Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

Реалии современного мира развеивают миф об автономии и ценностной нейтральности науки похлеще любых философов-постмодернистов. Никого уже не удивляет, что нобелевского лауреата Джеймса Уотсона подвергают тотальной обструкции за высказывания о возможной связи между уровнем интеллекта и расовым происхождением, хотя еще полвека назад этот вопрос обсуждался совершенно свободно. Любые опыты над животными на Западе уже давно проходят под строгим надзором этических комиссий – существуй они во времена академика Павлова, не открыть ему условных рефлексов. Когда российский генетик Денис Ребриков анонсировал проект по редактированию генома человеческих эмбрионов по методу CRISPR/Cas9, «этически сознательные» коллеги набросились на него даже более остервенело, чем религиозные деятели. Посреди бушующих волн морального пафоса, захлестывающих сегодня науку, палеонтология всегда казалась островком спокойствия. В самом деле, какие претензии можно выдвинуть к изучению организмов, исчезнувших многие миллионы лет назад? Но не тут-то было – даже ископаемые насекомые могут стать мишенью (само)цензуры…

В один весенний день 1910 г. шотландский сельский врач и геолог-любитель Уильям Макки возвращался с очередной вылазки за интересными минералами. Излазав несколько холмов вдоль и поперек, Макки порядком устал и медленно шел по дороге. За поворотом показалась деревушка Райни. Мелкий моросящий дождь – непременный атрибут шотландской погоды – на время прекратился, и из-за туч выглянуло солнце. «Самое время сделать привал», – сказал себе Макки и присел на каменную ограду придорожного поля. Но только он развернул сэндвичи, как заметил в ограде странный камень, совершенно непохожий на горные породы, виденные им в этой местности до сих пор. Согласно одной из легенд, именно так было открыто знаменитое местонахождение Райни, благодаря которому палеонтологам удалось в деталях воссоздать облик одной из древнейших наземных экосистем в истории нашей планеты.

В течение следующих двух лет Макки посетил поле еще несколько раз и, распугивая пасущихся на нем овец, собрал целую груду обломков той же загадочной породы, что и первый камень. Впоследствии ее стали называть райниевыми че́ртами (от англ. chert – кремнистый сланец). Чтобы разобраться, что же представляет собой эта порода, Макки стал распиливать ее на шлифы – так геологи называют тонкие каменные пластинки, которые наклеивают на стеклышко и изучают под микроскопом. На некоторых таких шлифах Макки с удивлением увидел прекрасно сохранившиеся стебли каких-то растений и в 1913 г. опубликовал их фотографии. Научная общественность была заинтригована. Чтобы найти то место, где райниевые черты выходят на поверхность, ученым с разрешения владельца поля пришлось вырыть на нем траншеи. Благодаря этому удалось не только собрать новые образцы породы, но и установить ее возраст и особенности залегания. Оказалось, что райниевые черты сформировались в самом начале девонского периода, примерно 407–410 млн лет назад.

Послойно шлифовать твердые, как кремень, райниевые черты – очень кропотливая работа, но она приносит плоды. Особенно много открытий совершили здесь палеоботаники – за прошедшие десятилетия им удалось детально реконструировать внутреннее строение раннедевонских растений, которыми забита эта порода. На препаратах можно разглядеть буквально каждую клеточку внутри стебля. Их исключительная сохранность связана с тем, что растения эти росли вдоль горячих источников, богатых кремнеземом. Подобными источниками в наши дни славится, например, Йеллоустонский национальный парк в Северной Америке, раскинувшийся над супервулканом. Время от времени растительность, покрывавшая Райни в девоне, подтоплялась горячими кремнистыми водами, что приводило к быстрой минерализации органического вещества и не давало ему разлагаться. Таким же образом в Райни сохранились не только растения, но и многие членистоногие, жившие в их зарослях: многоножки, сенокосцы, клещи и среди них риниеллы (Rhyniella praecursor) – древнейшие насекомые, дошедшие до нас в ископаемом состоянии.

Риниеллы относятся к ногохвосткам (Collembola) – крошечным существам, которые живут во влажной почве и на ее поверхности. Современных ногохвосток иногда можно встретить даже в цветочных горшках. В отличие от подавляющего большинства насекомых, у них нет и никогда не было крыльев, а челюсти спрятаны в особом кармане внутри головы. Питаясь гниющими растительными остатками, ногохвостки играют в процессе почвообразования не менее важную роль, чем дождевые черви: на один кубометр грунта, как правило, приходится несколько тысяч особей. И иногда эта тайная армия переходит в наступление. В феврале 2016 г. по всем федеральным СМИ прошла новость о нашествии «снежных блох» на Тульскую область. В репортажах показывали, как по обочинам дорог текли шевелящиеся темные реки из крошечных насекомых. Перепуганные сельчане обливали этих «блох» бензином и поджигали. На самом деле это были вовсе не блохи, а совершенно неопасные для человека ногохвостки Desoria saltans, разбуженные оттепелью. Блохами их прозвали за способность к прыжкам: у ногохвосток на конце брюшка есть прыгательная вилка, которая в покое подводится под тело и удерживается особой зацепкой. Как только ногохвостка ослабляет зажим, освободившаяся вилка резко бьет о землю и подбрасывает ее высоко вверх.

* Folsom J. W. Nearctic Collembola, or springtails, of the family Isotomidae // Bulletin of the United States National Museum. 1937. Vol. I–III. P. 1–144.

В 1981 г. в шлифах из Райни палеонтологи нашли брюшко 1,5-миллиметровой ногохвостки с подобной прыгательной вилкой[8]. Еще раньше там были найдены четыре головы и грудь с ногами, также принадлежавшие риниеллам. По своим признакам риниеллы так мало отличаются от ныне живущих ногохвосток, что некоторые ученые даже помещают их в состав современного семейства Isotomidae (рис. 2.1). К этому же семейству относятся и ногохвостки, «напавшие» на жителей Тульской области. Жаль, что туляки без должного пиетета отнеслись к этим крошкам с историей в 400 млн лет… Встретить их – все равно что увидеть на улице диплодока или бронтозавра, с той лишь поправкой, что ногохвостки почти в два раза древнее самых древних динозавров и к тому же нисколько не изменились за все это время!

* * *

Если спросить моего сына-дошкольника, как отличить насекомое от паука, то он сразу скажет: у одного шесть ног, а у другого восемь. Это утверждение выглядит наивно и по-детсадовски, но оно указывает на фундаментальное разделение между насекомыми и всей остальной их родней: ракообразными, многоножками и паукообразными. У всех этих существ, объединяемых в тип Членистоногие (Arthropoda), к сегментированному телу крепятся членистые конечности, каждая из которых содержит несколько шарниров. Но за вычетом насекомых членистоногие не знают меры в умножении числа ног. У современных двупарноногих многоножек – самых «ногастых» существ на планете – число ходильных ног может достигать 1306, у вымерших трилобитов – 206. Мокрицы ходят на 14 ногах. Мечехвосты, а также креветки ползают по морскому дну с помощью 10 ног (прибавьте сюда еще множество маленьких жаберных ножек на брюшке). Крабы, подобно паукам, бегают на восьми ногах (передняя пара ходильных ног у них превратилась в клешни). Насекомые же пошли по пути минимализма, обходясь для передвижения всего шестью ногами, прикрепленными попарно к трем сегментам груди. От конечностей на брюшке они полностью отказались, если не считать некоторых сильно видоизмененных придатков. Поэтому насекомых в широком смысле слова – от ногохвосток до мух и жуков включительно – выделяют в особую группу Hexapoda, что переводится с греческого как «шестиногие».