Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

* * *

На заре брежневской эпохи, в конце 1960-х – начале 1970-х гг., в советскую науку вкладывались большие средства. «Золотой дождь» пролился и на геологию: СССР все сильнее подсаживался на сырьевую иглу, и разведка новых месторождений полезных ископаемых была одной из приоритетных задач. Так что в распоряжении геологов и примкнувших к ним палеонтологов имелись вездеходы, гидросамолеты и вертолеты, позволявшие добраться до самых отдаленных уголков необъятной советской родины. На этой волне сотрудникам Лаборатории членистоногих Палеонтологического института удалось организовать ряд крупных экспедиций в Сибирь, Забайкалье и Монголию. В результате были собраны десятки тысяч мезозойских насекомых, включая множество водных. Однако первоначально эти находки поставили ученых в тупик. Дело в том, что во многих комплексах водных насекомых, относящихся к юре и раннему мелу, преобладают личинки веснянок и других групп, которые в наши дни живут в речках с чистой и холодной водой, насыщенной кислородом. Но, судя по минералогическому составу породы, эти насекомые на самом деле обитали в водоемах совершенно иного типа: мелких, хорошо прогреваемых озерцах и пересыхающих старицах рек. Здесь должны были встречаться совсем другие виды, устойчивые к цветению воды и недостатку кислорода. Как же в мезозое туда занесло типично речные, оксифильные формы?

Надежду Калугину, сотрудницу Лаборатории членистоногих, осенило: ключ к решению этой загадки следует искать в составе прибрежной растительности! Калугина месяцами держала в сосудах с водой листья гинкго, папоротников и прочих растений и пришла к выводу, что скорость их гниения может напрямую влиять на состав водных насекомых. В Сибири, где в мезозое были распространены оксифильные комплексы водных насекомых, произрастали леса из вымерших голосеменных, таких как гинкговые и чекановскиевые. Хвоя современных голосеменных обладает антисептическими свойствами: в лесной луже, дно которой выстлано хвоинками сосны или ели, вода не цветет, и из нее можно напиться, не опасаясь за здоровье. Подобным образом листва мезозойских голосеменных, падая в водоемы, останавливала в них развитие водорослей и бактерий, тем самым сберегая кислород для насекомых[247].

Однако в середине мелового периода по берегам пойменных озер стали произрастать покрытосеменные, чьи остатки разлагаются куда быстрее. Случилась повальная эвтрофикация – так называют процесс накопления биогенных элементов в водоемах, приводящий к их цветению, когда вода становится зеленоватой и тухлой. В наши дни нечто подобное происходит, например, из-за смыва удобрений и фекалий с животноводческих ферм. В мелу с появлением покрытосеменных случилось, по сути, то же самое: приток легкоразлагаемой растительной биомассы в озера спровоцировал размножение бактерий и одноклеточных водорослей, жизнедеятельность которых привела к снижению концентрации кислорода в воде. Это стало причиной исчезновения ранее обитавшей там оксифильной энтомофауны. Последствия глобального замора, случившегося в середине мелового периода, хорошо прослеживаются в палеонтологической летописи. Озерные отложения позднеюрского и раннемелового возраста буквально забиты водными насекомыми, тогда как в верхнем мелу их как будто корова языком слизнула. Тихая катастрофа, которую не покажут в научно-популярных фильмах, – ведь здесь все обошлось без астероидов, вулканов и прочих зрелищных сцен.

Если для одних насекомых цветение водоемов стало настоящим бедствием, то для других оно открыло новые эволюционные возможности. Затхлая вода богата органическими взвесями, что создает идеальные условия для фильтраторов. Зачем тратить время и силы на поиск лакомых кусочков, если их можно загонять себе в рот, не сходя с места? Именно так поступают личинки многих комаров-звонцов (Chironomidae). Они сидят на илистом дне в трубочках, затянутых изнутри шелковой сетью. Личинка постоянно прокачивает сквозь трубочку воду, благодаря чему в ячейках сети застревают пищевые частицы. Когда их налипает достаточно, личинка съедает улов вместе с нитями, а затем всего за 40 секунд сплетает новую сеть, «выплевывая» шелк из слюнных желез. В результате деятельности комаров-звонцов вода очищается от микроорганизмов, водорослей и гниющего детрита. Ученые посчитали, что за лето они профильтровывают около 10 % всей воды в Учинском водохранилище – крупнейшем водохранилище системы канала имени Москвы, откуда вода поступает к жителям северной части столицы[248]. В украинском городе Бердянске комару-звонцу за его заслуги даже поставили памятник.

Но пока озера не были замусорены гниющей листвой покрытосеменных, звонцы-фильтраторы там отсутствовали – им просто нечем было питаться. Вместо них, судя по палеонтологическим данным, в мезозое преобладали комары, относящиеся к уже известному нам семейству хаоборид. Личинки хаоборид – это не сидячие фильтраторы, а активные хищники, которые захватывают дафний и другую мелкую добычу с помощью антенн, преобразованных из органа чувств в загнутые зажимы. Комары-звонцы в мезозое тоже встречались, но были малочисленны и сидели на хищной или водорослевой диете, основанной не на фильтрации, а на соскабливании, обкусывании и подбирании разбросанных по дну кусочков. Эвтрофикация водоемов во второй половине мела дала путевку в жизнь не только фильтрующим комарам-звонцам, безвредным для человека, но и кровососущим комарам-кулицидам, чьи личинки отцеживают из воды бактерий и детрит с помощью специальных щеток на ротовых частях.

В кайнозое сообщества водных насекомых менялись уже не так драматически. В 1828 г., на заре своей научной карьеры, молодой Чарльз Лайель вместе Родериком Мурчисоном и его супругой совершал геологические экскурсии по Франции. Лайель был очень впечатлен, найдя в олигоценовых отложениях близ городка Лимань в регионе Овернь многочисленные домики ручейников, построенные из раковинок пресноводных улиток. Ему сразу бросилось в глаза, что точно такие же домики строят ручейники и в прудах старой доброй Англии. Отсюда Лайель сделал вывод, что многометровые толщи древних известняков накапливались в тех же условиях, что и сейчас, а внезапные катаклизмы, о которых вслед за Жоржем Кювье твердили сторонники катастрофизма, тут ни при чем. Кто знает, может быть, вертя в руках один из таких окаменевших ракушечных домиков, Лайель впервые сформулировал для себя принцип униформизма – постоянства геологических процессов, который затем лег в основу современных наук о Земле?..

* * *

В историческом квартале ливанского города Библоса, недалеко от развалин величественного замка крестоносцев, среди тесной средневековой застройки то тут, то там попадаются лавки с окаменелостями. Стоит зайти в одну из них – и вот вы уже в руках у бойкого продавца-араба. Он водит вас вдоль полок с бесчисленными плитками известняка, на которых отпечатались темные рыбьи скелеты. Здесь есть рыбы на любой вкус и кошелек: вот маленькие 5-долларовые псевдобериксы (один из них сейчас красуется у меня в шкафу), вот огромные акулы и скаты – за них придется выложить целую пачку наличности. Историческая хроника гласит, что одну из таких плит с рыбьим скелетом местные жители преподнесли Святому Людовику во время Седьмого крестового похода. Все эти ископаемые рыбы происходят из известняковых карьеров в окрестностях Библоса. Здесь залегают «рыбные слои», сформировавшиеся на дне древнего моря во второй половине мелового периода, около 93–100 млн лет назад. Помимо рыб, в этих карьерах попадаются отпечатки креветок, крабов, осьминогов, изящных офиур – родичей морских звезд. Казалось бы, типично морская обстановка. Однако здесь же были найдены и пустые линочные шкурки (экзувии) странных длинноногих насекомых-хресмодид (Chresmodidae) (рис. 10.7).