как вы объясните стремительное возникновение новых групп?» Она продолжает: «Он рассказывал о кембрийском взрыве, а я о нем никогда даже не слышала, и это меня еще больше захватило. Тогда я и сформулировала вопрос для своих последующих исследований, на который до сих пор не нашла ответа: откуда берутся новые виды?»

Якобуччи поступила в Чикагский университет, потому что именно там работал Сепкоски. Сначала она изучала динозавров, но, по ее словам, быстро поняла: «…с динозаврами я, как ученый, не могу работать в том направлении, в котором хочу. Динозавры недостаточно распространены, чтобы проводить полноценные исследования эволюции». Делая выбор темы для дипломного проекта, она сказала себе: «Нужна группа животных, которые были бы не менее крутыми, чем динозавры. Замечательно, если бы они жили в одно время с динозаврами, а еще лучше — если бы вымерли одновременно с ними, но оставили после себя изобилие окаменелостей».

С такими оговорками ее выбор был очевиден.

В следующих главах мы проследим взлеты и падения головоногих в процессе их эволюции, от ползающих по дну моллюсков к медленно дрейфующим хищникам и далее, к существам, способным на головокружительные побеги, не менее впечатляющие, чем трюки Гудини. Мы увидим череду триумфальных побед аммоноидов, за которыми последовала катастрофа, но ее удивительным образом пережили, вернее переплыли, непритязательные и невзрачные наутилоиды. Мы увидим, как раковина головоногих претерпевает бесконечные изменения: изгибается, укорачивается, скручивается узлами, а в случае колеоидов — оказывается внутри и растворяется. И наконец, мы познакомимся с разнообразием современных головоногих, от гигантских кальмаров до эффектных каракатиц, и поразмышляем о том, что может ожидать их в будущем.

2. Восход империи

Осьминоги и кальмары такие странные, что так и хочется назвать их инопланетянами. Щупальца, отсутствие твердых частей, настораживающе быстрые смены окраски кожи… Даже ученые, которые их исследуют (а возможно, в первую очередь именно они), отмечают их потустороннюю природу.

Когда в 2015 г. впервые секвенировали полный генетический код осьминога[31], руководитель исследовательской группы пошутил: «Это первый секвенированный геном существа, смахивающего на инопланетянина». Авторы сенсационных новостей во всем мире возликовали и кинулись штамповать шедевры под заголовками вроде «Ученые заявляют, что осьминоги — это инопланетяне» (Geek.com) или «Генетический код осьминога настолько странен, что он может оказаться ИНОПЛАНЕТЯНИНОМ» (The Mirror, Великобритания).

Тот осьминог, чьи гены извлекли и прочитали, принадлежал к симпатичному безобидному виду калифорнийских двупятнистых осьминогов, которых так любят аквариумисты: они неприхотливы и удобны для содержания. (Мой второй осьминог, Рекс, был двупятнистым.) Ученые обнаружили сотни генов, уникальных для осьминогов, а также неожиданное обилие генов группы протокадгеринов. По мере секвенирования геномов других головоногих, в том числе сепиолид и гигантских кальмаров, у всех обнаружились большие количества протокадгеринов. В таком количестве они не встречались ни у каких других животных, кроме позвоночных.

Позвоночные — это рыбы, черепахи, кошки, собаки, а также мы с вами. Первые позвоночные появились примерно в то же время, что и первые головоногие моллюски. В какой-то момент они приобрели форму рыб и тут же стали мощным эволюционным фактором естественного отбора головоногих. Кальмаров и осьминогов даже называли беспозвоночными рыбами, так как у них имелись сходные черты в теле, строении мозга и поведении[32]. Геномы головоногих могут дать разгадку того, как существа, которые были, в сущности, моллюсками, превратились в процессе эволюции в существ, подобных рыбам.

Тем не менее Эдсингер-Гонсалес, который изучал осьминогов, утверждает: «Их геном не слишком отличается от генома улитки»[33]. Ранее он участвовал в секвенировании генома одной из морских улиток, которые называются морскими блюдечками, так что у него есть данные для сравнения улиток и осьминогов. «Некоторые гены мы пока встречали только у осьминогов. Но если обратиться к улитке, с которой мы работали раньше, у нее есть такая же доля генов, которые встречаются только у улиток».

Эдсингер-Гонсалес не считает эти результаты скучными или обескураживающими, напротив! С неукротимым энтузиазмом ученого он восторгается тем, «как типично выглядел геном. Это и правда было впечатляюще… Один и тот же ген может отвечать за шесть разных функций у шести разных животных, и вы узнаете, чем он занимается, только когда проверите каждое из них. Это означает, что нам предстоит еще много интереснейшей работы с головоногими».

Это также означает, что головоногие несомненно родственны всем остальным формам жизни на Земле. Доказательством этого предположения является их геном: помимо сходства с геномом улитки, он содержит нуклеотидные последовательности, которые встречаются и у людей, и у плодовых мушек.

Вы разочарованы? Не вешайте нос: возможно, у всех нас есть шанс претендовать на внеземное происхождение.

Подготовка декораций

Ученые до сих пор точно не знают, как на нашей планете появилась жизнь, но она явно здесь уже очень давно. Первые ископаемые свидетельства жизни обнаружены в геологических породах возрастом 3,7 млрд лет[34]. Сама Земля старше всего на миллиард лет.

Эти древнейшие окаменелости — простые клетки: что одновременно и скучно, и удивительно. Мы сами гораздо крупнее клеток, и, естественно, нас интересуют крупные вещи: деревья, морские моллюски, динозавры. Но при своих крошечных размерах древние свидетельства клеточной жизни поразительны. Клетки сложно организованы, в них есть мембраны, ДНК и множество других компонентов, которые должны гармонично взаимодействовать между собой. Такие сложные образования не могли сразу возникнуть полностью сформированными из камней, они должны были появиться в результате долгой и кропотливой работы жерновов эволюции, перемалывающих более простых предшественников, вроде самовоспроизводящихся молекул. Таким молекулам должно быть больше 3,7 млрд лет. Может быть даже, они стары как сама Земля.

Тем не менее большую часть своего первого миллиарда лет Земля была обжигающе горячей и не могла поддерживать протожизнь молекул, как бы мы ее ни представляли. Но в таком случае возможно ли, что жизнь пришла на постепенно остывающую планету откуда-то из других миров?

В те далекие дни по всей юной Солнечной системе свистели стремительные снаряды, и наш родной шарик подвергался постоянным бомбардировкам. Органические соединения, такие как кислоты и сахарá, из которых состоит ДНК, существуют и за земными пределами. В те беспокойные времена они могли быть занесены на Землю в существенных количествах. Более того, мы знаем, что метеориты могли врезаться (и врезались) в Марс, отбивать куски планеты и отправлять их в полет к Земле. А юный Марс 4 млрд лет назад представлял собой гораздо более дружественную среду, чем Земля на заре своего существования: там была приятная температура и в удачных пропорциях сочетались суша и вода. Некоторые ученые верят, что, возможно, и даже вполне вероятно, жизнь (в виде сложных молекул, а может быть, уже и клеток) вначале развилась на Марсе, а потом была занесена на Землю[35].

Таким образом, материал, из которого и мы, и осьминоги строим свои тела, мог прилететь из космоса. Вот что у нас с ними может быть общего — и это круто!

Пусть в наше время клетки и могут развиваться во всевозможные диковинные тела, однако на то, чтобы обрести эту способность, им потребовалось очень много времени. Переход от молекул к клеткам (насколько нам известно) произошел меньше чем за миллиард лет, а следующие 3 млрд лет жизнь оставалась ограниченной отдельными клетками. Конечно, клетки развивались и иногда собирались в колонии, но у них не было специализации, то есть разделения труда. А значит, не существовало многоклеточных животных. Телу животного нужны клетки кожи, чтобы укрывать его, мышечные клетки, чтобы оно могло двигаться, сенсорные клетки — чтобы животное было способно видеть, нюхать и пробовать на вкус все вокруг.

Почему клеткам потребовалось так много времени, чтобы объединиться (как однажды сделали составляющие их молекулы) и превратиться в ткани, органы, в живые существа? Возможно, окружающая среда на планете этому не благоприятствовала. Возможно, несколько клеток попытались это сделать, но не получили особых преимуществ и погибли, не оставив и следа от своих экспериментов. Однако около 700–800 млн лет назад что-то изменилось, и Земля узрела своего первого животного обитателя — скромную губку.

Губки на животных не слишком похожи. Они не могут двигаться, у них нет органов чувств — да и вообще органов. Но это больше, чем просто колония: в них есть специализированные клетки, выполняющие разные функции и составляющие единый организм, а соответственно, есть организация. На протяжении всех последующих 100 или 200 млн лет это были единственные животные на планете. Они медленно накапливали генетическое и клеточное разнообразие — хотя, конечно, не наблюдалось ничего похожего на сегодняшнее разнообразие животного мира. Оно возникло в эдиакарском периоде, 600 млн лет назад, и с тех самых пор по планете начали бегать животные.

Конечно, это не совсем так. Эдиакарские животные никуда не бежали и не плыли, а лежали на дне и зарывались в ил. Они вообще не походили на знакомых вам животных. Это были длинные ленты, колыхающиеся в воде, и округлые пузыри, уютно устроившиеся на дне. Они могли вырастать довольно крупными: обнаружена одна лента длиной 2 м. Но у них не было рук, ног или щупалец, не было кишок, мордочек или глаз.

А потом один странный обитатель эдиакарского сада стал немного сложнее, чем его современники. Круглое ископаемое существо кимберелла, судя по всему, обладало ртом, который оставлял царапины на поверхности грунта. Эти окаменелые царапины очень похожи на отметины, которые оставляют современные улитки, когда счищают водоросли с камней при помощи радулы, или терки, — органа, похожего на язык. Давайте вспомним, что у кальмаров тоже есть радула (которой они пользуются для далеко не столь невинных удовольствий), а все потому, что и кальмары, и улитки являются моллюсками, а радула — это изобретение моллюсков. Возможно, кимберелла и есть их самый дальний предок[36].

Правда, некоторые ученые зачислили кимбереллу в медузы. С этими странными эдиакарскими ископаемыми ни в чем нельзя быть уверенными.

Чтобы встретить знакомых животных — морских звезд, креветок и тех самых раковинных моллюсков, которые со временем в буквальном смысле породят наших дорогих головоногих, — придется перепрыгнуть на 50 млн лет вперед, к кембрийскому взрыву — эволюционному пиршеству природы, которое определило научный интерес Пег Якобуччи и которому она посвятила свои многолетние исследования. Этому эпохальному событию положил начало неприметный маленький червячок.

Самый медленный взрыв в мире

Современный мир полон червей. Название «червь» слишком расплывчато, чтобы иметь какой-нибудь ясный смысл: оно относится к множеству самых разных животных. Есть кольчатые черви — группа, в которую входят и простой дождевой червь, и красавец трубчатый многощетинковый морской червь. Есть агрессивные плотоядные ленточные черви, есть круглые черви, которые обычно присасываются к растениям (однако и паразиты анкилостомы и дирофилярии тоже относятся к круглым червям), и даже веретеницы, ящерицы без ног, по-английски их называют slow worms (медленные черви).

А еще есть морские черви-пенисы. Да, так они и называются, биологам такое сходит с рук благодаря премудростям их классического образования. Научное название этой группы — приапулиды; Приап был греческим богом плодородия, на фресках и в виде статуй его часто изображали с фаллосом размером с ногу. Трудно отрицать внешнее сходство пухлого червячка, имеющего передний округлый хоботный отдел, с этим органом. Но дело тут не только во фривольных ассоциациях: и червь, и фаллос имеют в основе своего строения одну и ту же анатомическую структуру — гидростатический скелет.

Удивительный бескостный скелет поддерживает и передает мышечную силу при помощи одной только жидкости. Собственно говоря, это был вообще первый в мире скелет. Современные приапулиды пользуются своими гидростатическими скелетами, чтобы рыть норки определенной формы. Палеонтологи обнаружили отверстия похожей формы в геологических породах возрастом 542 млн лет. Как и царапины, оставленные кимбереллой, которые позволяют связать ее с современными моллюсками, эти древние норки определенно были вырыты если не самими приапулидами, то кем-то очень на них похожим.

Самого копателя норок так и не нашли: возможно, он был слишком мягким, чтобы сохраниться в виде окаменелости. Норки получили свое собственное научное название, Treptichnus pedum, и были удостоены чести ознаменовать начало кембрийского периода — первого периода палеозойской эры, с которой, в свою очередь, начинается фанерозой, — так что Treptichnus отмечает начало всех трех геологических эпох. Кому-то может показаться странным такой ажиотаж вокруг всего лишь «следов жизнедеятельности ископаемого организма»: это ведь даже не само животное. Но Treptichnus — первое ископаемое существо, которое совершенно точно двигалось в глубь грунта, создавая своим телом трехмерное пространство. Это намного более сложное поведение, чем все, что мы видели в эдиакарском периоде, и оно требует более сложно организованного тела — тела «современного» животного.

Не только приапулиды, но и многие другие формы животных, известные нам сегодня, впервые обнаружены сохранившимися в слое, относящемся к времени знаменитого (по крайней мере, среди любителей окаменелостей) кембрийского взрыва[37]. Этот внезапный расцвет жизни, вероятно, был связан с изменениями физических условий на Земле. Различные свидетельства указывают на то, что эволюция животных изначально могла сдерживаться низкими уровнями кислорода. В эдиакарском периоде уровень кислорода начал расти, и, когда он достиг критических значений в кембрии, животные наконец получили возможность увеличить свои размеры и разнообразие.

Подобно рукам на литографии М. Эшера, рисующим друг друга, основным двигателем эволюционного разнообразия могло быть само разнообразие. Как только появлялись новые животные, они менялись, приспосабливались к окружающей среде и взаимодействовали друг с другом, создавая все новые ниши, к которым могли, в свою очередь, приспосабливаться очередные новые формы жизни[38].

Все это происходило на дне моря. Суша еще долго оставалась пустой: никаких деревьев, никаких динозавров, даже никаких насекомых — лишь отдельные пятна водорослей и микроорганизмов. Даже толща океана была в основном пуста: жизнь в воде состояла из опять-таки водорослей, нескольких медуз и горстки плавающих червячков. Но там, где вода встречалась с землей, на дне моря, — там принимались за работу животные-инженеры. Все началось с губок, которые стали фильтровать микрочастицы пищи из воды и отправлять их в грунт, обогащая его. Другие животные принялись заселять свежеудобренное пространство. Благодаря гидростатическим скелетам они могли зарываться вглубь. По их норкам пища и вода проникали еще глубже в землю, что позволило образовываться новым видам микроорганизмов, которые стали пищей для новых видов животных. А поскольку животные неустанно искали все новые и новые источники пищи, неизбежно наступил момент, когда они начали нападать друг на друга.

Хищничество — одно из фундаментальных биологических взаимоотношений, которое мы видим в природе, — от паука, поймавшего мушку, до льва, охотящегося на антилопу. И все же нет почти никаких свидетельств хищнического поведения среди тех древних простых и очень странных эдиакарских животных. Американский палеонтолог Марк Макменамин из колледжа Маунт-Холиок назвал это мирное сосуществование «Эдиакарским садом», проводя аналогию с мирным Эдемским садом[39].

Впервые хищническое поведение появилось среди представителей последних эдиакарских животных[40]. Состоящие из вложенных друг в друга конусов окаменелые трубочки под названием Cloudina (появившиеся незадолго до кембрийского периода) иногда находят продырявленными[41]. Жертв определить проще, чем хищников, но самые вероятные подозреваемые тут щетинкочелюстные, или морские стре́лки. Эти микроскопические, но свирепые хищники и в наши дни наводят ужас на мелких морских обитателей. Вполне возможно, что морские стрелки и им подобные способствовали увеличению многообразия в раннем кембрии — животные пускались на все возможные хитрости, чтобы не быть съеденными.

Раковины, характерный признак моллюсков, вероятно, появились в качестве брони. Первые кембрийские ископаемые после Treptichnus назывались мелкоракушечной фауной, среди них — протоулитки, первые улитки и их родственники. Как и все остальные моллюски, возникшие позже, они строили свои раковины из карбоната кальция. Кальций — излюбленный материал всех живых существ, который они используют для укрепления внешних и внутренних скелетов: в костях он содержится в виде фосфата кальция. Кальцификация набрала обороты у множества кембрийских групп животных, в том числе среди древних родственников морских звезд и кораллов, а также моллюсков. Самым правдоподобным объяснением является необходимость защиты.

Менее очевидная, но отнюдь не менее эффективная тактика взаимодействия с хищниками — вырасти покрупнее: если ты достаточно большой, маленькие страшные черви тебя не съедят. Еще один вариант для тех, кто не может похвастаться ни броней, ни размером, — просто переехать: если вы не способны защитить себя в одном месте, приходится заселять и осваивать другое.

К сожалению для добычи, но к счастью для разнообразия жизни на Земле (и для ученых, которые его изучают), хищники тоже умеют приспосабливаться. И крупные хищники не заставили себя ждать: особенно выделялась «странная креветка» — аномалокарис. Это существо с метко подобранным названием и правда было очень странным, и не только по меркам креветок, но и по меркам всех существ, живущих в те времена. В мире мелких животных, которые ползали, зарывались в грунт и лежали на дне (ну, или, может быть, пассивно висели в воде), аномалокарис отличался тем, что достигал метровой длины и активно плавал.

Большой и голодный аномалокарис наверняка подстегнул появление всевозможных защитных приспособлений у его жертв. Раковины моллюсков укрепились. Их тела стали крупнее. А некоторые из них — это были первые головоногие — спасались от тирании обитающего на дне аномалокариса, поднявшись в толщу воды.

Новое применение старой раковины

Наблюдая рост животного от оплодотворенного яйца до многоклеточного существа, от простого к сложному, практически невозможно не проводить параллелей с общим ходом эволюции. В свое время ученым казалось, что если наблюдать животное на протяжении его жизни с самого зачатия, то можно разобраться в эволюции данного вида в геологических масштабах времени. Человеческий зародыш вначале и в самом деле напоминает рыбу, потом ящерицу… Однако теперь мы знаем, что связь эволюции и индивидуального развития организма гораздо тоньше и сложнее. Современные люди, ящерицы и рыбы произошли от одного общего предка, а не друг от друга. Но понять, как это происходило, можно в том числе и сравнивая развитие эмбрионов разных видов.

Эмбрионы современных наутилусов и кальмаров тоже похожи друг на друга, причем гораздо больше, чем взрослые особи. И те и другие растут, прикрепившись, как зародыш цыпленка, к большому шарику желтка, словно маленькая плоская шапочка. На макушке этой шапочки находится часть мантии, из которой образуется раковина; ниже, вокруг протораковины, располагается остальная часть животного, в том числе кольцо очаровательных зачатков рук. Эти эмбрионы еще не выглядят ни наутилусами, ни кальмарами, но они похожи на другой вид моллюсков — странную маленькую группу не-совсем-улиток под названием моноплакофоры (в переводе с греческого «несущие одну раковину»[42]), а их раковины колпачковидной формы напоминают шапочки эмбрионов головоногих.

Моноплакофоры так редко встречаются в наши дни, что у них нет обиходного названия (типа «улитки» или «клемы»). До 1952 г. они были известны только в виде окаменелостей, пока участники глубоководной исследовательской экспедиции не подняли на борт живых представителей «одной из зоологических сенсаций ХХ в»., как выразился эксперт по моллюскам[43]. Не стоит воспринимать это как драматическое преувеличение: вы только представьте себе восторг от открытия настоящего живого ископаемого (ведь мы-то думали, что эти существа вымерли 400 млн лет назад!), а кроме того, обратите внимание на то, что живые моноплакофоры оказались совсем не похожими на улиток, в одну кучу с которыми ошибочно свалили их ископаемых предков. У моноплакофор, единственных среди моллюсков, обнаружились многочисленные повторяющиеся наборы мышц, прикрепленных к раковине, а также почек и жабр. Такая повторяемость органов может быть приспособлением к низкому уровню кислорода; она характерна и для трилобитов. Наверное, неслучайно в ранней кембрийской фауне преобладали как раз моноплакофоры и трилобиты.

Учитывая изобилие моноплакофор в те времена, неудивительно, что кто-то из них мог стать предком головоногих. Предположение, сделанное на основании эмбриологических исследований, было подтверждено данными палеонтологической летописи. Самое вероятное связующее звено между моноплакофорами и головоногими — ископаемый моллюск Knightoconus (сам он, скорее всего, не был головоногим, но головоногими могли стать его потомки), чья раковина вместо плоского колпачка превратилась в высокий конус. И что самое главное, раковина оказалась достаточного размера, чтобы ее можно было разделить на камеры.

По предположениям ученых, это произошло в три простых этапа. Первый этап: некоторые моноплакофоры начали выделять в раковины жидкость менее соленую, чем морская вода. Если нагреть воздух в воздушном шаре, он становится легче окружающего воздуха, а если опреснить воду в раковине, она становится легче окружающей воды. Возможно, от этого животным (все еще ползавшим по дну) стало легче таскать на себе тяжелые раковины. Второй этап: некоторые потомки первых моллюсков с облегченными раковинами стали чередовать выделение жидкости с выделением строительного вещества раковины. В результате периодически выделяемый материал раковины запечатывал отдельные камеры и не давал жидкости вытечь. Третий этап: потомки их потомков начали использовать тонкую трубочку из плоти, которая тянулась сквозь все камеры раковины, чтобы извлечь жидкость и заменить ее газом. Полученная дополнительная плавучесть позволяла и раковине, и самому животному подняться в толщу воды.

Дело в том, что главный изъян раковины — ее вес: он ограничивает и размеры, и мобильность. Как известно, улитки не отличаются скоростью передвижения, а самый крупный неголовоногий моллюск — гигантская тридакна — и вовсе ведет оседлый образ жизни. Главным нововведением головоногих стала плавучая раковина. Она привела к полной перестройке плана тела моллюска, превратив ползающих слизняков в легких, способных парить в толще воды существ. Из всех блестящих изобретений головоногих такая раковина появилась первой — еще до реактивного движения, мгновенной смены маскировочной окраски и сложно устроенных глаз, но сегодня об этом практически забыли. Чтобы восстановить историческую справедливость, стоит прислушаться к палеонтологам. Бьорн Крёгер из Музея естественной истории Берлина называет плавучую раковину «эволюционным прорывом, сравнимым по значимости с развитием крыльев у насекомых»[44].

Если, по вашему мнению, это звучит недостаточно весомо, попробуйте представить себе мир без пчел, жуков, мух, бабочек, комаров, мошек, кузнечиков, цикад.

Как и полет, плавучесть — сложный навык: головоногие не могли просто заглянуть в цветочный магазин и подключиться к баллону для надувания воздушных шариков. Хотя бы потому, что цветы появились только через 300 млн лет. Первым необходимым шагом было развитие разделенной на камеры раковины, такой как, например, у Knightoconus. Стенки между камерами называются септами, они позволяют головоногому запечатать газосодержащую часть и отделить ее от жилой части, чтобы газ не вытек через дверь дома. Газосодержащая часть называется фрагмокон{3}, от греческого «фрагмос» — «ограда» (поскольку она огорожена). А жилая часть (тут наука удивительным образом отступила от своего пристрастия к мертвым языкам) попросту называется жилой камерой. По мере роста головоногий моллюск, обладающий раковиной, строит новую жилую камеру побольше и запечатывает старую. То есть фрагмокон на самом деле состоит из ряда десятков камер и септ.

Рис. 2.1a. Принято считать, что моллюск Plectronoceras cambria первый из ископаемых головоногих обзавелся раковиной, разделенной на камеры, и тонкой трубочкой, которая позволяла регулировать содержание жидкости.

Художественная реконструкция того, как выглядел плектроноцерас при жизни

Реконструкция: B. T. Roach

Рис. 2.1б. Два ископаемых плектроноцераса (масштаб 3 мм)

Ископаемое: Jakob Vinther

Когда я впервые узнала о плавучести наутилусов, я предположила, что они активно накачивают газ в раковины, как пилот воздушного шара, когда готовится к полету. Если бы я жила в XIX в., эта гипотеза соответствовала бы существовавшим тогда научным представлениям. Но десятки лет тщательных наблюдений в ХХ в. показали, что наутилус занимается лишь тем, что выкачивает воду из раковины. На освободившееся место медленно просачивается газ, но это всего лишь случайность, которая демонстрирует, что природа не терпит пустоты.

Бóльшая часть тела животного находится в жилой камере, но, чтобы регулировать соотношение газа и жидкости, оно частично присутствует и во фрагмоконе. Небольшая трубочка из плоти, которая называется сифункул{4}, проходит через все запечатанные камеры[45]. Замечательно, что животное может регулировать соленость крови в этой трубке и таким образом обращать себе на пользу осмос — стремление воды проникать через мембрану в сторону большей концентрации соли. Сильносоленая жидкость в сифункуле естественным образом вбирает в себя воду из камер фрагмокона, а освободившееся пространство заполняется газами, выделяющимися из крови животного.

Способность постоянно прибавлять новые плавучие камеры к фрагмоконам позволила древним головоногим достигать поистине колоссальных размеров. Конечно, по мере увеличения раковина становилась тяжелее, но головоногие всегда могли облегчить свою ношу, увеличив количество выделяемого газа. Похоже, эволюция научилась выращивать гигантских головоногих именно благодаря первым разделенным на камеры раковинам, которые сначала были крошечными.

Первый потенциально плавучий моллюск, которого обнаружили в виде окаменелости, вместе с трубкой для извлечения жидкости был размером меньше 2 см. Полное имя этого миниатюрного создания — плектроноцерас (Plectronoceras cambria). Первая часть имени «плектрон» описывает форму его раковины, похожую на гитарный медиатор, а вторая часть «церас» — это весьма распространенное «второе имя» для древних раковинных головоногих. Оно означает «рог»: раковины и в самом деле напоминают рога — прямые, изогнутые или закрученные, в зависимости от вида. («Церас» встречается в названиях так часто, что палеонтологи стали иногда сокращать его до одной буквы и пишут, например, Plectronoc.). А видовое название cambria, конечно, отсылает к периоду, в котором появился этот моллюск.

Казалось очевидным, что все последующие головоногие произошли либо от кембрийского плектроноцераса, либо от кого-то очень похожего. До тех пор, пока кто-то не предположил, что главным изобретением головоногих была не плавучесть, а реактивное движение.

Улитка с реактивным двигателем

Головоногие были одними из первых активных пловцов на Земле, и техника их была необычной: они использовали тот же механизм, который приводит в движение ракеты и самолеты. Реактивное движение крайне редко встречается в природе, а среди животных, умеющих им пользоваться, кальмары определенно двигаются быстрее всех. Все довольно просто: нужно создать высокое внутреннее давление, чтобы на большой скорости вытолкнуть большую массу через узкое отверстие. Кальмары реализуют эту схему так: втягивают воду в мантию через широкие отверстия, окружающие голову, затем закупоривают их и выталкивают воду сквозь существенно более узкий сифон.

На окаменелых раковинах видны углубления, в которых размещались сифоны, поэтому мы можем утверждать, что эта технология стара, как сами головоногие. Первый сифон, вероятно, представлял собой просто-напросто свернутую в трубочку ногу моллюска — примерно так же, как вы складываете в трубочку ладонь. Но даже если очень сильно дуть в такую трубку, едва ли получится заметно продвинуться — если только вы не окажетесь в среде с минимальной гравитацией и трением, например в космосе, где выдыхаемого воздуха будет достаточно, чтобы толкнуть ваше тело в противоположном направлении.

Реактивное движение головоногих тоже начинается с дыхания. Прокачивая воду через жабры, они, по сути, заправляются топливом — и толкают тело сквозь воду, выбрасывая отходы от дыхания. Любопытным следствием этого процесса является то, что головоногие могут дышать, только если двигаются.

Первые раковинные головоногие вовсе не были скоростными пловцами, но вначале это было неважно: в те времена почти никто не умел плавать. Для жизни в мире, населенном в основном трилобитами и червями, головоногим хватало и такого реактивного движения[46].

Рис. 2.2. Разница в реактивном движении у головоногих моллюсков с внутренней и внешней раковиной

C. A. Clark

Однако в 2010 г. два палеонтолога сделали предположение, в корне меняющее эту концепцию. Что, если у первых головоногих вообще не было раковин и они были похожи на современных кальмаров?

Эта идея возникла в связи с кембрийским ископаемым нектокарисом (nectocaris), неофициально известным с начала 1900-х гг. по одному-единственному образцу. Нектокарис крупнее плектроноцераса и предшествует ему в палеонтологической летописи (нектокарис встречается в нижнем кембрийском периоде, плектроноцерас — в верхнем), однако он все еще довольно мал и может поместиться на ладони. Его продолговатое тело обрамлено плавниками, и он отдаленно напоминает креветку. Так его и назвали — «плавающей креветкой» (от греческих слов «некто» — плавающий и «карис» — креветка), а точная его принадлежность к какой-либо систематической группе до сих пор остается под вопросом.

Рис. 2.3а. Нектокарис: «плавучая креветка» или плавучий кальмар? Некоторые считают, что он возник на генеалогическом древе головоногих даже раньше плектроноцераса; в результате дальнейших исследований ученые отнесли его к отдельной группе, определив как любопытный пример конвергентного развития. Ископаемое нектокарис (масштаб 10 мм)

Ископаемое: Martin R. Smith

Рис. 2.3б. Художественная реконструкция нектокариса

Реконструкция: Marianne Collins

В результате широкомасштабного сбора ископаемых в 1980-е и 1990-е гг. был обнаружен 91 новый образец окаменелостей нектокариса. Их поместили в Королевский музей Онтарио, где они и дожидались, пока на них обратят внимание ученые. Это произошло в 2008 г., когда в университет Торонто пришел аспирант по имени Мартин Смит, интересовавшийся ранними этапами эволюции глаз. Смит вспоминает, как его научный руководитель Жан-Бернар Карон указал ему на кучку нектокарисов: «„Вот ископаемые, которые толком не описаны. У них есть глаза. Может, займешься ими?“ Я ответил: „Да, звучит неплохо, а выглядит и вовсе захватывающе“, — в итоге все получилось гораздо более впечатляюще, чем мы ожидали»[47].

У ископаемых нектокарисов, сохранившихся намного лучше первого образца, явно имелись два щупальца, два глаза, а главное, трубчатое образование, которое Смит и Карон определили как сифон. С учетом этих особенностей ученые пришли к выводу, что нектокарис был древним головоногим, а конкретно древним колеоидом (поскольку у него отсутствовала внешняя раковина и он был похож на кальмара)[48].

Благодаря этому исследованию Смит добился невероятного для аспиранта успеха: его статья была опубликована в престижном научном журнале Nature. Публикация вызвала если не скандал, то уж точно некоторый переполох среди палеонтологов всего мира. Все-таки первые окаменелости, точно определяемые как колеоиды, датируются временем на 200 млн позже, чем нектокарис, и сам Смит признает, что предположение о существовании колеоида в кембрийском периоде «спорно». Кроме того, интерпретация Смита, согласно которой нектокарис по строению тела был весьма похож на головоногого, вызвала целую волну критики.

Некоторые ученые указывали на то, что предполагаемый сифон, скорее всего, бесполезен для плавания, поскольку расширяется, как раструб, а не сужается для создания мощного реактивного потока. Исследователи предположили, что это, на самом деле, что-то вроде глотательного хоботка[49]. Другие специалисты основывали свою критику на самом строении тела существа, особенно его полости, заметной на окаменелостях нектокариса. Была ли это мантийная полость, такая как у головоногих, или попросту кишечник, предназначенный для переваривания пищи?[50]

Смит, который в настоящее время работает в Даремском университете, с горькой усмешкой вспоминает: «Когда статья только вышла, отзывы были не слишком благожелательные». Он соглашается, что «самым важным признаком является осевая полость», в то же время предположения других ученых о том, что это был кишечник, считает безосновательными. «Если согласиться, что это действительно была осевая полость, задействуемая в реактивном движении, то следует признать, что такое мы видим только у головоногих, — указывает Смит. — Если же вы намерены исключить нектокариса из головоногих, придется считать это конвергентной чертой. Что ж, такое вполне возможно: например, и у птиц, и у летучих мышей есть крылья. Конвергенция часто встречается в эволюции».

Конвергенция — это явление, при котором две неблизкородственные группы организмов приобретают сходство анатомического строения (биохимических, физиологических свойств или поведения). Характерный пример — способность к полету. Еще один пример конвергентной эволюции — это наличие животных волчьего и львиного типов как у плацентарных, так и у сумчатых млекопитающих. Точно так же раковинные моллюски с телом по типу слизня или блюдечка неоднократно появлялись в процессе эволюции в разных филогенетических линиях. И не будем забывать о множестве конвергентных черт у головоногих и рыб, таких как глаза, форма тела, мышечные волокна, нервные волокна и многое другое.

По-видимому, нектокарис представляет собой ранний прецедент подобной конвергенции — задолго до появления первых рыб.

В 2011 г., вдохновившись в том числе весьма спорной работой Мартина Смита, группа из трех молодых европейских ученых опубликовала обзор всей эволюционной истории головоногих. Бьорн Крёгер и Дирк Фукс работали в Берлине: Крёгер — в Музее естественной истории, Фукс — в Свободном университете, а их соавтор Джейкоб Винтер был аспирантом в Йельском университете. Мы еще не раз встретимся со всеми тремя учеными на страницах этой книги, но пока отметим, что статью «Происхождение и эволюция головоногих» (Cephalopod Origin and Evolution) так часто цитировали и упоминали, что ее можно назвать фундаментальной в своей области[51]. Новость о том, что истинные наутилоиды не такие древние, как предполагалось, мы узнали благодаря Крёгеру, Винтеру и Фуксу. Так же, как и самую современную версию превращения головоногих из предков — обладателей раковин в лишенных внешней раковины потомков.

В обзорной статье авторы посвятили целую страницу существу, которое назвали «Нектокарис, заблудившееся дитя кембрия». Рассматривая подробно каждую черту его строения, они сделали вывод, что нектокарис, возможно, даже не был моллюском. При этом ученые согласны, что по некоторым особенностям своего строения он напоминает кальмара, и предположили, что образ жизни этого древнего существа был «удивительно похож на [образ жизни] головоногих».

Конвергентное сходство нектокариса с современными кальмарами вызывает вопросы о природе кембрийской экосистемы. Почему нектокарис и его родственники вымерли, едва возникнув? Возможно, им просто не повезло и они упустили шанс, который позволил бы их потомкам дожить до наших дней, чтобы сойтись в конкурентной борьбе с кальмарами и даже с рыбами? Или, может быть, они стали одними из первых жертв первых головоногих?

Суперхищник

Когда головоногие поднялись со дна морского, все в корне изменилось. Американский палеонтолог и специалист по биологии наутилусов Питер Уорд подчеркивал, что для созданий, ползавших по дну, особенно для трилобитов, это стало полной неожиданностью. Их глаза не были приспособлены, чтобы смотреть вверх — раньше в этом не было необходимости. Уорд полагает, что глаза, способные обращаться вверх, и направленные вверх защитные шипы возникли у трилобитов именно вследствие появления головоногих[52].

«К донным беспозвоночным кембрия смерть пришла сверху — стремительно и без предупреждения — как к мышам, на которых охотится сова», — писали Монкс и Палмер в своей книге «Аммониты» (Ammonites)[53]. Монкс также называл этих головоногих «акулами-людоедами своего времени»[54].

Нам, простым любителям головоногих, конечно, нравится представлять их предков в качестве суперхищников. Но в действительности головоногие, скорее всего, не были первыми ни по размерам, ни по способности к плаванию, ведь, в конце концов, аномалокарис тоже мог плавать и активно пожирал трилобитов. Что касается головоногих, то им удалось, причем довольно быстро, занять господствующее положение в этой нише. Аномалокарис и его родственники пропали из виду после кембрия, а в следующем за ним ордовике наступил великий расцвет разнообразия головоногих[55].

У ранних головоногих были прямые раковины длиной от 30 см до 2 м. Но один вид, метко названный Endoceras giganteum, мог достигать длины 3,5 м — это не только больше любого аномалокариса, но и больше любого из живых существ, появлявшихся в мире до того момента[56]. Раковина эндоцераса была такой огромной, что ему приходилось заполнять первые камеры тяжелыми минералами, вероятно откладывая их с помощью сифункула. Это компенсировало вес тела на другом конце, и в результате животное могло плавать горизонтально, подобно своим родственникам помельче, а не только подниматься и опускаться, как неуклюжий восклицательный знак.

Эти ранние головоногие плавали, если можно так сказать, весьма величаво. Настолько величаво, что в отсутствие доказательств обратного немецкий палеонтолог Дитер Корн склонен считать их скорее планктоном, чем активными пловцами. Слово «планктон» обычно ассоциируется с микроскопическими созданиями вроде одноклеточных растений, но также относится к огромным медузам и сальпам, которые по размерам могут превосходить человека, а также, возможно, к некоторым из крупнейших ископаемых головоногих.

Корн работает в том же Музее естественной истории, что и Бьорн Крёгер, и какое-то время был его научным руководителем. Корна называют великим старцем палеонтологии головоногих. Он напоминает: «[Ранним головоногим] незачем было плавать быстро — крупных рыб тогда не было. Мне кажется, там для них был просто рай — вся эта мелкая живность кругом и почти никакой конкуренции. Должно быть, им тогда жилось прекрасно»[57].

Учитывая, каких ископаемых существ этого периода находят чаще всего, понятно, почему целые поколения художников изображали головоногих охотящимися на трилобитов. На это Корн возражает: «Для начала надо задуматься, приятно ли на самом деле есть трилобита. В нем не так уж много питательных веществ, он в основном состоит из кальцитового панциря».

Еще одна серьезная проблема этого сценария в том, что у ископаемых головоногих совершенно отсутствовали клювы, которые помогают всем современным головоногим вести хищнический образ жизни. «Как вы собираетесь расколоть панцирь трилобита, если у вас нет клюва?» — спрашивает Кристиан Клуг, профессор Цюрихского университета (который когда-то учился в аспирантуре у Корна)[58]. Не было обнаружено ни одного окаменелого клюва, относящегося к первым 100 млн лет существования этих животных, хотя у нескольких древнейших головоногих были найдены и описаны радулы[59]. Клуг утверждает: «Если есть радула, то должен быть и клюв, однако нет никаких следов клюва».

Рис. 2.4. Эволюционная история головоногих, соотнесенная с геохронологической шкалой. Современные виды кальмаров, каракатиц и всех остальных головоногих, которых сегодня можно встретить в океане, — всего лишь более поздние потомки древних эволюционных линий: в триасовом периоде ни один из этих видов не существовал!

У моллюсков, относящихся к колеоидам, отображены элементы внутреннего строения, чтобы проиллюстрировать постепенную редукцию раковины. У головоногих с наружной раковиной этого нет, а показан внешний рисунок раковины. Пунктирными линиями обозначены рода, о которых рассказывается в книге; остальные линии относятся к крупным таксономическим группам

Danna Staaf and C. A. Clark

Конечно, Клуг признает: «…это не доказательство, что клювов не существовало». Ученые, которые описывали самых древних головоногих, попросту не искали клювы, а найти то, чего не ищешь, довольно трудно. Даже среди окаменелостей более поздних головоногих — аммоноидов и колеоидов — клювы встречаются редко. А заметное сходство клювов современных наутилусов и колеоидов указывает, что они, вероятно, развились из клюва общего предка. Возможно, нам просто еще не посчастливилось найти таких предков.

С клювами или без оных, первым головоногим нужно было чем-то питаться, иначе их эволюция на этом бы и закончилась. Если они не раскусывали панцири трилобитов, то что же они ели? «Если вы такого большого размера, стоит задуматься о питании путем фильтрации», — отмечает Клуг. В конце концов, самые крупные ныне живущие создания — усатые киты — питаются именно так. «Может быть, в те времена они просто вбирали в себя мелкие кусочки пищи — как со дна, так и из толщи воды».

Другой, но похожий на предыдущий способ — это поедание падали, он позволяет питаться более крупными кусками пищи. Если древние головоногие по тем или иным причинам не были приспособлены для того, чтобы охотиться и убивать добычу, они могли просто дождаться, пока возраст, болезни или несчастный случай сделают свою работу, а потом подплыть и объесть труп. Корн говорит: «Мне кажется наиболее вероятным, что они были падальщиками».

Тем не менее не стоит полностью отбрасывать версию, согласно которой ранние головоногие могли быть хищниками. Так, например, Монкс поддерживает гипотезу медленного нападения. Представим на минуту, как живший в ордовике огромный прямораковинный головоногий моллюск дрейфует в паре метров от песчаного дна. Он обнаруживает (может быть, с помощью зрения или обоняния), что под ним так же неспешно ползет улитка. Несколько плавных реактивных толчков — и вот он подбирается к добыче достаточно близко, чтобы схватить ее.

Если бы мы снимали документальный фильм о природе, такую сцену «погони» нужно было бы ускорить раза в три, чтобы ее было не слишком скучно смотреть, и все же это была бы самая настоящая погоня.

Не стоит забывать, что мир велик и разнообразен. И не везде развивались все возможные формы жизни. Где-то древние головоногие величественно дрейфовали, а где-то у них могли развиться более активные способы плавания. Полотно эволюции состоит не из одной, а из множества нитей. Некоторые из них обрываются, другие меняются так быстро, что за ними едва можно проследить в общем рисунке ткани.

Были ли первые головоногие суперхищниками, суперпадальщиками или суперпланктоном — они в любом случае занимали господствующее положение. Пока не появились рыбы.

Первые эксперименты

Пока крупные и мелкие головоногие распространялись по океанам ордовика, занимаясь охотой, фильтрацией или сбором падали (а может быть, всем сразу), побочная и неприметная ветвь развития под названием позвоночные породила первых настоящих рыб. У них были плавники, хвосты и жабры, у них даже были черепа, правда без челюстей. Они поглощали любую пищу, которую не нужно было кусать и жевать, а потому почти наверняка не представляли никакой угрозы для головоногих. Затем, в следующем, силурийском, периоде, эти необычные, обладающие костным скелетом существа породили нечто по-настоящему опасное.

Для того чтобы поймать и съесть добычу, челюсти подходили так же хорошо, как и клювы. Челюстями можно было даже проткнуть или раздавить раковину головоногого. У силурийских головоногих появились конкуренты за добычу, а может быть, им даже впервые пришлось испытать на себе, что значит быть добычей. Едва возникнув, новые соседи — рыбы — передали головоногим суровый наказ эволюции: приспосабливайся или умри.

Все первые рыбы с челюстями были одеты в броню, которая сегодня кажется громоздкой: она явно не отвечает требованиям гидродинамики. Ничего похожего на современных акул или марлинов. И все же они были не так громоздки, как головоногие моллюски, которым приходилось таскать на себе тяжелые раковины. Броня рыб по крайней мере не была монолитной, а состояла из сочлененных частей и позволяла изгибаться и быстро двигаться. Раковины головоногих походили скорее не на броню, а на мобильное бомбоубежище.

Чтобы как-то справиться с этим неудобством, некоторые силурийские головоногие пошли на радикальные меры — они периодически отламывали кончики своих длинных прямых раковин. Такая укороченная раковина позволяла легче маневрировать во время плавания и была менее уязвима, если животное подхватывали волны и бросали на камни. Преимущества такого подхода очевидны, но намеренное разрушение собственной раковины столь примечательная стратегия, что первого известного головоногого, который так действовал, в честь нее и назвали Sphooceras truncatum{5}[60].

По оценке французского палеонтолога Йоахима Барранда, который первым описал окаменелые остатки Sphooceras в 1860 г., в течение жизни животного раковина могла укорачиваться в десятки раз[61]. Sphooceras начинал с того, что заполнял три-пять камер на конце раковины твердыми минеральными отложениями, похожими на противовесы, которыми пользовались его гигантские родичи. Подобными отложениями укреплялась и стенка, или септум, между той частью раковины, которую планировалось сохранить, и камерами, предназначенными к удалению. И наконец, сифункул закупоривался и сбрасываемые камеры отсоединялись. Каким-то неведомым способом. Мы к этому еще вернемся, но сначала рассмотрим другую загадку.

Рис. 2.5. Sphooceras truncatum, вероятно, первое головоногое, вобравшее раковину внутрь

Franz Anthony

Септум, который соединялся с отброшенной раковиной, соприкоснувшись с океанской водой, зарастал гладкой крышечкой. Материал для этой крышечки должен был вырабатываться мягкими тканями животного, находящимися на другом конце раковины. Барранд придумал этому причудливое объяснение: он предположил, что Sphooceras мог вытягивать два специальных щупальца вдоль всего тела до конца обломанной раковины, чтобы выделить материал для крышечки.

Только в 1980-е гг. несколько ученых подвергли сомнению идею о том, что щупальца формируют крышку, как и вообще концепцию укорачивания раковины. «Невозможно предположить никакого правдоподобного механизма», — возражает польский палеонтолог Ежи Дзик[62]. Животное, вероятно, было способно наполнять камеры и утолщать септум, но что потом? Какое чудо могло разделить раковину в строго определенном месте? Поскольку моллюск жил в противоположном конце раковины, Дзик полагал, что он никак не мог сломать свою собственную раковину, а любой «внешний фактор», который мог бы ее разломить, с большой вероятностью убил бы и само животное.

Затем, в 2012 г., чешские ученые Войцех Турек и Штепан Манда вместе с парой сотен новых окаменелостей Sphooceras фактически спасли гипотезу укорачивания раковины, предложив новый взгляд на это очень древнее животное[63].

Вспомните моллюсков каури (или ципреи){6} с уникальной раковиной, отшлифованной естественным образом. Другие улитки держат все тело внутри раковины, в том числе и мантию, которая эту раковину создает, так что их внешние фасады постепенно грубеют и стираются. Каури поддерживает гладкость и красоту узоров своей раковины, периодически высовывая мантию наружу, чтобы охватить всю раковину и выделить на ее поверхность новый материал.

Даже спустя миллионы лет, которые они пролежали заточенными в камне, раковины Sphooceras, а особенно их крышечки, выглядят такими же отполированными и узорчатыми, как каури. Турек и Манда пришли к выводу, что мантия животного, должно быть, растягивалась, закрывая всю его раковину, тем самым оставляя палеонтологам красноречивые подсказки. Дополнительные свидетельства в пользу этой гипотезы обнаружились при изучении другого конца раковины — отверстия близ головы, где раковина так тонка, что должна была бы ломаться, если бы не была защищена слоем кожи.

Если принять этот новый взгляд на мантию Sphooceras (которая закрывала всю или почти всю его раковину), становится легче понять процесс укорачивания. Мантия могла попросту начать растворять раковину в месте предполагаемого разлома. Как при перфорации бумаги, материал в этом месте был бы достаточно ослаблен, чтобы обломиться под воздействием нагрузок во время движения в воде. Конечно, для укорачивания мантия должна была бы периодически втягиваться обратно, иначе сброшенная раковина оставалась бы в теле животного, что лишало смысла всю затею.

В пользу предположения о том, что по крайней мере в течение некоторого отрезка жизни животного раковина находилась снаружи, говорит и распределение окраски на лучше всего сохранившихся образцах. Турек и Манда пишут, что их окраска похожа на окраску современных наутилусов, у которых на верхней части раковины видны толстые полосы.

Полосы современных наутилусов эффектно выглядят в сувенирных лавках, но под водой они служат маскировкой. Благодаря толстым и широким темным полосам на верхней части раковины для наблюдателя сверху наутилус сливается с темными глубинами океана. На нижней стороне полосы тонкие и почти незаметные, поэтому для того, кто смотрит на животное снизу, оно сливается с яркой поверхностью воды. Похожая окраска Sphooceras дает основание предполагать, что его раковина хотя бы изредка оказывалась снаружи, а значит, должна была скрывать его от хищников (или добычи).

Дзик до сих пор не уверен, что Sphooceras обертывал свою раковину мантией и укорачивал ее, но тем не менее он называет исследование Турека и Манды «одной из блестяще выполненных работ по палеозойским головоногим»[64]. Эти двое ученых открыли, описали и проанализировали огромное количество новых окаменелостей Sphooceras, тем самым продвинув наше понимание прошлого планеты далеко вперед. Трактовки могут уточняться или опровергаться, а вот фактические данные можно использовать всегда.

Если предположения Турека и Манды верны, то Sphooceras, вероятно, был первым головоногим, который экспериментировал с интернализацией раковины. Спустя миллионы лет какие-то аммоноиды-отступники могли попытаться последовать его примеру, но внутренние раковины приобрели популярность много позже, когда на арену жизни влетели первые колеоиды. Они могли даже ненадолго возродить тактику укорачивания раковин, первооткрыватель которой давно вымер. Бедняга Sphooceras, который привык делить силурийские моря с первыми челюстными рыбами, не был готов к тому, чтобы пережить революцию.

3. Плавучая революция

Укорачивание как способ решения проблемы с громоздкой раковиной головоногими использовалось нечасто, хотя имеются доказательства того, что Sphooceras свою раковину сбрасывал. Основным способом стало закручивание раковины — она укладывалась спиралью, виток на виток, подобно тому как укладывают длинные волосы в пучок. Первые закрученные формы появились в первые миллионы лет жизни первых головоногих, и плавали они в морях одновременно с прямораковинными формами. Постепенно закручивание стало независимо проявляться в процессе эволюции у разных групп. Одной из таких групп были наутилиды (это не опечатка, так называется отряд наутилоидов), среди которых в дальнейшем появится и современный жемчужный наутилус.

Другими животными с характерно закрученными раковинами были аммоноиды.

Аммоноиды представляют собой невероятно интересную группу. В ископаемой летописи головоногих повсюду можно обнаружить их изобилие и разнообразие, но не осталось ни единого следа мягких тканей или живых потомков, на основе которых мы могли бы представить, как они были устроены в древние времена. Только по одним лишь раковинам нам приходится составлять представление о том, как они появились в кишащих рыбой девонских морях, как в процессе эволюции достигли высокой плодовитости, как стремительно пришли к расцвету, а затем и к практически полной гибели в конце палеозойской эры.

Челюсти

Девонский период (400 млн лет назад) ученые часто называют «эпохой рыб». Подобный эпитет подразумевает, что для всех, кроме рыб, наступили черные времена, — и в целом это не так уж неверно. Но в девонском периоде также возникло огромное разнообразие головоногих — как наутилоидов, так и аммоноидов. И рыбы, и головоногие продолжали совершенствовать свое умение плавать — и поедать добычу.

Первые рыбы с челюстями появились еще в силурийском периоде, но только в девоне у них началось взрывное видообразование и возникли обновленные версии закованных в неуклюжие панцири плакодермов, а также целый ряд акул и костистых рыб. Затем естественный отбор, видимо, начал оказывать сильное давление, способствуя развитию гидродинамической формы, благоприятствуя рыбам, которые могли ловко и быстро рассекать толщу воды. За несколько миллионов лет их тела из странных плоских подушек превратились в то, что мы считаем характерной формой рыбы, — обтекаемой, как у тунца.

Похожие изменения произошли и у головоногих. Прямораковинные, или свободно закрученные, головоногие к концу девона стали менее разнообразными и менее многочисленными; процветали те, чьи раковины закручивались все туже. Закручивание дает те же преимущества в скорости и маневренности, что и укорачивание, а вдобавок защиту от поедания. Закрученную раковину труднее схватить, удержать, проломить. Головоногие нуждались в такой защите.

Экосистема океана прошла капитальную перестройку. Толща воды, в которой когда-то жили лишь мелкие дрейфующие организмы и крупные, но неповоротливые и медлительные головоногие, превратилась в гоночную трассу, где проигравшим грозила смерть от челюстей.

Нам с вами будет проще понять, что произошло, если освоить профессиональный жаргон морских биологов. Животных можно разделить по их местообитанию и образу жизни на донный бентос, дрейфующий планктон и активно плавающий нектон (название происходит от того же греческого корня, что и у нашего старого друга нектокариса, плавучей креветки). Большинство ранних животных кембрия принадлежало к бентосу. Головоногие были одними из первых, кто перешел в группы планктона и нектона, распространившись по новым нишам в течение двух последующих периодов — ордовика и силура. В следующем за ними девонском периоде произошли эволюционные изменения во всех группах животных, независимо от их таксономической принадлежности, — они переходили из бентоса и планктона в нектон.

Поэтому швейцарский палеонтолог Кристиан Клуг в 2010 г. придумал новый термин: он предложил называть это время не эпохой рыб, а девонской нектонной революцией[65]. «Давление на бентосные организмы возрастало», — говорит Клуг. В девоне происходила «эволюция колючих трилобитов, колючих иглокожих [морских ежей] — развитие защитных механизмов шло во всех группах»[66]. Выживать было трудно даже тогда, когда над океанским дном дрейфовали, неспешно хватая добычу, одни только головоногие хищники. Но теперь на вечеринку без приглашения заявилась толпа голодных рыб, вооруженных сокрушительными челюстями, и всем прочим видам, оказавшимся добычей, пришлось приспосабливаться.

Неслучайно в девоне обнаруживается и первый ископаемый след клюва головоногих[67]. «Возможно, челюсти головоногих развились в ответ на развитие челюстей у рыб», — рассуждает Клуг[68]. Это не значит, что рыбы с головоногими уселись рядышком помериться челюстями, и головоногим показалось, что они проигрывают, поэтому они отправились домой и сконструировали себе клювы. Нет, это значит, что разные виды добычи в ответ на появление рыб с челюстями совершенствовали свою броню и защиту, а головоногие, не оснащенные столь же мощными зубами, оставались голодными. Те головоногие, у которых клювы случайно стали тверже, смогли ловить и съедать больше пищи. Сытые животные, как правило, размножаются успешнее, чем голодные, поэтому головоногие с твердыми клювами оставили больше потомства, что постепенно привело к кардинальным изменениям в строении ротового аппарата головоногих.

Винтер указывает, что развитие могло идти и в противоположном направлении. «Кто знает, с чего все началось, — говорит он. — Может быть, появление какого-то позвоночного существа с челюстями заставило всех шевелиться: „эх, черт возьми, надо приспосабливаться!“ Или челюсти развились у головоногих, а рыбы вдруг сообразили: „ох, черт, надо догонять!“»[69] В летописи окаменелостей еще много белых пятен, чтобы мы могли с уверенностью что-то утверждать.

Как бы там ни было, девонская нектонная революция положила начало взаимоотношениям, которые продолжаются и по сей день. Рыбы и головоногие, головоногие и рыбы — они изменялись, совершенствовались и увеличивали разнообразие, соперничая и поедая друг друга. «Это лейтмотив эволюции головоногих, — пишет Винтер, — они постоянно эволюционируют совместно с рыбами».

Значение рыб в эволюционной траектории головоногих неоспоримо, но ученые нередко начинают запинаться и что-то невнятно бормотать, когда речь заходит о том, являются ли взаимодействия между этими группами преимущественно конкурентными, или это были отношения по типу хищник — жертва. Охотились ли головоногие и рыбы наперегонки за одной и той же добычей, или головоногие лишь пытались избежать рыбьих челюстей? Дитер Корн, например, настаивает, что две эти группы никогда не сталкивались на равных. Головоногие, кроме всего прочего, были отягощены раковинами, а «аммонит, вероятно, никогда не мог охотиться на других животных, разве что за исключением самых мелких. Пока рядом с головоногими существовали рыбы, высшими хищниками были именно они, а не головоногие»[70].

Такая гипотеза говорит в пользу старого названия «эпоха рыб», по крайней мере если вы склонны называть какой-либо отрезок времени в честь главного хищника. Но имеются аргументы и в пользу названия «эпоха аммоноидов», в честь созданий, которые, возможно, занимали центральное положение в морской пищевой сети, — головоногие тогда начали играть ключевую экологическую роль, поедая в океане всякую мелочь и обеспечивая пищу его крупнейшим обитателям. Аммоноиды в древних морях могли быть неким аналогом сегодняшних кальмаров, которые служат универсальной пищей всем современным морским хищниками.

Эта роль была обусловлена существенным эволюционным преимуществом аммоноидов перед их предками: они стали размножаться как кролики.

Секс и дети

Именно в этой области головоногие (как древние, так и современные) не кажутся нам такими уж чуждыми, как многие животные, в том числе и другие моллюски. Например, слизни — гермафродиты, в процессе оплодотворения друг друга их пенисы иногда запутываются, и тогда слизни их отгрызают. (Обещаю, больше в этой главе не будет ничего столь же неприятного.)

У всех ныне живущих головоногих есть разделение на мужской и женский пол, так что будем исходить из допущения, что у ископаемых существ оно тоже было. Но определять пол по окаменелостям весьма затруднительно; это порой непросто сделать и у ныне живущих животных. Самец наутилуса опознается по спадиксу, который следовало бы просто назвать пенисом, поскольку он состоит из пещеристой ткани и служит для переноса спермы в тело самки. Самцы-колеоиды скромнее: они держат свои аналоги пенисов внутри мантии, а для переноса спермы пользуются видоизмененными руками — гектокотилями. И спадикс, и гектокотиль трудно различить, если не знать в точности, как они должны выглядеть, а единственный способ определить самку у большинства видов — это удостовериться, что у нее нет ни того ни другого.

Впрочем, у одного из ныне живущих видов колеоидов пол можно определить с первого взгляда. Самки осьминога, известного как аргонавт, в пять раз крупнее самцов. (Для сравнения: косатка примерно в пять раз крупнее среднего взрослого человека, который, в свою очередь, примерно в пять раз крупнее опоссума.)

Огромная разница в размерах привлекла внимание палеонтологов, которые заметили, что у многих видов аммоноидов также встречаются особи двух разных размеров, которых стали называть микроконх (маленькая раковина) и макроконх (большая раковина). И те и другие явно были зрелыми — у них была полностью сформирована ювенильная часть раковины и построена конечная взрослая жилая камера. После оживленных споров большинство исследователей сошлись на том, чтобы определять пол аммоноидов по аналогии с современными аргонавтами, и стали называть макроконхов самками, а микроконхов — самцами. У микроконхов также часто встречаются удлиненные отростки, которые называют ушками, — они могли оказывать, как бы это поделикатнее сказать, анатомическую поддержку (гектокотили некоторых современных колеоидов достигают значительных размеров, и считается, что гектокотили микроконхов были столь же крупными)[71]. Или же ушки были чем-то вроде павлиньих хвостов — украшением, предназначенным для того, чтобы привлекать партнеров.

Некоторые ископаемые наутилоиды тоже делятся на макроконхов и микроконхов, хотя в их случае нет уверенности, что и те и другие — взрослые особи. Определять взрослых аммоноидов обычно бывает просто, так как у многих видов развиваются необычные модификации конечной жилой камеры — вроде тех же ушек. Признаки зрелости у раковин наутилоидов проявляются в виде менее заметных изменений, таких как относительная толщина септ и размер камер. И все же в случае с несколькими ископаемыми наутилоидами ученые решились обозначить макроконх как самку, а микроконх как самца.

Как бы то ни было, раковины современных наутилусов демонстрируют обратную закономерность: самцы несколько крупнее самок, с более широким отверстием, приспособленным под спадикс. Этот тип строения, как и переход наутилоидов от десяти рук ко многим десяткам рук, мог развиться из предшествующих форм, устроенных иначе. Но если принять это допущение, сразу возникает вопрос: когда и почему самцы наутилоидов стали крупнее самок?

Что касается современных видов, у которых самки крупнее, мы обычно предполагаем, что разница в размерах связана с формированием и вынашиванием большого количества яиц. Самки аргонавтов заходят еще дальше и выделяют из рук материал для строительства похожей на раковину выводковой камеры, в которой бережно, как в колыбели, вынашивают многочисленные кладки яиц в течение всей жизни. А крошечным самцам аргонавта удается спариться с самками лишь однажды. У них одноразовые гектокотили: наполнившись спермой и войдя в самку, они отламываются. Хотя у всех известных нам самцов колеоидов гектокотиль многоразовый, назвали эти конечности так из-за случая с бедными осьминогами-аргонавтами. Первый ученый, обнаруживший отломанную руку внутри самки аргонавта, описал ее как паразитического червя рода Hectocotylus. Только позднее биологи поняли, что «червь» изначально был частью тела самца аргонавта и что другие самцы головоногих обладали похожими видоизмененными руками.

В противоположных случаях, когда самцы крупнее самок, мы часто предполагаем, что причиной тому конкуренция. Безусловно, у многих видов кальмаров и каракатиц крупные самцы сражаются за женское внимание и возможность спариться. Они принимают вызывающую окраску, толкают и кусают друг друга. Самок это, кажется, впечатляет: по крайней мере, они спариваются с самцами-победителями и позволяют им себя охранять. Но даже у этих видов встречаются самцы помельче, которые демонстрируют совсем иную стратегию спаривания. Пока большие парни выставляют напоказ свои достоинства, эти некрупные самцы тихонько подбираются к самкам, иногда принимая маскировочную окраску «под самку». Это не отпугивает настоящих самок, которые с готовностью спариваются с этими маленькими шустрыми самцами, которых весьма метко назвали «сникерами»{7}. Такие сбивающие с толку приемы, в силу их природы, практически невозможно восстановить по ископаемым. Можно дать волю воображению, но как нам узнать, бывали ли самцы древних головоногих двух разных размеров?[72]

Независимо от разницы в размерах и тактики спаривания, самки всех изученных современных видов головоногих, прежде чем отложить яйца, собирают и хранят сперму от многих самцов. Такое поведение впечатляет биологов, но и приводит их в замешательство. Оно дает сперматозоидам широкие возможности конкурировать друг с другом, а самкам — выбирать сперму от лучшего для нее самца, но сам результат остается загадкой. Побеждает ли первый сперматозоид? Или, может быть, последний? Самый шустрый или полученный от самого сексуального самца? Или все сперматозоиды равномерно оплодотворяют все доступные им яйцеклетки? На эти вопросы трудно ответить даже при изучении живых головоногих, что уж говорить об ископаемых. Половые клетки не слишком хорошо сохраняются в окаменелостях.

И все же палеонтологам повезло обнаружить несколько окаменелых яиц головоногих (сперматозоидов пока не нашли). Различие между этими находками позволяет предположить, что древние головоногие пользовались столь же разнообразными стратегиями размножения, что и их современные потомки. Некоторые яйца аммоноидов, похоже, были упакованы в капсулы, как у современных осьминогов, каракатиц и некоторых видов кальмаров[73]. Как современные, так и древние капсулы с яйцами обычно находят прикрепленными к более или менее устойчивым объектам — камням, водорослям или пустым раковинам, как правило расположенным на дне океана. Другие яйца аммоноидов сохранились в окаменелом виде там, где условия на дне были бы для них смертельно опасными из-за недостатка кислорода. Поэтому палеонтологи предполагают, что эти яйца изначально дрейфовали намного выше непригодного для жизни дна, в насыщенной кислородом воде ближе к поверхности. Яйца в виде такой свободно плавающей студенистой массы нередко откладывают современные океанские кальмары[74].

Несколько кладок яиц аммоноидов было даже обнаружено внутри макроконхов: заманчиво было бы объяснить это вынашиванием, ведь тогда у нас будет дополнительный аргумент в пользу того, чтобы считать макроконхов самками[75]. У современных головоногих такое поведение встречается редко, но несколько видов глубоководных осьминогов носит яйца в мантии вплоть до вылупления детенышей.

Удачные находки ископаемых яиц попадаются слишком редко, чтобы выстроить всю картину эволюции половой жизни древних головоногих. С этой целью ученые обращаются к очень удобному свойству раковин взрослых моллюсков: каждая раковина хранит летопись всей жизни животного, в том числе по ней можно узнать размер яйца, из которого животное вылупилось. Внутри окаменелого аммоноида, в центре закрученной раковины, лежит крошечная аммонителла, которую животное отрастило, будучи еще зародышем (прошу прощения, что нагружаю вас еще одним непонятным термином, но «аммонителла» — такое прелестное словечко).

Как объясняет Пег Якобуччи, аммонителла целиком формируется в яйце, и сразу же после того, как моллюск появляется на свет, на раковине остается след, отмечающий момент вылупления. У них нет личиночной стадии, что необычно для морских беспозвоночных. Из яйца вылупляется миниатюрная версия взрослого животного. Якобуччи также отмечает, что «аммонителла часто бывает покрыта особым узором, который отличается от окраски подростковой или взрослой раковины»[76]. Эта вроде бы незначительная подробность позже окажется ключом к разгадке важных эволюционных тайн. Таким образом, эво-дево позволяет нам увидеть эволюционный путь организма по узорам, меняющимся в процессе развития. Но пока сосредоточимся на том, что, измерив аммонителлы у взрослых особей, можно узнать, какого размера они были в младенчестве, а по остальной части раковины — как быстро они росли.

Если отследить таким образом, как менялся рост аммоноидов на протяжении всего девонского периода, мы получим «Дело невероятных уменьшающихся яиц». Как полагается хорошей детективной истории, она начинается далеко от места происшествия — на суше, в те времена, когда на земле появились первые леса.

Невероятные уменьшающиеся яйца

Примерно в начале девонского периода сухопутные растения начали возникать из водорослевой пены и ползучего мха и развиваться в настоящие трехмерные формы. Они закапывались корнями вглубь, раскидывались ветвями вширь и постепенно достигли такой высоты, что их стало можно называть деревьями. Заселив всю доступную сушу, эти деревья сбрасывали кусочки себя в ручьи и реки, которые уносили все в море.

Щедрый приток съестного привел к обильному размножению мелкого дрейфующего планктона. Не весь планктон наловчился питаться разлагающимися листьями, но тот, который сумел это сделать, стремительно преумножался и становился пищей для других видов планктона. Прилив энергии со дна пищевой сети запустил повсеместную эволюционную радиацию{8}.

Пока все понятно. Довольно легко представить, как такая последовательность событий могла сработать заодно с эволюцией челюстей, чтобы запустить нектонную революцию Клуга. А потом аспирант Клуга, Кеннет де Батс, стал вести исследования в ином направлении[77]. Да, безусловно, на протяжении девонского периода раковины аммоноидов в целом закручивались все туже. Но то же самое происходило и с самой маленькой частью раковины — аммонителлой. К тому же, по мере того как аммонителлы закручивались туже, они еще и уменьшались. В чем же тут дело?

Де Батс — еще один фанат головоногих, который начинал как любитель динозавров. Когда первоначальный интерес к динозаврам привел его к изучению геологии, он стал все больше интересоваться беспозвоночными. Однажды в каком-то документальном фильме он услышал знаменитую, часто пересказываемую историю про осьминога, который выбрался из собственного аквариума и залез к соседям-рыбам, чтобы полакомиться ими[78]. Тогда де Батс задумался о том, как проходила повседневная жизнь дальних предков осьминога. Среди прочего его интересовал вопрос об их репродуктивном поведении.

Он знал, что у тех видов современных осьминогов, для которых характерны более крупные яйца, сами кладки меньше, чем у осьминогов, откладывающих относительно мелкие яйца. Разница в количестве яиц в кладке может достигать нескольких порядков. Взявшись за изучение древних аммонителл, де Батс обнаружил не менее существенные различия: по приблизительным оценкам — от 35 крупных яиц до 220 000 мелких яиц на самку. Хотя различия между видами аммоноидов по этим признакам существовали на протяжении всего девона, маленькие яйца и плодовитые родители, как правило, встречались позже.

Со времен своего возникновения в кембрии большинство головоногих откладывали сравнительно немного крупных яиц, полных питательного желтка, чтобы обеспечить развивающихся отпрысков всем необходимым. Это было важно, поскольку окружающая среда не изобиловала детским питанием. Начиная с ордовика, некоторые из ранних прямораковинных головоногих могли начать экспериментировать и откладывать яйца помельче, и тогда на свет появлялись более мелкие детеныши, которым приходилось самим добывать себе пищу в планктоне. Но именно великий расцвет планктона в девоне оправдал стратегию головоногих родителей отправлять самих детей за едой, а не запасать им дорогой обед в виде желтка. Аммоноиды откладывали яйца все меньшего размера, из которых быстро вылуплялись пожирающие планктон детеныши — и чем мельче становились яйца, тем больше яиц могла отложить каждая самка.

К сожалению, побочным эффектом уменьшения размера яиц стало то, что только что вылупившиеся малыши оказались уязвимыми для большего количества хищников. Все более тугое скручивание аммонителлы, вероятно, выработалось в качестве защиты, а усилившееся преследование со стороны хищников приводило к естественному отбору более туго закрученных раковин у взрослых особей.

Возможно, вы спросите, не приходилось ли более мелким детенышам расти дольше, то есть не приводило ли сокращение размеров яйца к увеличению продолжительности жизни животного. По-видимому, все-таки нет. Исследуя развитие раковины от зародышевого центра до конечной жилой камеры, мы можем узнать, как быстро животное росло и взрослело, и для большинства аммоноидов ответ будет — очень быстро. Аммоноиды некоторых видов могли созревать всего за год, других — за пять или максимум за десять лет.

То есть аммоноиды конвергентно пришли к тому же образу жизни, что и большинство современных колеоидов, известных тем, что живут быстро и умирают молодыми. Современные кальмары откладывают тысячи, иногда миллионы яиц и тут же умирают — так и не увидевшись с собственным потомством. У большинства видов детеныши вырастают, откладывают собственные яйца и умирают меньше чем за год. Аммоноиды и кальмары — едва ли единственные животные с такой жизненной стратегией: она характерна для большинства насекомых и, что удивительно, для еще одной чрезвычайно успешной когда-то, а ныне полностью вымершей группы животных — динозавров.

Динозавры жили намного дольше, чем комары или кальмары, но их созревание шло очень быстро по сравнению с другими позвоночными, особенно с первыми млекопитающими. Каждое новое поколение создает новые возможности для естественного отбора, и при более быстрой, чем у млекопитающих, смене поколений динозавры просто быстрее эволюционировали. Они быстрее приспосабливались, распространялись и наращивали разнообразие, оттеснив млекопитающих более чем на сотню миллионов лет[79].

История раннего воцарения динозавров на суше повторилась у головоногих в океане: в течение долгих геологических периодов аммоноиды процветали, и после первого из множества серьезных ударов — вымирания в конце девона — они довольно быстро восстановились.

Этот кризис, вероятно, был вызван тем же притоком растительного материала с суши, который послужил критическим толчком эволюции первых аммоноидов. На примере современных океанов мы видим, как огромные количества питательных веществ, сброшенных в воду (например, сток удобрений с сельскохозяйственных предприятий), могут оказывать вредоносное воздействие на экосистему. Морские бактерии трудятся, чтобы переварить избыток питательных веществ, в процессе вбирают слишком много кислорода из окружающей воды — и животные, которым необходимо дышать, лишаются этой возможности[80]. Подобная цепь событий предположительно произошла и в конце девона, когда широкомасштабное вымирание вызвало гибель великих рифовых систем и привело к исчезновению множества видов аммоноидов[81].

Благодаря многочисленному потомству и быстрой смене поколений выжившие аммоноиды смогли вскоре вернуться к большому разнообразию размеров и форм в последующие периоды (карбон и пермь). Вероятно, стремительная эволюция позволила им затмить наутилоидов, которые всю вторую половину палеозоя оставались на заднем плане. Подобно древним ордовикским головоногим, наутилоиды продолжали откладывать довольно крупные яйца и неспешно расти. Из-за этого их эволюция протекала неторопливо, раковины не отличались богатством форм, и все это на фоне ошеломляющего разнообразия аммоноидов.

Совсем не удивительно, что древние наутилоиды росли медленно: так происходит и у современных наутилусов, ведь их возможности ограничены необходимостью строить раковину. Но если уж на то пошло, аммоноидам тоже нужно было строить раковины — и как им тогда удавалось расти настолько быстрее наутилусов?

Чит-код аммоноидов

Одна из самых красивых и впечатляющих особенностей ископаемых аммоноидов — линии швов в месте соединения септ и наружной стенки раковины. Чем более извилисты линии, тем больше складок в септах. Существует множество научных гипотез, объясняющих предназначение столь сложной конструкции. Самая распространенная гипотеза указывает на связь сложности швов с прочностью раковины, позволяющей ей противостоять давлению морской воды.

Любая емкость с газом, погруженная в воду, может смяться под огромным давлением воды. Людям не приходится об этом беспокоиться: мы по большей части состоим из воды, а вода в основном не поддается сжатию. Воздух у нас присутствует лишь в нескольких местах; наши мягкие легкие могут безболезненно сжиматься, а давление в более твердых синусовых пазухах можно отрегулировать, добавив воздуха из легких. Вы чувствуете, как это происходит, когда ныряете на дно бассейна: в ушах в этот момент слышится легкий щелчок (если этого не происходит, можно выдохнуть, зажав нос).

Раковины так не щелкают, потому что у головоногих нет другой емкости с газом для обмена. Что же тогда делать аммоноидам и наутилоидам? Один из вариантов заключается в том, чтобы оставаться на небольшой глубине, ближе к поверхности, где давление минимально. Можно также укрепить раковину, чтобы она могла выдерживать давление; по такому принципу, например, мы строим подводные лодки. Люди делают это при помощи инженерии, головоногие — в результате эволюции.

Более толстая, относительно объема, стенка раковины может выдержать большее давление. Это проще всего осуществить с маленькой раковиной небольшого объема: некоторые раковинные головоногие (как современные, так и древние), возможно, остановились на скромных размерах, чтобы приспособиться к жизни на больших глубинах. Чтобы строить более крупные камеры, нужно больше времени. Это правдоподобно объясняет, почему современным наутилусам требуется много лет, чтобы достичь даже небольших размеров.

Рис. 3.1. Трехмерные изображения поверхностей раковин двух видов современных наутилусов (слева) и двух видов древних аммоноидов (справа) демонстрируют разницу в сложности их камер. Одна камера каждого вида изображена рядом с раковиной, чтобы дать более полное представление о форме септ

Robert Lemanis, Dieter Korn, Stefan Zachow, Erik Rybacki, and René Hoffman, «The Evolution and Development of Cephalopod Chambers and Their Shape», 2016

А вот аммоноиды, похоже, нашли хитрый способ для того, чтобы быстро вырастить прочные раковины. Вместо утолщения стенок раковины они усложняли форму перегородок между камерами. Швы наутилоидов образуют простые линии, у аммоноидов же они извилисты и свернуты в узоры фрактальной сложности. Некоторые ученые считают, что изощренно устроенные перегородки распределяют давление воды, не оставляя слабых мест, в которых раковина может проломиться[82].

Замысловатая форма и сочетание этих линий отнюдь не случайны. Благодаря своему постоянству они служат палеонтологам основным инструментом для описания и определения видов аммоноидов. У каждого конкретного животного каждая из десятков септ, разделяющих камеры, формируется одинаково — как стаканы, вкладывающиеся друг в друга. Это характерно не только для отдельного животного, но и для вида в целом. Каждый вид имеет свой собственный отличительный узор, а между разными видами существуют четкие взаимосвязи. У большинства первых аммоноидов линии швов довольно просты, и сложность увеличивается по мере эволюционного развития этих существ.

Вероятно, не случайно древние аммоноиды с простейшими швами были одновременно и самыми крошечными. Более сложные швы, очевидно, позволяли выживать аммоноидам с более тонкой раковиной, а значит, они могли быстрее расти и становиться крупнее без увеличения продолжительности жизни.

Другая возможная выгода от сложных швов состояла в спасении от хищников. Швы могли выдерживать не только давление воды, но и укусы чьих-то челюстей: такую раковину было труднее расколоть. Даже если она проламывалась в одном месте, изгибы перегородок не давали трещине распространиться. Акула, которой не удалось прокусить такую крепкую броню, могла разочароваться и уплыть за едой попроще, а аммоноид, возможно, даже мог починить раковину быстрее, чем его родственники-наутилоиды. Многие окаменелости свидетельствуют о том, что древние головоногие выживали и восстанавливались после нападений. Любая дыра, проделанная в самом фрагмоконе, была смертельной, поскольку сифункул, единственная мягкая ткань внутри фрагмокона, не может выделять вещество для строительства раковины. Но если была повреждена жилая камера, то с помощью мантии животное тут же ловко принималось ее заделывать.

Появление швов аммоноидов можно довольно убедительно объяснить укреплением раковины и ускорением роста, но вероятно, что ни то ни другое не было исходной причиной. Некоторые ученые считают, что первые сложные швы возникли для усовершенствования газообмена.

Современным наутилусам требуется много времени, чтобы изменить соотношение жидкости и газа в камерах раковины: они либо выкачивают воду сифункулом, либо позволяют ей просочиться обратно. Они могут проделывать это в процессе роста, когда формируются новые камеры, и таким образом приспосабливаться к изменению плавучести, если часть раковины отломана. Но для передвижения этим приемом не пользуются: чтобы плыть вверх или вниз, наутилус просто располагает свой сифон под нужным углом и пускает струю воды.

Складчатые септы могли позволить аммоноидам менять соотношение жидкости и газа, а следовательно, и плавучесть, быстрее, чем это делают современные наутилусы. В этом случае они, возможно, даже могли двигаться как воздушные шары: шар поднимается или опускается не на реактивной тяге, а оттого, что пилот меняет его плавучесть, прибавляя или уменьшая температуру воздуха.

Если предположить, что сложные швы возникли именно для этого, то более поздние аммоноиды вполне могли взять их на вооружение еще и для укрепления раковины. Такие изменения в практическом использовании уже имеющегося признака организма встречаются довольно часто. Например, перья, когда они впервые появились у динозавров, использовались, скорее всего, для теплоизоляции. Эволюции пришлось довольно долго возиться, чтобы появились аэродинамические свойства, — и даже современные птицы, которым перья нужны для полета, заодно используют пух для сохранения тепла. Подобным образом изначальное увеличение сложности швов у аммоноидов могло дать преимущества для движения, а со временем аммоноиды с более сложными швами стали извлекать выгоду из повышенной устойчивости раковин к давлению и нападению хищников.

Надеюсь, вы не будете возражать, если я позволю себе немного антропоморфизма. Мне нравится представлять, что эволюция воспринимала аммоноидов так же, как моя дочь — пластилин. То есть как источник безграничных возможностей и головокружительного творческого вдохновения.

А потом, несмотря на сложные швы, плодовитость и туго закрученные раковины, аммоноиды практически исчезли из океанов.

Девяносто шесть процентов: Великое вымирание

Около 252 млн лет назад Земля разверзлась в приступе планетарного несварения и задала всем жару. Мы знаем об этом благодаря химическому элементу — углероду, из которого строят свои тела все живые организмы, а некоторые из этих организмов (ученые) используют его и для изучения истории Земли.

Углерод бывает легким и тяжелым, оба вида легко найти где угодно на планете. Как объясняет Дитер Корн, «чтобы строить свои тела, живые существа предпочитают брать из мировых запасов легкую форму. Если на Земле много жизни — мировые запасы легкого углерода истощаются»[83]. Когда живые существа умирают и разлагаются, их углерод возвращается, пополняя мировые запасы.

В течение пермского периода на Земле было очень много жизни. Так что в доступном виде имелось мало легкого углерода и много тяжелого. Затем, как показывает геологическая летопись, примерно 250 млн лет назад, наблюдается резкий приток легкого углерода. «Едва ли это можно объяснить природными процессами, — считает Корн. — Что-то пошло не так в углеродном цикле. Основная гипотеза — громадные сибирские вулканы. Один из них выжег весь органический материал вокруг себя, и это стало источником легкого углерода».

«Громадные» — это еще мягко сказано. Извержения сибирских вулканов длились предположительно 100 000 лет, а их геологическое воздействие легко увидеть и сегодня в виде 2 000 000 кв. км, покрытых природным базальтом[84]. Естественно, все живое на территории, затопленной лавой, погибло, но этот региональный катаклизм каким-то образом привел к глобальному массовому вымиранию, отметившему конец пермского периода. Оно не так знаменито, как вымирание, произошедшее 200 млн лет спустя, когда исчезли динозавры, но эффект его был еще более катастрофическим: даже вполне здравомыслящие ученые дали ему выразительное название «Великое вымирание». Тяжелый урон понесли практически все виды: с лица земли было стерто 70 % позвоночных, погибло значительное количество насекомых (никакие другие массовые вымирания не затронули эту удивительно стойкую группу).

Рис. 3.2. Cenoceras, наутилоид, живший в триасе, произошел от переживших вымирание пермских наутилоидов

Franz Anthony

Как могло извержение вулкана, или даже целой группы вулканов, привести к таким широкомасштабным последствиям? Как оно могло практически уничтожить аммоноидов? Корн, великий старец палеонтологии головоногих, этого не знает. А если не знает он, значит, не знает никто.

На другом конце света от берлинского Музея естественной истории, в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, работает профессор Мэтью Клэпхэм, который пытается разобраться, как произошла эта катастрофа. Я спросила его, на что была похожа жизнь обреченных существ, обитавших в конце пермского периода. Умом я понимаю, что 100 000 лет — это лишь мгновение в геологическом масштабе, но оно длилось столько же, сколько существует человек современного типа, Homo sapiens sapiens. Трудно уместить в голове вулканические процессы такого масштаба.

Клэпхэм объясняет, что вулканы извергались не каждый день, и даже не каждый год, на протяжении этих 100 000 лет. Он предполагает, что крупные извержения могли происходить каждые несколько сотен или тысяч лет и длились всего несколько лет. Некоторые из этих извержений должны были быть поистине выдающимися, значительно превосходящими извержения вулканов Сент-Хеленс (1980) или Кракатау (1883) — иначе их воздействие на окружающую среду было бы не таким резким и глобальная экосистема смогла бы сгладить возникшие изменения. Нет катаклизма — нет и массового вымирания. Клэпхэм даже предполагает, что самый большой ущерб был нанесен всего за 100 лет. «Мы никогда не сможем увидеть этого в достаточно детальном разрешении, но, скорее всего, было именно так», — говорит он[85].

Если древние наутилоиды, подобно своим современным потомкам, жили достаточно долго, примерно по 20 лет, то отдельные животные могли в течение своей жизни наблюдать кардинальные перемены в окружающей среде. Земля изрыгала большие объемы углекислого газа, среднемировая температура поднялась на 6–10 °C. Воды экваториального океана разогрелись до температуры горячей ванны, а может быть, и выше. В теплой воде содержится меньше кислорода, чем в холодной, так что уровни кислорода рухнули. В то же время океан поглотил избыток углекислого газа из атмосферы, что привело к химической реакции, понизившей уровень pH воды в океане.

По мнению Клэпхэма, главная загадка состоит в том, сильно ли подействовало снижение уровня pH на морские организмы. Если вам приходилось читать о повышении кислотности океана в результате промышленных выбросов углекислого газа, ответ может показаться очевидным — мрачные прогнозы в отношении того, что кораллы и раковины растворятся (или не смогут образовываться), с каждым годом все ближе к действительности[86]. Но это происходит потому, что в наше время уровень pH меняется очень быстро. Если бы он менялся медленнее, циклы обратной связи в океане могли бы смягчить воздействие и оставить достаточно карбоната кальция для животных, строящих раковины.

Если извержения вулканов в конце пермского периода смогли вызвать такой же резкий перепад уровня pH в океане, как и мы в результате своей деятельности, то это может объяснить, почему основная доля вымерших видов во время Великого вымирания пришлась на океан, где исчезли 96 % видов морских обитателей. Беспозвоночные пострадали больше, чем позвоночные, тем не менее вымерло немало видов акул и скатов. Аммоноиды тоже были уничтожены.

Однако наутилоиды избежали этой участи.

Корн отмечает: «Так происходило при всех массовых вымираниях — в первую очередь страдали аммониты, а наутилоиды оставались невредимыми»[87]. Чтобы объяснить столь разные последствия катастроф для двух внешне похожих групп головоногих, палеонтологи часто обращаются к различиям в их репродуктивной стратегии. Возможно, что-то в изменениях окружающей среды благоприятствовало наутилоидам, которые жили долго и откладывали крупные яйца, а для короткоживущих аммоноидов с их мелкими яйцами эти изменения оказались губительными.

Какова бы ни была причина разных темпов вымирания, легко догадаться, что наутилоиды были готовы занять место аммоноидов. И все же некоторым аммоноидам удалось, хотя и с трудом, выжить.

4. Многоликая раковина

Хотя времена, когда головоногие были самыми крупными и мощными существами в океане, давно прошли, тем не менее в мезозое обнаружился иной путь к эволюционному успеху: изобилие потомков и разнообразие. Для большинства людей символом той эпохи являются динозавры, но для многих ученых-палеонтологов это место, бесспорно, занимают аммоноиды.

Палеозойские аммоноиды, с которыми мы познакомились в предыдущей главе, строили симпатичные раковины и производили на свет очень много детенышей, и все же истинную славу этой группе принесли ее мезозойские представители. Все самые причудливые формы, все ошеломляющее изобилие аммоноидов приходятся на три периода мезозоя: триасовый, юрский и пермский. Именно по этим аммоноидам удобнее всего отсчитывать геологическое время, и именно они дают ответы на фундаментальные вопросы ученых, например той же Пег Якобуччи: как происходит эволюция, как появляются новые формы жизни?

Давайте для начала посмотрим на мир, в котором эти создания появились на свет. Великий суперконтинент Пангея (что по-гречески означает «вся земля») сложился в позднем палеозое, так что к Великому вымиранию вся суша Земли представляла собой единый колоссальный массив. То, что сегодня зовется Австралией, примыкало к Антарктиде и Индии, а те, в свою очередь, были соединены с Африкой и Южной Америкой, слившимися с Северной Америкой и Евразией. В следующие 175 млн лет эти массивы суши разделятся и будут дрейфовать все дальше друг от друга, пока не образуются знакомые нам сегодня континенты.

Рис. 4.1. Дрейф континентов: 180 млн лет назад, ранний юрский период (вверху), и 80 млн лет назад, поздний меловой период (внизу). Обратите внимание на раскол Пангеи, появление Западного внутреннего моря и проливы, открывшиеся вокруг всей Антарктиды

Colorado Plateau Geosystems, Inc.

С точки зрения суши основное геологическое событие мезозоя — это раскол Пангеи. Но с точки зрения водного мира самым главным было то, что в разломы этого суперконтинента решительно просочилась Панталасса, «весь океан», безмерная ширь воды, которая когда-то плескалась у всех берегов Пангеи.

В триасовом периоде водный клин разделил Пангею на северную и южную половины; в процессе образовался океан Тетис. Позже, в начале юрского периода, юный и ретивый Атлантический океан протиснулся между Северной Америкой и общим массивом суши, состоящим из Южной Америки и Африки. По мере того как в меловом периоде этот и другие мегаконтиненты расходились все дальше, между ними открывались и расширялись новые моря. Тетис, предшественник всей этой океанской активности, под наступлением Индийского субконтинента и Африки постепенно сжался, превратившись в то, что сегодня известно нам как Средиземное море[88].

Возможно, именно возникновение различных морей способствовало появлению огромного разнообразия морских животных. Эволюция не происходит в вакууме: новые существа должны приспосабливаться к новым нишам. Мезозойские аммоноиды, отличающиеся обилием, красотой и причудливостью форм, сформировались под влиянием возникшего разнообразия окружающей среды: от спокойных вод до бурных течений и приливов, от нового вкусного планктона до новых ужасных хищников.

Восставшие из пепла

В первые 50 млн лет после Великого вымирания жить было неспокойно и опасно. Но именно в таких условиях обычно возникают эволюционные новшества, и действительно, палеонтологи говорят о «триасовом взрыве» разнообразия животных, сравнимом по масштабу с кембрийским. Так же как и в кембрии, все самое интересное происходило главным образом в океане — огромной части планеты, о которой люди склонны забывать. Головоногие, по-видимому, были особенно хорошо приспособлены к тому, чтобы воспользоваться преимуществами изменчивой среды. Им удалось воспрянуть после всех ударов Великого вымирания, так как у них оказалось мало конкурентов и врагов среди позвоночных хищников.

На суше позвоночным было чем заняться. Триас знаменит возникновением первых динозавров и млекопитающих, пусть небольших размеров и в ограниченных количествах. Их преследовали огромные протоземноводные — темноспондилы. Внутриматериковая территория Пангеи была сухой и бесплодной: ей было еще очень далеко до буйной растительности позднего мезозоя. Но если Пангея была засушливой пустыней, то Панталасса от нее существенно отличалась.

Океаны триаса были очагом эволюционной радиации. Теплая вода окружала суперконтинент и прилегающие к нему острова, на полюсах еще не образовались ледяные шапки. В морях плавали первые морские пресмыкающиеся, появившиеся в раннем триасе. Аммоноиды быстро восстановились после почти полного уничтожения. Даже некоторые представители удивительных темноспондилов приспособились к жизни в море, что практически неслыханно для земноводных. В общем, в мире океана дела шли превосходно.

Морскому дну потребовалось больше времени, чтобы восстановиться, — возможно, из-за постоянной нехватки кислорода. Выброс вулканических газов, завершивший пермский период, заметно повлиял на климат Земли. Океанские воды, насыщенные углекислым газом и подогретые в результате парникового эффекта, затрудняли дыхание морских животных. Бактерии, которым хорошо жилось в низкокислородной среде, поддерживали условия, создавшие эту среду.

Головоногие (если они хотя бы чем-то напоминали своих современных потомков) были, вероятно, одними из немногих созданий, которые могли выдержать такую нагрузку. Современные наутилусы не только обладают необычной способностью свободно дышать при высоких уровнях углекислого газа, но могут также замедлять свой метаболизм в воде с низким содержанием кислорода. Еще они могут прокачивать сквозь жабры колоссальные объемы воды, чтобы извлечь из нее максимум доступного кислорода. У кальмаров тоже припрятана пара фокусов под мантией, особенно у двух видов — кальмара Гумбольдта и адского кальмара-вампира: когда кислород труднодоступен, они способны сокращать свои метаболические потребности[89].

Поскольку эта способность наблюдается и у современных наутилоидов, и у колеоидов, есть основания предположить, что по крайней мере некоторые из аммоноидов тоже умели справляться с низкими уровнями кислорода. Можно представить, что, когда в раннем триасе кислород стал поступать обратно в океан, древние головоногие были вполне к этому готовы и ухватились за первую же возможность воспользоваться ценным газом[90]. Большинству других животных, скорее всего, пришлось подождать, пока уровни кислорода не поднялись повыше, а наутилоиды и аммоноиды наращивали видовое разнообразие в течение всего триасового периода.

Однако даже головоногим в триасе пришлось несладко. Их развитие было отброшено назад в результате двух крупных вымираний, парочки вымираний поменьше и серьезного катаклизма в конце этого периода.

Причина массового вымирания в конце триаса неизвестна. Оно произошло чуть более 200 млн лет назад, спустя всего лишь 50 млн лет после Великого вымирания — может быть, и здесь постарались вулканы? Формирование базальтовых слоев, похожих на сибирские базальтовые траппы конца пермского периода, совпадает по времени с вымиранием в конце триаса. А нам известно, что, когда в результате вулканической активности поднимается глобальная температура и, возможно, кислотность воды в океане, животным приходится терпеть разнообразные невзгоды. Существа с чувствительной физиологией могут сразу же погибнуть от изменений в окружающей среде, но помучиться приходится и тем, кто может выдержать жару и снижение уровня pH. Для поиска брачного партнера морские животные часто полагаются на химические сигналы, передаваемые через воду, а когда меняются ее свойства, может нарушиться и передача сигналов. Таким образом, некоторым видам больше не удается размножаться, и их настигает, по выражению палеонтолога Дэвида Бонда, «смерть от безбрачия».

Причины вымирания в конце триаса неизвестны, но его последствия были колоссальными. Погибло большинство доминантных хищников на суше, в том числе темноспондилы и их крокодилоподобные родственники, и в результате освободилось место для динозавров. В морях от наутилоидов остались одни наутилиды — единственная небольшая линия, которая впоследствии породит современных наутилусов. С тех времен и до наших дней наутилиды передвигаются неспешно, растут медленно, отращивают толстые раковины и откладывают крупные яйца, полные желтка.

Что касается аммоноидов, почти все они вымерли в конце триаса: ученым пришлось потрудиться, чтобы найти хотя бы один вид, доживший до юрского периода, — впрочем, если судить по ныне существующим потомкам, их явно было несколько. Кто бы ни были эти выжившие, их мелкие яйца и быстрые темпы роста помогли им стремительно эволюционировать, став новой волной аммоноидов, приспособленных к новому морскому ландшафту.

Глобальная среда стабилизировалась — так что запасайтесь попкорном и усаживайтесь поудобнее, чтобы посмотреть церемонию открытия аквариума юрского периода.

Уход в оборону

Раньше головоногие считали рыб серьезными противниками, но надо признать, что эти хищники не шли ни в какое сравнение с морскими рептилиями, расплодившимися в юрском и меловом периодах. Аммоноиды всего мира теперь фигурировали в меню трех различных групп бывших сухопутных рептилий, независимо друг от друга вернувшихся в море.

Сначала появились ихтиозавры — «рыбоящеры» с крупными вертикальными хвостами, которыми они гребли, как рыбы, из стороны в сторону, четырьмя небольшими ластами, заостренными головами и практически отсутствующими шеями. Они выглядели и, вероятно, вели себя как дельфины (бич современных кальмаров). За ихтиозаврами последовали плезиозавры — с длинными шеями, маленькими головами и короткими тонкими хвостами, которые придавали им сходство с массивными длинношеими зауроподами, обитателями суши. Плезиозавры передвигались при помощи четырех крупных мускулистых ласт и, вероятно, охотились за мелкой и не слишком шустрой добычей. Но потом у некоторых плезиозавров шеи стали короче, а головы крупнее, и палеонтологи (миллионы лет спустя) дали им такие видовые имена, как ferox (лат. свирепый), предполагая, что они были, скорее всего, свирепыми охотниками за крупной добычей. Рептилии из этой короткошеей подгруппы плезиозавров называются плиозаврами, и это один из примеров самых неоправданных, сбивающих с толку научных названий. К счастью, в них все еще можно узнать плезиозавров по большим мускулистым ластам и тонким хвостам.

Ихтиозавры начали сходить со сцены к меловому периоду, когда возникла третья группа рептилий — мозазавры, наделенные таким же, как у ихтиозавров, мощным хвостом. Вероятно, эти предприимчивые существа воспользовались освобождающейся нишей или победили еще остававшихся ихтиозавров в конкурентной борьбе.

Можно с достаточной уверенностью утверждать, что все эти хищные рептилии питались головоногими. В окаменелых желудках плезиозавров и ихтиозавров находили остатки раковин[91], а на окаменелых раковинах обнаруживались следы укусов мозазавров. На одной примечательной раковине видны следы укусов даже двух мозазавров — покрупнее и помельче. Один ученый счел это свидетельством того, что родитель обучал детеныша приемам охоты[92]. Звучит не слишком правдоподобно — по крайней мере, не более чем предположение, что два незнакомых друг с другом мозазавра разных размеров повздорили, вырывая друг у друга добычу.

Однако этот курьезный случай не может сравниться по нелепости с самой эксцентричной в палеонтологии историей о морских рептилиях и головоногих. Помните Марка Макменамина, палеонтолога, придумавшего название «Эдиакарский сад»? В геологических кругах он знаменит тем, что «выдает весьма спорные теории, — как говорит де Батс. — Он всегда немного перегибает палку»[93].

В 2011 г. Макменамин и его жена, Дианна Шульт Макменамин, объявили, что у них есть свидетельства существования огромного древнего головоногого, которого они нарекли «триасовым кракеном». Не сохранилось никаких окаменелых частей самого «кракена», но они считали, что он наловил ихтиозавров, а затем сложил из костей мертвых животных автопортрет. Такая трактовка основывалась на находках в особой скальной формации в Неваде, где были обнаружены окаменелые позвонки девяти крупных ихтиозавров, лежащие в два ряда: палеонтологи выдвигали самые разные гипотезы, пытаясь объяснить их необычное расположение.

Внутриматериковая ныне Невада 215 млн лет назад представляла собой дно мелкого теплого моря, в котором обитали не только всевозможные водные рептилии, но и разнообразные головоногие. По Западному внутреннему морю странствовали самые разные аммоноиды и колеоиды, но все они были небольших размеров — особенно по сравнению с 15-метровыми ихтиозаврами, которые, несомненно, с азартом охотились на раковинных головоногих.

Супруги Макменамин предположили, что в этом море также водился безраковинный головоногий моллюск достаточно большого размера, чтобы справиться с 15-метровым ихтиозавром. Этот «кракен», по их словам, видимо, убил ихтиозавров, полакомился их плотью, а затем, в порыве творческого вдохновения, разложил позвонки своей добычи рядами, напоминающими расположение присосок на его собственных гигантских руках.

От мягкотелых головоногих осталось крайне мало окаменелостей. Вне всякого сомнения, на Земле обитало гораздо больше видов древних осьминогов, чем тех, существование которых подтверждено ископаемыми свидетельствами. Но предположить, что по крайней мере один из этих видов был во много раз крупнее не только всех известных ископаемых, но и любого современного осьминога, все же слишком смело. «Это не наука, — говорит де Батс. — Мне всегда немного неловко, когда мы [палеонтологи] попадаем в новости с такого рода историями. Люди подумают — чем они вообще занимаются? Только и делают, что выдумывают бредовые идеи?»

Палеонтологам нет особой нужды выдумывать бредовые идеи, по крайней мере когда это касается головоногих. Как можно видеть на примере гонки вооружений, происходившей в течение мезозоя, за ученых все сделала эволюция.

Угрозы, исходящей от трех групп хищных морских рептилий, кому угодно покажется более чем достаточно. Однако не только морские рептилии питались раковинными моллюсками, а головоногие были не единственными их жертвами. В широкомасштабной мезозойской охоте на раковинных моллюсков участвовали рыбы и акулы, крабы и омары и даже улитки, не щадящие своих сородичей. Они были способны разгрызть, расколоть, просверлить и взломать практически любую раковину в море. Эволюционные последствия этого сохранены в камне — естественный отбор привел к усовершенствованию брони.

Моллюски начали строить раковины потолще. Они отращивали длинные шипы, чтобы отгонять хищников. Входные отверстия (устья) в их раковинах становились меньше — они жертвовали собственным пространством для маневра ради укрепления главного входа. Специалист по моллюскам Гэри Вермей нашел свидетельства того, что мезозой был эпохой развития интенсивной защиты у всех видов ископаемых моллюсков. Данная тенденция настолько ярко выражена, что Вермей назвал это явление мезозойской морской революцией[94].

Как и другие их родственники-моллюски, головоногие активно приспосабливались. Аммоноиды изменили форму раковин так, чтобы мягкие части можно было спрятать поглубже внутрь, и сформировали сложные структуры снаружи. Палеонтологи называют разнообразные выросты на раковинах украшениями, но маловероятно, что они возникли исключительно с декоративными целями. Судя по палеонтологической летописи, с течением времени на раковинах аммоноидов появляется все больше шипов по мере того, как увеличивается количество отпечатков зубов: это указывает на то, что шипы, вероятно, возникли как защита от укусов хищников.

Эволюция украшений раковин дала Пег Якобуччи ключ к разгадке буйного разнообразия аммоноидов.

Рецепт перемен

На рис. 4.2 представлены аммоноиды, глядя на которых можно составить представление о потрясающем разнообразии их раковин. Однако многие из характерных особенностей, благодаря которым виды выглядят такими разными, на самом деле одна и та же черта, выраженная неодинаково в зависимости от возраста. Стоит слегка покрутить ручки генетических регуляторов — и океан заполнится новыми видами (по крайней мере, пока там есть достаточно свободных ниш).

Например, в середине мелового периода древний род аммоноидов, Plesiacanthoceras, породил более молодой род, Metoicoceras. Названия такие, что язык сломаешь, но, как вы помните, «ceras» означает форму в виде рога, присутствующую у большинства раковин аммоноидов, так что эту часть можно опустить. «Plesiacantho» значит «старый и покрытый шипами», и то и другое — характерные черты, по которым можно узнать этих аммоноидов. «Metoico» значит «странник» — чуть менее практичное и более поэтичное название было дано этим существам потому, что, зародившись в Северной Америке, они распространились по всему земному шару.

Мы последуем примеру Пег Якобуччи и любовно сократим их названия до Плези и Метойко. Вернемся к рис. 2.4 — общей картине эволюционной истории всех головоногих — и увидим, как Плези и Метойко, расположившись друг против друга, держатся щупальцами за генеалогическую ветвь аммонитид. Вот как описывает их Якобуччи: «У Плези — прекрасные крупные шипы, а у Метойко — ребра: прелестные, невысокие и округлые. Если просто посмотреть на этих ребят, то покажется, что у них совершенно разные раковины. Но в детстве их раковины абсолютно одинаковы, их невозможно отличить друг от друга»[95].

Если бы аммоноиды были похожи на всех остальных животных, разобраться в этом было бы непросто. Глядя на ископаемых «детей» и ископаемых «взрослых», вы бы не знали, какие из детей выросли в каких взрослых. Однако, как мы уже говорили, преимущество аммоноидов в том, что каждый взрослый несет в себе свою детскую форму. «Так что вы можете проследить за их ростом — c момента, когда они появились на свет из яйца, до взросления — по одной-единственной раковине», — говорит Якобуччи.

Рис. 4.2. Эти примеры дают лишь намек на колоссальное разнообразие аммоноидов. Слева вверху: оксикон с килем. Справа вверху: ниппонит (странный узел). В центре: ребристый серпентикон. Слева внизу: туррилит (закрученный, как улитка). Справа внизу: циртокон. Внизу: бакулит (прямая раковина)

C. A. Clark

Проделав это множество раз, исследовательница отмечает, что изменения, которые кажутся невозможными на уровне взрослого животного, становятся понятны в контексте процесса развития. Это классический пример эво-дево, который можно видеть у самых разных животных — от морских ежей до китов. «Программа развития запускает изменения, — объясняет Якобуччи. — Если нужно избавиться от задних ног, следует отключить ген, который дает эмбриону команду сформировать эти ноги, и тогда получается кит». Она предполагает наличие похожего механизма и у моллюсков: «Возможно, способ быстрого создания аммонитов так же пластичен: достаточно что-то изменить в одном маленьком гене — и вы получаете колючую особь вместо ребристой».

Ископаемые Плези и Метойко, безусловно, допускают возможность именно такой трактовки. У малышей обоих родов есть что-то вроде украшения, которое отличается от украшений взрослых, а именно бугристые ребра. «По мере взросления у Плези ребра постепенно исчезают, а бугры на них становятся все длиннее. У Метойко — наоборот, исчезают бугры», — говорит Якобуччи. Получается, у обоих родов есть необходимые генетические инструкции для отращивания как ребер, так и шипов, и у малышей выполняются оба набора инструкций. А по мере роста регулятор переключается. У Плези перестают расти ребра и отрастают шипы. У Метойко перестают расти бугры и отрастают гладкие ребра. Поскольку у нас нет возможности провести генетические тесты, этот пример дает нам наилучшую возможность увидеть, как простое переключение генетических регуляторов ведет к эволюционному разнообразию, записанному в летописи окаменелостей[96].

Однако есть одна проблема. Если новые ребристые формы остаются там же, где шипастые, и ведут тот же образ жизни — особенно если они продолжают скрещиваться с шипастыми формами, — разнообразия не получится. Чтобы закрепить эволюционные нововведения, нужно разделение.

Такие разделения часто встречаются в истории живых существ, они происходят и в наши дни. Рой насекомых может сдуть ураганом с одного острова на другой, стайка неугомонных рыб может переплыть из одного озера в другое. На новом острове или в новом озере в популяции основателей могут возникнуть отличия — как от популяции их прежнего острова или озера, так и друг от друга. Животные-основатели могут распространиться по территории и специализироваться в зависимости от занимаемых ниш. Одна из групп рыб может приспособиться к жизни на песчаном дне, другая — на скалистом. По мере того как они самоизолируются и начинают скрещиваться только с похожими на них соседями, у них накапливаются эволюционные изменения. Через какое-то время у песчаных и скальных видов появится разная окраска. Затем — разные формы.

У аммоноидов была отличная возможность колонизировать новые территории и развиваться там в разных направлениях. Это произошло в середине мелового периода, когда центральные районы территорий, занимаемых ныне США и Канадой, были затоплены в результате повышения уровня моря. Это было то самое Западное внутреннее море, которое воображаемый «кракен» делил с поистине жуткими ихтиозаврами: на второй карте рис. 4.1 можно увидеть, как оно рассекает Северную Америку. Западное внутреннее море — сокровищница для современных палеонтологов: от него осталось невероятное изобилие морских ископаемых в горных породах, до которых довольно легко добраться. 90 млн лет назад условия в этом море были чрезвычайно благоприятны для роста разнообразия аммоноидов: у него было неровное дно, и туда поступало огромное количество питательных веществ, приносимых реками, в результате сформировалась крайне разнообразная среда обитания, к которой могло приспособиться множество видов[97].

Рост видового разнообразия в меловом периоде мог быть вызван изменениями не только физических условий, но и пищевых сетей. Раньше, в палеозое, океанское меню было коротким — всего пара страниц разных вариантов. Конечно, случался, как мы видели в девоне, и расцвет планктона с притоком питательных веществ с суши, благодаря которому аммоноиды стали производить на свет крошечных детенышей — поглотителей планктона. Но эволюция планктона в мезозое пошла намного дальше, заполняя морскую пищевую сеть всевозможными новыми видами. Теперь меню расширилось до размеров целого тома, и рост количества и разнообразия пищи вызвал соответственное увеличение количества и разнообразия аммоноидов.

Конечно, аммоноиды были не единственными животными и даже не единственными головоногими, населявшими обширные моря и океаны с изобилием пищи. Почему же они эволюционировали гораздо быстрее своих близких родственников, наутилоидов? Раньше, в палеозое, образ жизни аммоноидов и наутилоидов, скорее всего, не отличался: и те и другие плавали вверх и вниз в своих маленьких шарообразных раковинах. Ни одна из групп не отличалась особой многочисленностью, поэтому они могли делить одну нишу. Затем, в мезозое, аммоноиды стали сверхмногочисленными и сверхразнообразными, а наутилоидам достичь этого не удалось. Может быть, все дело в той самой пластичности развития: вероятно, геном аммоноидов легче поддавался изменениям.

Пластичность аммоноидов позволила им развить целый ряд защитных приспособлений, таких как шипы у Плези. Но среди разнообразия форм аммоноидов встречается и довольно богатый ряд скульптурных украшений, которые не так очевидно предназначены для отпугивания хищников: вспомним, например, ребра Метойко.

Раковина — это так тяжело

Подобно Пег Якобуччи, палеонтолог Кэтлин Риттербуш из Университета Юты пришла в эту область науки, увлекшись массовыми вымираниями. Ей хотелось знать, почему аммоноиды были уничтожены (когда они были уничтожены), почему они выжили (когда они выжили) и почему в конце концов они вообще исчезли. В своей диссертационной работе она изучала вымирание конца триасового периода — вероятно, второе по катастрофичности событие в истории аммоноидов. Но потом Риттербуш была очарована юрским расцветом аммоноидов — особенно одного рода Psiloceras.

«Они вездесущи, они многочисленны, и они огромны. Размер некоторых из них достигал полуметра, — рассказывает она. — Не знаю, как это у них получилось, но получилось отлично. Сначала они были гладкими. И всего через 2 млн лет после вымирания они все уже покрыты ребрами. И я имею в виду самые настоящие ребра!» Чтобы удостовериться, что я поняла ее мысль, она добавляет еще один эпитет: «Просто феерические ребра!» — и продолжает: «Когда что-то так бросается в глаза в ископаемых находках, нужно понять, для чего оно было предназначено»[98].

Тем не менее в палеонтологии аммоноидов существует распространенное мнение, что украшения в виде ребер свидетельствуют лишь о том, что животные с такими раковинами не слишком хорошо плавали. Историческая традиция при изучении биологии аммоноидов — опираться на ныне живущих наутилусов — укрепила представление об аммоноидах как о неуклюжих пловцах: «Современные наутилусы плавают совершенно отвратительно», — отмечает Риттербуш.

Скажем прямо, реактивное движение — не лучший способ двигаться для животного, облаченного в раковину. Колеоиды, например кальмары и осьминоги, могут надувать мантию, как воздушный шар, а затем сжимать ее, как мы сжимаем кулак, и таким образом накачивать и с силой выбрасывать воду мантией. Наутилусы не могут надуваться, поскольку они заперты в твердом вместилище: им приходится использовать менее эффективный способ — накачивать воду раковиной, то есть рывком втягивать все тело в жилую камеру, выталкивая воду наружу (рис. 2.2). Или же наутилусы могут колыхать края сифона, вызывая медленный непрерывный ток воды, который одновременно насыщает жабры кислородом и мягко толкает животное вперед. Хотя это и более изящный способ, он не позволяет двигаться быстро.

Может показаться, что все аммоноиды были вынуждены довольствоваться тем же малоэффективным накачиванием воды в раковину, что и наутилусы, — и для очень многих из них, вероятно, дело обстояло именно так. Однако некоторые моллюски все же исхитрились обойти это ограничение. Отдельные весьма интригующие окаменелости указывают на то, что несколько видов аммоноидов, вполне вероятно, экспериментировали с перемещением раковины внутрь мантии, как наш старый силурийский приятель Sphooceras[99]. Если обернуть раковину мягкой скользкой тканью, то она будет меньше тормозить движение, а части раковины могут в таком случае стать чем-то вроде внутреннего скелета. Выступы вокруг отверстия раковины, например, могли поддерживать крупный мускульный сифон, позволяющий активно плавать. И даже для большинства аммоноидов, у которых раковина была полностью внешней, скульптурные украшения на ней могли существенно снижать торможение. Ведь, как мы знаем, вмятины на мячике для гольфа ускоряют его полет.

К сожалению, мы не можем достать живых животных из окаменелостей и посмотреть, как они плавают. Все, что нам доступно, — проведение испытаний с использованием моделей аммоноидов. Ученые десятилетиями строили такие модели, в основном опираясь на приблизительные оценки и догадки. В 1990-е гг., учась в магистратуре, Пег Якобуччи и сама этим занималась. Вспоминая то время, она смеется: «Все, что у меня было, — немножко пластилина и картинка с аммонитом»[100].

Последние технологические достижения, например трехмерное (3D) сканирование (по качеству не уступающее тому, что используется в медицине), обеспечивают невиданный прежде уровень точности. Например, один из самых важных параметров для вычисления силы реактивной струи, а значит, и скорости аммоноида, — это объем жилой камеры. Его невероятно трудно оценить у аммоноидов со сложными швами на раковинах (то есть у большинства аммоноидов). Но с технологией 3D-сканирования уже не нужно оценивать — можно просто измерить.

Такое сканирование дает еще больше возможностей в сочетании со стремительно развивающейся технологией 3D-печати. Кэтлин Риттербуш сейчас занимается оборудованием лаборатории, в которой можно будет взять любое ископаемое, отсканировать его и напечатать. Мячики для гольфа премиум-класса постоянно тестируются на скорость и вращение. Вот и Риттербуш хочет сделать так, чтобы можно было тестировать трехмерные модели аммоноидов разной формы, помещая их в аквариум с водой и наблюдая за ними. Она дает весьма меткое описание проекта: «…следует рассматривать раковину просто как занозу в заднице [для моллюска]». Нельзя не признать тот факт, что раковина ужасно мешает животному, которое пытается двигаться под водой. И Риттербуш в своей лаборатории надеется с помощью 3D-моделей разобраться в том, как эволюция справлялась с этой сложной задачей.

Собрав библиотеку отсканированных окаменелостей, Риттербуш и ее студенты могут слегка изменять любой из параметров и смотреть, а что будет, если, например, вся раковина станет шире. А если станет шире только отверстие? А если уже? Что, если у раковины окажется более острый киль или его вообще не будет? (Киль — это выступающее ребро вдоль внешней стороны некоторых раковин аммоноидов, и само название говорит о том, что, по мнению палеонтологов, он служит для устойчивости при быстром плавании — точно так же, как киль, идущий вдоль днища лодки, не дает ей перевернуться. Однако это предположение никогда не проверялось.) И наконец, то, что всем нам не давало покоя: какова роль этих феерических ребер — улучшают они гидродинамические свойства моллюска или ухудшают?

Проект Риттербуш позволяет на реальных объектах изучить схему, объясняющую взаимосвязь формы и гидродинамических свойств раковин аммоноидов, — аккуратный маленький треугольник, который построил ныне покойный немецкий палеонтолог Герд Вестерманн и который Риттербуш в его честь назвала вестермановым пространством[101]. Вестерманн заметил, что при всем их разнообразии основные формы аммоноидов — это вариации трех базовых типов: плоские диски оксиконы (от греческого корня, означающего «острый»), свободно закрученные и похожие на змей серпентиконы и пухлые шарообразные раковины — сфероконы, которые, как вы уже догадались, подобны сферам. Эти формы возникают по мере роста раковины в зависимости от ширины новых витков или того, насколько они перекрывают старые.

Рис. 4.3. Вестерманово пространство отражает наиболее распространенные гипотезы о поведении аммоноидов в зависимости от формы их раковин

Kathleen Ritterbush

Самыми проворными и ловкими были, скорее всего, оксиконы, которые могли стремительно двигаться в воде, как летающие диски. Палеонтологи подозревают, что они были активными хищниками: догоняли добычу с помощью реактивного движения и хватали ее. Также они могли мигрировать на дальние расстояния, как современные киты и морские птицы.

Считается, что нетуго закрученные серпентиконы и шарообразные сфероконы испытывали слишком сильное сопротивление воды, чтобы двигаться быстро. Возможно, они не охотились, а использовали руки и челюсти, чтобы фильтровать воду и питаться любыми мелкими частицами, которые в ней попадались. Вестерманн считал, что серпентиконы — дрейфующий планктон, в чем-то схожий с древними медленно плавающими головоногими ордовика, а сфероконы — вертикальные мигранты[102].

Вертикальная миграция наблюдается у большого количества современных морских животных. Очень многие животные в течение дня держатся на глубине, а по ночам перемещаются к поверхности: при этом их тела образуют слой, достаточно плотный, чтобы отражать сигналы эхолота. Во время Второй мировой войны суда иногда принимали этот слой за морское дно: моряки наверняка были встревожены, когда «дно» начинало подниматься.

Со временем ученые установили, что на самом деле такое «ложное дно» — это невероятно плотное скопление рыб, медуз и креветок, которые сообразили, что солнечный свет может быть как полезным, так и вредным: в верхних освещенных слоях воды активно растет еда, однако на свету трудно избегать хищников. Поэтому под покровом ночи они пробираются к взращенному солнцем буфету на поверхности воды, а в течение дня прячутся в темных глубинах. Многочисленные современные головоногие моллюски, особенно кальмары, обитающие в открытом океане, участвуют в этих ежедневных миграциях. Будучи хищниками, они питаются не водорослями, в обилии плавающими на поверхности, а «травоядными» животными — либо такими же, как они, кочевниками, либо существами, которые слишком малы для миграции и вынуждены держаться у поверхности.

Некоторые мезозойские аммоноиды, скорее всего, вели именно такой образ жизни — постоянно мигрировали то вверх, то вниз. Так же, как сфероконы, могли вести себя и те аммоноиды, которые были столь необычны, что им не нашлось места в треугольнике Вестерманна: они существовали в своем собственном пространстве — их называли гетероморфами, или «иными формами». Среди множества диковинных гетероморфов было несколько спиралевидных, закрученных, как мягкое мороженое. Им было бы, пожалуй, трудно плавать по прямой, а вот медленное передвижение вверх и вниз по спирали позволило бы им эффективно извлекать из окружающей воды все доступные им частички пищи. Монкс и Палмер в книге «Аммониты» описывают их весьма поэтично: «Представьте себе вечернюю сцену, происходящую в меловом периоде, в нескольких километрах от берега. На глубине около 100 м бескрайние стаи спиральных аммонитов медленно вкручиваются в воду, двигаясь вверх… В течение десятков миллионов лет эти элегантные хищники с их замысловатыми пируэтами, вероятно, были примечательной и невероятно прекрасной частью морского мира»[103].

Другие формы

В отличие от умелых пловцов или изящно дрейфующих раковин, гетероморфы выглядят как странная шутка бога Амона. Помимо спиральных форм, напоминающих мягкое мороженое в рожке, гетероморфы могут выглядеть как большие скрепки или причудливо перекрученные узлы. Пока что ученые относят их всех к одной группе (как это видно на рис. 2.4), однако не установлено, родственны они друг другу на самом деле или просто отнесены к общей категории ради удобства. Еще более спорный вопрос состоит в том, для чего могли понадобиться животным все эти диковинные формы раковин. В последнее время накопилось много свидетельств, позволяющих предположить, что две самые многочисленные группы гетероморфов не умели быстро плавать или мигрировать в вертикальном направлении: они зависали над морским дном, питаясь падалью или фильтруя из воды и со дна все, что попадалось под щупальца.

Самая многочисленная разновидность гетероморфов называется бакулиты. Эти существа не жили в раковинах в форме спирали, витка или узла. Раковины бакулитов были просто прямыми — неожиданный возврат к древним истокам головоногих. Десятилетиями палеонтологи ломали голову над вероятным поведением этого прямораковинного аммоноида. Был ли он ориентирован вертикально (что могло бы говорить о том, что он передвигался в основном вверх и вниз)? Или горизонтально, больше напоминая проворного кальмара? Любопытно, что аммоноиды, столь приверженные закручиванию раковины, все же породили ветвь с прямой раковиной, в связи с чем возникает соблазн предположить, что это было эволюционное следствие конкуренции с колеоидами. Наконец, геологическое открытие, совершенное в 2012 г., позволило взглянуть на бакулиты с новой точки зрения.

Одна из крупнейших сланцевых формаций в Северной Америке, Пьер-Шейл, содержит примеры целых ископаемых экосистем, образовавшихся в местах так называемых метановых сипов. Они образовывали еще один элемент обширного Западного внутреннего моря и, вероятно, были устроены так же, как в современных океанах. Метановые сипы, как нам известно сегодня, возникают в результате того, что газообразные сероводород и метан пузырьками поднимаются из-под земли. Эти химические вещества привлекали бактерий, питающихся газом, а те, в свою очередь, привлекали «травоядных» животных, на которых слетались и более крупные хищники — сегодня это осьминоги, в меловом периоде — аммоноиды. Возможно, благодаря необычным химическим условиям той местности ископаемые остатки животных в местах просачиваний сохранились даже лучше, чем в окружающих сланцах.

К сожалению, к тому времени, когда эволюция породила палеонтологов, большинство горных пород, образованных на месте таких источников метана в Пьер-Шейл, уже обнажились и выветрились. Но по счастливому стечению обстоятельств — одному из тех, от которых зависит наука о разных вымерших тварях, — оползень обнажил нетронутый слой, образованный в зоне просачивания.

Среди ликующих по этому поводу геологов был палеонтолог Нил Лэндмен, выдающийся специалист по аммоноидам. Как я выяснила в 2016 г., на церемонии вручения наград Института палеонтологических исследований, Лэндмен является хранителем, главным куратором и профессором в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, и, как заметил один из выступающих, «он сделал больше всех для того, чтобы вернуть аммоноидов к жизни». Его работа по аммоноидам из горных пород, образованных в местах метановых сипов, — еще один пункт в длинном списке его достижений[104].

Аммоноидов и раньше находили в таких местах, но считали, что они заглядывали туда ненадолго, чтобы перекусить по дороге похлебкой из моллюсков, выросших на метанотрофных бактериях. Лэндмен и его коллеги изучили химический состав раковин аммоноидов, в том числе бакулитов, из этой вновь открытой области, и показали, что аммоноиды проводили там всю свою жизнь, плескаясь в наполненной газом воде и жуя в изобилии дрейфующий вокруг планктон.

Спустя несколько лет научная сотрудница лаборатории Лэндмена опубликовала данные об оседлом образе жизни бакулитов в другой точке Западного внутреннего моря. Джослин Сесса взялась исследовать коллекцию окаменелостей из так называемой геологической формации Оул-Крик (штат Миссисипи), где были обнаружены наряду с множеством разнообразных организмов также и несколько видов аммоноидов. Прелесть этой коллекции состояла в том, что в нее входили организмы, которые были уже хорошо изучены: двустворчатые моллюски и улитки, жившие на морском дне, а также там были обнаружены два вида крошечных фораминифер: бентосный и планктонный. Так что Сесса могла сравнить химический состав раковин аммоноидов со всеми остальными раковинами и составить довольно ясное представление о том, где жили разные виды аммоноидов[105].

Она обнаружила, что одна группа аммоноидов обитала довольно высоко в толще воды, скорее всего свободно плавая, а две другие группы (в том числе и бакулиты) жили вместе с бентосными существами ближе ко дну — возможно, они даже питались теми самыми улитками и двустворчатыми моллюсками. Благодаря плавучести раковин им не приходилось ползать по дну (как и аммоноидам из районов с метановыми сипами). Эти животные были похожи на воздушные шарики, которые через несколько дней после вечеринки уже не подскакивают к потолку, а парят по комнате на уровне глаз, с волочащимися по полу веревочками. Представьте себе, что каждая веревочка — это несколько щупалец, копающихся в оставшемся после праздника мусоре в поисках кусочков еды, а вместо круглого шарика — конус: вот вам и полная комната бакулитов.

Как обнаружила Сесса, вторая группа аммоноидов, тоже относящаяся к категории гетероморфов, жила возле дна. Это так называемые скафиты: их раковины напоминают изогнутые скрепки, и, за исключением бакулитов, они были самыми многочисленными среди гетероморфов. Десятилетиями считалось, что они держались в воде вертикально, с обращенным вверх отверстием жилой камеры. В таком положении они не могли бы плавать или успешно охотиться, так что им приходилось бы подскакивать в гуще планктона и хватать все, до чего смогут дотянуться.

При физических расчетах модели моллюска с обращенным вверх отверстием раковины ученые исходили из предположения, что мягкое тело заполняло всю жилую камеру. В 1998 г. Нил Монкс указал, что это не единственный возможный вариант[106]. Скафиты могли строить жилые камеры, превышающие по размерам их тела, и двигаться в них, «как нечто вроде маленького осьминога с переносной норой или пещерой». Это движение могло заметно воздействовать на равновесие и ориентацию раковины. Если аммоноид сдвигался к отверстию раковины, она бы переворачивалась вниз и щупальца могли собирать пищу со дна. Если аммоноид чуял хищника, он мог забраться в глубь раковины и тогда отверстие поворачивалось бы кверху, прочь от опасности.

Эта интригующая и довольно необычная идея не получила широкого признания: большинство палеонтологов, кажется, придерживаются мнения, что мягкие тела аммоноидов должны были полностью заполнять их жилые камеры. Но это не самая странная из идей, выдвинутых в отношении скафитов. Самую невероятную высказал в 2014 г. Александр Архипкин, более известный под именем Саша, выходец из России, работающий на правительство Фолклендских островов в качестве специалиста по рыбным ресурсам[107]. «Я был на пляже, здесь на Фолклендах, и у нас на берег выбрасывает много ламинарии, — вспоминает он. — Иногда попадаются даже целые деревья, знаете, с очень толстыми ветками, и я подумал: господи, если [скафиты] к чему-то крепились, они могли крепиться как раз к чему-то подобному»[108].

Крюк раковины скафита вырастает только вместе с конечной взрослой жилой камерой: ювенильные особи имеют более традиционную форму. И Архипкин представил себе жизненный цикл, при котором юные скафиты плавали или дрейфовали, подобно большинству остальных аммоноидов. Когда они были готовы осесть и начать размножаться, то хватались за гигантские водоросли и отращивали крюк, чтобы зацепиться, а значит, он действительно служил скрепкой, а не просто был на нее похож. Это был радикальный шаг: однажды прикрепившись, они уже не могли передвигаться, а может быть, даже не могли питаться. Но есть и другие существа, известные тем, что в молодости ведут кочевой образ жизни, а затем оседают, чтобы размножиться (может быть, в вашей собственной семье есть такие примеры?). Хорошо известно, что ныне живущие осьминоги-матери, начав высиживать яйца, отказываются от еды.

Как часто случается с любой неоднозначной научной статьей, публикация Архипкина вызвала возражения со стороны ученых. Лэндмен и его коллеги разбили его теорию в пух и прах с помощью фактических данных (Архипкин утверждал, что неровные следы износа на некоторых раковинах скафитов могли возникнуть от трения о водоросли, но есть окаменелости с раковинами, не имеющими подобных следов), отсутствия таковых (скафиты никогда не обнаруживались вместе с окаменелостями, напоминающими водоросли) и простой логики (если и самцы, и самки прикреплялись к водорослям, как предполагал Архипкин, им было бы нелегко спариться)[109]. Архипкин в ответ разразился статьей под названием «Если никого не подцепишь, зачем вообще нужен крюк?»[110].

Рис. 4.4. Гипотеза скрепки встретила скептический прием у палеонтологов, которые считают, что существа, подобные изображенному здесь, вели оседлый образ жизни, питались путем фильтрации, а руки у них были очень короткими

Mariah Slovacek and Neil Landman, American Museum of Natural History, New York

Однако Лэндмен ответил на этот вопрос в 2012 г., тщательно описав собственное представление об этих загадочных существах. Он заметил, что на их раковинах уже виден один из классических признаков защиты от хищника, характерных для времен мезозойской морской революции: сужение отверстия, в результате чего хищникам труднее влезть внутрь и добраться до вкусного мяса. Лэндмен предполагал, что отращивание взрослой раковины в форме крюка дополнило это защитное приспособление, скрыв зауженную входную дверь за поворотом: таким образом, она стала практически недоступной для хищников.

Безусловно, животному, которое выглядело как современный кальмар, было бы весьма непросто высовываться из такого скрытого отверстия и делать все то, что делает кальмар. Мускулистым рукам недоставало бы места, чтобы хватать добычу. Мощный сифон не смог бы направлять струю, чтобы менять направление движения. Следовательно, заключил Лэндмен, у скафитов, скорее всего, не было мускулистых рук или мощных сифонов. Они им и не требовались, поскольку обитали скафиты у самого дна, как показали результаты исследований Сессы в Миссисипи. Они могли пользоваться тонкими руками, возможно даже сетью из рук, чтобы питаться… чем-то. Вот только чем?

А это зависит от того, как интерпретировать некую структуру, о которой, по словам Лэндмена, «спорят последние 150 лет»[111].

Рот, который приняли за дверь

У современных головоногих есть клювы, похожие на ястребиные, они разделены на верхнюю и нижнюю половины, и они довольно остры — под стать хищническому образу жизни этих животных. Клювы кальмаров и осьминогов состоят из хитина, твердого соединения из группы азотсодержащих полисахаридов. А вот твердые клювы наутилусов состоят из кальция, как человеческие кости. Эти два вида челюстей не менялись довольно давно: ископаемые клювы древних колеоидов и наутилоидов очень похожи на современные.

Тем временем умопомрачительное разнообразие форм и повадок аммоноидов проявилось и в строении их челюстей. Одни, подобно колеоидам, строили челюсти из хитина, другие вслед за наутилоидами — из кальция. А некоторые аммоноиды расширили свою нижнюю челюсть, сделали ее более плоской и изменили до неузнаваемости.

Эти странные образования получили свое собственное название — аптихи («аптих» в единственном числе) еще до того, как кто-нибудь понял, что это вообще такое. Аптихи намного крупнее обычных клювов и больше похожи на раковины двустворчатых моллюсков, чем на что-то, чем головоногий может поедать свой ужин. Палеонтологи XIX в. считали, что аптихи могут и в самом деле быть не частью самого аммоноида, а остатками двустворчатых моллюсков (или усоногих раков, червей — а может быть, даже птиц!), которых аммоноид съел. К тому же аптихи часто отделялись от раковин аммоноидов после того, как разлагалась мышечная ткань, удерживавшая их на месте. Но к 1930-м гг. было обнаружено достаточно много целых окаменелостей, чтобы убедить ученых — аптихи были частью тела аммоноидов.

Возник целый букет новых гипотез. Некоторые ученые считали, что размер аптихов позволял им закрывать отверстия раковин, преграждая доступ хищникам и любопытным сородичам. У улиток есть подобная крышечка, она называется «оперкулум»: ее можно увидеть, перевернув садовую улитку вниз головой. Ни у кого из ныне живущих головоногих оперкулума нет, хотя кожистый капюшон наутилуса выполняет похожую задачу. Другие ученые предположили, что аптихи могут защищать определенные органы, например жабры или яичники, так же, как наши ребра защищают легкие и сердце. Кто-то даже рассматривал возможность того, что аптихи — это раковины самцов-паразитов, живших внутри самок (не самая безумная идея: некоторые животные так и делают, например глубоководные морские черти).

Только к 1970-м гг. палеонтологи накопили достаточно данных, чтобы с уверенностью утверждать — аптихи были видоизмененными нижними челюстями[112]. Если увидеть аптихи на их законном месте у хорошо сохранившегося аммоноида, трудно представить их в каком-либо другом качестве. Над аптихом располагается нормальная верхняя челюсть, а структура аптиха явно происходит от более типичной нижней челюсти.

Аптихи намного крупнее, чем клювы ныне живущих головоногих, но это не значит, что их обладатели аммоноиды были грозными хищниками. В конце концов, кальмары — весьма грозные хищники, а клювы у них гораздо меньше по сравнению с телом, чем аптихи у аммоноидов. На протяжении нескольких поколений ученые выдвигали множество идей о том, каким образом такие крупные челюсти обеспечивали моллюскам нужное количество калорий. И хотя ими, как любыми другими челюстями, можно было просто откусывать и пережевывать пищу, трудно представить, что столь необычные образования понадобились для выполнения вполне обычной функции. Аптих значительно крупнее верхней челюсти, и что еще удивительнее — он состоит из двух частей. Эти части, скорее всего, были соединены между собой мягкими тканями. Если эта ткань была эластичной, возможно, аптих работал как фильтр. Аммоноид в таком случае мог пользоваться аптихом как усатый кит своими огромными челюстями: зачерпывать полный рот воды, а потом выдавливать ее, удерживая во рту все мелкие частицы пищи.

Нил Лэндмен предпочитает гипотезу питания планктоном, при котором аптих служит скорее воронкой. Тонкие руки или сеть рук могли направлять в эту воронку-рот воду со всем ее содержимым, а на другом ее конце радула, подобно конвейеру, вылавливала бы мелких созданий и отправляла их в пищевод.

Каким бы образом аптих ни использовался для питания — а он мог работать по-разному у разных видов, — первоначальные предположения тоже были не совсем далеки от истины. Аммоноиды могли приспособить свои аптихи для целей, не связанных с пищей, и современные палеонтологи склоняются к тому, что аптихи, возможно, выполняли несколько разных задач, как складной многофункциональный нож. Может быть, аптихи даже помогали аммоноидам плавать. Орасио Парент из Национального университета Росарио в Аргентине, а вместе с ним Вестерманн и американский палеонтолог Джон Чемберлен в работе 2014 г., посвященной функциям аптиха, перечисляют весь список предшествующих версий: «…нижняя челюсть, защита женских гонад, защитный оперкулум, придание устойчивости, промывка пойманного бентоса, фильтрация микрофауны, накачка водой для реактивного движения». Нисколько не смущаясь, они предложили еще одну функцию: балластная стабилизация во время плавания[113].

Вероятно, многие аммоноиды держались в воде не слишком уверенно. Сифон располагался значительно ниже центра раковины, и каждый толчок должен был закручивать животное вокруг оси. Раскачивание во время плавания, должно быть, не только дезориентировало животное, но еще и сильно мешало ловить добычу или искать в воде пищевые частицы. Однако движение можно было стабилизировать, если выдвинуть из раковины тяжелый аптих — подобно тому, как канатоходец балансирует при помощи шеста. Звучит разумно, не правда ли?

Если вам трудно все это представить, то вы далеко не одиноки. Палеонтологи — специалисты по аммоноидам с вами солидарны. Большинство других известных нам челюстей животных можно восстановить по сохранившимся твердым частям. Возьмем, например, череп динозавра — мы без труда можем представить строение его челюстей. Однако твердые части ротового аппарата головоногих были скрыты в массе мышечной ткани, которая придавала челюстям определенную форму и которая до сих пор не была обнаружена в окаменелостях. По словам парижского палеонтолога Изабель Крюта, ротовой аппарат аммоноидов все еще остается загадкой. «Вот поэтому их так интересно изучать!»[114].

Статья Крюта, опубликованная в 2011 г. в авторитетном журнале Science, была посвящена именно этому вопросу.

Язык, который не совсем язык

Долгое время радулу, сохранившуюся внутри окаменелой раковины аммоноида, можно было увидеть, только если расколоть окаменелость точно в нужном месте. И даже тогда не удавалось рассмотреть ее как следует. Но благодаря новым технологиям мы можем воссоздать изображение радулы аммоноида достаточно подробно, чтобы сравнить ее с радулами других моллюсков. У современных моллюсков встречается множество видов радул, предназначенных для поедания разнообразной пищи, — из них можно составить что-то вроде анатомического словаря, в котором будут представлены конкретные формы радул. Кэтлин Риттербуш надеется тщательно изучить окаменелые раковины моллюсков, чтобы досконально разобраться, как именно аммоноиды плавали, а Изабель Крюта надеется изучить их ротовые аппараты, особенно радулы, чтобы понять, как аммоноиды ели.

В свои студенческие годы, проведенные в Италии, Крюта обожала палеонтологию, поэтому, собираясь пройти стажировку за рубежом, она сразу подумала об Американском музее естественной истории. Она связалась с Нилом Лэндменом, который пригласил ее поработать с наутилусами, а затем и с аммоноидами. Вернувшись затем в Европу, чтобы защитить диссертацию в Париже, Крюта вместе с Лэндменом и французскими коллегами опубликовала свою революционную работу в журнале Science, в которой речь шла о 3D-реконструкции радулы бакулита в том виде, в котором она располагалась и функционировала внутри челюсти-аптиха[115].

Это стало возможным благодаря томографии — технологии, применявшейся в палеонтологии уже десятки лет, но только на позвоночных. Томография была разработана для того, чтобы заглядывать внутрь человеческих тел, поэтому палеонтологи вначале предполагали применять ее только для изучения ископаемых с костями. Крюта первой взглянула на ископаемых головоногих при помощи компьютерной томографии — того самого метода КТ, которым пользуются врачи, чтобы выявлять опухоли и другие заболевания. При компьютерной томографии делается серия двухмерных снимков-«срезов» (в данном случае снимков рта аммоноида), затем компьютер создает из срезов трехмерную визуализацию, позволяя ученым заглянуть внутрь окаменелостей, не раскалывая их. (Разбивать окаменелости всегда было делом рискованным — вы могли повредить именно те структуры, которые хотели рассмотреть.)

У ископаемых аммоноидов Крюта обнаружила нескладывающуюся радулу, покрытую небольшими зубчиками, напоминающими расческу. В целом по форме она похожа на радулу современных морских улиток, которые питаются планктоном. Трехмерный скан даже показал крошечные фрагменты планктона, застрявшие во рту аммоноида. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что бакулиты — а возможно, и все аммоноиды с аптихами — питались планктоном.

Тем не менее довольно трудно представить, как именно все это происходило. У бакулитов, как и у скрепок-скафитов, были очень узкие отверстия раковин (апертура{9}, или устье), хотя внутри было достаточно просторно. Мы уже выяснили, что зауженные отверстия были распространенным защитным приспособлением в мезозое и могли спасти многих аммоноидов от смерти в пасти рептилий. Но каким образом бакулиты питались через такое отверстие? Одним из объяснений этого процесса может служить гипотеза Лэндмена о воронке, где к тонким рукам прилагается крупный аптих. Другой возможный вариант заключается в том, что эти аммоноиды могли создавать своего рода паутину из слизи, словно древние подводные пауки, в которой запутывались все мелкие существа, приносимые течением[116]. Или, может быть, они использовали длинные тонкие руки, которые высовывались и хватали кусочки планктона по одному — тут креветочку, там улиточку.

Впрочем, каким бы образом аммоноиды это ни проделывали, Джейкоб Винтер, например, считает, что именно питание планктоном может служить фундаментальным объяснением почти всей эволюции аммоноидов. Даже если их изначальное строение и распространение в девонском периоде было обусловлено давлением со стороны древних рыб, он полагает, что вскоре они приспособились и заполнили совершенно другие ниши, и это заметно по их раковинам. Винтер относится к тем ученым, кто считает, что украшения на раковинах — это показатель ограниченных способностей к плаванию. «Понятно, что эти ребята не могли активно плавать повсюду, — говорит он о разнообразии форм поздних аммоноидов. — У них был свой особый образ жизни, они дрейфовали и питались планктоном. Этот образ жизни полностью исчез, мы не наблюдаем его ни у одного из современных головоногих»[117].

И в самом деле, мезозойская эволюция соткала три нити истории головоногих, которые стали развиваться в совершенно разных направлениях: аммоноиды пошли путем приключенческого боевика, со скоростной специализацией и вымиранием — где смерть и выживание присутствовали в равной мере. Наутилоиды тем временем двигались медленно, без заметных изменений, как персонажи созерцательной повести. А колеоиды, как мы совсем скоро увидим, однажды достигли сенсационного успеха и спокойно готовились это повторить.

5. Обволакивая раковину

Влияние рыб на эволюцию головоногих очевидно еще со времен появления первых рыбьих прародителей, а конвергентная эволюция этих двух групп достигла своего пика у колеоидов — предшественников современных кальмаров, осьминогов и каракатиц. Колеоиды стали, по сути, беспозвоночной версией рыб: и те и другие — плавающие хищники обтекаемой формы с быстрым обменом веществ и склонностью собираться в стаи. Своим поведением и взаимоотношениями со средой колеоиды больше напоминают позвоночных, чем любых других беспозвоночных существ — двустворчатых моллюсков, червей, морских звезд, крабов[118].

Такая конвергенция стала возможна благодаря уменьшению раковины. На этот раз ее не закручивали и не укорачивали, а полностью втягивали внутрь. Окончательно переместив раковину внутрь тела, колеоиды смогли подняться на новый уровень скорости и эффективности, а это помогало им как избегать хищников, так и ловить добычу.

Первые внутренние раковины появились в карбоне, «всего лишь» через 50 млн лет после возникновения аммоноидов в девоне. Но численность и разнообразие колеоидов были ограничены на протяжении всей палеозойской эры: от их возникновения до Великого вымирания. Может быть, колеоиды тогда еще не были готовы составить конкуренцию своим закрученным аммоноидным сородичам.

Рис. 5.1. На этой красивой окаменелости колеоида Phragmoteuthis conocauda отлично видно тело, по форме похожее на тело кальмара, с основательной внутренней раковиной, руками одинакового размера (без специализированных щупалец) и впечатляющими крючками на руках

Diego Sala

В триасовом периоде они наверстали упущенное. Название «белемниты» происходит от греческого слова «дротик»: оно досталось им благодаря обтекаемой форме. Эти колеоиды отрастили прямую внутреннюю раковину, разделенную на камеры, и ростр — защитное коническое образование в ее задней части, которое также служило противовесом. Снаружи они напоминали кальмаров, у них были два плавника и десять рук, покрытых крючками.

В следующие 100 млн лет белемниты достигли невероятного разнообразия, играя ту же ключевую роль в мезозойских океанах, которую современные кальмары играют в океанах кайнозоя и которую аммоноиды уже начинали играть в палеозойских океанах (и продолжали до своего вымирания), а именно роль хищников, активно охотящихся на тех, кто помельче, и обильной добычи для тех, кто покрупнее. В кишечнике ископаемых морских пресмыкающихся обнаруживались большие количества тяжелых ростров белемнитов, и предполагали даже, что некоторые доисторические акулы погибали из-за чрезмерного их потребления[119].

В мезозойской истории колеоидов белемниты преобладают, но в ходе эволюции от колеоидного ствола отделились по меньшей мере две отдельных ветви: предки кальмаров и предки осьминогов. Обе линии начинались с моллюсков с внушительными внутренними раковинами (как ни странно представлять себе осьминога с раковиной внутри), и независимо друг от друга у них постепенно происходило уменьшение скрытой брони. Многочисленные и разнообразные случаи утраты раковины позволяют предположить, что на эти группы оказывалось сильное эволюционное давление, вынуждающее постоянно уменьшать раковину. Так откуда же взялось это давление?

Мезозойские моря были полны всевозможных угроз со стороны как хищников, так и конкурентов. На колеоидов охотились те же морские рептилии, что и на аммоноидов, и даже летающие рептилии пытались выхватывать их из воды. Тем временем из группы костных рыб возникали узнаваемые предки угрей, карпов, лососей, корюшек, тунцов и золотых рыбок. Главной целью и для современных рыб, и для современных колеоидов стала способность к адаптации в самых разных условиях.

Что такое колеоид?

Многие черты, которые мы считаем характерными признаками колеоидов — присоски, крючки на руках, чернила, — впервые появляются в окаменелостях триасового периода. Эти эволюционные новшества могут быть связаны с утратой раковины. Когда колеоиды стали плавать быстрее, им удавалось угнаться за более стремительной добычей, которую было легче схватить и удержать при помощи присосок и крючков. Но без раковин они были уязвимыми, так что возникло новое защитное приспособление: чернила. Их никогда не обнаруживали у наутилоидов или аммоноидов, а вот в окаменелостях колеоидов чернила зачастую сохраняются благодаря устойчивости пигмента меланина. Ископаемые чернила колеоидов были впервые обнаружены английским палеонтологом Мэри Эннинг в 1826 г. Элизабет Филпот, ее подруга и соратница по охоте за окаменелостями, восстановила чернила и нарисовала ими ихтиозавра, породив моду на иллюстрации, сделанные ископаемыми чернилами, эта мода жива до сих пор[120].

Рис. 5.2. В 2008 г. окаменелый белемнит Belemnoteuthis antiquus был обнаружен в таком хорошем состоянии, что его чернила удалось восстановить и изобразить ими его самого

BNPS.co.uk

Однако гранулы меланина в чернильных мешках головоногих стали не только новым материалом для художников. Их открытие заставило Джейкоба Винтера задуматься, можно ли найти меланин в других окаменелостях — скажем, в перьях динозавров. Оказалось, что можно. В итоге Винтер опубликовал неопровержимые данные об окраске динозавров, в том числе вида, у которого были черно-белые полосатые крылья и красноватые перья на голове[121]. Но хотя эта работа была невероятно увлекательной, Винтер остался преданным приверженцем головоногих. Когда я брала у него интервью, на его рабочем столе лежал один из древнейших ископаемых чернильных мешков — «от очень симпатичного маленького колеоида» из каменноугольного периода (около 300 млн лет назад). У этого колеоида была пара плавников и десять рук[122].

Было найдено достаточное количество подобных ископаемых колеоидов, чтобы подтвердить эмбриологические данные: у ранних предков был набор именно из десяти рук — хотя никто из потомков его не сохранил. Кальмары видоизменили четвертую пару рук, превратив ее в щупальца; осьминоги изменили и в какой-то момент утратили вторую пару рук. Это еще один пример конвергентной эволюции — подобно тому как наутилоиды и аммоноиды, независимо друг от друга, пришли к закрученной раковине.

А вот присоски, как принято считать, возникли в эволюции лишь однажды, хотя теперь, у современных кальмаров и осьминогов, они выглядят совсем по-разному. У осьминогов присоски гибкие и многофункциональные: они могут захватывать мелкие предметы и присасываться к крупным. Присоски кальмаров более жесткие, но присасываются намного сильнее; они держатся на стебельках, как вывернутые ветром зонтики; иногда они окружены ободком зубов, по твердости сравнимых с человеческими ногтями.

У некоторых видов кальмаров вообще нет присосок — вместо этого их руки и булавовидные расширения на концах щупалец покрыты крючками. Самый известный вид с крючками — антарктический гигантский кальмар: его крючки могут поворачиваться на 180 градусов. Если вам от этого становится не по себе, то вы не одиноки. Мне тоже. У белемнитов также были крючки на руках, хотя внешне они отличались от крючков современных кальмаров, и мы не знаем, могли ли они поворачиваться. Ученые считают, что крючки, скорее всего, возникли у белемнитов и кальмаров независимо друг от друга, возможно через усложнение ободков на присосках.

Мы говорим об очень маленьких отростках, но их эволюцию можно проследить по ископаемым, поскольку твердый материал, из которого они состояли, хорошо сохраняет форму при фоссилизации{10}[123]. Крючки кальмаров и ободки на присосках состоят из того же органического вещества, что и клювы колеоидов, — хитина. (В последние годы ученые и инженеры нашли невероятно много применений хитину кальмаров — от протезов после ампутаций до биотермопластики для 3D-печати.)

На ископаемых аммоноидах или наутилоидах не было обнаружено ни присосок, ни ободков, ни крючков, так что эти приспособления считаются одним из множества эксклюзивных изобретений колеоидов[124]. Так же, разумеется, как и чернильный мешок, и потрясающая способность менять окраску, узор и текстуру кожи. Современные наутилусы ничего не меняют в своей коже — животному, почти все тело которого скрыто в раковине, от такого трюка мало пользы.

В эволюционный комплект, вероятно, входили и удивительные глаза колеоидов. Они не менее сложно устроены, чем человеческие: в них есть хрусталик для фокусировки света, сетчатка для его распознавания и радужная оболочка для повышения резкости изображения. Ученые даже сумели надеть на каракатицу 3D-очки и выяснили, что ее восприятие глубины устроено так же, как у человека, — она сравнивает информацию, поступающую от левого и правого глаза. Как колеоиды, так и позвоночные были активно плавающими хищниками, поэтому неудивительно, что и у тех и у других появилось такое сложно устроенное зрение. Однако у них имеются и весьма существенные различия. У всех позвоночных на сетчатке есть слепое пятно в том месте, где зрительный нерв входит в глазное яблоко, чтобы затем разветвиться и присоединиться к передней части фоторецепторов. У колеоидов фоторецепторы иннервируются сзади, и, таким образом, в сетчатке слепое пятно не образуется. Подобные структурные различия показывают, что зрение у этих двух групп животных развивалось конвергентно, то есть они пришли к похожим решениям разными эволюционными путями.

Другое значительное отличие состоит в том, что у рыб цветовое зрение развивалось путем повышения разнообразия светочувствительных белков в глазах. У колеоидов ничего подобного не появилось, и цвета они, вероятно, не различают. Я говорю «вероятно», поскольку предположение о том, что такие разноцветные, меняющие свою окраску животные не различают цвета, приводило в замешательство не одно поколение ученых, и некоторые предполагали, что у современных кальмаров и осьминогов имеются нетрадиционные виды цветового зрения. Возможно, светочувствительные пигменты, распределенные по всему телу, могут посылать сигналы в мозг[125]. Или, может быть, стремительно меняя форму глаз, колеоиды способны сканировать чередующиеся волны разной длины, сравнивая каждое изображение с предыдущими и таким образом получая информацию об изменении цвета во времени[126].

Впрочем, колеоиды (независимо от того, различают они цвета или нет) точно могут видеть нечто недоступное нам, людям, а именно поляризацию света[127].

Солнечный свет обычно состоит из волн, которые распространяются во всех направлениях. Но когда волны отражаются от некоторых поверхностей, например от воды, они создают световые пучки, которые идут на сетчатку только в одном направлении. Это так называемые блики, которые нам не нравятся, поэтому мы придумали поляризационные солнечные очки. Потом нас посетило озарение, и мы изобрели цифровые экраны, испускающие поляризованный свет: именно поэтому, если посмотреть на экран телефона через солнечные очки, он загадочным образом темнеет. Возможности поляризационных солнечных очков этим исчерпываются: они блокируют поляризованный свет. К сожалению, очки не помогут расшифровать тайные послания каракатиц. Эти животные ведут независимые друг от друга разговоры кожей: одновременно посылают поляризованные сигналы собратьям-каракатицам и поддерживают цветовую маскировку для невосприимчивых к подобным сигналам хищников.

Такой способ коммуникации может показаться удивительно продвинутым для беспозвоночных, однако многие виды каракатиц и кальмаров весьма социализированные существа. Передвижение стаями позволяет легко находить партнера, когда приходит пора спариваться и размножаться, а также обеспечивает защиту от хищников — может быть, это тоже своеобразная компенсация за утрату защитной раковины. Некоторые виды кальмаров даже охотятся сообща.

На развитие всех этих удивительных новшеств ушло много времени. Первому колеоиду было далеко до современной хитроумной каракатицы или способного сбежать из плена осьминога. Скорее он мог походить на обычного головоногого с внешней раковиной, который однажды утром встал не с той ноги и случайно натянул кожу на раковину.

Струя, бьющая из раковины

Внутренняя раковина самого изученного древнего колеоида Hematites сохраняла твердую цилиндрическую жилую камеру, в которой помещалась бóльшая часть плоти животного. Его реактивное движение осуществлялось путем малоэффективной накачки через раковину, которую мы видим у современных наутилусов: животное выдавливает воду из сифона, втягивая тело глубже в камеру. Вскоре эволюция освободит мантию от оков раковины, открывая путь к более эффективному реактивному движению, которому помогают еще и плавники.

Hematites, скорее всего, был чем-то похож на жившего в силурийском периоде сотню миллионов лет назад головоногого моллюска рода Sphooceras, каким мы его себе представляли: его мантия покрывала наружную сторону раковины. У этих двух головоногих могло быть и еще кое-что общее: укорачивание раковины. У многих ископаемых Hematites не хватает первых камер фрагмокона, которые должны были формироваться в яйце и сразу после вылупления: на основании этого некоторые ученые предположили, что это животное появлялось на свет с частично внешней раковиной. Сломав «младенческую раковину», мантия, видимо, обрастала вокруг оставшейся части раковины и выделяла не просто материал для крышечки, как у Sphooceras, а полноценный ростр{11}, и всю дальнейшую жизнь животное проводило с полностью внутренней раковиной[128]. Впрочем, находили экземпляры Hematites и с нетронутой младенческой раковиной, так что гипотеза укорачивания остается неподтвержденной. Но несомненно, что мантия всегда выделяла материал для ростра вокруг кончика фрагмокона.

Внушительный ростр Hematites станет обязательным атрибутом колеоидов в последующие 200 млн лет, вплоть до их вымирания в конце мелового периода. Это всего лишь усложненная версия тактики эндоцераса (древнего крупного прямораковинного головоногого, с которым мы познакомились в главе 2), который откладывал минеральные вещества в камеры на кончике фрагмокона, чтобы создать противовес и удерживаться в горизонтальном положении в воде.

Белемниты, с которыми связана грандиозная история успеха колеоидов в мезозое, всегда оснащены рострами. Точнее сказать, прекрасно сохраняющийся в окаменелом виде ростр зачастую оказывается единственной найденной частью белемнита. Однако обнаружено достаточно много целых окаменелостей, служащих свидетельством эволюционного прорыва у белемнитов: цилиндрическая жилая камера сократилась до одной только крыши. Теперь мантия могла не оборачиваться вокруг раковины, а свисать со стержня (который носит замысловатое название «проостракум»{12}). Переход от цилиндра к стержню позволил белемнитам развить более эффективный способ реактивного движения — накачивание через мантию, которое можно сравнить с тем, как мы надуваем, а затем сразу выпускаем из рук воздушный шар.

Рис. 5.3. Оставшиеся от белемнитов окаменелости ничем не напоминают кальмаров, однако живые белемниты были вполне на них похожи. Заметное отличие — десять одинаковых рук и тяжелый «хвост», в котором скрывается ростр

C. A. Clark

На изображении белемнита вы видите пару плавников: это первый головоногий с плавниками, который встретился нам в нашем рассказе об истории этой группы животных. Почему именно плавники? Реактивное движение в принципе менее эффективно, чем гребковые или волнообразные движения, при помощи которых плавают рыбы, морские рептилии, морские млекопитающие и практически все другие активно передвигающиеся водные существа. У головоногих независимо друг от друга развились различные способы для повышения эффективности плавания. Так, наутилусы развили альтернативный способ движения с помощью сифонов. У колеоидов появились плавники. Некоторые современные колеоиды (например, каракатицы) при движении почти постоянно пользуются плавниками, оставляя реактивный способ движения только для чрезвычайных ситуаций.

Художники уже почти целый век рисовали белемнитов с плавниками, но их существование почти все это время оставалось чисто гипотетическим. Первым наличие плавников у белемнитов предположил гениальный исследователь головоногих швейцарец Адольф Нэф, родившийся в 1883 г. Как и многие ученые того поколения, Нэф публиковал работы, посвященные широкому спектру дисциплин: систематике, палеонтологии и биологии развития. Но при этом всегда возвращался к головоногим. Нэф был одним из первых, кто стал работать с обыкновенным кальмаром как с подопытным животным, заложив основы для фундаментальной работы Ходжкина и Хаксли по гигантским аксонам. Он составил каталог стадий эмбрионального развития кальмара, которую я регулярно цитировала в своих университетских работах, а это было еще в самом начале 2000-х гг.[129]

Что касается ископаемых головоногих, Нэф тщательно изучал ростры белемнитов и обнаружил пары бороздок, которые могли быть идеальным местом крепления плавников. И с тех пор, как Нэф опубликовал это предположение в 1922 г., плавники белемнитов вели свое безмятежное гипотетическое существование на страницах многих научных и научно-популярных работ. Накапливались новые данные, в том числе были обнаружены следы кровеносных сосудов в некоторых хорошо сохранившихся рострах. Наконец, в 2016 г. благодаря одной уникальной находке плавники белемнитов из области гипотез перешли в область доказанных фактов. Группа ученых, в которую входили Клуг, Фукс и Крюта, впервые обнаружила и плавники, и сифон у ископаемого белемнита Acanthoteuthis (что означает «колючий кальмар»), найденного в районе Зольнхофена в Германии, известняковые карьеры которого известны своими окаменелостями[130].

С первого взгляда плавники показались еле заметными следами на камне. Но, направив на образцы ультрафиолетовый свет и рассмотрев их сквозь специальные фильтры, ученые смогли увидеть плавники полностью — они сохранились в виде структур из фосфата, светящегося в ультрафиолете. Ультрафиолетовый свет также высветил сифон и два вида соединительной ткани, которыми голова и сифон прочно крепились к мантии.

Если вы когда-нибудь разреза́ли кальмара или пользовались им как наживкой для рыбной ловли, вы могли заметить, как слабо голова соединяется с телом, особенно если кальмара заморозили, а затем разморозили. Поднимите его за голову, и тело отвалится (или наоборот). При жизни животного это соединение укреплено мускульным воротником, а специальный хрящ удерживает сифон на месте, по словам Клуга и его коллег, «усиливая действенность водяной струи для быстрого плавания»[131]. Конечно, животное может пускать и более сильную струю, если не побоится, что она разорвет его тело на части.

Вдобавок к плавникам и сифону ультрафиолетовые лучи высветили небольшую, но показательную особенность ископаемого головоногого — статоцисты, аналог нашего внутреннего уха. Статоцисты — это крошечные полости, выстланные волосками и заполненные жидкостью; в каждой из них находится маленький камешек — статолит. При ускорении статолит «вжимает в спинку сиденья», как человека в разгоняющейся машине. При замедлении статолит катится вперед. Его движение давит на волоски, которые посылают сигналы в мозг. Таким образом кальмар удерживает равновесие.

Статоцисты современных головоногих различаются в зависимости от плавучести животного и его умения передвигаться в воде. Статоцисты Acanthoteuthis больше всего похожи на статоцисты гладких мускулистых хищников вроде кальмара Гумбольдта. Структура плавников, сифона и воротника белемнита подкрепляют это сравнение.

Клуг и его коллеги предупреждали: «Невозможно достоверно восстановить истинную скорость движения доисторического животного», но потом все же попытались это сделать: «Таким образом, мы предполагаем, что белемнитиды развивали скорости 0,3–0,5 м/с, сравнимые со скоростью современного Todarodes [тихоокеанского летающего кальмара] во время миграции»[132]. Это примерно соответствует скорости плавания «по-собачьи», достаточной, чтобы продвигаться против океанских течений на дальние расстояния. Неизвестно, как обстояли дела у белемнитов, а современные кальмары могут двигаться и быстрее. Передвигаясь короткими рывками, Todarodes развивает в среднем скорость до 11 м/с. Человеческий рекорд скорости плавания — 2,39 м/с. Фукс говорит: «Олимпийским пловцам понадобилось бы очень много допинга, чтобы состязаться с Todarodes, но белемнитов можно было бы обогнать и без него»[133].

Но даже если белемнитам не светили олимпийские победы, им хватало скорости, чтобы ловить рыбу.

Мой университетский профессор биологии радовался как ребенок каждый раз, когда среди окаменелостей попадались доказательства охоты беспозвоночных на позвоночных. Я с теплотой вспомнила его, когда в 2019 г. прочитала об одном из таких случаев, сохранившихся на века. Четыре белемнита рода Clarkiteuthis запечатлелись в камне буквально в момент поедания древней рыбы. Белемниты так увлеклись ужином, что погрузились глубоко в воду, задохнулись и были погребены под осадками. Трагический финал, но эти окаменелости продемонстрировали нам, что, несомненно, многие другие, более удачливые особи могли вести успешный образ жизни, питаясь рыбой[134].

Раковина белемнита с твердым ростром и прочным фрагмоконом доказала свою полезность, однако другие колеоиды пошли по пути дальнейшего сокращения раковины.

Сохранение кальция

Две группы колеоидов продолжали кальцифицировать раковины и пользоваться ими для плавучести, но в ходе эволюции ушли от сложной, состоящей из трех частей, внутренней раковины, как у белемнитов. Первая группа — каракатицы, которые полностью реформировали систему камер, сменили форму раковины и сохранили лишь следы ростра. Вторая группа — загадочные спирулы, которых никогда не видели даже многие специалисты по головоногим. Эти существа сохранили во фрагмоконах камеры старого типа, но форма их раковины в процессе эволюции снова превратилась в спираль.

Чтобы представить, как за миллионы лет эволюции возник сепион{13} каракатицы, хватит нескольких минут. Она выглядит примерно как раковина белемнита, если сжать животное от плавников к голове. Тонкий стержень проостракума полностью исчезает, ростр сплющивается в плоский щит. Камеры фрагмокона под ним уплощаются и обрезаются так, что превращаются в диагональные слои. Столбы держат эти слои, подобно микроскопическим строительным лесам, не позволяя им слиться. Цилиндр сифункула превращается в то, что ученые называют сифункулярной зоной, которая все еще извлекает воду из пространства между слоями и впускает на ее место газ.

Сепион выглядит хрупким, собственно, он таковым и является. Именно поэтому его так хорошо использовать в качестве кальциевой добавки к питанию домашних птиц, шиншилл, крабов-отшельников и черепах. Раковина наутилуса тоже насыщена кальцием, но она настолько твердая, что даже очень упорным волнистым попугайчикам придется потрудиться, чтобы извлечь оттуда хоть каплю нужного вещества. Множество тонких стенок сепиона прогрызть и раскрошить гораздо легче. Впрочем, нет особых причин беспокоиться об истреблении диких каракатиц из-за добычи их раковин. В отличие от наутилусов, каракатицы весьма многочисленны и живут недолго, поэтому океан изобилует мертвыми каракатицами, а их сепионы в больших количествах волны выбрасывают на берег. Даже если они будут поломаны или повреждены — в птичьей клетке от них не требуется красота.

Рис. 5.4. На изображенной здесь спируле показано, как располагается раковина внутри животного

Carl Chun, Die Cephalopoden, 1910

Хрупкость сепиона накладывает на животных определенные ограничения в течение жизни: они не могут выдерживать высокое давление на глубине. Ученые рассчитали, что сепионы разных видов разрушаются на глубине 200–600 м. Это совсем неглубоко в масштабах океана, который тянется вниз на тысячи метров, то есть основная его часть недоступна для каракатиц. (Тем не менее они могут нырять намного глубже, чем большинство непрофессиональных аквалангистов. Мое самое глубокое погружение было на 30 м, и уже там я почувствовала азотное опьянение — эффект интоксикации от дыхания обычным воздухом при высоком давлении. Мы с напарником взяли с собой сырое яйцо, чтобы разбить его на глубине, и то, как давление воды удерживало его целым даже без скорлупы, было самым потрясающим явлением, которое мы когда-либо видели.)

А вот спирула{14} на большой глубине чувствует себя прекрасно. Как и сепионы, их уникальные закрученные внутренние раковины часто выбрасывает на берег приливом — в Австралии я находила их десятками, — но эти раковины, которые выглядят столь же хрупкими, могут выдерживать гораздо большее давление. Их размер, несомненно, защищает их от разрушения: большинство спирул не крупнее 25-центовой монетки.

Спирулы, возможно, самые загадочные из современных головоногих. Плавучая закрученная раковина удерживает их в положении вниз головой, а на верхушке тела есть крупный биолюминесцентный орган, который может светиться в течение нескольких часов. Спирулы тоже принадлежат к вертикальным мигрантам: они перемещаются с глубин около 1000 м (днем) до уровня моего самого глубокого погружения (ночью). По бокам расположены выступающие глаза, но их голова и руки могут быть целиком втянуты в мантию.

Возможно, это еще и самые одинокие из современных головоногих — в абстрактном, эволюционном смысле. Описан всего один вид спирул, и он всего лишь дальний родственник другим кальмарам и каракатицам. Все его близкие родственники — группа под названием «спирулиды» — сохранились только в виде окаменелостей.

Встречается множество окаменелых остатков спирулид — достаточно, чтобы разобраться в возможном эволюционном развитии спиральной раковины. Главное недостающее звено — вид под названием Spirulirostra, который в начале жизни отращивает закрученную раковину, а по мере взросления ее выпрямляет и формирует ростр, напоминающий ростр белемнита[135]. По-видимому, если слегка изменить параметры генетической настройки, то младенческая закрученность сохраняется и в зрелом возрасте, что дает нам современную спирулу. Да, это опять эво-дево! Сохранение детских черт во взрослой жизни — часто встречающийся мотив в эволюции: у взрослых саламандр сохраняются детские жабры, у взрослых людей сохраняется форма черепа детенышей шимпанзе.

Подобно спирулидам и каракатицам, кальмары возникли в процессе эволюции из чего-то вроде белемнита, но уплыли на реактивной тяге намного дальше по пути уменьшения раковины.

Броня, превратившаяся в меч

В ходе эволюции кальмары избавились от ростра. Избавились от разделенного на камеры фрагмокона. И избавились от кальция. Внутреннюю раковину уменьшали, пока она не превратилась в тонкую стрелку, что позволило мантии развернуться в полную силу. И теперь благодаря ей перед глазами палеонтологов предстает ряд загадочных ископаемых существ, которые выглядят как полуосьминоги-полукальмары.

Итак, пришло время внимательно рассмотреть гладиус — стрелку, которую мы видели на рис. 1.2.

Я учила школьников препарировать кальмаров с тех пор, как сама окончила школу, и давно потеряла счет оттаявшим замороженным тушкам и разрезанным холодным мантиям[136]. Я вегетарианка и нежно отношусь к живым кальмарам, поэтому иногда сожалею о прошлом, но напоминаю себе, что иначе упаковки кальмаров из магазина рыболовных принадлежностей пошли бы в качестве наживки на ловлю палтуса, трески, окуня или даже акул. И кроме того, в этом есть некое волшебство — видеть, как озаряются лица детей, когда они смотрят сквозь линзу из глаза кальмара, или находят органы равновесия, статоцисты, возле его мозга, или… используют его стрелку для рисования.

Стрелка полностью погружена в плоть мантии, и, если ее извлечь, все остальное теряет форму. Так что сначала мы определяем все органы, потом я показываю, как вытянуть тонкий, прозрачный, твердый, но гибкий остаток раковины. А в качестве торжественного завершения процесса препарирования дети протыкают стрелкой чернильный мешок (который до этого момента мы берегли в целости и сохранности) и пишут свои имена. И у них получается!

Конечно, писать стрелкой не так хорошо, как пером. Да и достать стрелку кальмара несколько труднее, чем гусиное перо, поэтому, насколько я знаю, если кто и использовал стрелку для письма, то только ради забавы. Красивое научное название стрелки обусловлено ее сходством с мечом: слово «гладиус» происходит от того же корня, что слово «гладиатор». Несмотря на два разных названия, которые ничего общего не имеют с раковиной, стрелка формируется внутри органа, который называется раковинный мешок. Разобравшись, как это происходит, мы сможем увидеть, какие усилия потребовались эволюции, чтобы превратить тяжелую броню в скрытый от всех меч.

Рис. 5.5. История раковины, которую можно себе представить по образцам с моего стола. Слева: гладиус кальмара Гумбольдта. Справа, сверху вниз: ископаемый древний прямораковинный головоногий, ископаемый аммоноид, ископаемый белемнит, раковина современной спирулы, раковина современной каракатицы

Danna Staaf

Раковинный мешок есть у всех детенышей головоногих, даже осьминогов, — его можно сравнить со складками мантии, которую юные двустворчатые моллюски и улитки используют для построения раковин. И раковинный мешок, и складки мантии возникают из так называемой раковинной области. У улиток (или двустворчатых моллюсков) раковинная область — это врéменная вмятина в мантии, которая углубляется до расщелины. Сформировав расщелину, моллюск покрывает ее мембраной. Когда мембрана готова, расщелина под ней распрямляется обратно до плоского состояния, а мембрана становится раковиной. Слишком сложно? Да, пожалуй. Видимо, временная расщелина нужна для того, чтобы создать опору, пока новоиспеченная раковина еще хрупка, — но точно никто этого не знает.

У кальмаров тоже есть раковинная область, и специалисты, привыкшие разглядывать крошечные фрагменты тканей моллюсков, могут ее опознать. У кальмара эта область в действительности представляет собой маленькую зародышевую шапочку, из-за которой зародыши кальмара похожи на зародыши наутилуса, при этом и те и другие похожи на моноплакофор, древних моллюсков с плоскими раковинами. Но вместо того чтобы строить из раковинного поля раковину напрямую, методом образования расщелин, кальмар строит гребешок ткани вокруг него, постепенно покрывая целиком. Получившееся закрытое пространство — раковинный мешок, а внутри этого мешка начинает формироваться стрелка. Так что, несмотря на сходство с детенышем наутилуса или моноплакофоры, современный колеоид в своем развитии вообще не проходит внешнюю фазу: его раковина с самого начала строится внутри[137].

Стрелка меньше и проще внешней раковины, но у нее тоже есть определенная структура. Основной стержень называется рахис — так же, как осевой стержень птичьего пера (это ни о чем не говорит, но само по себе забавное совпадение, объединяющее динозавров и головоногих). У некоторых видов кальмаров рахис стрелки расширяется в крылья с каждой стороны, а кончик рахиса разрастается в плотный конус. У некоторых кальмаров стрелка утолщается еще больше, напоминая ростр белемнита. При этом неважно, насколько толстым и прочным станет кончик стрелки кальмара, главное — он никогда не кальцинируется. В этом смысле его нельзя назвать истинной раковиной.

Мы узнали об этом, просто глядя на стрелки, но это подтверждается и изучением клеток, из которых стрелки состоят. В этих клетках нет необходимых для кальцификации механизмов. Утрата этой способности в ходе эволюции проложила путь к развитию совершенно нового вида головоногих.

Аммоноиды-оксиконы могли проворно передвигаться в воде. Белемниты могли достигать значительных скоростей. Но некальцинированная, полужесткая и полугибкая стрелка позволила современным колеоидам изгибать свои тела, чтобы спасаться от хищников, и стремительно удирать, резко выбрасывая реактивную струю. Дирк Фукс и его коллега Ясухиро Иба назвали стрелку «одним из ключевых новшеств, благодаря которым стало возможно самое мощное реактивное движение среди головоногих»[138].

Это новшество могло возникнуть благодаря чистой случайности. Стрелка — это всего лишь декальцинированная раковина. Вероятно, потребовалась всего лишь одна-единственная мутация в генах, регулирующих процесс кальцификации. А поскольку окаменелые стрелки встречаются довольно часто, можно предположить, что эта случайность могла произойти не единожды.

Современные стрелки мы ассоциируем с современными кальмарами, отсюда возникает тенденция связывать с кальмарами также и окаменелые стрелки. Описано головокружительное разнообразие древних ископаемых колеоидов со стрелками (или в некоторых случаях одних только стрелок), они получили названия, связанные с кальмарами{15} (ищите корень «тевт»): плезиотевтиды, тевдопсиды, трахитевтиды. Но дальнейшие исследования показали, что почти все они ближе к осьминогам[139].

Рис. 5.6. Leptoteuthis gigas — один из древних загадочных колеоидов с гладиусом; по всей видимости, близкий родственник осьминогов, хотя внешне похож на кальмара

Diego Sala

Как можно видеть на рис. 5.6, некоторые из колеоидов со стрелками сохранились в виде окаменелостей достаточно хорошо, чтобы мы могли сосчитать их руки — у всех по восемь. У некоторых даже видны присоски на руках, а для современных колеоидов форма присосок — это четкий диагностический признак: у осьминогов все присоски сидячие, на широком основании, а у кальмаров имеются присоски на ножках, подобные маленьким грибам. Какие присоски были обнаружены у ископаемых колеоидов со стрелками? Все без исключения сидячие.

И наконец, сами стрелки тоже о многом говорят. У гладиуса есть определенная структура. Рахисы, крылья и конусы всех ископаемых стрелок гораздо ближе к стрелкам осьминогов, чем к стрелкам кальмаров.

Вы можете возразить: «Но у осьминогов нет стрелок». Что ж, мой проницательный читатель, вы правы. Однако стрелки были у их предков, и структуру стрелки осьминога до сих пор можно увидеть у одного из ныне живущих видов: это адский кальмар-вампир, которого следовало бы назвать осьминогом-вампиром.

Ноги вампира

История осьминогов и адских кальмаров-вампиров демонстрирует окончательное сокращение раковины: вместо гладиуса от нее остаются отдельные рудименты, а у некоторых видов она и вовсе утрачивается. Эти виды известны под общим и довольно странным названием «вампироподы», что означает «вампирьи ноги» и само по себе не слишком логично. Ученые просто соединили два таксономических названия — «осьминоги» (octopoda) и «вампироморфы», — когда поняли, что осьминоги и адские кальмары-вампиры намного ближе друг к другу, чем к любым другим головоногим.

Впрочем, поняли они это далеко не сразу. Пытаться сопоставить кальмара-вампира с обычными кальмарами или осьминогами — верный способ довести себя до белого каления. На первый взгляд кальмар-вампир похож на обычного кальмара: у него тоже есть гладиус. Потом вы замечаете, что у него только восемь рук, как у осьминога. Но если присмотреться более внимательно, то можно увидеть две тонкие ниточки, которые могут быть редуцированными руками, напоминающими щупальца кальмара. А потом вы вдруг обнаруживаете, что эти ниточки возникли вовсе не из той пары рук, которую кальмары превратили в щупальца, а из той, которую осьминоги полностью утратили.

Проведя генетические исследования, ученые в конце концов сошлись на том, что кальмар-вампир — на самом деле осьминог. А раз он принадлежит к осьминогам, его гладиус важен для изучения эволюции колеоидов. При тщательном рассмотрении выяснилось, что гладиус вампира совершенно не такой, как гладиус кальмара: ученые даже предполагают, что они развились в результате двух независимых случаев декальцификации в ходе эволюции.

Предки вампироподов отделились от предков кальмаров еще в триасовом периоде. В юре, когда колеоиды были заняты собственным преображением, родословная вампироподов разошлась на две ветви: адских кальмаров-вампиров и собственно осьминогов. И у тех и у других все еще сохранялись гладиусы. У кальмаров-вампиров гладиусы остались без особых изменений. Как и в случае со спирулидами, в нынешних океанах живет лишь один вид из некогда многочисленной и разнообразной группы вампиров, и его тоже можно считать чем-то вроде живого ископаемого[140].

Осьминоги тем временем стремительно двигались дальше по пути сокращения раковины. Примерно в конце юрского или начале мелового периода у осьминогов произошел еще один эволюционный раскол. Одна ветвь, под названием цирратные, плавниковые или глубоководные осьминоги, сохранила единый гладиус, который постепенно приобрел форму подковы. Это были осьминоги с крупными мускулистыми плавниками, и самый известный из них — гримпотевтис, или осьминог Дамбо{16}. Латинское название плавниковых осьминогов, Cirrina, происходит от слова «цирры» — так называются короткие усики, растущие у них на руках. Цирры, вероятно, служили какой-то цели, связанной с питанием, но наблюдать ужин глубоководных осьминогов почти так же затруднительно, как и пытаться выяснить, что ели аммоноиды.

У инцирратных осьминогов (настоящих осьминогов, как мне нравится их называть) нет цирр, плавников и гладиусов-стрелок. Гладиус у вампироподов, скорее всего, служит главным образом для поддержки и крепления плавников, поэтому без плавников в нем нет необходимости. Но до того, как исчезнуть полностью, стрелка осьминога расщепилась надвое. Парные рудименты хорошо известны по древнейшим ископаемым осьминогам рода Palaeoctopus, их форму можно увидеть внутри изображения животного на рис. 2.4. Эти рудименты редуцировались и дальше, постепенно превращаясь в два тонких стерженька, которые называются стилетами: их можно найти у некоторых видов современных осьминогов[141].

Даже у осьминогов без стилетов почти наверняка сохранились молекулярные механизмы для их формирования. Когда мы создадим экспериментальные генетические линии, как задумывал Эрик Эдсингер-Гонсалес, возможно, нам удастся заставить обычного калифорнийского двупятнистого осьминога отрастить рудименты гладиуса — а может быть, и целый гладиус или даже кальцинированную внутреннюю раковину, отыгрывая назад во времени эволюционные изменения, которые привели головоногих к их сегодняшнему облику.

Знаниями об этих эволюционных изменениях мы в значительной степени обязаны одному конкретному месту на планете, где в изобилии обнаруживались окаменелые мягкие тела колеоидов[142]. В 1883 г., когда был впервые описан Palaeoctopus, территория, в скалах которой он был найден, относилась к Османской империи[143]. А в 1944 г., когда французский палеонтолог Жан Роже опубликовал работу «Самый древний известный ископаемый головоногий осьминог» (Leplusancien Céphalopode Octopode fossil connu), молодое независимое правительство Ливана только что свергло французское колониальное правление[144].

Так что пришло время совершить небольшой экскурс в сложно переплетенную историю человека и окаменелостей.

Окаменелости в истории: от лагерштеттов до камней бизонов

С древних времен люди находили окаменелости раковинных головоногих по всему миру, но окаменелые остатки мягкотелых животных обнаруживались гораздо реже. Для их формирования нужны особые условия{17}, в результате которых образуются так называемые лагерштетты (от немецкого «место для хранения») — пласты горных пород, в которых замечательно сохранились ископаемые существа. (Лагер, который мы пьем, называется так от слова Lagerbier — «пиво, дозревающее при хранении».) Десятки лагерштеттов были обнаружены в разных странах, они относятся к разным геологическим эпохам, в них сохранилось все — от крыльев стрекозы в Германии до все еще вызывающих споры окаменелостей нектокарисов в Канаде. Ливанские лагерштетты мелового периода особенно щедры на ископаемых колеоидов.

Геродот писал о них в 450 г. до н. э., а епископ Палестинский, живший в IV в., считал окаменелости свидетельствами Всемирного потопа. Спустя много веков королю Людовику IX, побывавшему в Ливане, подарили камень в форме «морской рыбы», а еще через несколько веков ученые начали публиковать работы об этих замечательных породах, в которых осьминоги с различимыми присосками лежат бок о бок с прекрасно сохранившимися рыбами.

В первые десятилетия независимости Ливана люди, жившие неподалеку от карьеров, содержавших окаменелости, не слишком ими интересовались. «Это каменистая местность, ее нельзя возделывать, поэтому они просто помогали иностранцам за символическую плату», — говорит Рой Нохра, хозяин музея окаменелостей «Экспо-Хакель». «Многие окаменелости, которые вы видите в европейских музеях, были вывезены отсюда практически даром»[145].

В 1970-е гг. отец Нохры, Ризкалла, который был тогда еще подростком, увлекался сбором окаменелостей и мечтал построить для них музей. Гражданская война разразилась в 1975 г. и затянулась на 15 лет, но Ризкалла продолжал собирать свою коллекцию. Он даже начал ремонтировать маленький старый домик, чтобы создать там музей. В 1991 г. Ливанский парламент издал закон об амнистии, и боевые отряды были распущены; в том же году Ризкалла Нохра открыл «Экспо-Хакель» в городке Хакель, на полпути между Бейрутом и Триполи[146]. «Музей совсем маленький, но с учетом всего происходившего в то время это большой шаг», — говорит Нохра.

С тех пор как я узнала об этом музее, я внесла Хакель в список мест, в которых мечтала непременно когда-нибудь побывать. Интересно, дожил ли до наших дней кто-нибудь в этом городе, кто помнит приезд Жана Роже? Надеюсь, он отнесся к местному населению лучше, чем многие другие собиратели окаменелостей и ученые на протяжении всей истории. К сожалению, часть аммоноидов, найденных в Северной Америке, как и огромное число других окаменелостей, были присвоены без какой-либо компенсации их законным владельцам.

Рис. 5.7. Удивительные окаменелости колеоидов из отложений мелового периода в Хакеле, Ливан

Roy Nohra, Expo Hakel

Рис. 5.8. Черноногие и другие индейские племена Великих Равнин собирали ископаемые аммоноиды, подобные изображенному здесь, и называли их камнями для призыва бизонов. При выветривании отдельные камеры становятся похожи на очертания этих животных

Adrienne Mayor, Fossil Legends of the First Americans, figure 69

Черноногие и другие племена, населявшие североамериканские равнины, называли ископаемых аммоноидов камнями для призыва бизонов и верили в их способность притягивать этих ценных животных. Вначале связь аммоноидов с бизонами показалась мне загадочной, но все прояснилось, когда я увидела простой рисунок. Многочисленные прямораковинные гетероморфы, которых мы называем бакулитами, часто сохранялись в виде фрагментов, а их очертания определялись сложными контурами септ. Отдельная камера действительно напоминает силуэт бизона — особенно если вы постоянно думаете об этих животных.

Такие окаменелости использовались в связках с лекарственными травами, перьями и амулетами, приносящими удачу или выздоровление человеку, который носил их с собой: их передавали из поколения в поколение. К сожалению, многие такие семейные реликвии были украдены у пленных индейцев после битвы при Литтл-Бигхорне{18} в 1876 г.[147]

«Практика отбирать ценные находки у жителей завоеванных земель или у более слабых народов не нова, и во все времена подобный захват ценностей вызывал сильное возмущение. Всегда и везде, когда всплывают редкие и ценные палеонтологические объекты, возникают разногласия», — пишет Эдриенн Мэйор, исследовательница из Стэнфорда, которая изучает взгляды на природу окаменелостей в верованиях древних народов, предшествовавшие современной науке палеонтологии. «С крупными ископаемыми позвоночными издавна были связаны проблемы культурной идентичности и неравноправия. Та же связь проявляется и в сегодняшних спорах об окаменелостях в Северной Америке при столкновении между властями и людьми, на чьей земле находятся объекты большой научной и денежной ценности»[148].

Самый нашумевший случай — ожесточенный конфликт, возникший из-за тираннозавра, известного под именем Сью. Его скелет был обнаружен в 1992 г., а следующие пять лет прошли в юридических баталиях между владельцем земли, ученым, который раскопал скелет, племенем сиу и федеральным правительством. Как отмечает Мэйор, сильные и наделенные властью отбирали ценные ископаемые объекты у слабых, по крайней мере с тех пор, как древнегреческий город-государство Спарта (о котором вы наверняка слышали) украл скелет мамонта у древнегреческого города Тегея (о котором вы, как и я, возможно, не слышали никогда). Вот еще один пример из более близких к нам времен — в 1920-е гг. в пустыне Гоби началась гонка за окаменелостями: североамериканские палеонтологи выкапывали динозавров и отправляли их домой. Итог Мэйор описывает коротко и ясно: «Китайцы закрыли западным палеонтологам въезд на ближайшие 80 лет, до 1986 г».[149].

Рис. 5.9. Passaloteuthis — один из множества белемнитов, окаменелости которых называли «громовыми камнями» и применяли в народной медицине

Franz Anthony

Древние прямораковинные головоногие не вызывали такого ажиотажа, как кости динозавров, но они в изобилии присутствуют в горных породах в Китае, а ряды септ между камерами так напоминают многоярусные карнизы пагод, что их называют бао-та-ши — «камни-пагоды». Подобно аммоноидам в связках с амулетами американских индейцев, окаменелости головоногих в Китае применялись в лечебных целях с древних времен и до наших дней. На другой стороне Гималаев, в Индии, некоторые закрученные аммоноиды носят название шалиграм и считаются символом бога Вишну: согласно местным верованиям, они призваны приносить духовное, а не физическое исцеление[150].

Англичане, а также шотландцы и немцы тоже пытались применять окаменелости аммоноидов для лечения болезней людей и скота. Белемниты в изобилии находят и в Европе, и они тоже когда-то использовались в качестве лекарственного средства. Их называли громовыми камнями или громовыми стрелами, которые, очевидно, упали на землю, когда их метнули с Небес. Лечебные свойства можно было пробудить, замочив камни в воде или растерев в порошок. Вода с громовыми камнями должна была излечивать чуму у лошадей; порошком из громовых камней можно было дунуть человеку в глаза, чтобы снять воспаление (похоже, в этом случае «лекарство» причиняло больше вреда, чем сама болезнь)[151].

Окаменелые остатки аммоноидов в Англии называли змеиными камнями, потому что людям казалось, что они похожи на свернувшихся змей. Они были без голов, но это и неважно, в легенде всегда найдется объяснение таким мелочам, а художники всегда могли вырезать недостающие головы. В одной из легенд речь шла о реальном человеке — Хильде из Уитби, христианской святой, жившей в VII в. Она собиралась основать монастырь в Уитби, но весьма некстати оказалось, что там полно змей, так что она отсекала им головы кнутом, а тела молитвой обратила в камни. Суровая женщина! В нескольких милях к югу от Уитби, в Кейншеме, такую же легенду о превращении змей в камень рассказывают о Святой Кейне, но история Хильды более известна. Она единственная святая, чье имя встречается в научной литературе об аммоноидах, — в честь нее назван род Hildoceras.

Все это заставило меня задуматься: что, если бы больше окаменелостей называли таким же образом, как Нил Шубин, когда давал название Tiktaalik roseae знаменитому «рыбоподу», который является связующим звеном между рыбами и четвероногими животными? Выбирая для него научное название, Шубин посоветовался со старейшинами инуитов, проживающих на канадской территории, где были обнаружены окаменелости, и старейшины предложили инуитское слово для обозначения рыбы, похожей на треску. Названия динозавров тоже часто отдают дань уважения языку и культуре людей, в чьей земле были обнаружены кости животных. Один из самых известных примеров — архетипический летающий ящер, птеродактиль кецалькоатль: его название — это латинизированная версия имени ацтекского бога ветра. Есть также зуницератопс и анасазизавр, получившие свои названия в честь народов зуни и анасази. Есть даже акула сиксика, чье название позаимствовано у племени сиксика[152]. Среди головоногих множество вымерших видов (например, Choctawites choctawensis) носит имена племен американских индейцев или географических названий на их языках, но неизвестно, выбирали ли эти названия после уважительных обсуждений со старейшинами, как это сделал Шубин. Впрочем, сейчас находят и определяют все больше новых видов, поэтому, возможно, однажды к хильдоцерасу присоединятся научные названия, рекомендованные или выбранные носителями китайского или арабского языка или представителями племени черноногих.

6. Падение империи

Аммоноиды и белемниты достигли пика численности в мезозое, а затем были уничтожены в результате очередного массового вымирания — того самого, при котором вымерли все нептичьи динозавры. Об этом знало не одно поколение ученых, но лишь недавно удалось довольно точно восстановить картину этого вымирания. Любопытно, что две истории массовой гибели головоногих оказались совершенно разными.

Вымирание аммоноидов в конце мелового периода происходило не путем постепенного замещения менее приспособленных видов более приспособленными: это была внезапная катастрофа, вызванная падением огромного метеорита. Примерно в то же время, а может быть, как раз в результате столкновения с метеоритом, планета содрогалась в очередном приступе вулканической активности. Падение метеорита и извержения вулканов привели к глобальным экологическим изменениям, уничтожившим практически всех аммоноидов — вероятно потому, что их детеныши были очень уязвимыми. Некоторые виды ненадолго пережили эту катастрофу — и даже существует предположение, что аммоноиды до сих пор живут среди нас в виде осьминогов (впрочем, большинство ученых не находит подтверждения этой гипотезе).

А вот белемниты дают нам более убедительные доказательства в пользу продолжения своего существования. Их закат в конце мелового периода, по всей видимости, вызван скорее конкуренцией с их собственными потомками, чем резкими переменами в окружающей среде. Одна из ветвей белемнитов эволюционировала сначала в спирулид, а потом в кальмаров — и в результате все другие ветви были вытеснены из морей этими новыми успешными группами головоногих.

Внезапная смерть

Чтобы понять, что именно стало причиной массового вымирания в конце мелового периода, нужно для начала признать, что оно действительно произошло. Этому признанию способствовало обнаружение следов падения огромного метеорита, а также тщательные исследования окаменелостей. В результате произошел фундаментальный сдвиг научной парадигмы, когда концепция постепенного упадка сменилась гипотезой о внезапном катаклизме.

На протяжении долгого времени палеонтологи рассматривали грандиозный переход от мира динозавров (и вместе с ними аммоноидов и белемнитов) к миру млекопитающих (а также наутилусов и кальмаров) как медленный и неизбежный. Такой взгляд на вымирание совпадал с общепринятым в те времена представлением о том, что сами динозавры были медлительными и архаичными. Они явно были обречены.

Затем, в 1980 г., пара критически настроенных ученых — отец и сын Луис и Уолтер Альваресы — выдвинули новую гипотезу вымирания, предполагающую в качестве причины гибельный удар метеорита[153]. Находились все новые неопровержимые доказательства падения метеорита, и палеонтологи гадали, как это событие могло уничтожить динозавров (и ряд других животных), но при этом не задело млекопитающих (и всех остальных выживших существ). Ладно, допустим, метеорит был, говорили они. Но он стал лишь последней каплей, ведь динозавры уже находились в глубоком упадке.

Рассуждения об аммоноидах шли примерно в том же направлении. Так, в авторитетном учебнике «Палеобиология аммоноидов», в издании 1996 г., говорится: «Окончательное вымирание аммоноидов было результатом постепенного и длительного упадка, который можно проследить на протяжении нескольких миллионов лет». За этим следует решительное отрицание роли метеорита: «Чтобы объяснить окончательный закат аммоноидов, не обязательно привлекать масштабный удар из космоса»[154].

Однако признанный специалист по палеонтологии и биологии наутилусов Питер Уорд рьяно отстаивал гипотезу внезапной гибели аммоноидов. Уорд и его коллеги обследовали места, в которых осадочные горные породы непрерывно формировались за много лет до столкновения с астероидом и продолжали формироваться долгие годы после него. Ученые обнаружили, что множество видов аммоноидов в изобилии сохранялись в виде окаменелостей вплоть до столкновения с астероидом, а затем резко исчезли. Статистический анализ также показал, что даже те виды аммоноидов, которые исчезли из палеонтологической летописи задолго до столкновения, скорее всего, дожили до конца мелового периода. «Кажется, что все происходило более постепенно, чем было на самом деле, — объясняет Мэтью Клэпхэм. — Если вам удалось найти слой горной породы с окаменелостями, вы не обнаружите в нем окаменелостей всех животных, которые жили в эпоху его формирования. В течение всего времени существования вида есть пробелы [в летописи окаменелостей]. А если есть пробелы внутри, значит, должны быть пробелы и по краям. Так что на самой границе мы находим не все виды»[155].

После долгих научных споров (с разной степенью вежливости) было все же признано, что падение метеорита сыграло важную роль в массовом вымирании конца мелового периода. В издании учебника «Палеобиология аммоноидов» 2015 г. Лэндмен и его коллеги пишут: «В настоящее время принято считать, что исчезновение аммонитов <…> было вызвано столкновением с астероидом. Но точные механизмы их уничтожения все еще неизвестны»[156].

Получается, Мистер Астероид ворвался в Меловую комнату с… канделябром? Веревкой? Револьвером?{19}

В поисках явных улик

Катастрофа, постигшая живых существ в конце мелового периода в результате падения внеземного объекта, была усугублена очередным всплеском вулканической активности, лишь ненамного уступавшим по разрушительности извержениям в конце пермского периода. Взрыв снаружи и взрывы изнутри Земли запустили каскад изменений окружающей среды, когда животные, вероятно, погибали под воздействием жары, холода или кислотных дождей.

Пока я пишу эти строки, группа моей дочери в детском саду изучает тему динозавров. Похоже, они разобрали гипотезу Альвареса (о том, что динозавры вымерли от падения крупного астероида): вернувшись домой, дочь взволнованно рассказывала, как метеорит «откуда-то из космоса» ударил по Земле и «сорвал с нее всех динозавров и растения». Звучит, конечно, убедительно. Мне было непросто объяснить на языке четырехлеток, что метеорит ничего не сбивал физически с поверхности планеты, но от него начались пожары, изменился климат, воздух и моря… Она вскоре перестала меня слушать, а я поняла, что и сама не до конца все понимаю.

Единственное утешение — я в хорошей компании. «Я осознал, что после 15 лет исследований массовых вымираний так и не знаю, что их вызывает», — сказал Дэвид Бонд, палеонтолог из Университета Халла в Англии, в начале своего доклада на заседании Американского геологического общества в 2016 г.[157] Но Бонд слегка лукавил — после такого вступления он перешел к убедительному описанию причины почти всех массовых вымираний, а именно вулканических процессов. И даже при том, что вымирание в конце мелового периода было следствием метеоритного удара, что само по себе является аномалией, там также не обошлось без весьма мощных извержений вулканов.

На иллюстрациях в книгах динозавры обычно изображены на фоне многочисленных вулканов. В подобных сценах доисторической жизни иногда фигурирует даже перепуганный тираннозавр в тщетных попытках скрыться — подобно бегущему от извержения Везувия жителю Помпей. Однако вулканы не появлялись внезапно по всей Земле и не извергались каждый день или каждую неделю, как можно подумать, начитавшись таких книжек с картинками. Вулканическая деятельность конца мелового периода была в основном сосредоточена в Индии, которая на тот момент все еще оставалась островом, медленно и неуклонно двигающимся к грандиозному столкновению с Евразией. Излившиеся вулканические базальты в Индии очень похожи на сибирские траппы конца пермского периода — 500 000 кв. км против 2 000 000 кв. км в Сибири, а изливались они, возможно, на протяжении 30 000 лет (против сибирских 100 000)[158]. Это явно были вулканические процессы огромных масштабов, пусть и не такие впечатляющие, и они могли иметь столь же катастрофические последствия для окружающей среды.

Но… как же насчет того самого метеорита? Вот вам еще одна весьма смелая гипотеза: что, если метеорит вызвал извержения вулканов?[159] Некоторые геологи предполагают, что вулканическая область в Индии уже была заряжена магмой и сильнейшее сотрясение от врезавшейся в планету огромной каменной глыбы заставило ее излиться на поверхность. Трудно понять, насколько на самом деле одно событие было связано с другим, но внеземное тело вполне могло вызвать глобальные землетрясения. На полуострове Юкатан в Мексике метеорит оставил вмятину шириной более 177 км: теперь она называется кратер Чикшулуб. Туда мог бы поместиться весь Большой остров Гавайи, и еще останется место. Ученые вычислили, что метеорит, оставивший этот кратер, должен был быть не меньше 11 км в диаметре, то есть в него легко могла бы влезть гора Эверест (если бы высочайшая вершина мира в то время уже существовала: Индия тогда была островом и Эверест еще не вспучился на поверхности планеты).

Столкновение с метеоритом вызвало как краткосрочные, так и долгосрочные последствия во всех средах обитания, кроме глубоководных. Поверхность Земли несколько минут перегревалась под воздействием раскаленных частиц метеорита, входящих в плотные слои атмосферы. Газы, выброшенные в атмосферу, вызвали в последующие годы «импактную зиму»{20} (подобную ядерной зиме, о которой рассказывали писатели-фантасты середины XX в.), а кислотный дождь кардинально изменил химический состав верхних слоев океана[160].

Очевидно, что тем, кому не повезло жить в конце мелового периода, пришлось несладко. Но остается вопрос: как описанные изменения привели к конкретным переменам, которые мы видим в палеонтологической летописи? Почему одни группы животных вовсе исчезли, а другие оказались практически не затронутыми? Один из возможных ответов: простое везение. Госпожа Удача играет огромную роль во время массовых вымираний: каждый кризис — новый бросок костей, после которого очередные невезучие виды удаляются со сцены.

«Во время каждого массового вымирания аммоноиды были на грани того, чтобы отдать концы», — указывает Кэтлин Риттербуш, то есть можно предположить, что они были довольно уязвимыми[161]. Аммоноиды все-таки вымерли в конце мела, но это запросто могло случиться и в конце перми или триаса. Удача, позволившая им продержаться так долго, возможно, более достойна удивления, чем неудача, из-за которой они в конце концов исчезли. Тем не менее, как отмечает Джослин Сесса, «такова наша человеческая природа: мы будем рассматривать это [вымирание], задумываться о причинах и искать объяснения»[162].

Выжившие аммоноиды

Нетрудно представить, что планета, в которую врезался метеорит размером с гору и которая изрыгала наружу свои расплавленные внутренности, стала довольно неблагоприятным местом для жизни. Великая загадка состоит в избирательности вымираний: почему исчезли динозавры, но не птицы, аммоноиды, но не наутилоиды? Что касается головоногих, возможное объяснение кроется в том, насколько широко разные виды распространились по земному шару. Тем, кто освоил больше территории, было легче выстоять.

Две группы головоногих с внешними раковинами, безусловно, отличались друг от друга, но на первый взгляд эти различия говорили в пользу аммоноидов. Аммоноиды были разнообразными, многочисленными, сложными. Наутилоиды были простыми, и пусть не редкими, но и не широко распространенными. Но наутилоиды бодро пошли дальше и продолжают идти своей дорогой вплоть до настоящего времени, а аммоноиды вымерли в конце мелового периода.

По крайней мере, все так думали — пока не обнаружились некоторые замечательные окаменелые остатки вблизи современного города Маастрихт в Нидерландах. Как оказалось, аммоноиды вовсе не вымерли в конце мелового периода. Во всяком случае, не все и не сразу. Некоторые виды пережили апокалипсис (правда, ненадолго).

Маастрихт — город, которому знакомы взлеты и падения, ведь это старейший голландский город, в котором со времен Римской империи всегда жили люди, а также там появился на свет Европейский союз. К тому же город дал свое имя последнему перед массовым вымиранием ярусу мелового периода: Маастрихтский век назван в честь множества ископаемых, найденных в окрестностях этого города. Но слои осадочных пород в этом регионе не заканчиваются с падением метеорита: это событие было запечатлено в камне, а порода продолжала откладываться в постмеловые эпохи, давая нам превосходную возможность сравнить комплексы ископаемых остатков непосредственно перед катастрофой и сразу после нее.

В 1996 г., всего через несколько лет после того, как был подписан договор о создании Евросоюза, Джон Ягт, палеонтолог из Музея естественной истории в Маастрихте, открыл аммоноиды, которые не вписывались в общепринятую концепцию, потому что пережили массовое вымирание. Их ископаемые остатки совершенно точно сохранились в слоях, лежащих выше пород, которыми отмечается конец мелового периода. Это три гетероморфа: один — закрученный назад, Hoploscaphites, и два прямораковинных, Baculites и Eubaculites. Ягт вместе с Нилом Лэндменом и Пег Якобуччи (а также учеными из Бельгии, Польши и России — этакое многонациональное содружество) приступил к дальнейшим исследованиям и интерпретациям этих окаменелостей. Он же любезно предоставил мне экземпляр их статьи 2014 г.[163]

Эти ученые получили блестящую возможность проверить гипотезы о причинах вымирания (почти) всех аммоноидов. Какие уникальные черты выживших видов отличали их от всех тех аммоноидов, чья жизнь оборвалась в меловом периоде? Исследователи принялись за решение этой загадки, широко раскинув сеть, чтобы охватить окаменелости за пределами Маастрихта и посмотреть на географическое распределение аммоноидов по всему миру. Они рассмотрели 29 регионов, от Туркменистана до Нью-Джерси, от Антарктиды до Египта, используя компьютерную программу, чтобы отразить то положение, которое каждый регион занимал в меловом периоде. (Как можно видеть на рис. 4.1, континенты в те времена располагались несколько иначе, чем теперь. Не только Индия была островом, но и Северная и Южная Америки еще были разъединены.)

Ученые отметили, в каких из 29 регионов встречались ископаемые остатки разных аммоноидов — как выживших, так и нет. Некоторые виды обнаружились лишь в одном месте, другие — во многих. Прослеживая общую картину для каждого вида аммоноидов, можно было оценить масштаб его распространения. Как оказалось, ареалы трех выживших видов аммоноидов были гораздо шире, чем тех аммоноидов, которые не смогли пересечь границу мелового периода.

Они также проанализировали вид наутилоидов, который обнаружили по обе стороны границы, пролегающей в конце мелового периода: этот вид тоже был широко распространен по всему земному шару. Из полученных данных следует, что головоногие с широким ареалом оказались более устойчивы к вымиранию. С точки зрения «удачи» это имеет смысл: широкий географический ареал с разным набором условий обитания сродни пресловутому подходу, согласно которому не следует хранить все яйца в одной корзине.

«Но даже самые широко распространенные аммониты в конце концов вымерли, в то время как Eutrephoceras [уцелевший наутилоид] выжил при меньших размерах популяции и более крупных эмбриональных раковинах, — отмечают Лэндмен и его коллеги в конце своей статьи, возвращая нас с небес на землю. — По-видимому, широкое географическое распространение вначале могло защитить некоторых аммонитов от вымирания, но не могло дать гарантий выживания в долгосрочной перспективе»[164].

Хм… Более крупные эмбриональные раковины, говорите?

Подсказки от самых маленьких

Зачастую мы считаем, что выжить — значит не умереть, и это определение справедливо в отношении индивида, однако, когда речь идет о целых видах, гораздо важнее другой аспект выживания — продолжение рода. Взрослые особи должны достаточно долго избегать смерти, чтобы родить детей, а дети должны достаточно долго избегать смерти, чтобы повзрослеть и родить собственных детей. Аммоноиды долгое время успешно размножались, но, кажется, именно то свойство, что сделало их столь благодатным материалом для естественного отбора — откладывание огромного числа крошечных яиц, — оказалось слабым местом в цепи поколений, когда в окружающей среде все пошло наперекосяк.

В зависимости от видовой принадлежности детеныши аммоноидов вылуплялись из яиц в самых разных условиях. Одни вместе с братьями и сестрами плавали, укутанные коконом из плавучего желе, а затем, извиваясь, выбирались из него в воду. Другие лежали на подушке из водорослей и песка на мелководье вблизи от берега и начинали использовать реактивное движение, как только появлялись на свет. Третьи на стадии эмбрионов развивались, уютно устроившись в раковине матери, обдуваемые ее легким дыханием, а потом то же дыхание выносило их в море, когда они выбирались из яиц.

Но независимо от вида все детеныши аммоноидов, по всей видимости, росли в составе планктона. Они были слишком малы, чтобы плыть против течений, поэтому они просто дрейфовали в хорошо посоленном супе из других личинок, креветок, червей и прочих мелких существ. Суп был вкусным, но представлял для них опасность: детеныши аммоноидов, после вылупления оставшиеся без питательного яичного желтка, были вынуждены пожирать все, что поймают, в том числе своих собратьев. А множество созданий покрупнее (в том числе и их лишенные сентиментальности родители-аммоноиды) пользовались сетями и всевозможными фильтрами, чтобы потреблять огромные количества планктона (в том числе и детенышей аммоноидов).

После падения астероида основная часть планктона погибла. Одна из широко распространенных гипотез объясняет это вымирание тем, что пыль и газ, выброшенные в атмосферу, так плотно заслонили солнечный свет, что почти все планктонные водоросли погибли. Сегодня, как и в меловом периоде, эти микроскопические одноклеточные существа действуют как заводы, которые при помощи неосязаемых солнечных лучей производят основное вещество жизни из воды и углекислого газа. Когда им хорошо и они активно размножаются, их поедают плавающие тут же мелкие животные, которые, в свою очередь, служат пищей для тварей покрупнее: на одноклеточных водорослях зиждется вся пищевая сеть вплоть до самого крупного мозазавра (тогда) или кита (сейчас). Гибель водорослей вызвала бы голод, который волной распространился бы по всему океану.

Однако недавние вычисления показали, что пыль и газ, выброшенные в результате падения на землю даже очень внушительного астероида, не смогли бы полностью заслонить солнечный свет, поэтому необходимо найти какое-то дополнительное объяснение гибели планктона (и множества других форм жизни). И в настоящий момент главным подозреваемым считается кислотный дождь[165].

Образование кислоты могло быть вызвано и падением метеорита, и извержениями вулканов, а когда кислота растворилась в поверхностных водах океана, уровень pH резко упал. Увеличение кислотности может по-разному влиять на живые организмы. Вода с низким уровнем pH может повреждать и деформировать раковины, но исследования воздействия повышенной кислотности на современных моллюсков показывают, что такие существа, как детеныши двустворчатых моллюсков, могут пережить легкие деформации раковин. А вот детеныши аммоноидов, вероятно, были менее крепкими[166].

Выживание детенышей аммоноидов зависело от их фрагмокона — крошечной раковины, наполненной газом, которая держала их на плаву. Стенки этой крошечной аммонителлы (размером с рисовое зернышко) были намного тоньше, чем раковина взрослого аммоноида. Тонкую раковину можно отрастить быстро, но с ней животное окажется уязвимым к среде, в которой внезапно повышается кислотность. Если повредить раковину, юный аммоноид утратит плавучесть и погрузится на глубину, покинув единственную среду обитания, к которой он приспособлен.

Детеныши наутилоидов тоже рождались с маленькими фрагмоконами, но повышение кислотности поверхностных вод, по-видимому, воздействовало на них гораздо меньше. Они на порядок крупнее детенышей аммоноидов и развиваются значительно медленнее, так что они могли просто переждать неприятные последствия падения метеорита. Как объясняет Пег Якобуччи, современный зародыш наутилуса «больше года растет в яйце: еще до того, как вылупиться, он становится таким крупным, что его раковина торчит из яйца!»[167]. Если период инкубации у древних наутилусов был столь же долгим, он мог помочь им преодолеть худший этап кризиса, а богатый питательными веществами желток яйца и большой размер вылупившихся детенышей дали им возможность странствовать и подбирать пищевые частицы даже в отсутствие планктона.

«Некоторые предполагали, что в те времена, когда океан был неблагоприятной средой, наутилиды могли долго расти благодаря запасам питательных веществ в желтке, а аммонитам приходилось полагаться на пищу, добытую из окружающей среды; может быть, именно поэтому наутилидам удалось выжить, — говорит Джослин Сесса. — Такое объяснение звучит весьма заманчиво»[168].

К сожалению, история Земли — не игра «Клуэдо», и у нас нет конверта, который можно вскрыть и проверить гипотезу о том, что аммоноидов уничтожил Мистер Астероид в Меловой Комнате с Повышенной Кислотностью. Земля не дает нам четкого ответа «да» или «нет», а предлагает множество подсказок, если мы готовы их искать. Всегда будут появляться новые окаменелости, новые методы сканирования или статистического анализа, и каждое последующее открытие позволит нам заново проверить свои предположения. Некоторые гипотезы — например, о громадном астероиде, упавшем на Землю в конце мелового периода, казавшаяся ранее оторванной от реальности, — набрали столько подтверждающих доказательств, что сейчас практически неоспоримы.

Другие гипотезы, вроде той, что осьминоги — это голые аммоноиды, и сейчас кажутся несколько притянутыми за уши.

Выдавая желаемое за действительное

Наверное, каждый из нас когда-нибудь мечтал о том, чтобы динозавры дожили до наших дней и мы могли с восторгом ими любоваться. Хотя в ближайшее время мы едва ли увидим буквальное воплощение «Парка юрского периода», можно найти утешение, восхищаясь великолепием современного пернатого мира, — не стоит забывать, что страусы, пингвины, зяблики и коршуны — это прямые потомки динозавров.

Некоторые ученые, зайдя, пожалуй, слишком далеко в своих надеждах, выдвинули идею, что и аммоноиды могут до сих пор существовать рядом с нами. Возможно ли, что сегодняшние осьминоги — от гиганта в океанариуме, впервые поразившего мое воображение, до двупятнистого малыша, жившего в аквариуме у меня в спальне, — это «голые аммоноиды», которым удалось пережить вымирание в конце мелового периода? Такое предположение впервые было выдвинуто еще в 1865 г. Позже, в 1922 г., Адольф Нэф, ученый-энциклопедист, специалист по головоногим, изложил эти идеи на бумаге[169]. А в 1996 г. к этой концепции вернулся израильский палеонтолог Зеэв Леви[170]. Но в целом палеонтологическое сообщество воспринимает ее с большим скепсисом.

Своим появлением эта идея обязана удивительной защитной оболочке, в которой вынашивает яйца самка аргонавта — одного из самых необычных современных осьминогов, обитающих в теплых водах тропических и субтропических океанов. Мы раньше уже встречались с самцами аргонавта — мелкими, сморщенными моллюсками с чрезвычайно увеличенными руками-гектокотилями, переносящими сперму. Эти руки породили некоторую путаницу в науке: название «гектокотили» им дали еще два века назад, когда посчитали их паразитическими червями. Самки аргонавтов тоже внесли свой вклад в эту путаницу с научными названиями. Ведь именно самок аргонавта когда-то называли наутилусами.

«Наутилус» означает «мореход»: самок этого вида осьминогов так назвали потому, что на двух руках у них имеются большие лопасти, похожие на паруса. В этом есть своя логика: первые наблюдатели, которые описывали этих созданий, предположили, что они ловят ветер в свои паруса и движутся по поверхности воды как маленькие лодочки.

Позже, когда наутилусами стали также называть более крупных головоногих с твердыми раковинами, которых находили повсюду в Индийском и Тихом океанах, различие между двумя видами животных подчеркнули прилагательными: бумажным наутилусом назвали осьминога с парусами на руках, а жемчужным, или камерным, наутилусом — собственно наутилуса (того, что с перламутровой раковиной). В последнее время, чтобы избежать путаницы, название «бумажный наутилус» стараются не употреблять, пользуясь вместо него научным названием этого маленького осьминога — Argonauta[171].

Рис. 6.1. Самка аргонавта при помощи рук строит себе «раковину», которая служит защитной оболочкой для яиц и поддерживает плавучесть

Julian Finn, Museums Victoria

«Бумажная» часть старого названия отражает хрупкость защитного футляра для яиц у самок аргонавтов. Форма этой выводковой камеры напоминает форму раковины аммоноидов, но ее полупрозрачные стенки намного тоньше, сквозь них даже видно тело моллюска. И это не настоящая раковина. Наутилусы выделяют вещества для своих раковин из раковинного мешка, и так же формируют свои гладиусы кальмары, а вот самки аргонавта выделяют вещества для выводковой камеры как Человек-паук, выстреливая ими из рук (за такое прекрасное сравнение нужно благодарить Кэтлин Риттербуш). Две широкие лопасти на руках самок не ловят ветер, подобно парусу, а производят материал для защитной оболочки, который используется и как передвижной дом, и как ясли. Оболочка камеры не прикрепляется к телу самки, так что она может вползать и выползать из нее, в отличие от современных наутилусов, которые погибают, если извлечь их из раковин.

Невзирая на такую свободу и полное отсутствие сифункула и септ, самка аргонавта конвергентно пришла к тому же, что и ее дальние родственники: для плавучести она приспособила закрученную раковину. Она отказалась от любых попыток выкачивать из нее воду — вместо этого самка попросту поднимается на поверхность океана и располагает раковину так, чтобы захватить пузырек воздуха. С пузырьком она активно плывет вниз, пока не достигает глубины нейтральной плавучести, и там занимается своими обычными делами[172].

Сходство между аргонавтами и аммоноидами поистине удивительно: это и форма раковины, и ее применение для поддержания плавучести, и даже то, что, по всей вероятности, некоторые аммоноиды могли, подобно современным аргонавтам, откладывать яйца в раковины.

Леви развил эту мысль не без помощи своего богатого воображения[173]. Он описал это так: отложив яйца в раковину, самка аммоноидов должна была умереть, предусмотрительно снабдив свое потомство едой — вылупившиеся из яиц детеныши могли какое-то время питаться телом матери. (Кормить отпрысков собственным телом — не такая уж большая редкость в животном мире: мы, млекопитающие, умудряемся выжить, передавая детям питательные вещества, вырабатываемые телом, а вот другие виды зачастую жертвуют собой.) Леви предположил, что в меловом периоде аргонавты эволюционировали из этих аммоноидов, они утратили собственные раковины и стали откладывать яйца в пустых раковинах других аммоноидов. Затем, по его гипотезе, они стали задействовать руки, чтобы чинить старые раковины или достраивать их. В какой-то момент аммоноиды вымерли, и аргонавты были вынуждены строить оболочки для яиц с нуля, по примеру аммоноидов.

Рис. 6.2. Palaeoctopus из позднего мелового периода был ярким представителем длинной родословной осьминогов

Franz Anthony

Герд Вестерманн, создатель треугольника, отражающего связь формы раковин аммоноидов с их гидродинамическими свойствами, тут же опубликовал в соавторстве с коллегой статью, где разнес аргументы Леви в пух и прах[174]. В статье указывалось, что нет никаких свидетельств того, что аргонавты могли менять раковины аммоноидов, к тому же современные аргонавты строят свои оболочки для яиц не из того материала, из которого состояли раковины аммоноидов (из кальцита, а не из арагонита{21}). Еще одна нестыковка — это древность родословной осьминогов. Предки осьминогов бороздили океаны юрского периода, а может быть, даже триасового — задолго до появления аммоноидов в позднем меле. Эти древние осьминоги явно не были аргонавтами, а это указывает на то, что аргонавты — более поздняя производная форма, а не прародитель всех осьминогов.

Как же объяснить внешнее сходство раковин аргонавтов и аммоноидов? Скорее всего, это просто одинаковый эволюционный ответ на одну и ту же задачу: как сделать передвижение под водой наиболее эффективным[175]. Ни один из палеонтологов, с которыми я беседовала, не счел аргументы Леви заслуживающими внимания. Однако его обращение к гипотезе Нэфа, считавшего, что осьминоги произошли от аммоноидов, напоминает мне попытки современных ученых возродить другую идею Нэфа — о том, что кальмары произошли от белемнитов.

Что касается осьминогов и аммоноидов, то несколько поколений ученых рассматривали, оценивали и в конце концов отвергли эту гипотезу. В случае же с кальмарами и белемнитами гипотеза изначально была признана сомнительной из-за преобладающей точки зрения на белемнитов как на эволюционный тупик развития колеоидов. И все же современные ученые находят все больше свидетельств в пользу изначального предположения Нэфа.

Скрывающиеся в глубинах

Можно пообедать современным динозавром и поужинать современным белемнитом. Или, если так больше хочется, наоборот: съесть на обед кальмаров, а на ужин — курицу.

Конечно, вымерло не только множество видов динозавров, но и множество видов белемнитов, причем не только в результате катастрофы в конце мелового периода, вымирание происходило и до нее. В отличие от динозавров и аммоноидов, белемниты действительно переживали длительный упадок задолго до падения метеорита — возможно, из-за конкуренции с древними кальмарами. Современные десятирукие головоногие (в эту группу входят кальмары, спирулиды и каракатицы) когда-то считались потомками колеоидов, не имеющими отношения к белемнитам, но недавняя работа Дирка Фукса и Саши Архипкина среди прочих заставила ученых вновь вернуться к гипотезе Нэфа, согласно которой кальмаров следует считать вершиной эволюционного успеха белемнитов.

Впервые я услышала доклад Архипкина на конференции, будучи восторженной студенткой. Мне перепало кое-какое финансирование от университета, чтобы я смогла в 2003 г. поехать в Таиланд на Международный симпозиум по изучению головоногих (он проходит раз в три года). Эта поездка стала для меня фантастическим приключением — от ночевки с другими безденежными студентами в Морском биологическом центре Пхукета до охоты на осьминогов с местным рыбаком, который знал, как извлечь извивающуюся массу щупалец из кажущегося необитаемым нагромождения камней. И хотя я благоговейно взирала на великих светил науки о головоногих, на самом деле я очень мало что понимала в их докладах.

Спустя семь лет, за которые Архипкин успел потрудиться на посту председателя комитета Международного симпозиума, а я наконец, перелопатив кучу данных, смогла выжать из нее свою диссертацию, мы с ним встретились на Пятом международном симпозиуме по тихоокеанским кальмарам в городе Ла-Пасе в Мексике. За годы работы над диссертацией я прошла путь от восторга через отчаяние до безропотного принятия своей ситуации, но, услышав, как Архипкин рассказывает о своей новой грандиозной гипотезе, я вновь почувствовала прилив интереса к новейшим достижениям науки.

«Вот ростр», — говорил он, небрежно набрасывая схему на клочке зеленой бумаги, а я старательно следила за его мыслью. И хотя это было нелегко из-за его сильного русского акцента и не менее сильной мексиканской жары, нарисованная им картинка действительно завораживала. Это был кончик гладиуса современного океанского кальмара, похожего на кальмара Гумбольдта, в изучение которого я была погружена последние шесть лет, и он был разделен на камеры, как фрагмокон вымершего белемнита.

На самом деле Архипкин вовсе не собирался изображать гладиус кальмара Гумбольдта: этот вид не обитает в водах, окружающих Фолклендские острова, где живет и работает ученый. Это был местный аналог — аргентинский короткоперый кальмар, важный для промышленного рыболовства ресурс, регулированием которого занимается Архипкин, старший научный консультант по проблемам рыболовства при правительстве Фолклендских островов. Чтобы управлять рыболовным промыслом, нужно среди прочего знать возраст промыслового животного и скорость его роста — у кальмаров это можно выяснить, сосчитав количество хитиновых слоев в гладиусе (они подобны годовым кольцам на деревьях). В процессе такого рутинного подсчета Архипкин неожиданно наткнулся на «эти странные образования, почти неотличимые от септ».

Свои попытки определить, что это за структуры, он описывает со смехом. «Я связывался с палеонтологами, отправлял им изображение того ростра, и они тут же отвечали — это белемнит, — а я возражал — это не белемнит, это современный кальмар, — и сразу же наступало молчание, потому что это противоречило всем теориям, согласно которым белемниты были отщепенцами и не оставили никакого потомства»[176].

Септы в гладиусах обнаружились не только у аргентинских кальмаров. В начале XX в. Нэф заметил их у некоторых видов средиземноморских кальмаров и даже писал об их сходстве с камерами белемнитов. Но никто не подхватил эту идею, пока Архипкин не взялся изучать и другие виды. Он нашел такие же камеры у очень многих кальмаров, живущих в открытом океане и на больших глубинах. В 2012 г. в соавторстве с Дирком Фуксом и одним из российских коллег он опубликовал статью, в которой привел разделенный на камеры ростр как аргумент в пользу того, что некоторые белемниты переселились на большие глубины, чтобы пережить трагические события конца мелового периода[177].

Теория глубоководных белемнитов держится на предположении, что некоторые животные в результате мутации утратили способность выкачивать воду из фрагмоконов. Эти потерявшие плавучесть белемниты не смогли бы конкурировать со своими полноценными родственниками в той же среде. Но что, если они освоили новую нишу, в которую не могли попасть фрагмоконы, наполненные газом? Там бы у них не было конкурентов.

Эта ниша — глубоководная зона моря, куда не осмеливаются проникать существа с раковинами, наполненными газом, так как раковины могут разрушиться от давления. В позднем меловом периоде на большой глубине отсутствовали другие головоногие, ведь это было задолго до того, как возникли современные любители глубин, вроде гигантского кальмара. Большинство головоногих сохраняло раковины, которые удерживали их на относительно небольших глубинах, так что в глубоких водах белемниты-мутанты могли найти себе убежище. Когда они удобно там обустроились, эволюция поспешила декальцифицировать раковину и уменьшить ее, поскольку она больше не требовалась для поддержания плавучести. Архипкин предполагает, что на глубине «они могли пережить падение метеорита и теперь продолжают жить в виде кальмаров»[178].

Звучит вполне правдоподобно, и камеры в ростре убедительно говорят в пользу этой идеи, но ученые, чтобы проверить, действительно ли одна группа произошла от другой, обычно надеются найти недостающее звено — древнюю форму, которая была бы чем-то средним между двумя группами. И в 2013 г. Дирк Фукс обнаружил именно такой вид среди окаменелостей мелового периода в северной части Тихого океана. Это существо нарекли Longibelus, и оно действительно частично похоже на белемнит, а частично на спирулиду[179].

Земля мелового периода представляла собой настоящий парник. Континенты разошлись достаточно далеко друг от друга, чтобы сухие внутренние пустыни триасовой Пангеи стали хорошо увлажняемыми территориями, и нигде не было видно ледников или айсбергов. Однако на севере Тихого океана была аномальная зона. Хотя это было время глобального потепления, между Японией и Калифорнией переменные течения охлаждали воду. Это не устраивало местных белемнитов, которые приспособились жить в теплой воде, так что к середине мелового периода они оттуда исчезли.

В Арктике тогда обитало довольно много белемнитов, приспособившихся к холоду, и они могли бы распространиться на юг, в Тихий океан, где установилась благоприятная для них среда, но в это время уровень моря понизился и возник перешеек, закрывший Берингов пролив. Динозавры начали мигрировать между Северной Америкой и Азией, а север Тихого океана оказался отрезан от Арктики и навеки лишился белемнитов. Он стал идеальным «питомником» для современных головоногих. Longibelus, чья раковина напоминает раковину белемнита, но без ростра, объявился в северном районе Тихого океана как раз в то время, когда из него эвакуировались белемниты. Обнаружив его там, Фукс и его коллеги заново пригляделись к ископаемым со всего земного шара и выяснили, что Longibelus, вероятно, появился еще в начале мелового периода, в той части океана Тетис, которая постепенно сокращалась, чтобы стать Средиземным морем. Оттуда Longibelus распространился на восток, в Индийский океан, а уже потом перебрался в незадолго до этого освободившийся от белемнитов северный район Тихого океана, где стал процветающим видом. К концу мелового периода Longibelus распространился практически по всем океанам.

Longibelus, то самое «недостающее звено», скорее всего, и породил первого предка всех современных десятируких головоногих, которого мы сейчас знаем по ископаемым остаткам: его назвали Naefia в память о заслугах Адольфа Нэфа. Внутренняя раковина Naefia достаточно проста, чтобы считать это существо истинной спирулидой. И Naefia, и Longibelus, видимо, предпочитали жить на большей глубине, чем белемниты, однако у них обоих сохранялись функционирующие фрагмоконы, которые ограничивали глубину их погружения. Возможно, кто-то из их потомков утратил плавучесть, погрузился еще глубже и таким образом пережил массовое вымирание, которое положило конец господству как динозавров на суше, так и древних головоногих в море.

Гремучая смесь извержений вулканов и последствий падения метеорита привела к тому, что нам пришлось навсегда попрощаться со стегозаврами и цератопсами, аммоноидами и белемнитами. Пришло время поприветствовать новый мир, который унаследовали их потомки: птицы и кальмары.

7. Новое вторжение

За прошедшие 60 млн лет головоногие, пережившие катастрофу конца мелового периода, превратились в нынешних аквариумных обитателей и кольца кальмаров на нашем столе. За это время они приспособились к очередной волне хищников и к прекрасному новому миру — кайнозою, эре «современной жизни».

В кайнозое наутилоиды пережили сокращение численности популяции и переселение. Изначально обширный ареал на мелководье сузился, и теперь лишь несколько небольших сообществ обитает на большой глубине. В то же время колеоиды продолжили экспериментировать с разнообразными способами уменьшения раковины и старались защититься от хищников, развивая острое зрение и сложное поведение — вдобавок к чернильным облакам и мастерству маскировки. Расширение поведенческого репертуара могло даже обеспечить решающее преимущество, которое позволило им вернуться из глубинных убежищ на мелководье.

Многие колеоиды пошли по эволюционному пути, напоминающему историю рыб: их эволюцию следует рассматривать с учетом продолжающейся эволюции позвоночных — не только рыб, но и китов, и даже человека. Плавающие морские позвоночные были антагонистами головоногих во все времена существования этих двух групп животных. Мы наблюдали их противостояние в девоне с древними рыбами, затем в мезозое одновременно с рыбами и рептилиями и вот теперь в кайнозое — с рыбами и млекопитающими.

Понять общую картину получится лучше, если взглянуть на кайнозойскую эру с учетом различных факторов. Во-первых, изменение климата, в том числе начало оледенения, и одновременное переселение головоногих назад в прибрежные воды. Во-вторых, эволюция китов и быстрое увеличение разнообразия современных рыб, которые оказывают сильное избирательное давление, приводящее к изменению среды обитания колеоидов и окончательной редукции их раковины. Полная утрата фрагмокона у современных кальмаров приводит к выработке хлорида аммония в тканях для поддержания плавучести, а это дает любопытный побочный эффект: кальмары исчезают со страниц палеонтологической летописи. Тем временем наутилусы каким-то образом умудрились сохранить внешние раковины. Считать ли их в связи с этим обреченными на вымирание реликтами прошлого или предвестниками будущей эволюции?

И наконец, оглядываясь на итоги прошедших 500 млн лет, мы познакомимся с положением головоногих в антропоцене, эпохе господства человека, который задает образ современного мира.

Возвращение из глубин

После массового вымирания в конце мелового периода сначала наступило потепление, но потом в результате дрейфа континентов и бурного роста растений на планете стало прохладнее, сложилась система циркулирующих океанских течений, которые можно наблюдать и сегодня. Возможно, благодаря этим изменениям глубоководные колеоиды вернулись на мелководье, попутно развивая зрение, маскировку и новые особенности поведения.

«Теплый период» был скорее «горячей точкой». Примерно 10 млн лет спустя после столкновения Земли с метеоритом глобальная средняя температура поднялась до таких значений, что этот краткий период получил собственное название — «палеоцен-эоценовый термический максимум», а также повышенное внимание со стороны современных ученых-исследователей, в том числе и Джослин Сесса — она работала вместе с Нилом Лэндменом над аммоноидами из слоев, образовавшихся в зоне метановых сипов. Этот термический максимум считается лучшей за историю планеты моделью того глобального потепления, которое мы устраиваем теперь: оно было вызвано аналогичным процессом — избыточным выбросом в атмосферу углекислого газа[180]. Однако это происходило в течение гораздо более длительного периода времени, и жизнь на планете тогда сильно отличалась от нынешних флоры и фауны, ведь ее обитатели эволюционировали в более теплой внешней среде.

Всплеск жары привел к миграции многих животных. На суше они стали двигаться к северу или югу — ближе к полюсам, дальше от экватора. Так же поступали некоторые морские животные, но у них была и другая возможность — переселиться в более глубокие холодные воды. Лишь немногие существа были по-настоящему приспособлены к холоду, но это не имело большого значения, поскольку отсутствовали места, где было бы действительно холодно.

Затем земной климат начал очень медленно меняться от теплого, когда таяли льды, к прохладному, способствующему возникновению оледенений, и произошло это, вероятно, благодаря одному активному водному растению, носящему название «азолла». Этот быстрорастущий плавающий папоротник рос так быстро и размножался столь обильно, что высасывал из воздуха огромные количества углекислого газа — того самого, который в конце мелового периода изрыгали индийские вулканы, превратившие Землю в огромный парник[181]. В обычных условиях подобное снижение уровня углекислого газа восстанавливалось бы благодаря тому, что бактерии или животные поедали растительный материал и выдыхали углекислый газ. Но при определенных условиях массы азоллы могли быстро погрузиться на дно океана и оказаться захороненными там, так и не разложившись, то есть проложить углекислому газу путь в один конец из атмосферы в землю. Слой углекислого газа в атмосфере истончался, и Земля вновь ощутила всю прелесть ледников и полярных шапок[182].

В перемене климата важную роль играл и дрейф континентов. Южная Америка начала движение в сторону Северной, а Австралия двинулась в сторону Азии — обе покинули Антарктиду, оставшуюся на Южном полюсе. Теперь океан беспрепятственно омывал самый южный континент со всех сторон, создавая антарктическое циркумполярное течение, которое еще больше изолировало Антарктиду. На картах Пангеи и ее дальнейшего распада (рис. 4.1) можно видеть, как Антарктида заступает на свою бессрочную службу в полном одиночестве. (Но не расстраивайтесь. Еще через сотню миллионов лет будущая Антарктида вновь сблизится с Австралией или Южной Америкой. Или с обеими сразу.)

Когда Антарктида достаточно охладилась и морская вода вокруг нее начала замерзать, возникло весьма неожиданное обстоятельство, связанное с химическими процессами: лед не бывает соленым. Когда морская вода замерзает, она выдавливает из себя соль. От этого вода, окружающая формирующийся лед, становится еще солонее, а чем солонее вода, тем при более низкой температуре она остается жидкой. Таким образом, при замерзании соленой воды получается, во-первых, пресноводный лед и, во-вторых, очень соленая и очень холодная вода. А чем солонее и холоднее вода, тем она тяжелее, поэтому она опускается в глубину и распространяется по океанам, следуя рельефу морского дна. Вот почему в современных глубинах моря очень холодно.

Так зародился глобальный «океанский конвейер», который движется и сегодня, оказывая огромное влияние на природу — от погодных условий до состояния рыболовных угодий. Холодная вода течет не только по дну, в так называемых зонах апвеллинга (подъема глубинных вод) она поднимается к поверхности, насыщенная питательными неорганическими веществами, и устраивает водорослям настоящее пиршество. Обычно такие зоны располагаются вдоль береговых линий; например, с зоной апвеллинга связано Калифорнийское течение, где я училась нырять с аквалангом среди бурно растущей ламинарии, обильных зарослей морских актиний, ярко-оранжевых рыбок-гарибальди и любознательных тюленей.

Вероятно, сначала в этих богатых прибрежных водах господствовали рыбы, а головоногим приходилось довольствоваться глубокими океанскими водами. Конечно, мы не знаем этого наверняка, но, по крайней мере, некоторые колеоиды вполне могли эволюционировать в морских глубинах — в пользу этой гипотезы говорит отсутствие у них фрагмокона (который на глубине разрушился бы под давлением воды) и то, что они выжили во время массового вымирания в конце мелового периода (когда повысился уровень кислотности поверхностных вод). Однако Нил Монкс указал на любопытное несоответствие: зачем в глубинах моря нужны хорошее зрение и маскировка — главные отличительные признаки современных колеоидов?

Возможно, эти черты развились у колеоидов лишь тогда, когда они вновь вторглись на мелководье. Как замечает Эндрю Паккард, «подобный ход эволюции напоминает эволюционный путь млекопитающих: в начале своей истории они довольно долго прозябали на периферии животного мира, в котором царствовали архозавры, и органы чувств млекопитающих, особенно зрение, по общему мнению, достигли высокого уровня развития в связи с сумеречным образом жизни. Что именно позволило головоногим вновь завоевать мелководье — исчезновение рыбоподобных рептилий, рост дифференциации прибрежных местообитаний, в результате которого появились новые экологические ниши, или некое поведенческое преимущество, приобретенное в морских глубинах, — можно только догадываться»[183].

Безусловно, поведение — ключевой аспект конвергенции головоногих и рыб. И у тех и у других развился мозг большего, чем у предков, размера; и те и другие нередко становятся героями многочисленных баек аквариумистов — как любителей, так и профессионалов. Серендипити, моя первая домашняя самка-осьминог, играла со мной, хватая и притягивая к себе пищу ровно с такой силой, чтобы оказать сопротивление, но не вырвать ее из моих рук — по крайней мере пока самой не надоест. Позже, спустя много лет после Серендипити (уже во время учебы в университете), в тот же самый аквариум я поселила рыбу-собаку и назвала ее Агнес. Если с утра я не торопилась покормить ее, она поднималась на поверхность и начинала плескаться все сильнее и сильнее, пока не получала свой завтрак. А однажды она плюнула хорошо заметной и точно направленной струей в гостя, который с тех пор обходил ее аквариум на безопасном расстоянии.

Ученые подкрепили подобные рассказы эмпирическими исследованиями использования орудий у осьминогов. В природных условиях эти животные собирают камни и раскладывают их, чтобы обустроить свои жилища, вероятно совершенствуя защиту от хищников. Также осьминоги пускают струи воды, чтобы передвигать песок, сдувать мусор или отпугивать нежеланных гостей, подобно тому как рыба-собака Агнес напала на моего знакомого. В одном исследовании ученые дали осьминогам пустую бутылку и увидели, что, поднеся ее ко рту и получив отрицательный ответ на первоочередной вопрос: можно ли это съесть, осьминоги принялись с ней играть. Несколько осьминогов снова и снова пускали струи воды, отправляя бутылку летать по всему аквариуму, — ученым это напомнило то, как люди перекидывают друг другу мяч[184]. Обнаружение способности к игре у животных, столь отличающихся от нас самих, приводит нас в восторг; к тому же это яркий пример эволюционной значимости исследовательского и экспериментального поведения. Такие формы поведения особенно важны в беспрестанно меняющейся прибрежной среде — будь то коралловый риф или каменистая приливно-отливная зона.

До сих пор мы говорили только об осьминогах, но нередко возникает вопрос: сравнимы ли с ними по умственным способностям кальмары? К сожалению, интеллект кальмаров изучать непросто, поскольку эти животные привыкли свободно плавать в океане и плохо переносят неволю. Осьминоги способны уютно устроиться в бутылке из-под газировки не хуже, чем в скалистой пещере, они более пригодны к жизни в лаборатории. Движимые голодом и любопытством, они с готовностью будут откручивать крышки банок и проходить лабиринты, чтобы найти кусочек крабового мяса. Кальмары к решению таких задач не приспособлены, но у них есть свои особенности. Как стайные животные, которые, несомненно, общаются друг с другом, кальмары, возможно, первые головоногие, у которых стоило бы поискать признаки языка.

В 2003 г. группа ученых описала ряд коммуникативных сигналов, появляющихся на коже карибского рифового кальмара, которые они назвали «кальмаровым языком». Они даже обнаружили, что один кальмар может одновременно поддерживать два «разговора»: классическим примером стал самец кальмара, который подавал самке, находившейся слева, сигналы ухаживания и одновременно сигналы агрессии самцу справа. Приспосабливаясь к дневной жизни в хорошо освещенных мелких водах коралловых рифов, эти кальмары обрели массу возможностей развить сложную систему визуальной коммуникации[185].

В целом колонизация прибрежных вод представляла для колеоидов весьма рискованное предприятие — в таких местах всегда бывает высокий спрос на недвижимость. Изобилие питательных веществ означало изобилие конкурентов и хищников. Но, прижимаясь к камням и песчаным отмелям, колеоиды смогли избежать внимания со стороны новых огромных и страшных хищников — китов.

На сцене появляются киты

Кайнозой не зря получил название «эра млекопитающих». Млекопитающие процветали повсюду: первые приматы и грызуны на суше, первые летучие мыши в воздухе и, конечно, первые киты и дельфины в море. Трудно переоценить значимость теплокровных хищников в экосистеме океана, и они, безусловно, оказали немалое влияние на головоногих. Так, например, коэволюция морских млекопитающих и колеоидов, вполне возможно, привела к появлению эхолокации у китов и окончательной утрате раковины у кальмаров.

По словам Нила Монкса, «массовые вымирания в конце мелового периода подкосили аммонитов, а вот наутилусы выплыли из всех катаклизмов практически невредимыми. И в горных породах сразу после мел-палеогеновой границы видно распространение новых типов наутилусов — предположительно, они смогли в какой-то мере воспользоваться нишами, освободившимися после вымирания аммонитов»[186]. Это можно сравнить с расцветом млекопитающих, который последовал за вымиранием динозавров. Возможно, если бы не были уничтожены динозавры, приматы никогда не смогли бы эволюционировать и увеличить свое разнообразие — так и наутилоиды, скорее всего, никогда не заполнили бы моря вновь, если бы не исчезли аммоноиды. Как бы то ни было, в теплые годы раннего кайнозоя наутилоиды благоденствовали.

Монкс указывает, что, даже притом что аммоноиды и белемниты вымерли в конце мелового периода (или вскоре после него), их экологические ниши быстро заполнились снова. В начале расцвета наутилоидов встречались виды с усложненными швами и скульптурными украшениями на раковинах — подобно тем самым древним аммоноидам. Удивительный пример наутилоида, похожего на аммоноида, носит замечательное имя Aturia ziczac, указывающее на замысловатую зигзагообразную форму септ. И многие древние колеоиды, в особенности спирулиды, копировали образ жизни белемнитов, отращивая основательные внутренние фрагмоконы.

Тем временем первые предки китов разгуливали по суше на четырех ногах, вероятно выискивая пищу в озерах и реках. Постепенно эволюция научила их потомков плавать в водоемах и пить пресную воду; возможно, они ели рыбу и крабов, возможно, двустворчатых моллюсков, но ни разу не встречались с головоногими. Головоногие моллюски никогда не осмеливались выйти за пределы соленых вод океана. Со временем в результате непрерывных эволюционных изменений киты приобрели способность пить соленую воду, а в скитаниях по бескрайним морям они открыли неисчерпаемые сокровища — множество съедобных щупалец[187]. Это были огромные существа: древний кит базилозавр достигал 15 м с лишним в длину, что сравнимо по размерам с крупнейшими ихтиозаврами и современными кашалотами; для первых китообразных не составило бы особого труда расколоть раковину наутилоида в зубастой пасти или догнать быстро плывущего колеоида.

Впрочем, во время охоты первые китообразные, вероятно, полагались на зрение, так что вертикально мигрирующая дичь, прячущаяся на большой глубине от солнечных лучей, могла сбить их со следа. Такую тактику применяли, скорее всего, и колеоиды, и наутилоиды — днем они прятались в темных водах, а к поверхности поднимались лишь по ночам. Было выдвинуто предположение, что эхолокация у китов и дельфинов развилась именно с целью охоты на головоногих — чтобы морские млекопитающие могли найти и настичь добычу даже самой темной ночью.

В анимационном фильме Disney/Pixar «В поисках Дори» рыбка называет эхолокацию «самыми мощными очками в мире». Это хорошая аналогия для человека, у которого многое связано со зрением, но на самом деле эхолокация устроена, скорее, как невероятно мощный слуховой аппарат. Кит издает щелчки и слушает эхо — отражение звуковых волн от окружающих поверхностей. По сравнению со слухом почти любого животного человеческий слух очень слаб: я с трудом отличаю мяуканье моих кошек от хныканья маленьких детей, не говоря уже о том, чтобы понять, с какой стороны оно доносится. Поэтому нам трудно представить, как кит может слышать настолько тонко, чтобы воссоздавать картину всей окружающей среды: понимать, где находятся камни, где собратья-киты, а где кальмары, которых надо поймать на ужин. Но именно так работает эхолокация.

Бедные головоногие моллюски. Невозможно скрыться и замаскироваться, если на вас охотятся, ориентируясь по звуку. Или все-таки можно?

Лучше всего эхолокация работает, когда звук отражается от твердых поверхностей. Чем мягче цель, тем труднее определить ее расположение. Желеобразная медуза, как крайний пример, могла бы быть практически невидимой (или, правильнее сказать, неслышимой). И не забывайте, что к кайнозойской эре многие колеоиды избавились от твердых раковин. На страницах книги мы уже встречались с осьминогом палеоктопом (Palaeoctopus), жившим в меловом периоде, у которого остались лишь следы гладиуса, и с нэфией (Naefia), древней спирулидой, чьи безраковинные кальмаровые потомки могли в буквальном смысле «сойти в бездну». Такие кальмары и осьминоги современного образца были бы достаточно мягкими, чтобы запутать кита, ориентирующегося с помощью эхолокации. Может быть, они и вовсе ускользнули бы от внимания первых китообразных, пока хищники были заняты спирулидами и наутилидами.

«Полая раковина даст отчетливое эхо, и ее носители станут легкой добычей», — указывает Нил Монкс[188]. В начале кайнозоя появились самые разные головоногие с полыми раковинами, но их разнообразие изрядно сократилось с распространением китообразных. На сегодняшний день существует примерно 90 видов китообразных, от косаток до афалин, и ни одного наутилоида, похожего на аммоноида, ни одного колеоида, похожего на белемнита. У единственной выжившей спирулиды развился ряд особых черт, и, как и у выживших наутилоидов, ее географическое распространение весьма ограничено. Возможно, именно киты сместили соотношение среди различных групп головоногих в сторону мягкотелых кальмаров и осьминогов[189].

Однако, распрощавшись с раковиной, кальмары сохранили такое важное свойство, как плавучесть. Они развили новую технику, помогающую оставаться на плаву, будучи «невидимыми» для эхолокаторов, а она, в свою очередь, привела к тому, что кальмары практически перестали сохраняться в окаменелостях.

Незримая эволюция

Кайнозойская эра оставила палеонтологам множество окаменелостей каракатиц и спирулид. Даже нескольких осьминогов. Но ни единой окаменелости кальмаров. Нашлась разве что горстка статолитов — камешков из внутреннего уха, при помощи которых кальмары удерживают равновесие в воде. Где-то попался клюв, где-то крюк. «Но никаких остатков раковин, никаких мягких тканей, — говорит Дирк Фукс, специалист по колеоидам. — По сравнению с каракатицами и спирулидами — практически ничего»[190].

Тем не менее мы можем с уверенностью утверждать, что в кайнозойскую эру кальмары существовали. В таком случае где же их окаменелые остатки? Всегда есть вероятность, что нам просто до сих пор не везло на окаменелости кальмаров. Может быть, они где-то дожидаются своего часа, чтобы быть обнаруженными? Однако совсем недавно в результате анализа химического состава горных пород и экспериментов по разложению органических тел на этот вопрос был получен гораздо более убедительный с точки зрения науки ответ. Как оказалось, в теле кальмаров образуется аммиак, а он мешает формированию окаменелостей.

Джейкоб Винтер отзывался об экспериментах по разложению как об «одном из самых мерзких дел, каким мне приходилось заниматься»[191]. Название звучит вполне невинно, но в реальности эти эксперименты представляют собой тщательное наблюдение за процессом, происходящим с мертвым телом, и документирование всех его этапов. Винтер впервые взялся за них, когда готовил диссертацию и работал с ископаемыми чернилами (именно эта работа привела к открытию меланина в перьях динозавров). Его заинтересовала необыкновенная сохранность окаменелых чернильных мешков, и он надеялся, что с помощью экспериментов по разложению он сможет разобраться в том, каким образом обеспечивается такая сохранность. «У меня ничего не вышло, — говорит он. — В том числе потому, что, когда тело кальмара разлагалось, чернила просто растекались во все стороны».

Винтера поразил тот факт, что отвратительное разложение кальмаров явно вступало в противоречие с великолепной сохранностью огромного числа ископаемых осьминогов. Важнейшими компонентами прекрасно сохранившихся окаменелостей осьминогов являются фосфаты — химические соединения, которые встречаются в морской воде и в живых тканях как составляющие ДНК и молекул — переносчиков энергии. В подходящих условиях мягкие ткани мертвого животного могут быстро замещаться минералами — фосфатами кальция. Благодаря фосфатизации иногда сохраняются мельчайшие структуры вплоть до отдельных клеток. Вероятно, существовала какая-то причина, по которой ткани осьминогов могли фосфатизироваться, а кальмаров — нет.

Из результатов исследований своего научного руководителя Винтер знал, что фосфатизация происходит в кислой среде, как в теле, так и вокруг него. В конце концов ему удалось найти студента Томаса Клементса, готового взяться за измерение pH у разлагающихся головоногих[192]. Как и ожидалось, уровень pH мертвого осьминога быстро снизился до значений, попадающих в окно фосфатизации (чем меньше число pH, тем выше кислотность). Но pH мертвого кальмара все время оставался слишком высоким для фосфатизации, «пока он весь не превратился в мерзкую кашицу».

Виновником высокого pH, по всей видимости, является хлорид аммония, который поддерживает плавучесть у большинства современных кальмаров[193].

Как вы, наверное, помните, поваренная соль — это хлорид натрия, а раз океан — это основной источник поваренной соли, то можно сделать вывод, что основная часть солей в океане — это хлорид натрия. Но соли могут иметь и другой химический состав, и хлорид аммония — одна из их числа. Аммиак чуть легче натрия, поэтому раствор хлорида аммония не такой плотный, как морская вода, другими словами, в морской воде он будет подниматься вверх. Разница совсем невелика, поэтому для создания значительной плавучести требуются огромные объемы хлорида аммония, и у некоторых кальмаров (их так и называют аммиачными) более половины всей массы тела приходится на раствор хлорида аммония.

Позволю себе еще немного утомить вас некоторыми химическими фактами: аммиак в водном растворе образует щелочь — основание, противоположность кислоты. Антикислота, можно сказать. Известно, что для фосфатизации требуется кислая среда. Аммиачные кальмары по своей природе щелочны. Поэтому у фосфата кальция нет никаких шансов заместить их мягкие ткани, и они превращаются в неспособную к фоссилизации слизь[194].

Вероятно, кальмары утратили фрагмокон, плавучую часть раковины, из-за эволюционного давления со стороны использующих эхолокацию китов. Или потому, что без фрагмокона им удавалось быстрее плавать и конкурировать с рыбами. Или же это произошло по чистой случайности. Что бы ни было причиной, нужда в плавучести не отпала, так что в отсутствие газа, наполнявшего раковину, развился альтернативный механизм ее поддержания — с участием хлорида аммония.

Побочным эффектом, который никак не повлиял на жизнь кальмаров, но немало расстраивает современных палеонтологов, оказалось то, что кальмары перестали сохраняться в виде окаменелостей. По словам Винтера, «они эволюционно выписались из ископаемой летописи»[195].

Живое ископаемое?

«По-настоящему интересный вопрос заключается в том, почему наутилус вообще до сих пор существует. Я не знаю, как на него ответить, — прямо говорит Джейкоб Винтер. — Только посмотрите на эту штуку — она плавает как попало, то и дело во что-нибудь врезается, у нее вообще едва ли есть способность различать, что делается вокруг. Не понимаю, как ей удалось выжить»[196].

Мы уже говорили, что наутилоиды существуют уже очень, очень давно. И их современные представители, кажется, не слишком изменились, за что их часто называют «живыми ископаемыми». Они плавают медленно и неловко, зрение у них неважное — кажется, они безнадежно отстали от жизни. И все же не стоит их считать глупыми пережитками прошлого, так же как крупных динозавров обреченными на то, чтобы уступить дорогу млекопитающим (эту идею давно опровергли, так что юные любители динозавров могли с ней и не сталкиваться, однако отголоски этого мифа все еще сохраняются в пренебрежительном слове «динозавры», которое мы употребляем по отношению к устаревшим технологиям или потерявшим связь с современной реальностью начальникам). На самом деле, чем больше мы узнаем о наутилусах, тем более сложными и загадочными они кажутся.

Наутилоиды, по всей видимости, являются самыми стойкими среди головоногих. Они незаметно проскочили через все массовые вымирания, в которых аммоноиды терпели страшные потери, пока полностью не вымерли. Разгадка выживания наутилоидов может скрываться в относительно большом количестве энергии, вкладываемой в каждого детеныша. Внушительный запас желтка в яйце, вероятно, позволял только что вылупившимся наутилоидам не зависеть от наличия планктона и пережидать трудные времена. Та же способность пережидать, скорее всего, привела их к успеху в кайнозойскую эру. И хотя их эксперименты с усложнением в стиле аммоноидов ни к чему не привели, они все еще держатся и даже, кажется, снова наращивают разнообразие.

Одним из явных преимуществ увеличения родительского вклада в каждого отпрыска является возможность передавать знания и обучать навыкам. Большинство животных, которых мы считаем умными, широко используют это преимущество. Слоны и дельфины, например, рожают всего по одному детенышу и занимаются его обучением долгие годы. Гуппи и мухи (которые пока не продемонстрировали примеры сложного поведения, такие как использование орудий или распознавание себя в зеркале) плодят десятки и сотни детей, не предлагая им никакой родительской заботы.

Так что довольно странно, что наутилоиды, которые никогда не отличались выдающимся интеллектом, проявляют осторожность, производя на свет немногочисленных детенышей, в то время как колеоиды — несомненные интеллектуалы беспозвоночного мира — бросают своих многочисленных детей на произвол судьбы. Даже мама-колеоид (например, самка аргонавта), которая вынашивает яйца в своей раковине и помогает детенышам вылупиться, никак в дальнейшем о них не заботится. Она не кормит их, не охраняет, не учит охотиться, не помогает прятаться. Такое отсутствие взаимодействия со своим потомством отнюдь не редкость среди беспозвоночных, но необычно для башковитых животных, способных к обучению. Потрясающее поведенческое разнообразие взрослых головоногих — использование орудий, игровое поведение, смешанные брачные сигналы (помните самцов-сникеров, принимающих маскировочную окраску «под самку»?) — кажется тем более удивительным, когда мы понимаем, что все это совершенно независимо развивается менее чем за год, без всякого родительского обучения. Современные наутилоиды, сохранившие раковину как убежище, обычно считаются менее умными, потому что у них мозг и глаза попроще.

Впрочем, это предположение редко проверялось. Хотя в мозге наутилусов не хватает тех долей, в которых формируются воспоминания у колеоидов, в 2008 г. пара ученых решила выяснить, смогут ли наутилусы запомнить, что мигающая лампочка связана с едой[197]. Они обучили 12 наутилусов по методу Павлова — используя вспышки голубого света и похожий на чай настой из замороженных голов тилапии, в предвкушении которого у наутилусов учащалось дыхание и возбужденно двигались щупальца. Через некоторое время после обучения, от нескольких минут до нескольких дней, животным показывали вспышки голубого света без всякого подтверждения в виде тилапиевого чая, и, к всеобщему удивлению, «примитивные» головоногие проявляли все те же признаки предвкушения, доказывая таким образом, что обладают и кратковременной, и долговременной памятью.

Похожим образом не уделяли внимания и глазам наутилусов. Глаза колеоидов, конечно, устроены очень сложно, хрусталики в них такие же, как у позвоночных, и они дают изображения очень высокого разрешения. Но у наутилусов в отсутствие хрусталика развилась впечатляющая способность формировать изображения просто при помощи крошечного отверстия. Если вы на своем опыте знаете, что такое близорукость, то, скорее всего, выяснили, что резкость изображения повышается, если прищуриться, то есть воспринимать свет через более узкое отверстие. Собственно говоря, наутилусы все время щурятся. Их зрение, безусловно, развито не так хорошо, как у колеоидов, но для наутилусов вообще важнее обоняние, чем зрение. К сожалению, человека обоняние подводит. Нам понятен зрительный интеллект, а обонятельный интеллект для нас загадка.

Может показаться, что современные наутилусы совсем не изменились с древних времен, но изменения могут быть как очевидными, так и трудноуловимыми. Самые явные перемены — крупные анатомические перестройки, которые легко увидеть, сравнивая ископаемые виды с их живыми родственниками. Так, мы отследили радикальное сокращение раковины у колеоидов. Но наутилусы, возможно, пережили не менее радикальные изменения, которые не так бросаются в глаза. Их обоняние может оказаться недавним новшеством. Мы даже не знаем, какие еще сенсорные особенности скрываются в гуще их щупалец. И, как и любые создания на Земле, наутилусы продолжают эволюционировать.

В слоях, относящихся к началу кайнозойской эры, наутилусов можно обнаружить по всей планете. В какой-то момент, после снижения температуры океанских вод и появления китов (а также, вероятно, вследствие возникших из-за этого трудностей), наутилусы исчезли почти отовсюду и теперь встречаются только в водах, окружающих Австралию. Может показаться, что вымирающие животные нашли там последнее пристанище. К тому же, когда ученые впервые описали современных наутилусов, считалось, что они все принадлежат к одному виду.

Однако со временем из тропического Индо-Тихоокеанского региона все новые мертвые наутилусы и пустые раковины начали попадать в Европу, где все они были описаны, изучены и разделены на четыре или пять видов, два из которых какое-то время были известны только по раковинам. В 1980-е гг. Питер Уорд с коллегами обнаружили живых представителей обоих видов в природных условиях, и один из них, Nautiluss scrobilatus, смог весьма удивить ученых. Его раковина была покрыта слоем органического материала, который называется периостракум: он знаком нам по некоторым морским улиткам, но никогда раньше не встречался у головоногих моллюсков. Внутренние мягкие ткани этого вида тоже разительно отличались от тканей других наутилусов, и в 1997 г. scrobilatus объявили принадлежащим к новому роду — Allonautilus, или «другой наутилус». Это открытие послужило намеком на то, что, возможно, наутилусы — не совсем тупиковая ветвь эволюции.

Рис. 7.1. Живой наутилус плавает в море вблизи острова Палау: видны многочисленные специализированные щупальца, мясистый капюшон, точечное отверстие глаза и маскировочные полосы

Wikimedia commons, Manuae

Дальнейшие исследования показали, что популяции наутилусов всех видов относятся к одной из двух групп: либо они встречаются в морях вокруг Австралии, либо дальше в океане, ближе к обособленным островам, например Палау или Фиджи. Такое распределение говорит о том, что наутилусы снова начали распространяться за пределы своего австралийского ареала. Возможно ли, что наутилусы находятся на пороге новой эволюционной радиации? Генетические данные указывают, что Allonautilus — молодой род, недавно выделившийся из группы видов рода Nautilus. Из этого следует, что эволюция еще многое может проделать с этой ветвью[198]. Кто знает, возможно, новые виды наутилусов даже изобретут заново швы и скульптурные украшения, которые мы видели у аммоноидов.

К сожалению, человек может отнять у эволюции эту возможность. Мы живем во времена очередного массового вымирания, которое представляет новую угрозу, не похожую на те, что удалось пережить наутилусам.

Последние времена

За миллионы лет кайнозойской эры континенты передвинулись в свое современное положение — конечно, тоже временное, они до сих пор движутся и будут двигаться всегда. Части океана оказались разделены сушей, Панталасса завершила свое дробление на «семь морей». Эти перемены способствовали возникновению эволюционных закономерностей, которые мы наблюдаем как на суше, так и в воде, а также, вероятно, привели к нынешнему ледниковому периоду, в котором мы живем и который промышленная деятельность человека преображает с беспрецедентной скоростью, что приводит к трагическим результатам для других обитателей Земли.

Всего лишь десяток миллионов лет спустя после того, как на Индийском субконтиненте утихла бурная вулканическая деятельность, он врезался в Азию, подняв Гималаи, которые все росли и росли. Другое столкновение случилось на западе, где Африка приблизила к Европе Аравийский полуостров, отрезав океан Тетис и породив Средиземное море. И наконец, Панамский перешеек соединил обе Америки и разделил Тихий и Атлантический океаны. Это усилило прибрежные течения с обеих сторон — Перуанское течение в Тихом океане и Гольфстрим в Атлантике, — которые продолжали охлаждать планету. Гольфстрим дарил воздуху над собой обильную тропическую влажность, воздух уносило в Арктику, где влага выпадала в виде снега и строила полярную шапку.

Современный ледниковый период начался 2,5 млн лет назад, отмечая начало плейстоцена — эпохи, знаменитой циклами оледенений и эволюцией Homo sapiens. Ледовый покров планеты в плейстоцене много раз менялся, определяя более десяти чередующихся ледниковых и межледниковых эпох. Ледниковым периодом часто называют времена шерстистых мамонтов и человеческих кочевых племен, когда ледники покрывали территории, на которых ныне расположены Йорк и Нью-Йорк, но на самом деле эти времена правильнее называть последней ледниковой эпохой. Она закончилась около 15 000 лет назад, когда нетающие льды отступили к полюсам и вершинам гор и началась межледниковая эпоха — голоценовая, в которой мы сейчас и живем. Впрочем, некоторые ученые склонны считать, что, с тех пор как люди стали самым влиятельным видом на планете, голоцен завершился и начался антропоцен.

Мы, сапиенсы, появились в Африке и затем успешно расселились по всему миру, часто оседая вблизи океанов — там мы плавали, ловили рыбу, ходили в море на гребных судах и под парусом. Как и первые животные, возникшие в процессе кембрийского взрыва, мы все это время активно меняем окружающую среду, делая многие экологические ниши непригодными для жизни и создавая новые. Но есть огромная разница в масштабах и скорости перемен. Пару миллиардов лет назад микроорганизмы кардинально перестроили состав земной атмосферы, однако это заняло у них сотни миллионов лет. Люди существуют всего-то около сотни тысяч лет, а на атмосферу заметно воздействуют самое большее несколько столетий.

Если говорить о масштабах, мы действуем с размахом. Пусть губки и накачали питательными веществами морское дно, сделав его пригодным для жизни других животных, а рыбы, возможно, съели подчистую несколько групп видов, но мы, люди, уничтожили целые экосистемы и истребили сотни, если не тысячи видов[199]. Мы разогрели планету и ускорили повышение уровня Мирового океана.

Конечно, такое случалось и в прошлом. Изучение геологической истории планеты может создать ложное впечатление, что глобальное изменение климата не имеет такого уж большого значения. Но, как говорит Джослин Сесса, «современное потепление логично сравнивать с палеоцен-эоценовым термическим максимумом. Но, насколько мы можем судить, тот максимум был растянут на тысячи лет, а мы сейчас все меняем на несколько порядков быстрее»[200].

Одно из последствий столь быстрых изменений состоит в том, что у видов оказывается меньше времени на приспособление к новым условиям. Температура в палеоцене росла довольно медленно, и животные, подвергавшиеся воздействию более высоких температур, эволюционировали уже в довольно теплом климате. Наоборот, все существа, сталкивающиеся с глобальным потеплением сегодня, эволюционировали в более холодном климате. «Здесь невозможно проводить аналогии, — говорит Сесса. — Я больше беспокоюсь за современных моллюсков: ведь они эволюционировали в океане, который никогда не прогревался выше 32 °C, даже в тропиках. Мы проводили исследования на современных моллюсках, и при высоких температурах им живется невесело».

Однако главным испытанием, с которым сталкиваются живые существа в океане, может быть даже не температура. «Мы часто задумываемся о повышении температуры воды, но редко вспоминаем о повышении кислотности, — замечает Сесса. — Или рассматриваем их по отдельности, но на самом деле они идут рука об руку». Как мы видели, увеличение кислотности вод океана в результате поглощения углекислого газа из атмосферы влияет на раковинных животных: строить раковины становится труднее, а существующие раковины растворяются. Кислотность влияет также и на передачу химических сигналов, что приводит нас к жуткой гипотезе «смерти от безбрачия».

Еще одна причина гибели водных существ неразрывно связана с повышением температуры и кислотности. Вспомните все прошлые массовые вымирания, когда жизнь рушилась от глобальных изменений климата, вызванных вулканическими процессами или внеземными причинами, такими как падение метеорита. Да, менялась температура. Может быть, повышалась кислотность (по окаменелостям трудно судить). Но главным убийцей во многих случаях оказывался недостаток кислорода. В теплой воде содержится меньше кислорода, чем в холодной, и от этого живые организмы могут задохнуться. В 2013 г. ученые — участники Международной программы по состоянию океана (IPSO) совместно с Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (IUCN) предложили название для угрозы, нависшей над океанами, — «смертельное трио»: потепление, повышение кислотности воды и нехватка кислорода[201].

Взаимосвязь всего со всем в природе нашей планеты часто обсуждается в экологическом аспекте, и взаимозависимость разных форм жизни не подвергается сомнению. Но даже физические и химические составляющие этого мира переплетены друг с другом и тесно связаны с нами, живыми элементами этой системы. Перемены, вызванные человеческой деятельностью, уже ощущаются на всех уровнях — от самых глубоких впадин на дне океана до самых высоких ледяных горных пиков. После долгих неформальных обсуждений термина «антропоцен» в 2016 г. группа ученых официально рекомендовала называть новую геологическую эпоху именно так. И пока я пишу эти строки, Международная стратиграфическая комиссия рассматривает этот вопрос.

Так обстоят дела сейчас, 500 млн лет спустя после появления первого головоногого и 200 000 лет спустя после появления первого человека. И теперь пришло время встретиться со всеми ныне живущими, использующими реактивное движение, выпускающими для маскировки облако чернил, мыслящими головоногими, с которыми мы делим планету.

8. Где они теперь?

Исследование современных головоногих относится к области морской биологии — науки, в которую стремятся многие романтично настроенные любители дельфинов, но в которую всерьез погружаются только те, кто лишен брезгливости (здесь можно не просто запачкаться, а запачкаться рыбьими потрохами) и умеет справляться с разочарованиями.

Разочарования, с которыми сталкиваются морские биологи, удивительно похожи на те, которые приходится испытывать палеонтологам. Глубины моря бывают не менее загадочными и недостижимыми, чем глубины времен. Нам, сухопутным животным, попросту не удастся в полной мере изучить океан, так что мы вынуждены брать пробы и образцы. Аналогичным образом мы пока не научились перемещаться назад во времени, так что ископаемые находки — это своего рода пробы, позволяющие получить представления о разнообразии и изобилии жизни в прошлом. К сожалению, в обоих случаях забор образцов, как правило, приводит к гибели этих самых образцов.

Рассуждая о сложностях сбора палеонтологических данных, Кеннет де Батс отмечает: «На самом деле это очень похоже на работу морских биологов. В основном приходится опираться на косвенные свидетельства — содержимое желудков или отдельные пойманные экземпляры, но вы не можете проследить за всей популяцией»[202]. К тому же обе эти научные области страдают от того, что данные свалены в кучу. Животные, жившие с разницей в тысячи лет, в окаменелостях лежат бок о бок, а животные, которых в океане разделяют километры, могут попасться в одну сеть.

Наши технологии для изучения глубин моря и забора проб беспрестанно усложняются, но фундаментом океанографических исследований остается простейший метод — забросить в воду сеть и посмотреть, что она принесет. Изучение содержимого сети подобно археологической экспедиции: осколки жизни нужно определить и собрать из них цельную картину. Не все животные в равной степени попадаются в сети, и со всеми после поимки нужно обращаться по-разному. Самые нежные студенистые создания попросту распадаются, не оставив после себя и следа, отголоском чего в наши дни является их почти полное отсутствие среди окаменелостей.

Тем не менее при тщательном изучении найденных ископаемых палеонтологи могут творить чудеса. И морские биологи тоже могут многое рассказать о жизни и повадках самых крупных или мелких, самых необычных или страшных современных головоногих.

Сколько их всего?

По сравнению с огромным видовым разнообразием древних головоногих (аммоноиды, это я про вас говорю) современные группы головоногих выглядят довольно скромно. По крайней мере, по количеству видов первенство в мире моллюсков держат улитки. Но отдельные виды головоногих достигают потрясающей численности.

Все моллюски, вместе взятые, составляют десятки тысяч известных видов, и, вероятно, на порядок больше тех, что еще не определены[203]. Чемпионы по разнообразию среди моллюсков — это, несомненно, брюхоногие, те самые настоящие улитки, которых, как предполагают ученые, насчитывается более сотни тысяч ныне живущих видов. Вероятно, существует еще некоторое количество видов миниатюрных улиток, которые прячутся в песках и пока еще не успели попасться на глаза зоологам. Никакие другие группы моллюсков и близко не сравнятся с ними по числу видов, но двустворчатые все же насчитывают более 10 000 видов. Головоногие, к которым относятся всего около 800 ныне живущих видов, оказываются среди самых бедных с точки зрения видового разнообразия групп в типе моллюсков. (Давайте не будем огорчать их сравнением с видовым богатством насекомых в типе членистоногих. Это кого угодно расстроит.)

Головоногие не могут похвастаться и разнообразием местообитаний: у улиток оно намного больше. Помимо так хорошо знакомых нам садовых улиток, представители брюхоногих встречаются в пустынях, джунглях, пресной и морской воде. А головоногие могут жить только в морях и океанах.

Возможно, вам приходилось слышать о северо-западном тихоокеанском древесном осьминоге, который приспособился к жизни во влажных лесах Орегона и Вашингтона. К сожалению, этот вид — всего лишь очаровательная мистификация, появившаяся на заре интернета (хотя ее поддерживали и в последующие десятилетия)[204]. На сайт, посвященный этому существу, я зашла по модемному соединению, еще учась в школе. И хотя я была довольно наивным ребенком, я все-таки страстно увлекалась головоногими и точно знала о том, что сухопутных осьминогов в природе не существует. Испытывая редкое удовольствие от участия в розыгрыше, я купила на сайте футболку, на которой было изображено щупальце с присосками, закрученное в форме ленточки с надписью: «Спасите северо-западного тихоокеанского древесного осьминога». До сих пор бережно ее храню.

Настоящие головоногие не могут жить на суше, даже в самых влажных лесах, но осьминоги, вытащенные из моря, способны какое-то время выживать, держа в мантии соленую воду, чтобы дышать. Так им удается совершать свои знаменитые побеги — вспомните, как Клякса вырвался на свободу из новозеландского аквариума, — хотя способность перемещаться по суше использовалась осьминогами задолго до изобретения аквариумов. Многие осьминоги в природе живут в мелких лужах в приливно-отливной зоне, где воды едва хватает, чтобы смочить жабры, прежде чем отправиться в погоню за пробегающим крабом. А в Калифорнийском морском заповеднике произошел противоположный, весьма любопытный, случай: осьминог выполз из воды, направился к группке стоявших неподалеку людей и оставил у их ног дохлого краба, а затем вернулся в море. «Какой заботливый парень!» — заметил оператор, которому посчастливилось записать происходящее на видео[205].

И все же любой головоногий, оставшись надолго вдали от воды, погибнет от обезвоживания и удушья. Даже пресная вода им не подходит. Максимум, чего достигла эволюция в преодолении этой преграды, — адаптация некоторых каракатиц к спариванию и нересту в солоноватых водах, там, где реки смешиваются с морем. Эти каракатицы могут переносить соленость воды, более низкую по сравнению с водами открытого океана, но все же заметно превышающую соленость воды из крана. И никто не видел, чтобы они плыли вверх по течению. К сожалению, наш мир не знает речных кальмаров и озерных осьминогов.

Впрочем, если говорить о среде обитания головоногих в масштабах планеты, эти ограничения незначительны. Пресная вода покрывает какие-то 0,15 % земной поверхности[206]; суша выглядит посолиднее — целых 29 %, — но все же и она не идет ни в какое сравнение с океанической средой обитания: 71 % площади поверхности и намного больше, если считать по объему. Океан — многослойная среда, в которой экологические ниши расположены друг над другом и разные виды приспосабливаются к жизни в разных водных слоях. Одни головоногие живут у самой кромки моря, в зоне приливов и отливов. Другие скрываются в глубоких безднах. Головоногих еще не обнаруживали на дне Марианского желоба, но нет никаких принципиальных причин, по которым они не могли бы там водиться. Головоногие совершенно точно встречаются на темном морском дне, в составе необычных гидротермальных сообществ, подобно тому как в меловом периоде в зоне метановых сипов обитали аммониты, о которых мы уже говорили на страницах этой книги.

Между лужами в приливно-отливных зонах и гидротермальными источниками на больших глубинах лежит сплошная дезориентирующая открытая синева — там нет ни поверхностей, ни камней, ни водорослей. Нам трудно представить, что она вообще пригодна для жизни. Что там делать? Чем питаться? Но способность успешно выживать посреди бескрайних синих вод, возможно, стала причиной одного из главных успехов головоногих: несмотря на небольшое видовое разнообразие, численность популяций цефалоподов весьма значительна. Колоссальная биомасса кальмаров, обитающих на средней глубине, позволяет бесчисленным дельфинам, китам, моржам и тюленям крепнуть и расти на рационе из кальмаров, и, несмотря на постоянные преследования хищников, эти кальмары преуспевают и успешно размножаются.

А еще существуют гигантские кальмары. Люди за всю свою историю видели всего нескольких гигантов, а живого кальмара в естественных условиях впервые увидели лишь в 2004 г. Отсюда можно сделать вывод, что эти существа довольно редки. Но если заглянуть в желудок кашалота, там найдутся огромные клювы кальмаров, размером примерно с мужскую ладонь. Сами по себе они не производят особенного впечатления, но сравните их с клювами обычных кальмаров из магазина, которых можно приготовить в кляре и подать под соусом тартар: эти клювы размером с кукурузное зернышко. Клювы размером с ладонь, которые находили во всех вскрытых желудках кашалотов, явно принадлежали гигантским кальмарам.

Если бы каждый кашалот в океане съедал по гигантскому кальмару в неделю, то ежегодно все кашалоты съедали бы более 18 млн этих головоногих. Однако, скорее всего, уровень потребления гораздо выше. Один кашалот за день может даже съедать по нескольку гигантов. По оценкам ученых, кашалоты во всех океанах мира, вероятно, ежедневно съедают 3,6 млн гигантских кальмаров[207]. Поэтому легко представить в глубинах океана сплошной слой кашалотовой пищи, состоящей из извивающихся щупалец.

Ну что ж, раз мы заговорили о гигантских кальмарах, придется поговорить об их размерах.

Насколько они огромны?

Прославленная поэма лорда Альфреда Теннисона — один из множества кирпичиков, из которых строится миф о головоногом океанском чудовище:

Под толщей вод, в глубинах потаенных,

Вдали от волн, ветров и сотрясений,

Среди безмолвных сумерек зеленых

Спит Кракен. Чащи губчатых растений

И мхов его хранят; опутан сетью

Зыбучих трав, подводный остров дремлет

И кольца гибких щупалец колеблет…{22}

Многочисленные легенды о воображаемых чудищах родились, скорее всего, благодаря настоящим гигантским кальмарам. Даже миф о морском змее могли придумать люди, видевшие извивающееся щупальце крупного осьминога. Перед историей о кальмароподобном монстре, который способен захватить целый корабль и проглотить матросов, устоять совершенно невозможно, хотя наука и вынуждает нас признать, что кальмары никогда не вырастают до таких размеров[208].

Поэтому давайте займемся реальными чудовищами.

Гигантский осьминог, завладевший моим умом в детстве, как и умами множества других посетителей океанариума, откармливается в холодных, богатых питательными веществами водах у берегов Аляски и Канады, а также в остальных северо-западных районах Тихого океана. Самые крупные представители этого вида по весу сравнимы с взрослым человеком, они могут весить до 70 кг, а невероятный размах их рук достигает более 3 м от кончика до кончика.

По крайней мере еще один вид осьминогов, получивший не совсем верное название «семирукий», может достигать тех же размеров, что и тихоокеанский гигант, или даже больше. (Гектокотиль самца обычно скручен и спрятан в специальном мешке, когда не используется, и в распоряжении осьминога остаются семь рук для всех остальных дел. Семирукий осьминог — родственник аргонавта, и самцы этого вида тоже гораздо мельче своих партнерш: рекордных размеров достигают как раз самки семируких осьминогов.) Но какими бы огромными ни были эти осьминоги, на звание самого крупного головоногого претендуют все же кальмары.

Долгое время никакой конкуренции не было — всех затмевал гигантский кальмар Architeuthis. Но затем, в 2007 г., всеобщее внимание привлек новый вид — антарктический гигантский кальмар, Mesonychoteuthis, у которого кроме присосок были еще и острые поворачивающиеся крючья.

Об антарктическом кальмаре мы знаем даже меньше, чем о гигантском, так что трудно сказать, до каких размеров он может вырастать. Более того, его длину весьма непросто измерить. Даже размах рук осьминога вызывает сомнения: измерять расстояние между кончиками его рук — это все равно, что измерять человека от пальцев вытянутых рук до пальцев ног, вместо более привычного способа — измерять рост от макушки до пяток.

Но длина рук осьминогов хотя бы относительно неизменна. С щупальцами кальмара дело обстоит сложнее. Они эластичны, часто сжимаются и прячутся в небольших сумках, но способны стремительно вытягиваться на большую длину; так стоит ли вообще учитывать их максимальный размер при измерении длины животного? Конечно, нет, но вот какие цифры дает измерение общей длины с учетом щупалец: 9,7 м у антарктического кальмара и 12,8 м у гигантского кальмара. Гигантские кальмары явно побеждают в этом соревновании.

Впрочем, чтобы сравнивать длину головоногих, ученые измеряют не длину рук или щупальцев, они предпочитают измерять длину мантии. У самых крупных кальмаров она также достаточно велика. Мантии антарктических и гигантских кальмаров измерены с высокой точностью: они достигают более 2,4 м — даже очень высокий человек мог бы полностью завернуться в такую мантию (там бы, конечно, порядком воняло). При таком подходе эти два вида делят первенство в размерах. Однако имеется еще один способ измерения, а именно взвешивание. В этом случае антарктический кальмар обгоняет гигантского более чем на 100 кг. Получается, что звание «самый большой кальмар» можно присвоить любому из этих двух видов, в зависимости от того, что учитывать, массу или длину.

Рис. 8.1. Гигантские кальмары известны почти исключительно по мертвым экземплярам, выброшенным на берег, — таким как эта особь, сфотографированная в Норвегии, в Хемне-фьорде, в 1896 г.

NTU Museum of Natural History and Archaeology

Конечно, огромные кальмары производят сильное впечатление. Однако крошечные кальмары невероятно милые, и их очарование, на мой взгляд, берет верх над мощью гигантов. А кроме того, эти крошки столкнулись с любопытной проблемой, причем успешно ее решили: как может работать реактивное движение, если ты размером с рисовое зернышко?

Трудности возникают из-за того, что для существ разной величины вода ведет себя по-разному. Например, вы могли видеть, как муравей беспомощно застревает в капле воды, а водомерка легко скользит по всей поверхности пруда. Для любого крохотного существа вода является плотной и вязкой средой: ходить по ее поверхности кажется более разумным решением, чем пытаться в ней плыть. Однако кальмары отягощены своей эволюционной историей: их тела унаследовали реактивный способ передвижения. Так как же им в таком случае быть?

Чтобы в этом разобраться, я провела несколько лет в самом тесном общении с мельчайшими кальмарами в мире, а именно детенышами размером с рисовое зернышко. Я часами наблюдала за ними сквозь акриловые стенки аквариума и еще дольше просматривала в лаборатории видеозаписи на старом мониторе. Я решила, что «реактивные» — неподходящее описание для их микроскопических движений, и стала называть их «сжимающими». По мере того как я накапливала данные наблюдений за расширяющимися и сокращающимися мантиями, я наконец пришла к выводу, что мантии этих крошечных детенышей имеют форму, больше похожую на колокол, чем на торпеду, что позволяет им плавать с помощью медленных, мягких толчков, как медузы, а не путем выбрасывания мощной струи, как крупные кальмары. Это, конечно, не слишком эффективный способ, но он работает[209]. По мере взросления животных колокола превращаются в торпеды, а мелкие плавные толчки сменяются мощным реактивным движением самых быстрых кальмаров на планете: ведь эти крошечные детеныши рано или поздно вырастают в самых крупных взрослых кальмаров. Гигантские и антарктические кальмары, а также предмет моих исследований, кальмар Гумбольдта, — все они рождаются малышами размером с рисовое зернышко.

Рис. 8.2. Карликовых кальмаров успешно разводят в неволе и с 2014 г. демонстрируют среди экспонатов выставки «Щупальца» в Океанариуме залива Монтерей

Monterey Bay Aquarium

А вот самый крошечный взрослый кальмар эволюционировал в другом направлении. Речь идет о взрослом моллюске длиной менее 2 см. Эти малыши называются карликовыми кальмарами{23}, и реактивное движение приносит им мало пользы даже во взрослой жизни. Поэтому они решили не утруждать себя плаванием. Карликовые кальмары проводят большую часть жизни, прикрепившись к стеблям водорослей при помощи необычной клеевой железы. Как именно действует этот клей — все еще является предметом научных исследований, тем не менее были предложены две в равной степени удивительные гипотезы. Согласно первой из них, клеевая железа может быть «двойной»: часть клеток в ней выделяет клейкую слизь для прикрепления, а другая часть — кислоту, чтобы растворить эту слизь, когда нужно отклеиться. Согласно второй, два типа клеток выделяют разные виды слизи, которые действуют как двухчастный эпоксидный состав, который приобретает клеящие свойства только в том случае, если два компонента смешиваются. В этом случае кальмары, вероятно, просто высвобождаются, извиваясь, когда им это понадобится[210].

Невзирая на название, карликовые кальмары ближе к каракатицам, чем к настоящим кальмарам, — их внутренние раковины больше похожи на сепионы, чем на гладиусы. В группу головоногих под названием «сепиоиды», помимо хорошо известных каракатиц и менее известных карликовых кальмаров, входит, например, кальмар Коха (Sepiadarium Kochi) и кальмары-бобтейлы (отряд Sepiolida). И если судить по наличию клеевой железы у карликового кальмара, можно сказать, что среди сепиоидов встречаются самые странные представители современного семейства головоногих.

Насколько они странные?

Самые странные приспособления, как и множество других особенностей, возникли у головоногих и рыб в ходе конвергентной эволюции: слизь самого широкого спектра действия, светящиеся в темноте органы, а также весьма причудливая и довольно неаппетитная маскировка.

Начнем с полосатого пижамного кальмара{24}, которого назвали так за черные и белые полоски, в которые окрашена его кожа в состоянии покоя, хотя, как и большинство головоногих, он может мгновенно поменять свою окраску. (Удивительно, что многие головоногие получили названия, связанные с цветом, ведь они так искусны в маскировке, что их окраска может в любой момент измениться. Впрочем, в состоянии покоя они обычно принимают свой более или менее постоянный «нормальный» вид.) Как и другие кальмары-бобтейлы, пижамный кальмар совершенно очарователен. Округлое тело, изящные маленькие плавники, большие круглые глаза, крошечные руки — он выглядит как персонаж аниме в стиле чиби{25}.

Тем не менее, присмотревшись внимательнее, можно заметить, что пижамный кальмар ужасно неприятный. Все же моллюски — слизистые создания, и головоногие подходят к этому наследию со всей серьезностью. Пижамные кальмары выделяют особую слизь, но не для того, чтобы прикрепляться к водорослям, как это делают карликовые кальмары, а чтобы склеивать песчинки в уютные маленькие домики, в которых они прячутся от хищников.

Рыбы тоже не скупятся, когда дело касается слизи. Липкий слой на поверхности кожи многих рыб уменьшает сопротивление воды и защищает от паразитов, но настоящий морской повелитель слизи — это миксина{26}, чьи обильные выделения закупоривают жабры хищникам, если те осмелятся на нее покуситься.

Однако оставим в стороне слизь и продолжим нашу экскурсию, посвященную странностям сепиоидов. Возьмем, например, цветистую каракатицу Metasepia pfefferi. Она раскрашена в яркие оттенки красного и желтого, а вдобавок для большей привлекательности может пускать по коже что-то вроде пульсирующих цветных облаков. Зачем ей нужны все эти спецэффекты? Подобно гусеницам и паукам, окрашенным в яркую полоску, цветистая каракатица предупреждает потенциальных охотников, что она ядовита. Содержащийся в ее теле токсин может запросто убить неосторожную рыбу, если та вдруг решит полакомиться этой красавицей. А вырабатывают его бактерии-симбионты, которые живут в теле каракатицы.

Эволюция породила множество взаимовыгодных вариантов сотрудничества между бактериями и головоногими. Один из кальмаров-бобтейлов, например, разводит светящихся бактерий внутри специально предназначенного для этой цели органа: свечение на брюшке кальмара служит для защитной маскировки. Как и белая, лишенная полосок нижняя часть раковины наутилуса, светящееся брюшко этого кальмара-бобтейла сливается со светом, проникающим с поверхности воды, делая его невидимым для тех, кто смотрит на него снизу. Тесный симбиоз бактерий и кальмаров стал предметом обширных научных исследований и помог ученым детально разобраться во взаимоотношениях хозяина и его крошечных обитателей. Подобные взаимосвязи наблюдаются между нашими телами и бесчисленными видами бактерий, которые живут в нас. (Конечно, мы не светимся от своих бактерий, потому что нам не нужна такая маскировка от хищников, зато наши бактерии помогают переваривать пищу и защищаться от болезней.)

Впрочем, головоногие могут светиться не только за счет симбиоза с бактериями. Множество видов кальмаров, обитающих в глубине или в толще воды, светятся сами по себе. Один из самых зрелищных примеров — кальмар танингия Дана (Taningia danae). Вспыхивающие фотофоры на его руках могут приманивать или слепить добычу, об этом трудно судить наверняка, потому что не так-то просто изучать глубоководных животных в естественной среде. Рассмотреть, что они делают, можно, только направив на них искусственный свет, а это, несомненно, повлияет на их поведение. Тем не менее предназначение светящейся приманки на голове европейского удильщика (он же морской черт) настолько очевидно, что этих рыб так и назвали — за их способность «удить» добычу.

Интересно, что есть светящиеся каракатицы и кальмары, но не известно ни одного светящегося осьминога. Отсутствие свечения может быть связано с отсутствием твердых частей: осьминоги такие мягкие и пластичные, что могут протискиваться практически в любые дыры и щели. Они достигли совершенства в искусстве прятаться и от хищников, и от добычи, поэтому яркое свечение им ни к чему. Осьминоги — хищники, охотящиеся из засады, их задача — не попасться на глаза потенциальной жертве, пока та не будет поймана (а лучше наполовину съедена).

Рис. 8.3. Близкий родственник осьминога-подражателя демонстрирует свои пестрые полоски. Этот вид носит восхитительное название Wunderpus photogenicus

Richard Ross

Эволюция одарила осьминогов множеством способов прятаться. Забиваться в крошечные отверстия — лишь один из них. Еще они могут таскать убежище за собой, как поступает, например, замечательный кокосовый осьминог, живущий в водах Юго-Восточной Азии. Люди в этом регионе часто выбрасывают в воду пустые кокосовые скорлупки, и осьминоги, видимо, сообразили, что из них выходят отличные переносные домики. Они носят с собой по паре половинок кокоса и готовы в любой момент забраться внутрь и соединить две половинки вместе, чтобы они выглядели как целый кокос[211].

Кокосовые осьминоги могут притворяться кокосами даже без помощи скорлупок, просто обвивая руки вокруг тела, чтобы принять почти шарообразную форму. В этом положении они могут балансировать всего на двух высунутых руках и «шагать» по дну океана — так они совсем не похожи на осьминогов, и их легко можно принять за катящийся по земле кокос[212]. Похожим образом морской конек-тряпичник притворяется водорослями, причем не только благодаря выростам на теле, но и своим плавным движением.

Осьминог-подражатель (Thaumoctopus mimicus) — еще одно чудо тропических поясов Индийского и Тихого океанов — обладает гораздо более обширным репертуаром. Было замечено, что представители этого вида могут имитировать камбал, угрей и даже креветок.

Кроме способностей к подражанию, у этого осьминога есть еще один способ обмануть хищника: на его коже проявляются белые и коричневые полосы, напоминающие окрас пижамного кальмара. Может показаться, что яркие полосы, наоборот, привлекают внимание хищника, однако дело в том, что из-за них становится трудно разглядеть общие очертания осьминога. Любой, кто смотрит на него, скорее всего, подумает: «Вот куча полосок», а не «вот осьминог», и таким образом животное выиграет время для побега.

В ходе эволюции головоногие обзавелись таким количеством удивительных приспособлений, чтобы не быть съеденными, что мы часто забываем о том, что практически все они хищники.

Опасные присоски

Головоногие, несомненно, дикие животные, и относиться к ним нужно с уважением и осторожностью. Они вооружены — у них по восемь, а то и по десять рук, а вдобавок имеется весьма острый клюв. К тому же они обладают сложно устроенным мозгом, и многие ученые и аквариумисты отмечали их любознательность. Так что, даже если им незачем вас есть, они могут заинтересоваться вами и захотеть познакомиться просто из любопытства. Это стоит учитывать любому, кто стремится разобраться в легендах о «нападениях» кальмаров. В действительности не было подтверждено ни одного случая, чтобы кальмар какого-либо вида, будь то кальмар Гумбольдта, адский кальмар или какой-нибудь еще, оказался виновником смерти человека. Единственный головоногий моллюск, на счету которого немало трупов, — это симпатичный маленький синекольчатый осьминог.

Рис. 8.4. Адский кальмар-вампир: вид сбоку (вверху) и со стороны рта (внизу). На изображении со стороны рта видны мягкие усики, которые легко принять за жуткие шипы. Если экземпляр книги, который у вас в руках, принадлежит вам или кому-то из друзей, кого порадует такой сюрприз, — можно раскрасить тело животного в красный цвет, а глаза в ярко-голубой

Carl Chun, Die Cephalopoden, 1910

Головоногий моллюск с самым устрашающим названием — это, конечно, Vampyroteuthis infernalis, что значит «адский кальмар-вампир». Выглядит это животное тоже весьма зловеще. Его кожа всегда имеет темно-красный оттенок: как и многие другие глубоководные головоногие, кальмар-вампир почти полностью отказался от способности к перемене окраски — в темноте она бесполезна. Если нужно скрыться от чьих-нибудь глаз в глубине вод, красный цвет ничуть не хуже черного: вода лучше всего поглощает лучи красного спектра и они практически отсутствуют на глубинах больше нескольких метров. А еще у кальмара-вампира голубые глаза. Вы можете подумать, что эти голубенькие глазки смягчают адский вид красного тела, однако дело в том, что глаза у кальмара целиком голубые, в них не видно зрачков (хотя они там есть).

Прибавьте к этому привычку животного частично выворачиваться наизнанку и обвивать руки с соединяющими их перепонками вокруг тела. На нижней части рук растут ряды усиков, с виду очень острых (на самом деле это цирры, такие же мягкие отростки кожи, что дали название цирратным осьминогам). То есть перед вами красный кальмар с пустыми голубыми глазами, который заворачивается в нечто, покрытое шипами. Вполне можно понять ученых, которые дали ему такое название.

На самом деле кальмары-вампиры гораздо мельче, чем может показаться по фотографиям, на которых нет какого-нибудь предмета для сравнения размеров. Я представляла, что эти существа никак не меньше обычной кошки, пока не увидела одного из них воочию. Он был размером скорее с новорожденного котенка! Но до недавнего времени мы не знали, чем они питаются, так что можно было тешить себя надеждой, что они на самом деле окажутся вампирами. Вампировые летучие мыши тоже мелкие, но все же жуткие, не правда ли? Может быть, два тонких жгутика каким-то образом помогают этим головоногим сосать кровь?

Ничего подобного. В 2012 г. ученые выяснили, что жгутики служат для мягкой фильтрации частиц из воды. Мы узнали, что кальмары-вампиры питаются отходами жизнедеятельности животных, слизью и кусочками мертвых растений, а также почти всем чем угодно, что падает на них с поверхности воды, — в общем, поедают любой биологический мусор, для обозначения которого используется более пристойное название «морской снег»[213].

Однако подобный мирный образ жизни нехарактерен для кальмаров: большинство из них — завзятые хищники. Один из таких видов, кальмар Гумбольдта, мой товарищ по научной работе, особенно сильно постарался заработать репутацию свирепого охотника. Представители этого вида не вырастают до размеров гигантского или антарктического кальмаров, но самые крупные взрослые особи все же могут достигать 2 м в длину, а с вытянутыми щупальцами значительно длиннее. (Многие взрослые особи никогда не бывают такими большими, а в некоторых регионах не встречаются кальмары Гумбольдта крупнее 0,5–1 м, и это не так интригует.) У них острые клювы, сильные руки, их присоски оснащены кольцами мелких зубов. Эти кольца присосок больше похожи на крючочки застежки «липучки», чем на зубы в пасти хищника: их задача — не нанести добыче повреждения, а просто зацепиться за края рыбьей чешуи или панциря креветки, чтобы было проще хватать и держаться руками. Но это не останавливает журналистов, гоняющихся за сенсациями, от того, чтобы писать о «кальмарах с десятью тысячами зубов» или «кольцах присосок, острых как бритва».

Кальмары Гумбольдта, несомненно, нагоняют страху на аквалангистов, а некоторым на самом деле нанесли повреждения, хотя, скорее всего, и не имели никаких намерений закусить ими. В отличие от больших белых акул, которые действительно путают сёрферов со своей обычной дичью — тюленями, кальмары Гумбольдта обычно питаются мелкой рыбой и креветками длиной несколько сантиметров[214]. Легенды о том, как кальмары Гумбольдта пожирают рыбаков, упавших ночью за борт, не находят никакого подтверждения ни со стороны ученых, ни со стороны журналистов.

И все же есть один головоногий моллюск, от которого люди действительно погибали. Яд великолепного красавца синекольчатого осьминога содержит парализующий нейротоксин, способный убить человека. Этот осьминог, как и цветистая каракатица (Metasepia pfefferi) и многие другие прекрасные и опасные создания, живет в тропических областях Тихого океана, в частности у Большого Барьерного рифа.

Как и цветистая каракатица, своей яркой окраской синекольчатый осьминог пытается предупредить и отпугнуть нас, но люди не так восприимчивы к подобным предупреждениям, как остальные представители царства животных. Робость синекольчатых, как правило, берет верх над любознательностью, что типично для осьминогов. Обычно они решаются укусить лишь тогда, когда у них не остается другого способа спастись от большого страшного человека, который кажется им хищником, явившимся их съесть. Человек может не увидеть осьминога, пока не наступит на него (синекольчатые осьминоги часто живут на мелководье у каменистых берегов или на отмелях в приливно-отливных зонах). Кто-то может подумать, что осьминог очень симпатичный, и попытаться взять его на руки или (боже упаси) отнести домой.

Иногда этих созданий выставляют в витринах магазинов тропических рыб. Но, забрав смертельно опасное животное домой, вы навлечете беду не только на себя; отлов редких животных в дикой природе может повредить окружающей среде: никто не знает, сколько их всего осталось и может ли их популяция выдержать даже такое небольшое сокращение численности.

Последняя фраза, на самом деле, справедлива почти для всех ныне живущих головоногих.

Прежде чем ловить, сосчитай

Рой Колдуэлл, специалист по биологии головоногих из Калифорнийского университета в Беркли, написал краткое и емкое воззвание к аквариумистам-любителям не покупать синекольчатых осьминогов: «Синекольчатый осьминог вас точно убьет»[215]. Он указывает, что эти животные очень уязвимы и часто умирают вскоре после покупки, если не во время перевозки. Так что на каждый живой экземпляр синекольчатого осьминога, попавший в аквариум, приходится несколько погибших особей, то есть даже немногочисленные попытки содержать их в неволе сказываются на сокращении численности их популяций в дикой природе.

Не менее впечатляющий, но гораздо более редкий вид — осьминог-подражатель — тоже вводит любителей-аквариумистов в искушение, вызывая желание содержать этих эффектных головоногих в качестве домашних питомцев. Но Колдуэлл напоминает, что их естественная среда обитания в юго-западной части Тихого океана сейчас переживает тяжелые времена из-за загрязнения и добычи полезных ископаемых, так что, пожалуй, у этих осьминогов хватает проблем и без того, чтобы их вылавливали из океана и рассылали любителям по всему миру[216].

Кроме того, из них получаются не лучшие домашние питомцы. Как отмечает опытный аквариумист Кристофер Шоу, животные, которые в дикой природе выглядят красочно и ярко, могут поблекнуть в неволе. Он пишет: «Если вам нужен по-настоящему прикольный осьминог, от которого будете в восторге, заведите бимака»[217]. Шоу имеет в виду калифорнийских двупятнистых осьминогов, Octopus bimaculoides, из которых получаются живучие, активные и очень обаятельные домашние любимцы.

К счастью, профессиональные аквариумисты добились больших успехов в разведении красивых видов головоногих, которые теперь можно держать дома и выставлять на всеобщее обозрение, не вылавливая их из дикой природы. При подготовке к крупнейшей в мире выставке, посвященной исключительно головоногим, под названием «Щупальца» в Океанариуме залива Монтерей в Калифорнии исследователи уговорили среди прочих цветистую каракатицу и пижамного кальмара отложить оплодотворенные яйца, из которых вылупились и выросли детеныши.

По мере того как разведение головоногих становится все доступнее, люди неизбежно задумываются над тем, чтобы выращивать их в качестве продуктов питания. Но ученые напоминают, что широкомасштабное разведение осьминогов связано с практическими и этическими проблемами. Во-первых, на прокорм каждого осьминога уйдет свежевыловленной рыбы втрое больше его веса[218]. Во-вторых, осьминогов придется содержать в тесноте — подобно всем другим сельскохозяйственным животным на агропромышленных фермах.

Промышленный вылов головоногих в естественной среде избавляет от всех этих неприятностей. Люди ловили и ели головоногих на протяжении тысяч, а возможно, и десятков тысяч лет. Но по мере того, как на смену традиционным методам рыболовства пришли промышленные технологии, наши возможности вылавливать добычу из океана зачастую превышают возможность этих существ восстанавливать свою численность. Отсюда возникает трагедия чрезмерного вылова. Мы видели, как это происходило с треской, морскими ушками и омарами. С головоногими — пока не видели, но, может быть, мы просто плохо смотрели. Кризис чрезмерного вылова часто можно заметить только задним числом.

Каждый год вылавливают и съедают миллионы тонн головоногих моллюсков, и на их добычу практически нет ограничений. Калифорнийский опалесцирующий прибрежный кальмар Doryteuthis opalescens — заметное исключение. Несмотря на то что исследования этого вида велись десятилетиями, как в рамках правительственных программ, так и отдельными учеными, мы до сих пор не знаем, сколько их всего обитает в морях и как успешно они размножаются и восстанавливают численность своих популяций, а поэтому ограничение на вылов было установлено в соответствии со средним показателем за годы максимального улова.

Как и можно было ожидать от подобного ограничения, к установленным пределам так ни разу и не приблизились, поэтому вылов не сократился. Но в 2010 г. рыболовный флот достиг этого предела до окончания года, и рыболовный сезон впервые объявили закрытым, к неудовольствию многих рыбаков. Они говорили, что, если в этом году кальмаров больше, чем всегда, возможно, следует увеличить предельную норму и продолжить ловлю?[219]

Такая точка зрения не лишена логики. Численность популяции кальмаров из года в год колеблется в широких пределах, а их жизненный цикл, при котором сразу после размножения наступает смерть, приводит к появлению множества трупов. Так почему бы не вылавливать тех, которые иначе достанутся падальщикам или просто сгниют? Но невозможно вылавливать только тех кальмаров, которые уже завершили нерест, да вы этого и сами не захотите: в процессе размножения они начинают переваривать собственные тела и к тому времени, когда самка-кальмар отложит последние яйца, она уже не годится человеку на ужин. Тем не менее она все еще вполне съедобна для крабов, червей, морских звезд и прочих падальщиков. Затонувшие останки кальмаров обеспечивают настоящее пиршество для всех глубоководных животных, которые зависят от питательных веществ, в изобилии падающих сверху[220]. Человек, вылавливая кальмаров, неизбежно наносит урон их репродуктивным усилиям, а также сокращает биомассу мертвых кальмаров, которая поддерживает экосистему.

Так что споры на эту тему продолжаются. Сколько кальмаров мы можем позволить себе вылавливать и как менять эти нормы при поступлении новых данных, в том числе об изменении численности их популяции?

А ведь некоторые головоногие весьма обаятельные существа. Опалесцирующий кальмар, традиционно употребляемый в пищу, не слишком трогает наше сердце. А вот у гигантского осьминога есть свой фан-клуб. Большинство из нас встречалось с представителями этого вида, не препарируя их в школьной лаборатории или когда их подают на тарелке во время обеда, а наблюдая за ними в аквариуме, где они живые, активные и где о них как следует заботятся. Поэтому известие, что их официально разрешается вылавливать и есть, становится для многих настоящим шоком.

В 2013 г. в Сиэтле разгорелся скандал — подросток-дайвер поймал гигантского осьминога. Он выловил его голыми руками после напряженной схватки под водой и утащил домой, чтобы съесть, но толпа свидетелей успела устроить ему нагоняй с угрозами и фотосъемкой. Полетели гневные письма, начались протесты. Выяснилось, что место, где парню вздумалось поохотиться, было довольно популярно среди аквалангистов, так как там можно было понаблюдать за гигантскими осьминогами в естественной среде. Также выяснилось, что этот горе-охотник был не единственным из жителей Сиэтла, кому захотелось полакомиться осьминогом. В итоге было найдено компромиссное решение: обеспечить защиту осьминогам в этом месте, потому что люди любили там за ними наблюдать, но разрешить их ловить в других местах[221].

Нередко приходится слышать, как люди высказывают предположения, что гигантский осьминог находится на грани вымирания — просто потому, что это крупное и красивое животное (прискорбно сознавать, насколько печальна участь всех крупных и красивых животных в эпоху антропоцена). Однако эти осьминоги весьма плодовиты, успешно размножаются, быстро растут и живут в благоприятной среде, так что у данного вида все хорошо.

Международный союз охраны природы и природных ресурсов (IUCN) внес в Красную книгу вымирающих видов только два вида головоногих. Оба — редкие осьминоги, которых никогда не держали в аквариумах и которых люди не едят. Проблема здесь в другом, а именно в случайном прилове.

Эти осьминоги живут на подводных горах — возвышенностях на дне, чьи вершины находятся тем не менее глубоко под водой, но недостаточно глубоко, чтобы их обитатели не попадались в траловые сети. Осьминоги делят свои горные жилища с несколькими видами, полюбившимися людям в качестве деликатесов: норвежскими омарами, атлантическими большеголовами и прочими. Тралы, которые вылавливают съедобные виды, заодно захватывают и осьминогов, а когда сети поднимают к поверхности, то все ненужное выбрасывают обратно в воду. Но выживают они при этом крайне редко[222].

Осьминоги с подводных гор жили изолированно и в процессе эволюции отошли от стратегии «живи быстро, умри молодым». Они размножаются медленно и обстоятельно, откладывая немногочисленные яйца, так что после любых неудач им трудно восстанавливаться.

Союз охраны природы завершил составление своего списка только в 2014 г., и неясно, какие изменения могут его ожидать. Тем временем в 2018 г. древний и прекрасный жемчужный наутилус как вымирающий вид получил, наконец, статус охраняемого благодаря многолетней работе ученых, аквариумистов, борцов за охрану природы, а также усилиям одного 11-летнего ребенка.

Познакомьтесь с наутилусом — пока он еще здесь

Мясо наутилусов не пользуется особым спросом: его добывают в небольших объемах люди, которым не хватает еды и которые живут вблизи от мест обитания этих моллюсков, так что, скорее всего, популяции наутилусов страдают от этого не слишком сильно. А вот торговля раковинами — совсем другое дело. Люди по всему миру обожают раковины наутилусов, и не удивительно. Что полосатая внешняя часть, что перламутровая внутренняя выглядят просто великолепно, спиральная форма радует глаз, а ее математическое совершенство приводит в восхищение.

Поэтому люди покупают раковины наутилусов — необработанные или полированные, целые или нарезанные на пласты, а иногда на маленькие кусочки, из которых делаются пуговицы и серьги. Независимо от размера, за каждой такой раковиной стоит гибель животного. И как бы нам того ни хотелось, раковины наутилусов, умерших от естественных причин, не выносит на берег в хорошем состоянии и достаточном количестве, чтобы имело смысл собирать их на продажу. Так что каждый год сотни тысяч наутилусов убивают ради раковин.

Тем временем их среда обитания находится под угрозой разрушения из-за множества других видов человеческой деятельности. Сколько наутилусов пострадало от загрязнения, рыболовства с применением взрывчатых веществ, застройки побережий? Оценить все прямые и косвенные последствия практически невозможно. Сколько особей попросту погибло? Сколько преждевременно ослабло от голода или болезней? Сколько потеряли способность к размножению или произвели на свет меньше детенышей в результате такого стресса?

Эти риски кажутся совершенно очевидными не только Питеру Уорду, который десятки лет трудился на переднем крае науки о наутилусах, но и 11-летнему Джозайе Утшу, который познакомился с работами Уорда в 2012 г. и решил основать движение «Спасите наутилуса». Эта организация собрала тысячи долларов в поддержку исследований Уорда. Тревога за выживание наутилуса росла, и американские граждане обратились к правительству с петицией, призывая приложить усилия к тому, чтобы на заседании постоянного комитета Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (уф, давайте все-таки называть ее просто СИТЕС), все виды наутилусов внесли в список вымирающих. В рамках СИТЕС каждые три года проводятся заседания представителей стран-участниц. Несмотря на многочисленные петиции, на заседаниях 2010 г. представители правительства США отклонили предложение внести наутилусов в этот список, а в 2013 г. снова выразили сомнения в целесообразности этого шага, приводя в качестве аргумента недостаток информации об этих животных. Однако, к удивлению скептиков, в 2014 г. была предпринята реальная попытка решения этой проблемы — правительство США организовало научный семинар, посвященный исключительно наутилусам.

На семинаре было продемонстрировано, что за последние несколько десятков лет на Филиппинах, одном из главных мест добычи раковин для отправки по всему миру, резко снизился вылов наутилусов. Местным рыбакам кризис был хорошо заметен: они помнили, что раньше в одну ловушку попадалось сразу несколько наутилусов. Теперь нужно много ловушек — иногда больше сотни, — чтобы поймать хотя бы одного[223].

После того как был опубликован отчет по итогам семинара, правительство обратилось к общественности с просьбой представить рекомендации в отношении того, как следует действовать в свете полученной информации. Граждане снова потребовали, чтобы правительство ввело защитные ограничения на вылов всех видов наутилусов. В то же время за несколько месяцев до заседания комитета СИТЕС в 2016 г. Центр биологического разнообразия обратился к Национальной службе по определению морских рыбных ресурсов с петицией, чтобы внести наутилусов в список видов, находящихся под защитой в соответствии с законом об исчезающих видах: это могло бы способствовать принятию соответствующего решения в рамках СИТЕС. В августе 2016 г. Национальная служба согласилась с тем, что защита, вероятно, требуется, и обещала рассмотреть вопрос в течение года. Для начала был установлен двухмесячный период, когда научная общественность могла представить свои комментарии по этому вопросу.

Я узнала об этом благодаря косвенным личным связям: одна из ведущих ученых, участвовавших в разработке проекта, Хайке Ноймайстер, работала в той же лаборатории, где я писала диссертацию. Мы не встречались с ней лично — она закончила стажировку в качестве постдока и уехала прежде, чем я туда пришла, но ее дух незримо присутствовал в комнатах, где хранилось множество коробок с лабораторными материалами и протоколами. Мы связались совсем недавно, и я попросила ее держать меня в курсе проекта по наутилусу.

Ноймайстер написала один из десяти опубликованных комментариев по документу, который я увидела в сентябре 2016 г. Ее текст был самым длинным: он состоял из пяти пунктов и описывал угрозы, нависшие над наутилусами (чрезмерный вылов, загрязнение, глобальное потепление, повышение кислотности морской воды и даже экологический туризм), а также их ценность и важность сохранения. Приведу небольшой фрагмент из этого комментария:

Во-первых, необходимо спасти от вымирания живое ископаемое, которое практически без изменений существовало почти 500 млн лет. Во-вторых, учитывая очевидную значимость морской экосистемы для выживания глубоководных рифовых сообществ тропических районов Тихого океана, важно поддерживать их биологическое разнообразие. В-третьих, наутилус представляет собой окно в прошлое, через которое мы можем получить ценные научные данные о биологии и экологии живых существ, обитавших в древних океанах: например, если мы сможем понять, как устроена память и как протекают различные процессы у животного, существующего со столь древних времен, мы получим уникальную возможность разобраться в эволюции мозга, в том числе со всеми его уязвимостями. Таким образом, защита этого животного не просто важна для нас, но и является моральным императивом для человечества.

Она попросила и меня тоже написать комментарий. Я прочитала «руководство для правильного написания комментариев» на сайте regulations.gov и принялась задумчиво грызть ногти. Затем перечитала все опубликованные тексты. Было непонятно, стоит ли мне вообще что-то писать или просто продолжать беспристрастно освещать события. Если я все же решусь комментировать, то в качестве кого? Исследователя головоногих или научного журналиста? В конечном итоге я написала следующее:

Наутилусы — последние из выживших раковинных головоногих, которые когда-то наполняли океаны. Их интеллектуальная ценность заключается как в уникальной биологической организации, так и в том, что они могут стать ключом к разгадке далекого прошлого. Более того, они не зашли в эволюционный тупик, а, вполне вероятно, находятся на пороге новой удивительной эволюционной радиации. Если мы внесем наутилуса в список исчезающих видов и примем меры для его сохранения, чтобы по мере возможности защитить его от несомненной угрозы чрезмерного вылова, мы подарим себе и своим детям возможность наслаждаться красотой живых наутилусов в дикой природе и в аквариумах и испытывать восторг, наблюдая за тем, что может еще сотворить эволюция с этими удивительными созданиями.

Затем я приготовилась ждать целый год, пока будут вноситься поправки в закон о сохранении исчезающих видов. Но всего через несколько недель США предложили внести наутилуса в список исчезающих видов на заседании комитета СИТЕС 2016 г. При голосовании подавляющее большинство представителей стран-участниц проголосовало за это предложение, и наутилусы впервые оказались под защитой закона.

В 2018 г. Национальная служба морского рыболовства США наконец последовала этому примеру и пожаловала наутилусам статус «вида, находящегося под угрозой вымирания» в соответствии с законом о сохранении исчезающих видов. Шаг обнадеживающий, однако при этом не были установлены ограничения на импорт раковин наутилуса в США под предлогом того, что включение в список СИТЕС уже приводит к ограничению их экспорта.

СИТЕС не запрещает вылов или экспорт наутилусов, но требует обоснований. Любая страна (скажем, Филиппины), которая хочет экспортировать наутилусов, теперь должна предоставить отчет, показывающий, что отлов не повредил популяциям в дикой природе, то есть что добыча наутилусов не наносит ущерб окружающей среде. Такие ученые, как Грегори Бэрорд, который много лет занимался изучением наутилусов и вместе с Питером Уордом заново открыл Allonautilus, готовы собирать эти данные и помогать в составлении отчетов. В идеале нам следовало бы гораздо больше узнать о наутилусах и изменить рыболовную отрасль таким образом, чтобы она стала безопасной и выгодной для всех: для местных рыбаков, для любителей раковин и, конечно, для самих животных, позволяя при этом сохранять природные ресурсы.

По словам Грегори Бэрорда: «Если исчезнут наутилусы, грустно будет всем»[224].

Эпилог

Вглядываясь в будущее

Гибкость и приспособляемость, благодаря которым головоногие пережили множество массовых вымираний, иногда радикально преображаясь, могут в будущем позволить им вновь царствовать в морях. Для наутилусов особенно опасен чрезмерный вылов, поскольку живут они долго, а размножаются медленно. Остальные головоногие, придерживающиеся стратегии «живи быстро, умри молодым», отличаются особой устойчивостью. Кальмары, вероятно, окажутся среди животных, которые лучше всего приспосабливаются к стремительным переменам на планете. Они непривередливы в еде, быстро привыкают к новым видам добычи, а некоторые виды легко переносят потепление воды и снижение в ней концентрации кислорода.

Наряду с эволюционными новшествами у головоногих научные инновации у людей помогают решать сложнейшие задачи, стоящие перед морской биологией и палеонтологией. Сверхсовременные подводные роботы учатся исследовать подводный мир, брать образцы самых хрупких глубоководных животных и наблюдать за необычными проявлениями их поведения, например за тем, как кальмар-вампир поедает отбросы. Высокочувствительные сканирующие приборы помогают получить изображения все более сложных и мелких структур внутри окаменелостей, например кусочков последней трапезы бакулита, прилипших к его радуле.

Рассмотрев историю головоногих на протяжении сотен миллионов прошедших лет, давайте теперь попробуем вглядеться в их будущее. На что будут похожи моря следующих столетий? Переживут ли головоногие очередное массовое вымирание?

Человеческая история — не более чем мимолетное явление на фоне сотен миллионов лет, отраженных в палеонтологической летописи, но за последние 100 лет изучения головоногих мы узнали так много, пройдя путь от провидческих представлений Адольфа Нэфа до трехмерных сканов Изабель Крюта. Какие еще открытия ждут нас в каменных карьерах, в лабораториях и в бескрайнем море?

Повсеместное распространение

Вероятно, миру еще предстоит увидеть «бум головоногих» — на это указывают данные, собранные в 2016 г. Зои Даблдей из Университета Аделаиды и группой ее коллег, в которую входил и неугомонный Саша Архипкин. Они взялись за это исследование, поскольку многим ученым (а также рыбакам и другим людям, вовлеченным в жизнь океана) казалось, что, как выразилась Даблдей, «популяции головоногих множатся в ответ на перемены в окружающей среде»[225].

Для меня, специалиста по биологии кальмаров, сформировавшегося в Калифорнии, это звучит весьма правдоподобно. Крупнейшая рыболовная компания нашего штата добывает опалесцирующего прибрежного кальмара, и недавние уловы были настолько высокими, что впервые в истории достигли установленного законом предела. Калифорнийцы также могли воочию наблюдать расширение ареала кальмара Гумбольдта, которого раньше не находили севернее Мексики, а в 2005 г. обнаружили у берегов Аляски. Здесь, на восточном краю Тихого океана, мы полны оптимизма в отношении будущего кальмаров.

А как обстоят дела со всеми видами головоногих во всем мире?

Чтобы ответить на этот вопрос, Даблдей с коллегами раскинули широкую сеть в поисках данных. Они забрасывали ее в прошлое, вплоть до 1950-х гг., а также по всем экологическим нишам от мелководья до океанских глубин. Сеть была достаточно широка, чтобы охватить и кальмаров, и осьминогов, и каракатиц. Они выуживали данные из отчетов об уловах и из научных исследований. Данные, полученные от рыболовных предприятий, сами по себе могут быть неточными, если нужно составить представление о тенденции изменения численности популяций, так как причинами повышенного вылова могут быть, например, излишние старания, а также более совершенные технологии или обнаружение новых промысловых районов. Но результаты научных исследований подкрепили сведения, полученные от рыболовных хозяйств, и все они говорят об одном: головоногих становится больше.

Не существует одного-единственного объяснения этому явлению: скорее всего, действует несколько факторов. Один из них — высокая пластичность, позволяющая приспосабливаться к изменениям окружающей среды, которую Якобуччи обнаружила у аммоноидов. Если представить себе эволюционный процесс, используя метафорический образ скульптора, то разные организмы можно считать разными материалами. Некоторые существа медленно меняют форму, как мрамор под резцом скульптора. Следуя этой аналогии, можно сравнить головоногих с мокрой глиной — отчасти из-за стремительного роста. Колеоидные головоногие, которые и без того быстро взрослеют, могут расти еще быстрее благодаря глобальному потеплению.

Человеческая деятельность может дать головоногим еще одно преимущество. Позвоночные охотились на них, пожирали и побеждали их в конкурентной борьбе со времен появления первых рыб, но теперь крупные позвоночные хищники больше всего страдают от чрезмерного вылова. Например, голубой тунец и акула-молот продаются за баснословные деньги, а потому стремительно исчезают из морей. Вполне возможно, головоногие еще поблагодарят нас за непреднамеренное избавление от хищников и соперников. «Всего хорошего, и спасибо за то, что убрали рыбу!»{27}

Бум головоногих — отличная новость для всех хищников и падальщиков (в том числе человека), которые ими питаются. Но не такая уж хорошая для животных, достаточно мелких, чтобы попасть к головоногим на обед. А люди, к сожалению, настолько прожорливы и всеядны, что не пренебрегают и этими мелкими видами, например сардинами и креветками. «Эй, кальмары! — вероятно, думают некоторые рыбаки. — Щупальца прочь от нашего „куска хлеба“!»

Даблдей пишет, фантастически преуменьшая: «…динамику численности популяций головоногих крайне сложно предсказать». Головоногие настолько пластичны и так легко приспосабливаются, что постоянно сбивают нас с толку. В Калифорнии мне приходилось наблюдать, как за двумя годами мегабума опалесцирующего кальмара следовал год, когда улов был совсем незначительным. А после пяти лет переполоха из-за нашествия кальмара Гумбольдта наблюдалось полное отсутствие этих созданий в калифорнийских водах и заметное уменьшение их физических размеров в мексиканских прибрежных водах.

Мы говорили о головоногих вообще, однако популяционный бум — это исключительная особенность колеоидов. Наутилоиды, увы, вытащили короткую спичку. И хотя пока из-за деятельности человека ни один вид наутилусов не вымер полностью, некоторые локальные популяции все же исчезли, а другие слишком изолированы, чтобы у них была возможность восстановить свою численность, так что, по всей видимости, этот вид обречен на полное вымирание. И даже если включение в список СИТЕС, как мы надеемся, все же будет защищать наутилусов от чрезмерного вылова, эти головоногие сталкиваются с угрозами не только со стороны людей. Одни из самых злостных их преследователей — это осьминоги, которые пробивают раковины острым клювом и плюются ядом. Процветающие колеоиды едва ли испытывают угрызения совести, продолжая пожирать наутилусов независимо от их статуса исчезающего вида так же, как и выедать сардины из наших рыболовных сетей.

Так что возможное наводнение океана головоногими, как это было в старые добрые времена ордовика, таит в себе опасности. Возникающая в связи с этим обеспокоенность напоминает страхи перед нашествием медуз, когда море буквально превращается в желе, подогреваемые слухами о невиданном размножении медуз по всему миру. У медуз есть некоторые общие черты с колеоидами: они живут недолго, хорошо приспосабливаются, ведут хищнический образ жизни, производят на свет множество детенышей, а потому могут быстро воспользоваться любыми благоприятными для них изменениями окружающей среды. Но ни одно научное исследование, подобное изысканиям Даблдей, не нашло доказательств роста численности популяций медуз в мире — в основном из-за недостатка данных[226]. Вполне возможно, что медузы вместе с колеоидными головоногими присоединятся к списку видов-сорняков, которые пышным цветом расцветают там, где наблюдается человеческое вмешательство в природу. Наш вид стремительно меняет Землю, как ее меняли когда-то только метеориты и вулканы, и возможное выживание кальмаров и медуз, а также крыс и комаров — слабое утешение на фоне массового исчезновения менее стойких форм жизни[227].

Я с содроганием думаю о количестве жертв, накопившихся на счету человека за его короткую жизнь как биологического вида. Но самоотверженность многих из нас, стремящихся поправить положение, вызывает во мне гордость. В конце концов, международный комитет СИТЕС совсем недавно взялся за решение такой сложной задачи, как сохранение наутилусов. Может быть, уже слишком поздно, чтобы обратить изменения вспять, но, по крайней мере, мы сможем помочь восстановлению хотя бы некоторых видов.

Подопытные кролики и библиотека видов

Даблдей и ее коллеги первыми взялись за количественную оценку «бума головоногих», однако его предсказывали и многие другие исследователи. Так, Хосе Хавьер из университета Коимбры в Португалии в статье 2014 г. пророчески отметил:

Головоногие произошли от кембрийского предка-моллюска. Они пережили массовые вымирания в конце палеозоя и в конце мезозоя и процветают, несмотря на конкуренцию со стороны рыб. Некоторые группы головоногих, такие как аммониты и белемниты, вымерли, но колеоиды выжили и увеличили свое разнообразие. Особенности их жизненного цикла помогли им приспособиться к изменениям экологических условий и обеспечили им возможность быстро эволюционировать в ответ на новое давление отбора. Следовательно, есть все основания предполагать, что эти особенности также позволят головоногим успешно эволюционировать и в эпоху глобального изменения климата, избежать вымирания и в конечном итоге породить новые формы жизни, приспособленные к новому «парниковому миру»[228].

Хавьер и его коллеги провели семинар «Будущие задачи науки о головоногих»; процитированная выше статья, которую они написали по итогам этого семинара, предлагает вопросы на любой вкус, которые только и ждут исследователей, готовых ими заняться. Среди указанных задач выделяются две первоочередные, особенно необходимые для изучения современных головоногих, которые можно обозначить как «подопытные кролики» и библиотека видов.

Чтобы понять, почему важны именно эти задачи, начнем с загадки, которой почти столько же лет, сколько и мне, а именно с парадокса крупного кальмара. Когда в 1988 г. биолог Дэниел Поли взялся точно рассчитать, сколько энергии нужно было бы потребить кальмару, чтобы вырасти до действительно больших размеров, он убедился, что такой рост занял бы много времени. И тем не менее результаты вычисления возраста кальмаров по слоям в статолитах — тем самым камешкам у них в ушах — свидетельствуют о стремительном росте. Например, кальмар Гумбольдта может менее чем за год достичь длины, равной моему росту (мне же потребовалось 20 лет, чтобы вырасти до 1,5 м). Так, может быть, в вычисления Поли вкралась ошибка? Вполне вероятно, но обнаружить ее никто не смог.

Если бы можно было выращивать крупных кальмаров в лаборатории, мы могли бы измерить, сколько они съедают и как быстро растут. Тем или иным способом мы бы разрешили парадокс. Но я билась над этой задачей все годы работы над диссертацией, и у меня ничего не вышло. Кальмары такие привередливые! Я держала дома осьминога еще в 10-летнем возрасте, но вырастить кальмара мне так и не удалось. Другие, более опытные и успешные, аквариумисты, например работавшие в Океанариуме залива Монтерей, сумели вырастить карликовых кальмаров и рифовых каракатиц, но даже им не удалось вырастить крупных пелагических (обитающих в толще воды) кальмаров, таких как кальмар Гумбольдта.

Вообще, содержать кальмаров в неволе труднее, чем осьминогов и каракатиц, — они не будут тихо сидеть вблизи дна. Они хотят плавать, в результате неизбежно врезаются в стены любой емкости и калечатся. С пелагическими кальмарами особенно трудно — они привыкли к бескрайним голубым пространствам, которые невозможно воспроизвести в лабораторных условиях. А крупные пелагические кальмары вроде кальмара Гумбольдта — особенно сложный случай, потому что у них самые мелкие детеныши. Таких крошечных хрупких детенышей трудно кормить и легко потерять.

Если в лаборатории сложно даже просто содержать этих животных, то попытки сделать из любого головоногого то, что биологи называют «модельный организм», кажутся заранее обреченными на неудачу. Модельный организм — вид, представителей которого легко содержать и разводить в лабораторных условиях, чтобы на его примере изучать различные биологические явления. К таким видам относятся, например, плодовые мушки, кролики или мыши, которых используют во многих опытах. Хавьер и его коллеги в своей статье подчеркивают необходимость поиска модельного организма среди головоногих моллюсков. И вот Эрик Эдсингер-Гонсалес, с которым мы уже познакомились в связи с его вкладом в секвенирование генома осьминога, начал работу над преобразованием прелестного карликового кальмара в тот самый модельный организм. Небольшие размеры и оседлый образ жизни моллюсков этого вида позволяют обойти некоторые из препятствий на пути разведения головоногих.

Карликовые кальмары примерно такого же размера, как и другой водный модельный организм — рыбки данио-рерио. Данио наполняют аквариумы в исследовательских лабораториях по всему миру, они летали в космос в 1976 г., их клонировали в 1981 г., они постоянно участвуют в новейших исследованиях онкологических заболеваний, врожденных пороков развития и т. д. У карликовых кальмаров и рыбок данио есть еще одна невероятно полезная общая черта: их яйца и зародыши прозрачны. Можете себе представить, насколько удобны для изучения прозрачные организмы. Можно увидеть каждый шаг развития животного, при помощи флуоресцентных маркеров можно отследить конкретные вещи, например рост отдельного нейрона (маркеры здесь молекулярные, а не такие, которыми выделяют текст в учебниках). Можно даже управлять нейронами, направив свет на прозрачный организм, если в него при помощи сплайсинга встроить светочувствительный ген. Эдсингер-Гонсалес говорит: «При помощи света можно остановить и запустить сердцебиение. Можно заставить червя ползти»[229].

Если появится головоногий модельный организм, подобные технологии можно будет применять к животным, которые состоят с нами в очень дальнем родстве, но при этом обладают многими общими чертами с позвоночными, которые возникли в результате конвергентной эволюции. По словам Хавьера и коллег, «это позволит лучше разобраться не только в эволюции головоногих, но и в эволюции человека»[230]. Если мы узнаем, как в ходе эволюции моллюсков развились глаза, мозг и определенные паттерны поведения, мы сможем с новой точки зрения взглянуть на их развитие у человека.

Это настоящая биология будущего с ультрасовременным лабораторным оборудованием, — казалось бы, совсем непохоже на старые добрые времена, когда натуралисты работали в поле, ловили бабочек сачком и зарисовывали животных в блокнотах. Но выясняется, что даже самая передовая наука опирается на естествознание старой школы. Генетика, биология развития и эво-дево, соединяющая обе эти науки, — все это невозможно без работы с живыми животными. Нам не обойтись без тщательного изучения животного, его анатомии и морфологии, выявления его характерных особенностей, чтобы определить его место на эволюционном древе жизни.

Но чтобы описать, зарисовать и зафиксировать все особенности животного, нужно много времени. Ученым времени всегда недостает, потому что они хватаются за большее количество задач, чем могут решить за одну жизнь, а поэтому обычно отказываются от подробных измерений и просто берут образец ДНК. Нарубите его мелкими кусочками, прочитайте несколько последовательностей — и, скорее всего, в генетической базе данных обнаружится соответствие, по которому можно определить, что у вас за вид. Но у вас не будет данных о его физических особенностях.

Новые технологии, вероятно, могут помочь решить эту проблему, позволяя убить сразу двух зайцев: получить анатомически точное описание и провести множество экспериментов, на которые иначе бы не хватило времени. Почему бы к задачам современной морфологии не приспособить 3D-сканеры вроде тех, с помощью которых Риттербуш исследует ископаемые раковины, а Крюта — ископаемые радулы? Хавьер предлагает шагать в ногу с технологическим прогрессом. Вместо скучных описаний на двухмерном листе бумаги (подобном, увы, тому, что вы сейчас читаете) ученые могли бы начать публиковать трехмерные сканы, скажем, осьминогов. Хавьер пишет: «Головоногие составляют достаточно немногочисленный класс моллюсков, чтобы задача получить цифровые сканы представителей каждого рода или вида оказалась вполне осуществимой»[231].

Представьте себе цифровую библиотеку головоногих, в которую можно заходить с собственного компьютера или в шлеме виртуальной реальности. Можно прогуляться вокруг гигантского кальмара, можно, не боясь, подержать в руке синекольчатого осьминога. А когда в нашем распоряжении будут трехмерные сканы, станет возможной и 3D-печать. Можно будет выбрать любой вид головоногих, чтобы напечатать трехмерную модель у себя в лаборатории или дома и разглядывать на досуге, стряхнув пыль со старой таксономической науки и выведя ее на орбиту XXI в.

Компьютерная томография, трехмерная печать и сканирование становятся привычными инструментами повседневной исследовательской работы, объединяя изучение ныне живущих моллюсков и давно вымерших головоногих, существующих только в виде окаменелостей. Можно представить, как в одной лаборатории Хавьер сканирует и печатает 3D-копии осьминогов, а в другой Риттербуш сканирует и печатает окаменелые раковины аммоноидов. Оба эти направления открывают нам глаза на волшебство и величие природного мира, его прошлого и настоящего.

Будущее прошлого головоногих

В самом начале моих научных изысканий, посвященных вымершим головоногим, мне не раз приходилось обращаться к увесистому тому под названием «Палеобиология аммоноидов», или на жаргоне специалистов — «Красной книге». В этом академическом «кирпиче» содержались ответы на любые вопросы, которые могли прийти вам в голову о самой многочисленной группе древних головоногих. Но с тех пор, как книга была опубликована в 1996 г., данные несколько устарели, и я часто рылась в более поздних источниках, чтобы найти уточнения или опровержения информации из «Красной книги».

Когда я узнала, что готовится новое издание, это было одним из самых чудесных мгновений в моей исследовательской деятельности; я купила себе экземпляр, как только появилась такая возможность. Издание «Палеобиологии аммоноидов» 2015 г. было расширено и разделено на целых два «кирпича», но, к счастью для моего крошечного кабинета, книга вышла и в электронном виде[232]. Этот сборник обладает значительным весом как в буквальном, так и в переносном смысле; предисловие к новому изданию начинается с очаровательного сравнения: «Представьте себе, что вы исповедуете некую религию и ваше верховное божество спрашивает: „Возьмешься ли за редактирование новой священной книги?“ Так себя чувствует специалист по аммоноидам, которому предлагают заняться новым изданием „Палеобиологии аммоноидов“».

Одно из самых печальных мгновений в моей исследовательской деятельности наступило, когда я прочитала следующий абзац, где редакторы книги предлагали почтить память блестящих ученых прошлого, которые посвятили жизнь разгадыванию тайн аммоноидов: «Многие видные специалисты по головоногим и достойные коллеги ушли из жизни за последние два десятка лет». Далее приводился список имен, которые я так хорошо знала из литературы об аммоноидах — они были мне близки так же, как студенту, изучающему русскую литературу, были бы близки Толстой, Достоевский и Чехов.

Однако моя печаль от потери множества выдающихся палеонтологов уходит, когда я вижу заразительный энтузиазм молодого поколения ученых. Как я обнаружила одним теплым денверским вечером, международное сообщество исследователей головоногих сегодня полно сил и энергии — больше, чем когда-либо.

Ежегодные научные конференции Американского геологического общества поражают своими масштабами, в том числе и широчайшим охватом тем: от динозавров и нефтяных месторождений до вулканов и изменения климата. В 2016 г. я была в числе 7000 участников из 48 стран. Я слушала интереснейшие доклады многих блестящих ученых (в том числе Дэвида «не-знаю-что-вызывает-массовые-вымирания» Бонда), но главной моей целью было принять участие в заседании секции под названием «Друзья головоногих».

Рис. 9.1. Возможно, Pohlsepia mazonensis был милым маленьким осьминогом, как на этом рисунке, а может быть, у него практически ничего общего с осьминогами не было. Как и со многими другими вымершими животными, вопрос остается открытым

Franz Anthony

Еще начиная с 1976 г. на многодневных конференциях Геологического общества в один из вечеров любители головоногих встречаются для того, чтобы поговорить на профессиональные темы. Несмотря на то что на самом первом заседании его участники отметили необходимость придумать другое название — потому что вариант «Друзья головоногих» «был принят без энтузиазма», — именно оно закрепилось, как и состав самых активных участников: Герд Вестерманн присутствовал на самом первом заседании, Нил Лэндмен принимал участие в заседаниях с 1981 г., Пег Якобуччи — с 2000 г. Теперь Якобуччи организует и проводит заседания этой секции, а Лэндмен любезно осеняет их своим присутствием. Но в 2016 г. самое сильное впечатление на всех произвел приток новых участников. Всего собрался 41 человек — это было самое многочисленное собрание «Друзей головоногих» за всю историю конференции, а кроме того, в зале было полно студентов.

Кто-то сказал, кивнув в сторону Лэндмена и нескольких других заслуженных ученых: «Так здорово, что они видят всех этих студентов, которые выбрали наше поле деятельности».

Прекрасно то, что новоявленные палеонтологи и на самом деле выходят «в поле», в карьеры и пустыни, на скалы и в русла рек, стараясь новым взглядом смотреть на древние камни. Несомненно, будут найдены новые окаменелости; может быть, кому-то из этих студентов даже посчастливится обнаружить окаменелости мягких частей тел аммоноидов, которые раскроют новые тайны этой потрясающе успешной группы животных.

С развитием технологий можно сделать новые открытия, исследуя окаменелости, найденные даже десятки лет назад. Новейшие методы сканирования позволяют различить отпечатки мягких тканей там, где невооруженным глазом было невозможно ничего разглядеть. Таким образом, создается положительная обратная связь, что позволяет получать все больше качественных данных, — когда охотники за окаменелостями узнают о технологических возможностях, они проявляют бóльшую осторожность при раскопках. Извлекая явную окаменелость, они захватывают больший фрагмент окружающей ее породы, и то, что в полевых условиях могло показаться простым гладиусом, на скане в лаборатории оказывается полным набором отпечатков рук и присосок.

Изабель Крюта говорит: «Разница весьма заметна. Я сама еще довольно молода, но я смотрю на студентов и вижу — для них компьютерная томография стала обычным делом»[233].

В 2016 г. Крюта, Лэндмен и их коллеги впервые обнаружили окаменелый нерв внутри руки осьминога[234]. Они применили изящную технологию сканирования под названием «фазово-контрастная синхротронная микротомография» — я пользуюсь этим набором слов, чтобы производить впечатление на собеседников, если, конечно, удается вспомнить все целиком. Ученые не только обнаружили нерв, но и смогли сосчитать отдельные присоски и цирры (маленькие отростки кожи, похожие на мягкие шипы). Возможность рассмотреть мельчайшие детали в окаменелых мягких тканях открывает перед нами путь к пониманию того, как в ходе эволюции развивалось невероятное разнообразие современных колеоидов. Когда-нибудь, например, мы сможем проверить гипотезы в отношении того, какие особенности головоногих способствовали их вторжению на мелководье.

Отчеты о подобных исследованиях появляются каждый месяц, и мне не терпится узнать, что будущее расскажет нам о прошлом. Многие гипотезы, приведенные в этой книге, возможно, будут опровергнуты в ближайшие годы и станут таким же предметом для насмешек, как представления о неповоротливых динозаврах с волочащимися по земле хвостами и бесцветной чешуйчатой кожей современных рептилий, лишенной оперения. Однако сами окаменелые остатки способны сохраняться еще очень долго, и их можно повторно изучать с помощью все более совершенных инструментов и технологий, что, возможно, позволит увидеть их в новом свете. Не могу вообразить для этой книги лучшей судьбы, чем позабавить моих внуков, подобно тому как сегодня вызывают улыбку первые книги о динозаврах. В конце концов, именно эти книги вдохновили новые поколения ученых и новые поколения рассказчиков.

Рекомендуем книги по теме

Почти как мы: Вся правда о свиньях

Кристоффер Эндресен

Живое и неживое: В поисках определения жизни

Карл Циммер

Глазами альбатроса

Карл Сафина

Наша внутренняя обезьяна: Двойственная природа человека

Франс Де Вааль

Об авторе

Данна Стоф получила PhD по биологии беспозвоночных в Стэнфордском университете и посвятила много лет изучению головоногих. Ее статьи о морских обитателях выходили в журналах Science, Atlas Obscura и многих других, а научные исследования публиковались в Journal of Experimental Biology, Aquaculture и других, а также цитировались в учебниках.

Живет с семьей в Северной Калифорнии.

dannastaaf.com

Примечания редакции

1

Клемы — собирательное название промысловых закапывающихся двустворчатых моллюсков. — Прим. науч. ред.

2

Для группы аммоноидов часто используют название «аммониты», так как Ammonitina — единственный подотряд в подклассе Ammonoidea. — Прим. науч. ред.

3

Фрагмокон — у головоногих: прямой, загнутый или спирально свернутый конус, который служит моллюску гидростатическим аппаратом. — Прим. науч. ред.

4

Сифункул представляет собой тяж ткани, проходящий продольно через раковину головоногого моллюска. — Прим. науч. ред.

5

От лат. truncare — укорачивать, обрубать.

6

Cypraea — род морских брюхоногих моллюсков. — Прим. ред.

7

От англ. sneak — «подкрадываться, делать что-то украдкой». — Прим. ред.

8

Эволюционная радиация — сравнительно быстрое (в геологическом масштабе) и массовое возрастание таксономического разнообразия или морфологических отличий видов вследствие адаптивных изменений или открывшегося ранее недоступного пространства. — Прим. науч. ред.

9

Апертура, или устье, — естественное отверстие в раковине, из которого показывается тело животного для кормления или передвижения. — Прим. науч. ред.

10

Фоссилизация (от лат. fossilis — ископаемый) — процесс превращения органических остатков в окаменелости. — Прим. науч. ред.

11

Ростр — задняя заостренная цилиндрическая, коническая или веретенообразная часть с коническим углублением для удержания задней части фрагмокона. Наиболее прочная часть внутренней раковины. — Прим. пер.

12

Проостракум — спинной длинный и тонкий пластинчатый (или листовидный) выступ задней части стенки фрагмокона. — Прим. науч. ред.

13

Сепион — твердая, хрупкая внутренняя раковина представителей семейства каракатиц. — Прим. науч. ред.

14

Спи́рула — вид головоногих моллюсков, представитель одноименного рода Spirula. — Прим. науч. ред.

15

Ранее все кальмары объединялись в отряд Teuthida. — Прим. ред.

16

Осьминог Дамбо (научное название этого рода — Grimpoteuthis) получил свое имя в честь героя из мультфильма Диснея: плавники, растущие по бокам от глаз, напоминают комично большие уши слоненка Дамбо. — Прим. пер.

17

Наиболее ценные окаменелости образуются обычно в бескислородной (или почти бескислородной) среде под толщей осадков с очень малым количеством бактерий. Именно к этому типу относятся канадские сланцы Бёрджес и немецкий лагерштетт Зольнхофен. — Прим. ред.

18

Сражение между союзом индейских племен шайеннов и лакота и кавалерийским полком армии США у реки Литтл-Бигхорн в Монтане. Битва закончилась убедительной победой индейцев. — Прим. пер.

19

Автор намекает на известную настольную детективную игру Cluedo («Клуэдо»). — Прим. пер.

20

Импактная зима — предполагаемый продолжительный период холодной погоды, вызванный импактным событием, например падением астероида. — Прим. науч. ред.

21

Кальцит и арагонит — две разные формы одного и того же соединения, карбоната кальция (CaCO_3). Разные структуры одного и того же химического соединения называются полиморфами. Тем не менее физические свойства у них различаются. — Прим. ред.

22

Перевод Г. Кружкова.

23

Idiosepius pygmaeus (лат.) — вид головоногих моллюсков из семейства идиосепиид (Idiosepiidae). — Прим. науч. ред.

24

Sepioloidea lineolata, или более известный как полосатый пижамный кальмар, представляет собой разновидность кальмара-бобтейла, обитающего у берегов Австралии. — Прим. науч. ред.

25

Чиби — в японской анимации стиль изображения персонажей с маленьким туловищем и большой головой. — Прим. пер.

26

Миксины (Myxini) относятся к животным типа Хордовые. Миксиновые — единственные живущие ныне животные, у которых есть череп, но нет позвоночника, вместо него у миксин хорда. — Прим. науч. ред.

27

«Всего хорошего, и спасибо за рыбу!» (So Long, and Thanks for all the Fish) — юмористический научно-фантастический роман британского писателя Дугласа Адамса. Четвертая книга из серии с общим названием «Автостопом по галактике». — Прим. ред.

Примечания

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.

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).

3

Jack Prelutsky and Arnold Lobel, Tyrannosaurus Was a Beast (Scholastic, 1988).

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.

5

Robert T. Bakker, «Dinosaur Renaissance», Scientific American 232, no. 4 (1975): 58–78.

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.

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.

8

Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO Yearbook: Fishery and Aquaculture Statistics (FAO, 2014).

9

Peter Boyle and Paul Rodhouse, Cephalopods: Ecology and Fisheries (Blackwell Science, 2005).

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.

11

A. L. Hodgkin and A. F. Huxley, «Action Potentials Recorded from Inside a Nerve Fibre», Nature 144, no. 3651 (1939): 710–711.

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

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 (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.

14

Lawrence Edmonds Griffin, The Anatomy of Nautilus pompilius, vol. 5 (Johns Hopkins Press, 1903).

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.

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.

17

Helen Nilsson Sköld, 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.

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.

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.

20

Tingting Yu, Richard Kelly, Lin Mu, Andrew Ross, Jim Kennedy, Pierre Broly, Fangyuan Xia, Haichun Zhang, Bo Wang, and David Dilcher. «An ammonite trapped in Burmese amber». Proceedings of the National Academy of Sciences 116, no. 23 (2019): 11345–11350.

21

Нил Монкс, электронное письмо автору, 4 мая 2016 г.

22

Neale Monks and Philip Palmer, Ammonites (Smithsonian Institution Press, 2002).

23

Там же, 6.

24

Neale Monks, «Ammonite Wars», Deposits Magazine, 2 февраля 2016, https://depositsmag.com/2016/02/25/ammonite-wars/ (дата обращения: 28.01.2017).

25

Neil Shubin, Your Inner Fish (Pantheon, 2008). Это выдающееся введение в эво-дево, освещающее эволюционные хитросплетения, из которых возникла наша анатомия. И что самое замечательное, после прочтения этой книги я наконец поняла, почему мы икаем. Шубин Н. Внутренняя рыба. История человеческого тела с древнейших времен до наших дней. — М.: Corpus, 2021. — Прим. ред.

26

Чудесное краткое изложение изменчивого прошлого теории геотектоники плит (и ее первого воплощения — континентального дрейфа) можно найти в биографии Альфреда Вегенера на сайте Калифорнийского университета в Беркли: http://www.ucmp.berkeley.edu/history/wegener.html (дата обращения: 28.01.2017).

27

David J. Bottjer, «Paleogenomics and Plate Tectonics: Revolutions in the Earth and Biological Sciences», доклад на Ежегодной конференции Американского геологического общества, Денвер, 25–28 декабря 2016 г.

28

Eric T. Domyan, Zev Kronenberg, Carlos R. Infante, et al., «Molecular Shifts in Limb Identity Underlie Development of Feathered Feet in Two Domestic Avian Species», eLife 5 (2016): e12115.

29

Пег Якобуччи, телефонное интервью с автором, 1 апреля 2016 г.

30

David M. Raup and J. John Sepkoski, Jr., «Mass Extinctions in the Marine Fossil Record», Science 215, no. 4539 (1982): 1501–1503. Это та самая статья, в которой описана «Большая пятерка» массовых вымираний в истории жизни на Земле. Рауп и Сепкоски определили эти вымирания на основе закономерностей, которые Сепкоски обнаружил в морских окаменелостях, — значительный вклад сюда внесли, конечно, и головоногие.

31

Caroline B. Albertin, Oleg Simakov, Therese Mitros, et al., «The Octopus Genome and the Evolution of Cephalopod Neural and Morphological Novelties», Nature 524, no. 7564 (2015): 220–224.

32

Norman Bertram Marshall, Explorations in the Life of Fishes, Harvard Books in Biology, no. 7 (Harvard University Press, 1971).

33

Эрик Эдсингер-Гонсалес, интервью с автором по Skype, 5 октября 2016 г.

34

Allen P. Nutman, Vickie C. Bennett, Clark R. L. Friend, et al., «Rapid Emergence of Life Shown by Discovery of 3,700-Million-Year-Old Microbial Structures», Nature 537, no. 7621 (2016): 535–538. Стоит отметить, что до публикации этого исследования в 2016 г. самыми древними считались ископаемые, которым было всего 3,4 млрд лет. А ископаемые возрастом в 3,7 млрд лет были обнаружены лишь потому, что содержащие их горные породы обнажились, когда в Гренландии растаяло достаточно льда.

35

Peter Ward and Joe Kirschvink, A New History of Life: The Radical New Discoveries about the Origins and Evolution of Life on Earth (Bloomsbury, 2015). Гипотеза, согласно которой протоживые молекулы, или, собственно, клетки, прибыли на нашу планету из внеземных источников, называется панспермией; она увлекательно и подробно описана в этой книге. С момента ее публикации накопилось еще больше данных: например, космический аппарат «Розетта», исследовавший комету, обнаружил там сложные органические молекулы. В книге также приводится занимательный экскурс в эволюцию губок и описывается внешний вид их первых представителей.

36

Mikhail A. Fedonkin and Benjamin M. Waggoner, «The Late Precambrian Fossil Kimberella Is a Mollusc-Like Bilaterian Organism», Nature 388, no. 6645 (1997): 868–871.

37

Douglas Erwin and James Valentine, The Cambrian Explosion (W. H. Freeman, 2013).

38

Douglas H. Erwin, Marc Laflamme, Sarah M. Tweedt, et al., «The Cambrian Conundrum: Early Divergence and Later Ecological Success in the Early History of Animals», Science 334, no. 6059 (2011): 1091–1097.

39

Mark A. S. McMenamin, «The Garden of Ediacara», Palaios (1986): 178–182.

40

В широком смысле слова хищники были всегда. Как только возникли первые клетки, они, скорее всего, попытались съесть друг друга.

41

Hong Hua, Brian R. Pratt, and Lu-Yi Zhang, «Borings in Cloudina Shells: Complex Predator-Prey Dynamics in the Terminal Neoproterozoic», Palaios 18, no. 4–5 (2003): 454–459.

42

Вы будете совершенно правы, указав на то, что улитки, такие как обыкновенные садовые, тоже несут на себе цельную раковину. Улиток иногда называют одностворчатыми, но более распространенное научное название — гастроподы, или брюхоногие (поскольку их желудок располагается над ногой).

43

Winston F. Ponder and David R. Lindberg (eds.), Phylogeny and Evolution of the Mollusca (University of California Press, 2008). В этой книге содержится изобилие полезной информации, в том числе часто цитируемое высказывание Герхарда Хаспрунара о моноплакофорной «сенсации». Я выиграла экземпляр книги в конкурсе хокку на заседании Западного общества натуралистов в 2008 г. — это серьезная научная конференция, на которой к тому же проходят конкурсы хокку. Вот мой стих-победитель: «Вновь восстает / из слизи и жгутиков / владыка-кальмар».

44

Björn Kröger, «Comments on Ebel's Benthic-Crawler Hypothesis for Ammonoids and Extinct Nautiloids». Paläontologische Zeitschrift 75, no. 1 (2001): 123–125.

45

Занятно, что сифункул может располагаться по-разному. У аммоноидов и колеоидов он проходит по внешней кромке камер, а у наутилоидов — прямо через середину камер. Почему? Никто не знает.

46

M. J. Wells and R. K. O'Dor, «Jet Propulsion and the Evolution of the Cephalopods», Bulletin of Marine Science 49, no. 1–2 (1991): 419–432.

47

Мартин Р. Смит, интервью с автором по Skype, 11 мая 2016 г.

48

Martin R. Smith and Jean-Bernard Caron, «Primitive Soft-Bodied Cephalopods from the Cambrian», Nature 465, no. 7297 (2010): 469–472.

49

Dawid Mazurek and Michał Zatoń, «Is Nectocaris pteryx a Cephalopod?» Lethaia 44, no. 1 (2011): 2–4.

50

B. Runnegar, «Once Again: Is Nectocaris pteryx a Stem Group Cephalopod?» Lethaia, 44, no. 4 (2011): 373.

51

Björn Kröger, Jakob Vinther, and Dirk Fuchs, «Cephalopod Origin and Evolution: A Congruent Picture Emerging from Fossils, Development and Molecules», Bioessays 33, no. 8 (2011): 602–613. Эту статью, по данным поисковой системы Google Scholar, процитировали 110 раз. При условии равномерного распределения цитирования во времени это значит, что каждый месяц выходит одна-две статьи, в которых цитируется статья Крёгера с коллегами. Неплохой показатель!

52

Peter Douglas Ward, In Search of Nautilus: Three Centuries of Scientific Adventures in the Deep Pacific to Capture a Prehistoric Living Fossil (Simon & Schuster, 1988).

53

Neale Monks and Philip Palmer, Ammonites (Smithsonian Institution Press, 2002), 55.

54

Neale Monks, «A Broad Brush History of the Cephalopoda», The Cephalopod Page, http://www.thecephalopodpage.org/evolution.php (дата обращения: 20.01.2017).

55

Головоногие были не единственными беспозвоночными, которые свободно перемещались в воде: в ордовике дрейфующие и плавающие формы развились и у трилобитов. Знаменитый британский специалист по трилобитам Ричард Форти даже открыл «трилобитов обтекаемой формы, которые стремительно двигались по океанам ордовика». Мне стало интересно — не головоногие ли хищники оказали эволюционное давление, заставившее эти лакомые для них кусочки плавать быстрее. К сожалению, я не смогла уделить трилобитам достаточно внимания, но интересующимся читателям очень рекомендую увлекательную книгу Форти Trilobite! Eyewitness to Evolution (Alfred A. Knopf, 2000).

56

Christian Klug, Kenneth De Baets, Björn Kröger, et al., «Normal Giants? Temporal and Latitudinal Shifts of Palaeozoic Marine Invertebrate Gigantism and Global Change», Lethaia 48, no. 2 (2015): 267–288.

57

Дитер Корн, интервью с автором по Skype, 29 января 2016 г.

58

Кристиан Клуг, телефонное интервью с автором, 15 января 2016 г.

59

Sarah E. Gabbott, «Orthoconic Cephalopods and Associated Fauna from the Late Ordovician Soom Shale Lagerstatte, South Africa», Palaeontology 42, no. 1 (1999): 123–148.

60

Здесь опять в составе названия возникает «церас», поскольку раковина имеет форму рога. После того как в книге Squid Empire я пожаловалась, что не могу найти значение «Sphoo», мне написала профессор античной литературы Дианна Райан, которая сообщила: «…корень sphoo- относится к притяжательному местоимению или прилагательному, обозначающему „два“ или „оба“. Как это связать с окаменелостями, вам будет виднее». Связь прекрасно прослеживается: палеонтологи собрали историю Sphooceras из двух видов ископаемых — укороченных раковин живых животных и кусочков раковин, которые они сбросили (электронное письмо автору, 29 октября 2019 г.).

61

J. Barrande, «Troncature normale ou périodique de la coquille dans certains céphalopodes paléozoiques», Bulletin de la Société Géologique de France, séries 2, 17 (1860): 573–601.

62

J. Dzik, «Phylogeny of the Nautiloidea», Palaeontologia Polonica 45 (1984): 1–255.

63

Vojtěch Turek and Štěpán Manda, «'An Endocochleate Experiment' in the Siluran Straight-Shelled Cephalopod Sphooceras», Bulletin of Geosciences 87, no. 4 (2012): 767–813.

Никто, даже Ежи Дзик, не опроверг в публикациях гипотезу Турека и Манды, а авторы некоторых работ сочли, что имеющиеся данные говорят в ее пользу. Но когда я спросила мнение Дзика, он заметил, что на раковинах моллюсков всех видов обычно есть линии роста — подобно годовым кольцам на деревьях. На его взгляд, узоры на крышечке раковины Sphoocetas скорее похожи на линии роста, чем на отпечаток, оставленный позже телом животного. «Ирония состоит в том, что узоры, которые наблюдали Турек и Манда, можно трактовать в поддержку гипотезы, что крупный кончик Sphooceras — это протоконх [самая первая часть раковины моллюска, которая формируется, пока животное еще находится в яйце]! — писал Дзик. — Я не утверждаю, что дело обстоит именно так, но эти новые данные не проясняют вопрос, а делают его неактуальным». (Электронное письмо автору, 9 февраля 2016 г.).

64

Дзик, электронное письмо автору, 9 февраля 2016 г.

65

Christian Klug, Bjoern Kroeger, Wolfgang Kiessling, et al., «The Devonian Nekton Revolution», Lethaia 43, no. 4 (2010): 465–477.

66

Кристиан Клуг, телефонное интервью с автором, 15 января 2016 г.

67

Christian Klug, Linda Frey, Dieter Korn, et al., «The Oldest Gondwanan Cephalopod Mandibles (Hangenberg Black Shale, Late Devonian) and the Mid Palaeozoic Rise of Jaws», Palaeontology 59, no. 5 (2016): 611–629.

68

Клуг, телефонное интервью с автором, 15 января 2016 г.

69

Джейкоб Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

70

Дитер Корн, интервью с автором по Skype, 29 января 2016 г.

71

Neil H. Landman, William A. Cobban, and Neal L. Larson, «Mode of Life and Habitat of Scaphitid Ammonites», Geobios 45, no. 1 (2012):87–98.

72

Mark Norman, Cephalopods: A World Guide (ConchBooks, 2000). В этом справочнике множество великолепных фотографий, а также лучшие истории из сексуальной жизни головоногих: «Размножение наутилусов», «Нерестилища гигантских каракатиц», «Каракатицы-трансвеститы» (это о тех самых подкрадывающихся самцах), «Спермовойны», «Ночь любви и смерти» (о массовом нересте и следующей за ним смерти у кальмаров), «Пол гигантского кальмара», «Яйца, вынашивание и нерест» и «Странный секс» (это, в частности, об аргонавтах).

73

Steve Etches, Jane Clarke, and John Callomon, «Ammonite Eggs and Ammonitellae from the Kimmeridge Clay Formation (Upper Jurassic) of Dorset, England», Lethaia 42, no. 2 (2009): 204–217.

74

Royal H. Mapes and Alexander Nuetzel, «Late Palaeozoic Mollusc Reproduction: Cephalopod Egg-Laying Behavior and Gastropod Larval Palaeobiology», Lethaia 42, no. 3 (2009): 341–356.

75

Aleksandr A. Mironenko and Mikhail A. Rogov, «First Direct Evidenceof Ammonoid Ovoviviparity», Lethaia (2015): 245–260.

76

Пег Якобуччи, телефонное интервью с автором, 1 апреля 2016 г.

77

Kenneth De Baets, Christian Klug, Dieter Korn, and Neil H. Landman, «Early Evolutionary Trends in Ammonoid Embryonic Development», Evolution 66, no. 6 (2012): 1788–1806.

78

История «полуночного побега из аквариума» подробно рассказана в этой ветке форума TONMO.com: https://www.tonmo.com/threads/midnight-tank-escapes-fact-or-fiction.16560/ (дата обращения: 28.01.2017).

79

Brian Switek, My Beloved Brontosaurus: On the Road with Old Bones, New Science, and Our Favorite Dinosaurs (Macmillan, 2013).

80

Robert J. Diaz and Rutger Rosenberg, «Spreading Dead Zones and Consequences for Marine Ecosystems», Science 321, no. 5891 (2008): 926–929.

81

David Bond, Paul B. Wignall, and Grzegorz Racki, «Extent and Duration of Marine Anoxia During the Frasnian-Famennian (Late Devonian) Mass Extinction in Poland, Germany, Austria and France», Geological Magazine 141, no. 2 (2004): 173–193.

82

Robert Lemanis, Dieter Korn, Stefan Zachow, et al., «The Evolution and Development of Cephalopod Chambers and Their Shape», PloS One 11, no. 3 (2016): e0151404.

83

Корн, интервью с автором по Skype, 29 января 2016 г.

84

David P. G. Bond and Paul B. Wignall, «Large Igneous Provinces and Mass Extinctions: An Update», Geological Society of America Special Papers 505 (2014): SPE505–02.

85

Мэтью Клэпхэм, интервью с автором, 24 марта 2016 г.

86

Чтобы узнать больше подробностей о научных исследованиях повышения кислотности океана — в настоящее время и по прогнозам на будущее, — посетите этот прекрасный раздел Океанского портала Смитсоновского музея естественной истории: http://ocean.si.edu/ocean-acidification (дата обращения: 28.01.2017).

87

Корн, интервью с автором по Skype, 29 января 2016 г.

88

R. Granot, «Palaeozoic Oceanic Crust Preserved Beneath the Eastern Mediterranean», Nature Geoscience 9 (2016): 701–705. Древние люди, не обладавшие полнотой географических знаний, называли Средиземное море «центром земли», но это название очаровательно подчеркивает обособленность одного из старейших морей на планете. Его точный возраст все еще обсуждается — возможно, все, что осталось от дна изначального океана Тетис, погрузилось под континентальную кору, а на этом месте образовался новый (но тем не менее древний!) океан Нео-Тетис, из которого со временем получилось Средиземное море.

89

Brad A. Seibel, Fabienne Chausson, Francois H. Lallier, et al., «Vampire Blood: Respiratory Physiology of the Vampire Squid (Cephalopoda: Vampyromorpha) in Relation to the Oxygen Minimum Layer», Experimental Biology Online 4, no. 1 (1999): 1–10; Brad A. Seibel, N. Sören Häfker, Katja Trübenbach, et al., «Metabolic Suppression During Protracted Exposure to Hypoxia in the Jumbo Squid, Dosidicus gigas, Living in an Oxygen Minimum Zone», Journal of Experimental Biology 217, no. 14 (2014): 2555–2568.

90

Представление о том, что древние наутилоиды захватывали кислород, как только он оказывался доступен, взято из статьи Peter Ward and Joe Kirschvink, A New History of Life: The Radical New Discoveries about the Origins and Evolution of Life on Earth (Bloomsbury, 2015).

91

Tamaki Sato and Kazushige Tanabe, «Cretaceous Plesiosaurs Ate Ammonites», Nature 394, no. 6694 (1998): 629–630; Judy A. Massare and Heather A. Young, «Gastric Contents of an Ichthyosaur from the Sundance Formation (Jurassic) of Central Wyoming», Paludicola 5, no. 1 (2005): 20–27.

92

Erle G. Kauffman, «Mosasaur Predation on Upper Cretaceous Nautiloids and Ammonites from the United States Pacific Coast», Palaios 19 (2004): 96–100.

93

Кеннет де Батс, интервью с автором по Skype, 24 июля 2015 г.

94

Geerat J. Vermeij, «The Mesozoic Marine Revolution: Evidence from Snails, Predators and Grazers», Paleobiology 3, no. 3 (1977): 245–258.

95

Пег Якобуччи, телефонное интервью с автором, 1 апреля 2016 г.

96

Научная статья Якобуччи, в которой приводится больше подробностей на эту тему: Margaret M. Yacobucci, «Plasticity of Developmental Timing as the Underlying Cause of High Speciation Rates in Ammonoids», in Advancing Research on Living and Fossil Cephalopods, ed. Federico Olóriz and Francisco J. Rodríguez-Tovar (Springer, 1999), 59–76.

97

Margaret M. Yacobucci, «An Example from the Cenomanian Western Interior Seaway», In Advancing Research on Living and Fossil Cephalopods: Development and Evolution Form, Construction, and Function Taphonomy, Palaeoecology, Palaeobiogeography, Biostratigraphy, and Basin Analysis, ed. Federico Olóriz and Francisco J. Rodríguez-Tovar (Springer, 2013), 59.

98

Кэтлин Риттербуш, интервью с автором по Skype, 28 августа 2015 г.

99

Larisa A. Doguzhaeva and Harry Mutvei, «The Additional External Shell Layers Indicative of 'Endocochleate Experiments' in Some Ammonoids», in Ammonoid Paleobiology: From Anatomy to Ecology, ed. Christian Klug, Dieter Korn, Kenneth De Baets, et al. (Springer, 2015), 585–609. Это одна из статей, в которой гипотеза Турека и Манды о Sphooceras принимается и используется, чтобы рассмотреть потенциально схожие эксперименты с более поздними аммоноидами.

100

Якобуччи, телефонное интервью с автором, 1 апреля 2016 г.

101

Kathleen A. Ritterbush and David J. Bottjer, «Westermann Morphospace Displays Ammonoid Shell Shape and Hypothetical Paleoecology», Paleobiology 38, no. 3 (2012): 424–446.

102

K. A. Ritterbush, R. Hoffmann, A. Lukeneder, and K. De Baets, «Pelagic Palaeoecology: The Importance of Recent Constraints on Ammonoid Palaeobiology and Life History», Journal of Zoology 292, no. 4 (2014): 229–241.

103

Neale Monks and Philip Palmer, Ammonites (Smithsonian Institution Press, 2002), 93.

104

Neil H. Landman, J. Kirk Cochran, Neal L. Larson, et al., «Methane Seeps as Ammonite Habitats in the US Western Interior Seaway Revealed by Isotopic Analyses of Well-Preserved Shell Material», Geology 40, no. 6 (2012): 507–510.

105

Jocelyn Anne Sessa, Ekaterina Larina, Katja Knoll, et al., «Ammonite Habitat Revealed via Isotopic Composition and Comparisons with Co-occurring Benthic and Planktonic Organisms», Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 51 (2015): 15562–15567.

106

Neale Monks and Jeremy R. Young, «Body Position and the Functional Morphology of Cretaceous Heteromorph Ammonites», Palaeontologia Electronica 1, no. 1 (1998): 15.

107

Alexander I. Arkhipkin, «Getting Hooked: The Role of a U-Shaped Body Chamber in the Shell of Adult Heteromorph Ammonites», Journal of Molluscan Studies (2014): eyu019.

108

Александр Архипкин, интервью с автором по Skype,14 марта 2016 г.

109

Neil H. Landman, Isabelle Kruta, John S. S. Denton, and J. Kirk Cochran, «Getting Unhooked: Comment on the Hypothesis That Heteromorph Ammonites Were Attached to Kelp Branches on the Sea Floor, as Proposed by Arkhipkin (2014)», Journal of Molluscan Studies 82, no. 2 (2016): 351–355.

110

Alexander I. Arkhipkin, «If Not Getting Hooked, Why Make One? Response to Landman et al»., Journal of Molluscan Studies (2016): eyv065.

111

Neil H. Landman, William A. Cobban, and Neal L. Larson, «Mode of Life and Habitat of Scaphitid Ammonites», Geobios 45, no. 1 (2012): 87–98, at 93.

112

U. Lehmann, «Ammonite Jaw Apparatus and Soft Parts», Ammonoidea: The Systematics Association Special 18 (1981): 275–287.

113

Horacio Parent, Gerd E. G. Westermann, and John A. Chamberlain, «Ammonite Aptychi: Functions and Role in Propulsion», Geobios 47, no. 1 (2014): 45–55.

114

Изабель Крюта, интервью с автором по Skype, 31 марта 2016 г.

115

Isabelle Kruta, Neil Landman, Isabelle Rouget, et al., «The Role of Ammonites in the Mesozoic Marine Food Web Revealed by Jaw Preservation», Science 331, no. 6013 (2011): 70–72.

116

K. N. Nesis, «On the Feeding and Causes of Extinction of Certain Heteromorph Ammonites», Paleontological Journal (1986): 5–11.

117

Джейкоб Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

118

A. Packard, «Operational Convergence Between Cephalopods and Fish: An Exercise in Functional Anatomy», Archivio Zoologico Italiano 51 (1966): 523–542.

119

P. Doyle and D. I. M. Macdonald, «Belemnite Battlefields», Lethaia 26 (1993): 65–80.

120

Mico Tatalovic, «Drawing with Ancient Ink», Nature News, August 19, 2009.

121

Quanguo Li, Ke-Qin Gao, Jakob Vinther, et al., «Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur», Science 327, no. 5971 (2010): 1369–1372.

122

Джейкоб Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

123

Dirk Fuchs, Sigurd von Boletzky, and Helmut Tischlinger, «New Evidence of Functional Suckers in Belemnoid Coleoids (Cephalopoda) Weakens Support for the 'Neocoleoidea' Concept», Journal of Molluscan Studies 76, no. 4 (2010): 404–406.

124

Любопытный факт: у некоторых самцов аммоноидов-скафитов, похоже, внутри раковин сохранились образования, напоминающие крючки, — Лэндмен и его коллеги считают, что это остатки слишком крупных гектокотилей, которые могли задействовать крючки для переноса спермы.

125

Alexandra C. N. Kingston, Alan M. Kuzirian, Roger T. Hanlon, and Thomas W. Cronin, «Visual Phototransduction Components in Cephalopod Chromatophores Suggest Dermal Photoreception», Journal of Experimental Biology 218, no. 10 (2015): 1596–1602.

126

Alexander L. Stubbs and Christopher W. Stubbs, «Spectral Discrimination in Color Blind Animals via Chromatic Aberration and Pupil Shape», Proceedings of the National Academy of Sciences 113, no. 29 (2016): 8206–8211.

127

Nadav Shashar, P. Rutledge, and T. Cronin, «Polarization Vision in Cuttlefish in a Concealed Communication Channel?» Journal of Experimental Biology 199, no. 9 (1996): 2077–2084.

128

Royal H. Mapes, Larisa A. Doguzhaeva, Harry Mutvei, et al., «The Oldest Known (Lower Carboniferous-Namurian) Protoconch of a Rostrum-Bearing Coleoid (Cephalopoda) from Arkansas, USA: Phylogenetic and Paleobiologic Implications», in «Proceedings of the 3rd International Symposium, 'Coleoid Cephalopods Through Time', Dirk Fuchs (editor), Luxembourg October 8–11, 2008», Travaux scientifiques du Musée national d'histoire naturelle Luxembourg (2010): 114–125.

129

Две канонические монографии Нэфа об ископаемых головоногих и развитии головоногих, на которые до сих пор регулярно ссылаются ученые: Die fossilen Tintenfische: Eine paläozoologische Monographie (Fischer, 1922) и «Die Cephalopoden (Embryologie)», Fauna Flora Golf Neapel 35, no. 2 (1928): 1–357.

130

Christian Klug, Günter Schweigert, Dirk Fuchs, et al., «Adaptations to Squid-Style High-Speed Swimming in Jurassic Belemnitids», Biology Letters 12, no. 1 (2016). http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/12/1/20150877 (дата обращения: 28.01.2017).

131

Там же.

132

Там же.

133

Дирк Фукс, интервью с автором по Skype, 18 января 2016 г.

134

Dominique Jenny, Dirk Fuchs, Alexander I. Arkhipkin, Rolf B. Hauff, Barbara Fritschi, and Christian Klug. «Predatory behaviour and taphonomy of a Jurassic belemnoid coleoid (Diplobelida, Cephalopoda)». Scientific Reports 9, no. 1 (2019): 7944.

135

Neale Monks and S. Wells, «A New Record of the Eocene Coleoid Spirulirostra anomala (Mollusca: Cephalopoda) and Its Relationships to Modern Spirula», Tertiary Research 19 (2000): 47–52.

136

В студенческие годы вместе с коллегами — исследователями головоногих я основала программу Squids4kids: мы приносили взятый у рыбаков избыток улова кальмаров в школы, чтобы их изучали дети: http://gillylab.stanford.edu/outreach.html (дата обращения: 28.01.2017).

137

Bruce Hopkins and S. V. Boletzky, «The Fine Morphology of the Shell Sac in the Squid Genus Loligo (Mollusca: Cephalopoda): Features of a Modified Conchiferan Program», Veliger 37 (1994): 344–357.

138

Dirk Fuchs and Iba Yasuhiro, «The Gladiuses in Coleoid Cephalopods: Homology, Parallelism, or Convergence?» Swiss Journal of Palaeontology 134, no. 2 (2015): 187–197, at 187.

139

Mark Sutton, Catalina Perales Raya, and Isabel Gilbert, «A Phylogeny of Fossil and Living Neocoleoid Cephalopods», Cladistics (2015): 1–11.

140

Brad A. Seibel, Erik V. Thuesen, and James J. Childress, «Flight of the Vampire: Ontogenetic Gait-Transition in Vampyroteuthis infernalis (Cephalopoda: Vampyromorpha)», Journal of Experimental Biology 201, no. 16 (1998): 2413–2424. В этой чудесной статье подробно описываются метаморфозы плавников кальмара-вампира. Жизнь этого животного начинается с одной пары плавников, затем отрастает другая, отдельная пара, имеющая иную форму. Брэд Сейбел с коллегами предполагает, что изменения происходят по мере развития животного от перемены манеры передвижения.

141

Dirk Fuchs, Christina Ifrim, and Wolfgang Stinnesbeck, «A New Palaeoctopus (Cephalopoda: Coeloidea) from the Late Cretaceous of Vallecillo, North-Eastern Mexico, and Implications for the Evolution of Octopoda», Palaeontology 51, no. 5 (2008): 1129–1139.

142

Romain Jattiot, Arnaud Brayard, Emmanuel Fara, and Sylvain Charbonnier, «Gladius-Bearing Coleoids from the Upper Cretaceous Lebanese Lagerstätten: Diversity, Morphology, and Phylogenetic Implications». Journal of Paleontology 89, no. 1 (2015): 148–167.

143

H. Woodward, «On a New Genus of Fossil 'Calamary' from the Cretaceous Formation of Sahel Alma, near Beirut, Lebanon, Syria», Geological Magazine, new series, 10 (1883): 1–5.

144

J. Roger, «Le plus ancient Céphalopode Octopode fossile connu: Palaeoctopus newboldi (Sowerby 1846) Woodward», Bulletin mensuel de la Société linnéenne de Lyon 13, no. 9 (1944): 114–118.

145

Рой Нохра, электронное письмо автору, 30 октября 2016 г.

146

Сайт музея Экспо Хакель: http://www.expohakel.com/.

147

Adrienne Mayor, Fossil Legends of the First Americans (Princeton University Press, 2007), 226–229.

148

Adrienne Mayor, «Fossils in Native American Lands: Whose Bones, Whose Story? Fossil Appropriations Past and Present», Доклад на ежегодном съезде Общества истории науки, 1–2 ноября, Вашингтон DC.

149

Adrienne Mayor, The First Fossil Hunters: Dinosaurs, Mammoths, and Myth in Greek and Roman Times (Princeton University Press, 2011).

150

На сайте непальского онлайн-магазина Rudraksha написано: «Неважно, есть ли в человеке истинное благочестие, но, если он будет благочестиво поклоняться камням-шалиграмам, он, несомненно, будет освобожден от цикла чувственно воспринимаемого существования. Человек, ежедневно почитающий камень-шалиграм, будет освобожден от страха смерти и выйдет из круговорота перерождений». http://www.rudrakshanepal.com/page-36-About_Saligram (дата обращения: 30.01.2017).

151

Michael G. Bassett, Formed Stones, Folklore and Fossils, Geological Series, no. 1 (National Museum of Wales, 1982).

152

Adrienne Mayor, «Dinosaurs with Native American Names». Wonders & Marvels, 2015. http://www.wondersandmarvels.com/2015/08/dinosaurs-with-native-america-names.html (дата обращения: 28.01.2017).

153

L. W. Alvarez, W. Alvarez, F. Asaro, and H. V. Michel, «Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction», Science 208 (1980): 1095–1108. Это та самая сенсационная статья, в которой Уолтер и Луис Альваресы предположили, что динозавров (и аммоноидов) прикончил метеорит. Замечательный рассказ о разгоревшихся вокруг этого страстях, когда все поливали друг друга ядом, а потом зализывали раны, можно прочитать в работе популяризатора науки Энн Финкбайнер: http://www.lastwordonnothing.com/2013/11/11/what-luis-alvarez-did/ (дата обращения: 28.01.2017).

154

Jost Wiedmann and Jürgen Kullman, «Crises in Ammonoid Evolution», in Ammonoid Paleobiology, ed. Neil H. Landman, Kazushige Tanabe, and Richard Arnold Davis (Springer, 1996), 795–813.

155

Matthew Clapham, Interview with the author, March 24, 2016.

156

Neil H. Landman, Stijn Goolaerts, John W. M. Jagt, et al., «Ammonites on the Brink of Extinction: Diversity, Abundance, and Ecology of the Order Ammonoidea at the Cretaceous/Paleogene (K/Pg) Boundary», in Ammonoid Paleobiology: From Macroevolution to Paleogeography, ed. Christian Klug, Dieter Korn, Kenneth De Baets, et al. (Springer, 2015), 497–553.

157

David P. G. Bond, «The Causes of Mass Extinctions: How Can We Better Understand How, Why and When Ecosystems Collapse?» Доклад на ежегодной конференции Американского геологического общества, Денвер, 25–28 сентября 2016 г.

158

По оценкам ученых, и сибирские, и индийские излившиеся базальты когда-то покрывали намного бóльшую площадь — порядка 1 500 000 кв. км в Индии и почти 7 000 000 кв. км в Сибири.

159

«Did Dinosaur-Killing Asteroid Trigger Largest Lava Flows on Earth?» http://www.sciencenewsline.com/news/2015050109530049.html (дата обращения: 12.11.2016).

160

Peter Schulte, Laia Alegret, Ignacio Arenillas, et al., «The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary», Science 327, no. 5970 (2010): 1214–1218.

161

Кэтлин Риттербуш, интервью с автором по Skype, 28 августа 2015 г.

162

Джослин Сесса, интервью с автором по Skype, 21 января 2016 г.

163

Neil H. Landman, Stijn Goolaerts, John W. M. Jagt, et al., «Ammonite Extinction and Nautilid Survival at the End of the Cretaceous», Geology 42, no. 8 (2014): 707–710.

164

Там же, 709.

165

Laia Alegret, Ellen Thomas, and Kyger C. Lohmann, «End-Cretaceous Marine Mass Extinction Not Caused by Productivity Collapse», Proceedings of the National Academy of Sciences 109, no. 3 (2012): 728–732.

166

Alexander I. Arkhipkin and Vladimir V. Laptikhovsky, «Impact of Ocean Acidification on Plankton Larvae as a Cause of Mass Extinctions in Ammonites and Belemnites», Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie-Abhandlungen 266, no. 1 (2012): 39–50.

167

Пег Якобуччи, телефонное интервью с автором, 1 апреля 2016 г.

168

Сесса, интервью с автором по Skype, 21 января 2016 г.

169

Adolf Naef, Die fossilen Tintenfische: Eine paläozoologische Monographie (Fischer, 1922).

170

Z. Lewy, «Octopods: Nude Ammonoids That Survived the Cretaceous-Tertiary Boundary Mass Extinction», Geology 24, no. 7 (1996): 627–630.

171

Название аргонавта (Argonauta) на самом деле имеет еще более сложную историю. Изначально так называли исключительно пустые раковины, и долгое время осьминоги-«наутилусы», которых иногда находили в раковинах-«аргонавтах», считались неким подобием крабов-отшельников, которые живут в чужих раковинах.

172

Julian K. Finn and Mark D. Norman, «The Argonaut Shell: Gas-Mediated Buoyancy Control in a Pelagic Octopus», Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences (2010): rspb20100155.

173

Lewy, «Octopods: Nude Ammonoids».

174

Roger A. Hewitt and Gerd E. G. Westermann, «Recurrences of Hypotheses about Ammonites and Argonauta», Journal of Paleontology 77, no. 4 (2003): 792–795.

175

Конечно, чтобы проверить эту гипотезу, нужно выяснить, какова эффективность раковин при плавании под водой. С этой целью Риттербуш печатала трехмерные модели не только своих аммоноидов, но и раковин аргонавтов.

176

Александр Архипкин, интервью с автором по Skype,14 марта 2016 г.

177

Alexander I. Arkhipkin, Vyacheslav A. Bizikov, and Dirk Fuchs, «Vestigial Phragmocone in the Gladius Points to a Deepwater Origin of Squid (Mollusca: Cephalopoda)», Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 61 (2012): 109–122.

178

Архипкин, интервью с автором по Skype, 14 марта 2016 г.

179

Dirk Fuchs, Yasuhiro Iba, Christina Ifrim, et al., «Longibelus gen. nov., a New Cretaceous Coleoid Genus Linking Belemnoidea and Early Decabrachia», Palaeontology 56, no. 5 (2013): 1081–1106.

180

Francesca A. McInerney and Scott L. Wing, «The Paleocene-Eocene Thermal Maximum: A Perturbation of Carbon Cycle, Climate, and Biosphere with Implications for the Future», Annual Review of Earth and Planetary Sciences 39 (2011): 489–516.

181

Henk Brinkhuis, Stefan Schouten, Margaret E. Collinson, et al., «Episodic Fresh Surface Waters in the Eocene Arctic Ocean», Nature 441, no.7093 (2006): 606–609.

182

Ellen Thomas, «Descent into the Icehouse», Geology 36, no. 2 (2008): 191–192.

183

Andrew Packard, «Cephalopods and Fish: The Limits of Convergence», Biological Reviews 47, no. 2 (1972): 241–307.

184

J. A. Mather and R. C. Anderson, «What Behavior Can We Expect of Octopuses?» The Cephalopod Page, http://www.thecephalopodpage.org/behavior.php (дата обращения: 28.01.2017).

185

R. A. Byrne, U. Griebel, J. B. Wood, and J. A. Mather, «Squid Say It with Skin: A Graphic Model for Skin Displays in Caribbean Reef Squid (Sepioteuthis sepioidea)», in «Proceedings of the International Symposium 'Coleoid Cephalopods Through Time', 17–19 September 2002», ed. K. Warnke, H. Keupp, and S. Boletzky, Berliner paläobiologische Abhandlungen 3 (2003): 29–35.

186

Neale Monks, «A Broad Brush History of the Cephalopoda», The Cephalopod Page, http://www.thecephalopodpage.org/evolution.php (дата обращения: 20.01.2017).

187

У Смитсоновского музея естественной истории есть прекрасная анимированная презентация, посвященная эволюции китов: https://ocean.si.edu/ocean-videos/evolution-whales-animation (дата обращения: 28.01.2017).

188

Neale Monks, «Tertiary Cephalopods or Where Did All the Ammonites Go?» Deposits Magazine, November 8, 2016, 28–31.

189

David R. Lindberg and Nicholas D. Pyenson, «Things That Go Bump in the Night: Evolutionary Interactions Between Cephalopods and Cetaceansin the Tertiary», Lethaia 40, no. 4 (2007): 335–343.

190

Дирк Фукс, интервью с автором по Skype, 18 января 2016 г.

191

Джейкоб Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

192

Thomas Clements, Caitlin Colleary, Kenneth De Baets, and Jakob Vinther, «Buoyancy Mechanisms Limit Preservation of Coleoid Cephalopod Soft Tissues in Mesozoic Lagerstätten», Palaeontology 60, no. 1 (2017): 1–14.

193

Аммоний впервые был выделен из солей аммония, которые обнаружили в Египте, вблизи храма Амона — того самого бога с бараньими рогами, чьим именем назвали аммоноидов. Так что в названиях аммония и аммоноидов один и тот же корень, и даже возможно, что аммоноиды, как кальмары, содержали аммоний в своих тканях.

194

Я хочу снять шляпу перед Томасом Клементсом и его коллегами, которые во имя науки выдержали шесть недель экспериментов с разложением трупов головоногих. В «Механизмах плавучести» (Buoyancy Mechanisms) они старательно описывают: «К девятому дню вода вокруг тушки осьминога стала терять цвет и чернеть, а также возник отвратительный запах». «Вода в сосудах с образцами осьминогов приобрела мутно-красный оттенок, жидкость, окружающая ткани кальмаров, — молочно-белый цвет, а на поверхности образовался толстый несмешивающийся слой грязного осадка, обладающий особым тошнотворно-сладковатым запахом». Желаю им никогда больше не переживать такого «особого» опыта.

195

Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

196

Винтер, интервью с автором по Skype, 15 марта 2016 г.

197

Robyn Crook and Jennifer Basil, «A Biphasic Memory Curve in the Chambered Nautilus, Nautilus pompilius L. (Cephalopoda: Nautiloidea)», Journal of Experimental Biology 211, no. 12 (2008): 1992–1998.

198

Peter Ward, Frederick Dooley, and Gregory Jeff Barord, «Nautilus: Biology, Systematics, and Paleobiology as Viewed from 2015», Swiss Journal of Palaeontology 135, no. 1 (2016): 169–185.

199

Claire Régnier, Guillaume Achaz, Amaury Lambert, et al., «Mass Extinction in Poorly Known Taxa», Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 25 (2015): 7761–7766.

200

Джослин Сесса, интервью с автором по Skype, 21 января 2016 г.

201

Mariette Le Roux, «Scientists Warn of 'Deadly Trio' Risk to Ailing Oceans», October 3, 2013, https://phys.org/news/2013–10-scientists-deadly-trio-ailing-oceans.html (дата обращения: 28.01.2017).

202

Кеннет де Батс, интервью с автором по Skype, 24 июля 2015 г.

203

Helen Scales, Spirals in Time: The Secret Life and Curious Afterlife of Seashells (Bloomsbury Sigma, 2015).

204

Сайт, посвященный «древесному осьминогу», — наверняка один из самых древних, существующих до сих пор, и туда действительно стоит заглянуть: http://zapatopi.net/treeoctopus/ (дата обращения: 28.01.2017).

205

«Octopus Walkson Land at Fitzgerald Marine Reserve», видео пользователя tuantube, у которого более 7 млн просмотров. Все любят дружелюбных осьминогов! https://www.youtube.com/watch?v=FjQr3lRACPI (дата обращения: 28.01.2017).

206

Я потратила слишком много времени, чтобы подсчитать, сколько в точности поверхности Земли (в процентах) покрыто пресной водой. Я начала со следующих фактов: 0,01 % всей воды на Земле — пресная вода на ее поверхности и 87 % этой воды находится в озерах. Я поспешила заглянуть в «Википедию», в список озер по регионам, и там указываются 38 озер с площадью поверхности более 4000 кв. км. Восемь из них — соленые, в том числе Каспийское море (вы знали, что оно считается озером? Вот и я нет!), остается 30 пресноводных озер (число подозрительно круглое, ну да ладно), площадь поверхности которых составляет 616 422 кв. км. Если они составляют 87 % пресной воды на поверхности, то, сколько составляют 100 %, можно подсчитать, разделив это число на 0,87: получаем 708 531 кв. км. Но следует помнить, что это лишь крупнейшие озера, так что будем считать, что они составляют не 87 % пресной воды на поверхности, а только 80 %. Это дает нам примерно 770 000 кв. км поверхности Земли, покрытых пресной водой. Разделим это число на общую площадь поверхности планеты (510,1 млн кв. км) и получим, что всего 0,15 % поверхности Земли покрыто пресной водой. Вот так!

207

Clyde F. E. Roper and Elizabeth K. Shea, «Unanswered Questions about the Giant Squid Architeuthis (Architeuthidae) Illustrate Our Incomplete Knowledge of Coleoid Cephalopods», American Malacological Bulletin 31, no. 1 (2013): 109–122.

208

Забавный и увлекательный разбор мифов о размерах гигантских кальмаров в книге Whale Sharks and Giant Squids: Big or Bu!!$hit? Крейга Маклейна, заместителя директора по науке в Национальном центре эволюционного синтеза и главного редактора портала Deep Sea News: https://www.deepseanews.com/2013/02/whale-sharks-and-giant-squids-big-or-buhit (дата обращения: 28.01.2017).

209

Danna J. Staaf, William F. Gilly, and Mark W. Denny, «Aperture Effects in Squid Jet Propulsion», Journal of Experimental Biology 217, no. 9 (2014): 1588–1600. Первый вариант этой статьи был озаглавлен «The Littlest Squid». Didn't make the cut.

210

Norbert Cyran, Lisa Klinger, Robyn Scott, et al., Characterization of the Adhesive Systems in Cephalopods (Springer, 2010).

211

Julian K. Finn, Tom Tregenza, and Mark D. Norman, «Defensive Tool Use in a Coconut-Carrying Octopus», Current Biology 19, no. 23 (2009): R1069–R1070.

212

Christine L. Huffard, Farnis Boneka, and Robert J. Full, «Underwater Bipedal Locomotion by Octopuses in Disguise», Science 307, no. 5717 (2005): 1927–1927.

213

Hendrik J. T. Hoving and Bruce H. Robison, «Vampire Squid: Detritivores in the Oxygen Minimum Zone», Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences (2012): 4559–4567.

214

Julia S. Stewart, Elliott L. Hazen, Steven J. Bograd, et al., «Combined Climate- and Prey-Mediated Range Expansion of Humboldt Squid (Dosidicus gigas), a Large Marine Predator in the California Current System», Global Change Biology 20, no. 6 (2014): 1832–1843.

215

Roy Caldwell, «Death in a Pretty Package: The Blue-Ringed Octopuses», Freshwater and Marine Aquarium Magazine, 23, no. 3 (2000): 8–18; перепечатано на http://www.thecephalopodpage.org/bluering1.php (дата обращения: 28.01.2017).

216

Roy Caldwell and Christopher D. Shaw, «Mimic Octopuses: Will We Love Them to Death?» The Cephalopod Page, http://www.thecephalopodpage.org/mimic.php (дата обращения: 28.01.2017).

217

Там же.

218

Jacquet, Jennifer, Becca Franks, Peter Godfrey-Smith, and Walter Sánchez-Suárez. «The case against octopus farming». Issues in Science and Technology 35, no. 2 (2019): 37–44.

219

Новейшую информацию о вылове опалесцирующего прибрежного кальмара в Калифорнии можно найти на сайте Калифорнийского департамента рыбных ресурсов и дикой природы: https://www.wildlife.ca.gov/Conservation/Marine/CPS-HMS/Market-Squid (дата обращения: 28.01.2017).

220

Hoving, Henk-Jan T., S. L. Bush, S. H. D. Haddock, and B. H. Robison. «Bathyal feasting: post-spawning squid as a source of carbon for deep-sea benthic communities». Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 284, no. 1869 (2017): 2017–2096.

221

Marnie Hanel, «The Octopus That Almost Ate Seattle», New York Times, 16 октября 2013 г.

222

Два вида осьминогов, включенных в Красную книгу Международного союза охраны природы: Opisthoteuthis mero (исчезающий EN) и Opisthoteuthis chathamensis (в критической опасности CR). Еще как минимум одному виду присвоен статус «в уязвимом положении VU», а о многих других «данных недостаточно», то есть мы просто недостаточно знаем о них, чтобы понять, как у них дела. http://www.iucnredlist.org/details/163144/0; http://www.iucnredlist.org/details/162917/0 (дата обращения: 28.01.2017).

223

Gregory J. Barord, Frederick Dooley, Andrew Dunstan, et al., «Comparative Population Assessments of Nautilus sp. in the Philippines, Australia, Fiji, and American Samoa Using Baited Remote Underwater Video Systems», PloS One 9, no. 6 (2014): e100799.

224

Грегори Бэрорд, электронное письмо автору, 15 ноября 2016 г.

225

Zoë A. Doubleday, Thomas A. A. Prowse, Alexander Arkhipkin, et al., «Global Proliferation of Cephalopods», Current Biology 26, no. 10 (2016): R406–R407.

226

Происходит ли сейчас повсеместное массовое размножение медуз — спорный вопрос. См. Richard D. Brodeur, Jason S. Link, Brian E. Smith, et al., «Ecological and Economic Consequences of Ignoring Jellyfish: A Plea for Increased Monitoring of Ecosystems», Fisheries 41, no. 11 (2016): 630–637; и Marina Sanz-Martín, Kylie A. Pitt, Robert H. Condon, et al., «Flawed Citation Practices Facilitate the Unsubstantiated Perception of a Global Trend toward Increased Jellyfish Blooms», Global Ecology and Biogeography 25, no. 9 (2016): 1039–1049. И наконец, вот многообещающая гражданская научная инициатива, целью которой является сбор информации об увиденных медузах: http://www.jellywatch.org/ (дата обращения: 28.01.2017).

227

Elizabeth Kolbert, The Sixth Extinction: An Unnatural History (A & C Black, 2014).

228

Jose C. Xavier, A. Louise Allcock, Yves Cherel, et al., «Future Challenges in Cephalopod Research», Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 95, no. 5 (2015): 999–1015.

229

Эрик Эдсингер-Гонсалес, интервью с автором по Skype, 5 октября 2016 г.

230

Xavier at al., «Future Challenges», 9.

231

Там же.

232

Новое двухтомное издание «священной книги» об аммоноидах, которое, к счастью, вышло, как раз когда я собирала материал для этой книги: Christian Klug, Dieter Korn, Kenneth De Baets, et al., eds., Ammonoid Paleobiology: From Anatomy to Ecology, Topics in Geobiology, vol. 43 (Springer, 2015); Christian Klug, Dieter Korn, Kenneth De Baets, et al., eds., Ammonoid Paleobiology: From Macroevolution to Paleogeography, Topics in Geobiology, vol. 44 (Springer, 2015).

233

Изабель Крюта, интервью с автором по Skype, 31 марта 2016 г.

234

Isabelle Kruta, Isabelle Rouget, Sylvain Charbonnier, et al., «Proteroctopus ribeti in Coleoid Evolution», Palaeontology 59, no. 6 (2016): 767–773.

Content

Данна Стоф
Осьминоги, каракатицы, адские вампиры
500 миллионов лет истории головоногих моллюсков

Введение Почему кальмары?

1. Мир головоногих

Плавучие протеиновые батончики

Родословное древо кальмаров

Каменные часы

Новый символ эволюции

2. Восход империи

Подготовка декораций

Самый медленный взрыв в мире

Новое применение старой раковины

Улитка с реактивным двигателем

Суперхищник

Первые эксперименты

3. Плавучая революция

Челюсти

Секс и дети

Невероятные уменьшающиеся яйца

Чит-код аммоноидов

Девяносто шесть процентов: Великое вымирание

4. Многоликая раковина

Восставшие из пепла

Уход в оборону

Рецепт перемен

Раковина — это так тяжело

Другие формы

Рот, который приняли за дверь

Язык, который не совсем язык

5. Обволакивая раковину

Что такое колеоид?

Струя, бьющая из раковины

Сохранение кальция

Броня, превратившаяся в меч

Ноги вампира

Окаменелости в истории: от лагерштеттов до камней бизонов

6. Падение империи

Внезапная смерть

В поисках явных улик

Выжившие аммоноиды

Подсказки от самых маленьких

Выдавая желаемое за действительное

Скрывающиеся в глубинах

7. Новое вторжение

Возвращение из глубин

На сцене появляются киты

Незримая эволюция

Живое ископаемое?

Последние времена

8. Где они теперь?

Сколько их всего?

Насколько они огромны?

Насколько они странные?

Опасные присоски

Прежде чем ловить, сосчитай

Познакомьтесь с наутилусом — пока он еще здесь

Эпилог Вглядываясь в будущее

Повсеместное распространение

Подопытные кролики и библиотека видов

Будущее прошлого головоногих

Рекомендуем книги по теме

Об авторе

Примечания редакции

Примечания