Андрей Журавлёв – Похождения видов. Вампироноги, паукохвосты и другие переходные формы в эволюции животных (страница 38)

Некоторые известковые губки даже способны сбежать с насиженного места. Они перемещаются, «вбивая» остроконечные части скелета – спикулы – в грунт, словно скалолазы, и подтягивают тело. Обыкновенные губки образуют выросты из клеток, которые находят новый участок для проживания, и весь организм буквально перетекает туда, оставляя старый скелет порожним.

Конечно, для губок важно, чтобы сито не сминалось и не рушилось под постоянными ударами судьбы и стихии. Поэтому его нужно укреплять. Наименее затратно это сделать, заложив основу из белка группы коллагена (спонгин) или полисахарида (хитин), иногда из сочетания этих веществ. «Мягкие» спонгиновые губки – одна из самых успешных групп губок в современном океане и, возможно, в прошлом тоже (вот только находят их по причине излишней мягкости не часто, но и не так уж редко). Именно благодаря им слово «губка», или Porifera (от греч. ποροσ – отверстие, пора и ϕερω – нести), вошло в наш быт: средиземноморские греческие, или роговые, губки с античных времен использовались в быту как материал, прекрасно впитывающий влагу. Такими губками не только мылись, что запечатлено на древнегреческих кратерах и описано Гомером в «Одиссее» (в обиход даже вошел глагол «спонгиорить», синоним слову «мыть»), но и красили стены. Отпечатки губочных кистей проступают на фресках Кносского дворца, которым почти 4000 лет. Губки, смоченные медом, заменяли соски детям, а чтобы их не было, губку макали в уксус и использовали в качестве контрацептива.

Поэтому самое обширное подразделение этого типа животных получило название народных губок (Demospongiae; от греч. δηµοσ – народ и σπογγοσ – губка). В ученом обиходе их называют «обыкновенные». Далеко не все обыкновенные губки мягкие: многие укрепляют органический скелет минеральными лучистыми элементами – спикулами (лат. spiculum – луч, наконечник), состоящими из кремнезема. Из кремневых спикул образуют скелеты и шестилучевые губки (Hexactinellida), они же стеклянные (их крупные спикулы не только состоят из стекла – аморфного кремнезема, но и служат световодами; рис. 12.1а). А вот известковые губки (Calcarea) строят каркас из известковых спикул, о чем и говорит их название. Мелкие спикулы (микросклеры, размером до 0,5 см) обычно образуются внутриклеточно, крупные (мегасклеры, более 0,5 см) создаются сообща двумя-тремя клетками, а огромные (до 50 см) скелетные элементы гексактинеллид – коллективным трудом. Несколько клеток, выстроившись шеренгой, описывают круги по поверхности спикулы и поочередно наматывают то органические, то кремневые слои. Получается биоминеральный композит, который по прочности превосходит многие материалы, созданные человеком, и при этом не теряет гибкости. Для производства разных по форме и размеру спикул одни и те же клетки, склероциты, запускают поочередно целый генный каскад – в результате получается скелет довольно правильного строения.

У обыкновенных губок мегасклеры обычно четырехлучевые, у шестилучевых – понятно какие (хотя нередко бывают и пятилучевые), у известковых – трехлучевые (триактины), и все три луча лежат в одной плоскости. Причем расходятся эти три луча под одним и тем же углом – 120°; концы основных лучей часто раздваиваются, но угол расхождения строго выдерживается (рис. 12.1б). В четырех-, пяти- и шестилучевых спикулах углы между лучами, как правило, прямые. Конечно, губки могут отходить от «правильного» плана строения или образовывать скелет из одноосных элементов… Тогда палеонтологам приходится очень непросто. Но, если одно существо придумало интересную задачу, другое должно постараться ее решить.

В отличие от мегасклер, форма микросклер ничем не ограничена: шипастые шарики, якорьки, крючки, гантельки и множество сложных микрообъектов, которые даже описать невозможно. Какой-то кукольный набор для детей инопланетянина. Именно по составу и, главным образом, по форме спикул присутствие конкретных губок можно установить в древних слоях, даже если скелеты давно рассыпались. Более того, если кремневые спикулы попадают в известковый ил, они растворяются и замещаются кальцитом; с известковыми иголками в кремнистых отложениях происходит обратное. Однако углы между лучами и форма спикул не меняются, и кто именно здесь распался, можно догадаться почти всегда.

Губкам, живущим в чрезвычайно бурной, турбулентной среде, как на рифах, рассыпа́ться противопоказано, особенно при жизни. У них спикулы срастаются между собой в прочную конструкцию. Из-за этого в ходе эволюции из разных обыкновенных губок неоднократно получались «литистиды» (буквально – «камню подобные»: от греч. λίθος – камень и ειδοσ – вид), а из известковых – фаретронные губки (от греч. ϕαρετρα – колчан; наверное, тот, кто придумал это название, имел в виду, что в скелете губки прячется множество острых наконечников). «Литистиды», чтобы упрочить скелет, уподобили спикулы кривым сучковатым палкам, сросшимся многочисленными отростками.

Некоторые обыкновенные губки в стремлении создать особо прочный скелет пошли еще дальше: поверх спонгинового каркаса, укрепленного кремневыми спикулами, «надевали» мощную известковую броню. Такой скелет складывался из шестоватых кристаллитов арагонита или магнезиального кальцита, которые, развиваясь из единого центра, образовывали сферические агрегаты. Они, в свою очередь, срастались между собой, образуя многослойную конструкцию. Как сосуществовали кремневые спикулы с известковыми отложениями? Очень просто: они были изолированы друг от друга органическими чехлами. После смерти губки, и даже во время ее жизни, когда нижняя часть скелета становилась невостребованной, оболочки разрушались и спикулы растворялись, а оставшиеся от них дырки заполнялись вторичным кальцитом. Поэтому догадаться, что они все-таки были, можно, изучая тонкие срезы скелетов.

Подобные известь-кремневые губки не очень типичны для современных морей. Их даже открывали два раза, не поверив первооткрывателю зоологу Рэндолфу Киркпатрику из Британского музея естественной истории. В 1908 г. он описал первых таких губок, которых знаменитое научное судно «Челленджер» выловило в Коралловом море с глубины более 100 м. Увы, пять лет спустя ученый заявил в многотомнике «Нуммулосфера: представление об органическом происхождении так называемых изверженных пород и глубоководных красных глин», что это не губки, а – нуммулиты (фораминиферы). Киркпатрик считал, что все горные породы на Земле, и даже метеориты, состоят из нуммулитов (на обложке книги лихая квадрига гиппокампов везла Посейдона с нуммулитом на трезубце и метеоритом в правой руке), поэтому научное сообщество стало воспринимать все его работы весьма скептически. Ну как скелет губки может состоять одновременно из кремневых спикул и карбоната кальция? Это просто коралл, в котором поселилась сверлящая губка. Они часто так делают. Лишь через 60 лет, когда морские биологи стали профессиональными ныряльщиками, эти губки нашли вновь (на этот раз в Карибском море), в том числе десяток новых родов. Один из них – васлетия (Vaceletia), получивший имя своего автора Жана Васле из Университета Экс-Марсель, вообще обходится без спикул, проживая в пористом многокамерном скелете (рис. 12.2а).

Благодаря этим открытиям, к концу прошлого века палеонтологи внезапно обрели огромное количество ископаемых губок. Строматопороидеи и хететиды, которых за 200 лет привыкли относить к гидрокораллам или настоящим коралловым полипнякам, а также археоциаты и сфинктозои, которых из-за необычного строения скелетов даже считали отдельными полностью вымершими типами животных, – все оказались обызвествленными губками (не путать с известковыми, чей скелет спикульный, а не сплошной!). Кстати, именно Киркпатрик первым обратил внимание на огромное сходство современных обызвествленных губок и строматопороидей.

На беду палеонтологам, дело обернулось гораздо худшими последствиями. Попытка установить новый класс губок (склероспонгии) закончилась неудачей: губки не пожелали облегчить участь ученых, и оказалось, что представители одних и тех же семейств обыкновенных губок способны формировать самые разные по форме и минеральному составу скелеты. Более того, близкие виды могут выделять массивный известковый скелет или полностью без него обходиться. Надежными признаками их родства служат только молекулярно-генетические особенности, характер личиночного развития и строение спикул. Из всего этого набора в ископаемом виде доступны только спикулы, и то далеко не всегда. Кремневые (изначально) спикулы удалось найти у хететид, мезозойских строматопороидей (рис. 12.3) и некоторых сфинктозоев, что позволило распределить их обладателей среди разных обыкновенных и известковых губок. Палеозойские строматопороидеи и археоциаты, видимо, всегда обходились без спикул.

Cтроматопороидеи (Stromatoporoidea; от греч. στρωμα – подстилка, ковер и ποροσ – отверстие, пора) обычно обладали куполовидными скелетами (до метра в поперечнике или в высоту), которые строились из ажурных известковых пористых слойков, соединенных столбиками или выпукло-вогнутыми пластинами (рис. 12.3, 12.4).

Полусферические скелеты хететид (Chaetetida; от греч. χαιτη – длинный волос) тоже были немаленькие (до метра в диаметре), состояли из тончайших (открывающихся на поверхности) известковых трубочек и действительно напоминали пучок волос на голове мраморной статуи (рис. 12.5). Если бы не астроризы – звездчатые каналы на поверхности скелета, строматопороидей и хететид вполне можно было бы спутать с массивными кораллами. Определить, кто это такие, помогли даже не современные губки, а закон Бернулли. Модели строматопоридей со звездчатыми каналами опустили в сосуд, где создавался ток воды разной скорости. Оказалось, что каналы улавливают малейшую разницу в скорости потока, проходящего над скелетом, и направляют течения туда, где могли находиться питающие клетки. Иначе говоря, такие скелеты – это прекрасные приспособления для фильтрации. (Астроризы образуются и у спикульных губок с массивными или, наоборот, сильно уплощенными скелетами.) Причем бóльшая часть известкового «массива» служила скорее постаментом, чем жилым помещением, и тело губки располагалось на его поверхности и немного под ней.