Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предск - Журавлёв Андрей Юрьевич
Пауки-волки и некоторые клещи — единственные среди животных, не считая человека, кто взмывает в небо с помощью дополнительных конструкций. Осенью молодь пауков образует многомиллионные скопления, и, чтобы не мешать друг другу добывать пищу после зимней спячки, в ветреную погоду они влезают на высокие травинки или ветви деревьев, распускают легкую шелковую паутинку, разжимают лапки и разлетаются на сотни километров. Многие мелкие организмы перелетают с места на место, используя транспортные средства — летающих животных. Например, вместе с мезозойскими птерозаврами в воздухе оказались удивительные проблохи: заврофтир (Saurophthirus [9]) и страшила (Strashila), открытые известными энтомологами Александром Пономаренко и Александром Расницыным из Палеонтологического института РАН. Проблохи приспособились не отрываться от еды во время перелетов: впивались в нежные, пронизанные многочисленными тонкими сосудами перепонки летающих ящеров и, расставив длинные лапки с цепкими коготками на кончиках, отправлялись в небо…
Первыми воздушную среду, вероятно, освоили планктонные бактерии и одноклеточные водоросли. И сейчас они составляют довольно существенную массу летающей живности, поскольку благодаря мелким размерам поднимаются в воздух не только во время бурь и ураганов, способных вознести целые косяки рыб или стаи жаб, но и вместе с испаряющейся водой. Ведь те, кто имеет приспособления для парения в воде, готовы воспарить и в воздух…
Люди обращали внимание на подобных летунов лишь в особых случаях. Библия и средневековые летописи упоминали необычные «кровавые» дожди, льющие с неба в «знак Божьего гнева», после чего следовали расправы с еретиками и прочими неверными. Лишь в 1870 году, когда «кровавый» дождь оросил Рим, ученые воспользовались редкой возможностью рассмотреть под микроскопом, что там внутри капель. Оказалось, что каждая капля буквально нашпигована мириадами шаровидных жгутиковых водорослей, названных теперь — Haematococcus pluvialis [10], с красным пигментом астаксантином. Правда, сама водоросль относится к зеленым, поскольку наряду с этим пигментом содержит и зеленый, являющийся у нее основным фотосинтезирующим компонентом.
Цветные дожди вполне могли пойти уже 545 миллионов лет назад, когда в морях изобиловали мелкие, менее 0,1 миллиметра в диаметре, водоросли акритархи (вероятно, древние родственники зеленых водорослей) с различными шипами и оторочками на оболочке клетки. Примерно тогда же появились очень странные организмы кохлеатины (Cochleatina), имевшие вид плотно свернутых спиралей миллиметрового размера. Вероятно, они представляли собой органы размножения водорослей. Эти эластичные пружинки могли действовать подобно катапульте, выстреливая спорами, но такое действо возымело бы смысл только на воздухе. Ныне с помощью собственной «катапульты» разбрасывают споры сфагновые мхи. У мхов споры сидят в шаровидной коробочке с крышечкой. По мере созревания коробочка усыхает, а давление находящегося в ней воздуха возрастает, достигая почти четырех атмосфер (в два раза выше, чем в покрышке автомобиля). Затем крышечка отстреливается, и сжатый воздух выталкивает споры на расстояние до двух метров. Если учесть, что размеры «орудия» не превышают миллиметра, то результат можно считать превосходным. Среди современных растений немало и других бомбардиров, стреляющих даже на 12 метров, их семена разлетаются со скоростью почти 10 метров в секунду. Но это еще не освоение воздушной среды.
Растения изобрели множество приспособлений, пригодных для долгих перемещений на огромные расстояния, такие, как летающие плодики одуванчика. Эти белые парашютики не опадают сразу по мере созревания, а дожидаются хорошего ветра, чтобы дальность полета была наибольшей. Растение буквально оценивает состояние погоды — относительную влажность воздуха, температуру и силу ветра. Парашют очень удобен и для приземления: плод всегда опускается вертикально вниз, и всхожесть семян увеличивается. Не случайно одуванчики первыми завоевывают пустоши, образующиеся в городах благодаря деятельности человека. Парашют — не единственное средство полета. Лиана занония (Zanonia) использует для распространения семян летающее крыло шириной 14–16 сантиметров. Описывая в воздухе большие круги, оно плавно и неспешно опускается на землю, но, будучи подхвачено порывом ветра, улетает далеко от материнского растения. Глядя на семя занонии, богемские изобретатели Игнац и Иго Этрих построили в 1906 году весьма удачный вариант планера для человека. А плодик-крылатка клена устроен таким образом, что, падая, вращается вокруг центра тяжести (там расположено семя) подобно лопасти вертолета. Легкого дуновения достаточно, чтобы крылатка улетела на сотню метров — расстояние, превышающее ее длину в 5000 раз.
Все рекорды по дальности полета бьет пыльца хвойных и покрытосеменных деревьев, легко преодолевая расстояния в десятки и сотни километров. Благодаря исключительно малой массе при относительно большой площади поверхности пыльца поднимается на высоту двух километров, а то и на шесть и так путешествует по нескольку дней. Даже при полном безветрии пыльца березы будет опускаться с такой высоты 66 часов: настоящий воздушный планктон. Однако и она покажется гигантом рядом с пыльцевым зерном орхидеи — полмиллиона малюток весят всего грамм. И это не предел: для того чтобы собрать тот же грамм грибных спор, их понадобится 20 миллиардов, поскольку каждая не превышает 0,005 миллиметра в поперечнике. С шестикилометровой высоты крошка снижается не менее полумесяца при полном штиле. А сколько она может «прожить» в атмосфере в ветреную погоду?
Не удивительно, что в истории наземных растений важную роль сыграли именно ветроопыляемые формы. Правда, появились они далеко не сразу. Возможно, что развитие летающей пыльцы с полыми пыльцевыми мешочками происходило параллельно в нескольких группах растений, давших древесные формы к концу девонского периода. Ветром разносимая пыльца существовала в середине каменноугольного периода у древних голосеменных — некоторых цикадопсидов и кордаитов. У кордаитов, а также первых, каменноугольных, хвойных (Walchia) были и семена-крылатки. Но те пыльца и семена еще не отличались высокими полетными характеристиками. Лишь с распространением хвойных и особенно цветковых растения по-настоящему освоили воздушную среду. Произошло это в течение мезозойской и кайнозойской эр.
Однако настоящими летунами следует считать насекомых, птиц, летучих мышей и вымерших крылоящеров. Именно благодаря окрыленности эти группы достигли огромного разнообразия, приобрели множество необычных поведенческих навыков и отвоевали значительное пространство под солнцем.
Насекомые учились летать одновременно с растениями. Именно им принадлежит первенство в создании совершенных летательных аппаратов. Уже в самом начале каменноугольного периода насекомые окрылились. Ведь первые из них — в предшествовавшем девонском периоде — были первично бескрылыми формами, подобными современным щетинохвосткам — мелким, невзрачным, похожим на шестиногих многоножек существам. Как, собственно, появились первые летчики-шестиножки, остается загадкой. Поскольку жизнь множества нынешних насекомых протекает в воде (там развиваются личинки), одно время считалось, что крылья развились из жабр или дыхательных придатков ножек, которые эти насекомые использовали, чтобы парусить вдоль поверхности или даже грести ими. Однако водная жизнь этих существ во многом вторична. Так, у всех современных стрекоз личинки растут в воде, но в каменноугольном периоде они бегали по суше. Согласно другим представлениям, древние мелкие насекомые могли использовать выросты головогрудного сегмента тела, чтобы с их помощью планировать. Однако планирующий полет вряд ли мог преобразоваться в машущий, поскольку не способствует развитию каких-либо подвижных органов. Чем и зачем насекомым нужно было махать, чтобы в конце концов взлететь?
