Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные - Журавлёв Андрей Юрьевич
Дело в том, что все родственники латимерии – целаканты, одна из многочисленных в прошлом групп мясистолопастных рыб, – приказали долго жить еще до мел-палеогенового массового вымирания (около 70 млн лет назад). Они полностью исчезли из ископаемой летописи. И вдруг – настоящий целакант! Палеонтологам пришлось даже придумать новый термин – «виды Лазаря». Так называют виды, которые вроде бы вымерли, но вдруг оказались живы. (Латимерия в этом смысле отнюдь не исключение. В современных морях встречаются, например, строматопороидные и хететидные обызвествленные губки: они тоже как бы исчезли в мезозойскую эру.)
Ныне целаканты обитают на относительно больших глубинах (150–600 м) в районе Мозамбикского пролива и в противоположном «углу» Индийского океана – внутренних морях Индонезии (Latimeria menadoensis). Причем между островами Сулавеси и Новая Гвинея образовалось две популяции, особи которых не скрещиваются между собой более 10 млн лет – их развели морские течения. Ископаемых целакантов насчитывается под сотню видов и около 30 родов. Лучше всего им жилось в раннетриасовую эпоху: в водоемах, почти освободившихся от других палеозойских рыб, эти удивительные создания быстро заполонили все пространство. Таких приспособленцев палеонтологи называют «виды бедствия» (англ. disaster species). Как в известной поговорке: что русскому здорово, немцу смерть. Возможно, именно это умение получать выгоду в самой невыгодной ситуации и сохранило латимерию до наших дней.
Хотя многое о мясистолопастных мы знаем по ископаемым остаткам, изучение латимерии подтвердило, что основой осевого скелета у таких рыб служит хорда, тел позвонков нет, но есть мясистые и длинные парные грудные и брюшные плавники. Анальный и второй спинной плавники устроены точно так же, как парные. Это сходство еще раз подчеркивает тот факт, что и парные, и непарные плавники лишь чуть-чуть различаются на генном уровне.
Грудные и брюшные лопасти поддерживаются мощным скелетом из удлиненных костей. В них можно распознать те же элементы, что и в наших конечностях: плечевую, локтевую и лучевую кости на «руках»; бедренную, больше- и малоберцовую на «ногах». Есть также плечевой и тазовый пояса скелета. Эта конструкция в сочетании с мощными мышцами позволяет грудным плавникам свободно вращаться, принимая практически любое положение. Причем «походка» латимерии – как у четвероногих: сначала гребок одновременно совершают левая передняя и правая задняя конечности, затем движение повторяет другая пара. Анальный и спинной плавники при этом синхронно отклоняются то вправо, то влево, как единое рулевое весло, не давая телу вихлять из стороны в сторону. Трехраздельная (как бы с модным хвостиком-«косичкой» посередине) хвостовая лопасть остается неподвижной и включается в работу, лишь когда рыбе нужно ускориться.
Тело покрыто эллипсовидной крупной (до 15 см длиной у ископаемых форм) чешуей особого (эласмоидного) типа. У африканской латимерии она очень яркая – цвета индиго. Чешуя состоит из тонкого внешнего костного и гораздо более массивного внутреннего коллагенового слоев. Коллагеновая подложка – эласмодин – сложена многочисленными волокнистыми пластинами, причем волокна в соседних пластинах упакованы крест-накрест. На первый взгляд такая чешуя кажется слабой и ненадежной. Это впечатление обманчивое: рыбья шкура настолько крепкая, что на Коморских островах ее используют вместо наждака. Латимерии чешуя, конечно, нужна не в этом качестве: далеко налегающие друг на друга упругие коллагеновые пластины надежно защищают тело от укусов акул равного и чуть большего размера. Шкура выдерживает захват острыми зубами с силой до 25 Н. От больших акул спасает глубина, где целаканты и выжили. Костная поверхность чешуи, в свою очередь, несет многочисленные ребрышки и шипики, которые при движении рыбы ориентированы вдоль встречного потока и тем самым уменьшают лобовое сопротивление среды.
Крючьевидные острые конические зубы и/или мелкие зубчики образуют две дуги: снизу – на зубных и венечных костях, сверху – на челюстных, нёбнокрыловидных и сошниках. Зубы покрыты эмалью, а основу образует складчатый дентин (плицидентин) – так же как у древних четвероногих позвоночных. (Раньше по таким зубам выделялась большая группа земноводных – лабиринтодонты.)
Жаберные дуги несут костяные зубцы вместо мягких жаберных тычинок. Есть спиральный клапан в кишечнике и артериальный конус в сердце, как у живых и ископаемых представителей древних эволюционных ветвей костных и хрящевых рыб. Осморегуляция (выравнивание давления между морской водой и внутренней средой) осуществляется удержанием в крови мочевины и триметиламин-N-оксида, а также с помощью ректальной железы, выделяющей избыточную соль, – опять же как у хрящевых. Присутствие азотистого соединения особенно интересно, поскольку оно отменно работает в бескислородных условиях, а латимерию давно подозревают в том, что она хорошо приспособилась к среде с пониженным содержанием кислорода. (Из-за этих веществ разлагающийся целакант отвратительно пахнет, с чем пришлось столкнуться мисс Латимер, когда она пыталась сохранить первую пойманную рыбу.)
Спинной мозг заключен в канал, стенки которого укреплены хрящевыми и костными дугами. Каждая дуга переходит в невральный шиповидный отросток, образованный хрящевым стержнем и костной оболочкой. Поскольку хрящ обычно не сохраняется, в ископаемом виде получаем полый шип, который и дал название целакантам (от греч. κοιλοζ – «пустой» и ακανθα – «колючка»).
Мозговая коробка не цельная, как у других современных костных рыб. Она состоит из двух обособленных монолитных блоков – рыльного, или обонятельно-клиновидного (этмосфеноидного), спереди и затылочно-ушного (отико-окципитального) сзади. Снаружи черепа шов проходит между теменными и заднетеменными костями. Положение очень толстой (4 см в диаметре) хорды, которая прободает задний блок черепа и прирастает вершиной к торцу рыльного, видимо, и предопределило появление межчерепного зазора. Благодаря этому подвижному сочленению пара мощных веретеновидных подчерепных мышц, оттягивая рыло вниз и назад, усиливает захват добычи челюстями. Чтобы задрать его вверх, латимерия подключает удивительный механизм, который сейчас больше ни у кого не встречается. Используя всю мощь плавательной мускулатуры тела, она сжимает хорду; та, будучи несжимаемой, давит прямо в центр переднего блока черепа (нужная дырка-то там имеется), толкая его вперед, и пасть разевается.
В рыльном блоке просматривается обширная разветвленная полость, которая в свое время заставила Джона Смита задаться вопросом: не могла ли она вмещать электросенсорный орган, подобный ампулам Лоренцини? Теперь магнитно-резонансная томография подтвердила, что это действительно так. У современных целакантов полость состоит из трех пар взаимно перпендикулярных каналов, создающих трехмерную картину электромагнитного поля и его искажений. Последние подсказывают, что где-то рядом появилась возможная добыча. Расположение полости объясняет загадочное поведение латимерии, которая предпочитает ночами дрейфовать по воле морских течений, время от времени зависая вниз головой. В этот момент ее электролокатор сканирует поверхность дна в поисках незаметной для прочих органов пищи. Интересно, что у палеозойских целакантов электрочувствительные каналы располагались на рыле, как у других рыб, использующих подобное приспособление. Это сходство указывает на то, что и электросенсорный орган, и чувствительность к низкочастотным токам были рыбами унаследованы от общих бесчелюстных предков.
По мере развития мозг латимерии претерпевает значительные изменения. У плода, пока он находится в утробе матери и удивительно похож на головастика, мозговая полость относительно широкая, с короткими обонятельными каналами, уходящими в далеко расставленные носовые капсулы, а ямка для гипофиза – мелкая. Такой же была эта полость у древних костных, хрящевых и пластинокожих рыб. У взрослеющих мальков обонятельные каналы удлиняются, а гипофизарная ямка углубляется вперед и вниз, как у всех мясистолопастных рыб. При этом объем хорды возрастает сильнее, чем объем мозга, который у полутораметровой рыбины оказался буквально вжат в заднюю часть черепа, где занимает всего 1 % объема мозговой полости. Остальное пространство заплыло жиром, причем в прямом смысле. Этим целаканты, в том числе латимерия, отличаются от других мясистолопастных рыб и от любых современных позвоночных вообще. И в кого дальше с таким мозгом можно было эволюционировать? Только в реликты. (Подобный «скукоженный» мозг есть еще у глубоководных акул и скатов.)
