Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни - Ричард Докинз

“Гарпун” стрекающих – это, пожалуй, самый сложный внутриклеточный аппарат растений или животных. В состоянии покоя он представляет собой свернутую в спираль трубку, которая находится внутри клетки под давлением (если точно – осмотическим давлением). Запуск происходит с помощью крошечного волоска под названием книдоциль, который выдается за пределы клетки. Приведенная в действие клетка “взрывается”, и свернутый внутри нее механизм выстреливает, вонзаясь в тело жертвы и вводя в ее ткани яд. Клетки-“гарпуны” одноразовые и не могут “перезаряжаться”, но, как почти все остальные, они заменяются.

Стрекательные клетки есть у всех книдарий – и ни у кого больше. Это еще одно их замечательное свойство: они представляют собой одну из очень немногих групп животных с однозначным диагностическим признаком. Увидев животное без стрекательных клеток, вы можете сказать, что оно точно не относится к книдариям. Если же у животного есть стрекательные клетки, оно точно относится к книдариям. Правда, есть одно исключение. Морские голожаберные моллюски (см. рандеву № 26) часто имеют на спине окрашенные выросты, расцветка которых отпугивает потенциальных хищников. И не зря. У некоторых видов эти выросты содержат стрекательные клетки, аналогичные стрекательным клеткам книдарий. Это исключение подтверждает правило. Эти голожаберные моллюски поедают медуз, помещая их стрекательные клетки, неповрежденные и все еще работающие, в свои спинные выросты. Такое трофейное оружие вполне способно стрелять и служит для защиты – отсюда и яркая предупреждающая окраска голожаберного моллюска.

У стрекающих два альтернативных плана строения тела: полип и медуза. Актиния или гидра – типичные полипы: ведут сидячий образ жизни, рот у них сверху, а противоположный конец зафиксирован на грунте, как у растений. Они питаются, шевеля щупальцами и хватая мелкую добычу, которую притягивают ко рту. Типичная медуза плавает в море благодаря пульсирующим сокращениям мышц колокола. Рот медузы в центре, на нижней стороне тела. Медузу можно представить себе как полипа, который оторвался от дна, перевернулся вниз головой и начал активно плавать. Можно представить и полипа как медузу, которая закрепилась на дне щупальцами кверху. У многих видов стрекающих есть и полипоидная, и медузоидная стадии, которые чередуются в ходе жизненного цикла примерно как гусеница и бабочка.

Полипы часто размножаются вегетативным способом, как растения. Дочерний полип вырастает на боку пресноводной гидры (Hydra) и отпочковывается, давая особь-клон родителя. Многие морские родственники гидры проделывают нечто подобное, однако у них клон не отпочковывается от родительской особи. Он остается прикрепленным и становится ветвью – как у растения. “Колониальные гидроидные” многократно ветвятся, и неудивительно, что их прежде принимали за растения. Иногда на одном “дереве” несколько видов полипов, и у каждого специализация: питание, защита, размножение. Их можно изобразить как колонию, но в определенном смысле они части одной особи, потому что дерево является клоном: у всех полипов одинаковые гены. Пища, пойманная одним полипом, может использоваться другими, поскольку их желудки сообщаются. Ветви “дерева” и его главный “ствол” представляют собой полые трубки, так что можно сказать, что у конструкции общий желудок – своего рода система циркуляции, аналогичная нашей кровеносной системе. Некоторые полипы время от времени отпочковывают крошечных медуз, которые уплывают, чтобы размножиться половым способом и распространить гены родительского “дерева”.

Одна из групп стрекающих, сифонофоры, довела колониальный образ жизни до крайности. Сифонофор можно представить как “дерево” полипов, которое вместо того, чтобы прикрепиться к скале или водоросли, свешивается с одной или нескольких свободно плавающих медуз (которые являются, конечно, членами того же клона) или плавает на поверхности моря. У португальского кораблика (Physalia) большой, наполненный газом поплавок с вертикальным “парусом”. Вниз свисает сложноустроенная конструкция из полипов и щупалец. Португальский кораблик не плавает сам: его несет ветер. Другой колониальный гидроид меньшего размера, велелла (Velella), представляет собой плоский овальный плот с вертикальным “парусом”, расположенным по диагонали. Велелла также передвигается с помощью ветра. На берегу можно найти высушенные плотики с парусами – они обычно теряют синюю окраску и кажутся сделанными из бледного пластика. Из этих двух парусников именно велелла больше всего напоминает настоящий военный корабль. Однако велелла и ее родственник порпита (Porpita) – не колонии сифонофор, а одиночные сильно видоизмененные полипы, которые свисают с поплавка вместо того, чтобы сидеть на скале.

Многие сифонофоры умеют регулировать глубину погружения, наполняя поплавок газом или выпуская его – примерно так же, как костистые рыбы с помощью плавательного пузыря. Некоторые сочетают поплавки с медузами, и у всех есть полипы и свисающие вниз щупальца. Эдвард Уилсон, основатель социобиологии, считал сифонофор одной из четырех вершин социальной эволюции (три другие – социальные насекомые, социальные млекопитающие и мы сами). Так что это еще одно достоинство, которое можно приписать стрекающим. Правда, поскольку члены колонии являются клонами, генетически неотличимыми друг от друга, не очень ясно, почему мы должны называть их колонией, а не особью.

Медузоидная форма у гидроидных используется для переселения генов с одного постоянного места жительства на другое. Привычные нам медузы выбрали такую форму жизни в качестве единственной. В противоположность им, кораллы избрали оседлый образ жизни и научились строить крепкие жилища, которые не разрушаются тысячи лет.

Медузы не преследуют добычу так, как это делают барракуды или кальмары, а ловят зазевавшийся планктон длинными щупальцами со стрекательными клетками. Медузы плавают, вяло пульсируя своим колоколом, и при этом не двигаются в каком-либо направлении (по крайней мере, в том смысле, в котором мы это понимаем). Впрочем, наше понимание ограничено двухмерностью: мы перемещаемся по поверхности земли, а если и взлетаем, попадая в третье измерение, то лишь чтобы перемещаться немного быстрее. В море же третье измерение – главное. Помимо перепадов давления на различной глубине, здесь присутствует световой градиент, осложненный изменением цветового баланса. Однако ночью свет исчезает. И, как мы увидим, предпочтение глубины у планктонных организмов существенно меняется с суточным циклом.

В годы Второй мировой войны операторы гидролокаторов, ищущих подводные лодки, ежевечерне с недоумением наблюдали, как на поверхность поднимается нечто, похожее на второе морское дно, и опускается с наступлением утра. Эти вторым дном оказалась планктонная масса – миллионы крошечных ракообразных и других существ, которые по вечерам поднимаются к поверхности в поисках пищи. Зачем они это делают? Думаю, лучшее объяснение – это то, что при дневном свете они слишком заметны для хищников, например рыб и кальмаров. Поэтому дни планктон проводит в глубине. Один ученый сравнил его с человеком, который ежедневно проходит по 40 км в обе стороны, чтобы позавтракать.

На самом деле причина, по которой планктон всплывает, проста: пища в конечном счете приходит от Солнца. Поверхностные слои воды представляют собой сплошные зеленые “прерии”, где в роли колышущихся от ветра трав выступают микроскопические морские водоросли. Именно здесь собираются травоядные и те, кто питается травоядными, а также те, кто питается теми, кто питается травоядными. Но поскольку находиться там, не рискуя быть съеденным, можно лишь ночью, травоядным и самым мелким хищникам приходится прибегать к суточной миграции. Сами “прерии” не мигрируют. А если бы они это делали, то, наверное, имело бы смысл избегать потока животных, потому что единственная цель существования “прерии” – поймать солнечный свет и при этом избежать опасности быть съеденным.